Hoe werkt een ionenwisselaar van een waterontharder?

Bij de meest toegepaste waterontharders, de versie die met zout werkt en dat betreft meer dan 99% van de ontharders wereldwijd, is de ionenwisselaar het hart van het systeem, "daar gebeurd het". De werking is heel simpel en vooral een beproefd systeem dat bestaat sinds begin van de 20^e eeuw. De ionenwisselaar haalt kalk en magnesium uit hard water en je houdt zacht water over.

De ionenwisselaar is een cilinder waarin zich zeer kleine en speciale kunsthars korrels bevinden. Vaak wordt dit de onthardingscilinder genoemd. Het harde leidingwater komt aan de bovenkant van de cilinder naar binnen en stroomt langs de kunsthars korrels naar beneden. Tijdens deze passage wordt het water onthard. De speciale kunsthars korrels zijn in staat kalk en magnesium aan zich te binden waardoor je zacht, dus onthard water overhoud.

Voordat het harde leidingwater bovenin de ionenwisselaar bij de kunsthars korrels komt, stroomt het eerst door een zeer fijn filter die de grootste vuildeeltjes tegenhoudt. Dit filter bevindt zich in de onthardingscilinder waar dus ook de kunstharskorrels zich bevinden. Daarna stroomt het leidingwater door het "bed" (wordt ook wel "kolom" genoemd) van kunsthars korrels en komt onderin als onthard water uit de cilinder. Met een buis verlaat het ontharde water de cilinder en die staat in verbinding met de waterleidingen in het woonhuis. De waterontharder wordt meestal direct na de watermeter in het huis geplaatst en zal zo het hele huis van zacht water voorzien.

De kunsthars korrels kunnen maar een beperkte hoeveelheid kalk en magnesium aan zich binden. Na een aantal dagen kalk tot zich te hebben genomen zijn ze verzadigd en dan is het tijd om de kalk en magnesium te verwijderen. Dat is wat regeneratie van de waterontharder wordt genoemd.

Feitelijk verwijdert de ionenwisselaar de kalk en magnesium niet uit het harde water. Alleen worden de kalk- en magnesium ionen uitgewisseld met natrium ionen. Dit levert water op wat de eigenschappen bezit van water zonder kalk en magnesium. Het lijkt dus op zacht water en het gedraagt zich ook als dusdanig. Het effect is heel goed waarneembaar, kalkvlekken in douche, bad en gootsteen zijn verleden tijd. Ketelsteen in de fluitketel komt niet meer voor, zo ook de kalkaanslag in de waterkoker, espresso apparaat, wasmachine en noem maar op. Ook het wasgoed voelt veel zachter aan.

Ook is heel merkbaar dat je veel minder zeep nodig hebt in de wasmachine, douche of tijdens het wassen van je handen.

In de ionenwisselaar blijft natuurlijk de kalk en magnesium achter. Op een gegeven moment, na een dag of zeven, zijn de kunsthars korrels verzadigd en zijn ze niet meer in staat het water te ontharden. Dan is het tijd om de korrels te regenereren.

Tijdens de regeneratie wordt leidingwater, waarin normaal keuken zout (NaCl, natriumchloride) is opgelost, langs de kunsthars korrels geleid. Op dat moment vindt weer een ionenuitwisseling plaats maar dan precies andersom.

Het keukenzout geeft de natrium ionen af en de kunsthars korrels staan de calcium en/of magnesium ionen af (die zich binden met het chloor van het keukenzout en een chloride vormen). Dus tijdens de regeneratie stroomt water met natriumchloride in de ionenenwisselaar en uit de ionenwisselaar komt water waarin calciumchloride en magnesiumchloride is opgelost en dat water wordt afgevoerd op het riool.

Als laatste stap in dit proces wordt de ionenwisselaar doorgespoeld met normaal kraanwater. Hiermee worden mogelijke zoutresten uit de onthardingscilinder gespoeld waarmee voorkomen wordt dat een zout water in het ontharde leidingwater terecht zou komen. Dit regeneratieproces wordt geheel automatisch uitgevoerd.

Doordat tijdens de regeneratie van de ionenwisselaar zout water gebruikt wordt moet de eigenaar regelmatig zout, we noemen het dan onthardingszout of regeneratiezout aanvullen. In de waterontharder zit een flink voorraadvat waarin grote zoutkorrels (meer brokjes) of tabletten opgeslagen kunnen worden.

In sommige waterontharders worden geen zoutkorrels of tabletten maar zoutblokken gebruikt, maar welke vorm je ook gebruikt, al deze zoutvormen betreffen "ordinair" keukenzout. Voor de zekerheid, gebruik nooit fijn keukenzout, dat is wel de juiste stof, maar in die fijne vorm verstopt het heel snel het systeem, dus altijd brokken, tabletten of blokken gebruiken.

Bepalen regeneratie moment

Het bepalen van het moment om de ionenwisselaar te regenereren luister vrij kritisch. Doe je het te vroeg dan verbruik je meer zout dan nodig is. Doe je het te laat dan zal de waterontharder op het laatst weer hard water leveren en heb je alsnog last van kalkaanslag. De keuze van dit regeneratiemoment wordt bepaalt door de "besturing" van de waterontharder.

Levensduur ionenwisselaar

De kunsthars korrels in de ionenwisselaar zullen minimaal zo'n 10 tot 15 jaar het water kunnen ontharden. Na die gebruiksduur kunnen de kunstharskorrels vervangen worden. Dat is een vrij eenvoudig werkje en de korrels zijn niet erg duur.