Hallo,
da immer mal wieder die Frage auftaucht, wie Wasseraufbereitung mithilfe von Ionenaustauschern funktiioniert, habe ich mir mal die Mühe gemacht, die verschiedenen Ionenaustauscher vorzustellen.
Ein Ionenaustauscher (gefüllt mit Harzen) nimmt Ionen auf und gibt dafür andere Ionen ab. In der Aquaristik kommen Kationenaustauscher oder eine Kombination von Kationenaustauscher und Anionenaustauscher zum Einsatz. Achtung: die Anionenaustauscher zur Wasserenthärtung funktionieren NUR in Kombination mit einem Kationenaustauscher (und zwar einem stark sauren, jeder andere Einsatz zerstört das Anionenharz).
Wie oben schon erwähnt, sind die Ionenaustauscher Harze. Man unterscheidet stark saures Kationenharz, schwach saures Kationenharz, schwach basisches Anionenharz und stark basisches Anionenharz. Alle 4 Harze machen etwas anderes.
Stark saures Kationenharz
Kationen sind die positiv geladenen Ionen im Wasser. Dazu gehören Mg, Ca, K, Na und andere. Die Besonderheit des stark sauren Kationenharzes besteht darin, dass es SÄMTLICHE Kationen aufnimmt und dafür H-Ionen abgibt. Dabei werden alle Salze in ihre Säuren umgewandelt. Calciumhydrogencarbonat wird z.B. zu Kohlensäure, Calciumsulfat zu Schwefelsäure, Kaliumsulfat zu Schwefelsäure u.s.w.
Das herauskommende Wasser hat eine GH und KH von 0, ist aber absolut kein vollentsalztes Wasser, wie es bei einer Vollentsalzung geschieht. Dies wird teilweise immer noch missverstanden. Fehlende Härte ist kein Messkriterium für Salzfreiheit.
Ist vielleicht schwer zu verstehen, aber mal ein simples Beispiel: Wenn man in destilliertes Wasser Kochsalz auflöst, ändert sich weder die GH (bei dieser Messung werden die Erdalkalien Magnesium und Calcium gemessen) noch die KH (Messung des Hydrogencarbonat). Beides führt man aber bei Kochsalz (NaCl) nicht zu, deshalb ist das Wasser zwar GH und KH frei, aber nicht mehr ionenarm bzw. vollentsalzt.
Beim stark saurem Kationenaustauscher wird zwar der Salzgehalt reduziert, aber eben nicht vollständig und es kommt zu einer starken Verschiebung des Ionenspektrums. Dieses wird allerdings sowohl von den tierischen wie auch den pflanzlichen Bewohnern in der Regel ohne Probleme toleriert. Er ist eine recht gute Methode um die GH und KH zu reduzieren, aber nicht unbedingt um weiches (salzarmes = ionenarmes) Wasser herzustellen. Das sind wie gesagt manchmal zwei ganz verschiedene paar Stiefel.
Noch ein Hinweis bezüglich der Leitfähigkeit: Ein Austauscher entfernt ja nicht, sondern tauscht aus. Die H-Ionen haben aber ihrerseits eine gewisse Leitfähigkeit, sie sind sogar ziemlich beweglich. Im Eingangswasser sind aber auch doppelt geladene Kationen vorhanden. Statt dieses eine Erdalkali-Ion muss der Kati 2 H-Ionen abgeben. Bei 10 doppelt geladenen Erdalkali-Ionen hat man also im Ausgangswasser 20 H-Ionen. Von daher ist die Leitfähigkeit des Ausgangswassers sogar höher als die des Eingangswassers. Beim Verschnitt mit Rohwasser sinkt aber die Leitfähigkeit wieder. Dies geschieht, weil der pH-Wert (Maß der Konzentration der H+Ionen) wieder steigt. Damit sinkt auch wieder die Leitfähigkeit. Wie weit, ist abhängig von der Menge des Rohwassers, die man zum Verschnitt nimmt und der Anzahl der Ionen mit Leitfähigkeit, die sich außer der Härtesalze im Ausgangswasser befinden. So hat z.B. Nitrat eine gewisse Leitfähigkeit, wird aber beim Kationenaustauscher nicht mit entfernt.
Wie Sie sich vielleicht schon denken können, hat das Wasser durch die Säuren einen sehr niedrigen pH-Wert. Wenn die KH des Ausgangswasser jedoch etwa 80% der GH beträgt, ist die überwiegende Säure Kohlensäure. (Magnesiumhydrogencarbonat und Calciumhydrogencarbonat werden zu Kohlensäure umgewandelt). Bei starker Belüftung kann diese als CO2 leicht ausgetrieben werden.
Wenn man nun Rohwasser zusetzt, hat dieses allerdings wieder Hydrogencarbonat. Die anderen starken Säuren wie Schwefelsäure, Salzsäure etc. reagieren nun mit diesen Hydrogencarbonaten. Es entsteht wiederum sehr viel Kohlensäure und damit auch sehr viel CO2. Von daher muss man sehr aufpassen, wenn man Wasser aus dem stark sauren Kationenaustauscher direkt ins Becken gibt (was wirklich nicht zu empfehlen ist). Je nachdem wie hoch der Anteil des Kationenwassers ist, steigt der CO2.Gehalt in sehr große Höhen und damit sinkt auch der pH-Wert und die KH auch. Damit kann man durchaus seine Fische himmeln. Also Vorsicht ist geboten. Am Sichersten ist es daher, Rohwasser und Kationenwasser außerhalb des Beckens zu mischen und zu belüften und erst dann ins Becken zu geben.
Stark saure Kationenaustauscher werden mit Salzsäure regenieriert.
Ende Teil 1
lg
Beate