EP1515917A1 - Method for precipitating or flocculating substances contained in solutions - Google Patents

Abstract

In a method for precipitating or flocculating substances out of a solution, the solution is brought into contact with at least one ion exchange material having a surface provided with functional groups loaded with counter ions. The precipitation or flocculation is effected catalytically without exchange of the counter ions for ions contained in the solution.

Description

VERFAHREN ZUM FÄLLEN ODER AUSFLOCKEN VON INHALTSSTOFFEN AUS LÖSUNGEN METHOD FOR FILLING OR FLOCKING INGREDIENTS FROM SOLUTIONS

Die Erfindung cetrifft ein Verfahren zum Fällen oder Ausflocken von Inhaitsstoffen aus Lösungen.The invention relates to a method for precipitating or flocculating ingredients from solutions.

Störende ionische Wasserinhaitsstoffe lassen sich entfernen, indem man diese in die Form eines scnweriöslichen Salzes bzw. Minerals überführt und damit fällt. Viele Metallionen, wie z. B. Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Me²⁺-lonen, lassen sich in der Form schwerlöslicher Hydrcxide fällen; solche Reaktionen lassen sich über den pH-Wert steuern.Interfering ionic water ingredients can be removed by converting them into the form of a soluble salt or mineral and thus dropping them. Many metal ions, e.g. B. Ca ²⁺ , Mg ²⁺ , Fe ²⁺ , Me ²⁺ ions can be precipitated in the form of poorly soluble hydroxides; such reactions can be controlled via the pH value.

Ca²⁺-lonen im Wasser werden großtechnisch entfernt, indem man diese als CaC0₃ (Kalk) fällt (Entkarbonisieruπg). Diese Reaktion wird ebenfalls über den pH-Wert gesteuert.Ca ²⁺ ions in the water are removed on an industrial scale by precipitating them as CaC0 ₃ (lime) (decarbonization). This reaction is also controlled via the pH.

Eng mit der Fällung von Wasserinhaitsstoffen verbunden ist der Begriff der Flockung und Sedimentation; denn das Entfernen der (gefällten) Wasserinhaitsstoffe setzt voraus, daß man diese auch vom Wasser trennen kann. Bei der Rockung b.zw. Sedimentation ist es wesentlich, wie die gefällten Produkte weiterwachsen und/oder agglomerieren können. Durch Zugabe von bestimmten Salzen (Aluminiumsalze, Eisensaize) laß: sich dieses Verhalten steuern.The term flocculation and sedimentation is closely associated with the precipitation of water ingredients; Because the removal of the (precipitated) water ingredients requires that they can also be separated from the water. When rocking e.g. It is essential to sedimentation how the precipitated products can continue to grow and / or agglomerate. By adding certain salts (aluminum salts, iron salts): this behavior can be controlled.

Bei den herkömmlichen Verfahrenstechniken ist es schwierig, bei der Einbringung des Fällungsmitteis eine lokale Überdosierung zu vermeiden (beispielsweise beim Hinzudosieren von Natronlauge oder beim Auflösen von Natriumhydroxid Plätzchen). Eine lokale Uberdcsierung kann zur Fällung von an sich weniger löslichen Wasserinhaitsstoffen führen, die dann als verschleppter Feststoffanteil in nachfolgenden Fällungsprozεß schlecht kontrollierbare Bedingungen erzeugen.With conventional process techniques, it is difficult to avoid local overdosing when introducing the precipitant (for example when adding sodium hydroxide solution or when dissolving biscuits). Local overdosing can lead to the precipitation of water constituents which are less soluble per se, which then, as an entrained solid fraction, produce conditions which are difficult to control in subsequent precipitation processes.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbessertes Verfahren zum Fällen bzw. Ausflocken von Inhaltsstoffen aus Lösungen, insbesondere Wasser, anzugeben.The object of the invention is to provide an improved method for precipitating or flocculating ingredients from solutions, in particular water.

Erfindungsgemaß ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung mit mindestens einem lonenaustauschermaterial in Kontakt gebracht wird, welches die Fällung oder Ausflockung bewirkende Ionen in die Lösung abgibt und/oder die Fällung 2 oder Ausflockung katalytisch bewirkende funktionelle Gruppen an seiner Oberfläche aufweist.According to the invention, the method is characterized in that the solution is brought into contact with at least one ion exchange material which releases the ions which cause the precipitation or flocculation into the solution and / or the precipitation 2 or has flocculating functional groups on its surface.

lonenaustauschermaterialien werden zwar in der Wasser- bzw. Abwasseraufbereitung verwendet, um unerwünschte Ionen gegen erwünschte Ionen oder für den jeweiligen Verwendungszweck weniger störende Ionen auszutauschen. Bekannt sind beispielsweise Enthärtungsaniageπ, die mittels Kationenaustauschern Ca²⁺- und/oder Mg²⁺- lonen im Austausch gegen Na⁺ oder H⁺-lonen an sich binden; mit Anionen- austauschern (zumindest in der Cl"- oder OH"-Form) lassen sich unerwünschte Anionen (N0₃-, HC0₃-, etc.) aus dem Wasser entfernen. Bekannt sind auch Verfahren, mit denen man Cu²⁺-lonen oder Schwermetallionen über lonenaustausch aus dem Wasser entfernt. All diese Verfahren haben gemeinsam, daß die aus dem Wasser entfernten Ionen an das Harz gebunden werden; ist die Kapazität des Harzes erschöpft, muß es regeneriert werden; bei dem Regenerationsprozeß lassen sich beispielsweise die aufkonzentrierten Schwermetallionen aus dem Regenerat entfernen.Ion exchange materials are indeed used in water and wastewater treatment in order to exchange unwanted ions for desired ions or ions that are less disruptive for the respective intended use. For example, softening systems are known which bind Ca ²⁺ and / or Mg ²⁺ ions in exchange for Na ⁺ or H ⁺ ions by means of cation exchangers; with anion exchangers (at least in the Cl "- or OH" form) unwanted anions (N0 ₃ -, HC0 ₃ -, etc.) can be removed from the water. Methods are also known with which Cu ²⁺ ions or heavy metal ions are removed from the water via ion exchange. All these processes have in common that the ions removed from the water are bound to the resin; if the capacity of the resin is exhausted, it must be regenerated; In the regeneration process, for example, the concentrated heavy metal ions can be removed from the regenerate.

Neuartig ist nunmehr die Idee, ein lonenaustauschermaterial zum Induzieren eines Fällungs- oder Fiockungsprozesses zu verwenden.What is new now is the idea of using an ion exchange material to induce a precipitation or flocculation process.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung werden lonenaustauschermaterialien als Träger der Ionen verwendet, die in der Lösung die Fällungsreaktion ermöglichen. Die zur Überführung der zu fällenden ionischen Spezies in ein schwerlösliches Salz/Mineral notwendige Komponente wird von einem dafür konditionierten lonen- austauschermaterial bereitgestellt. Beispielsweise stellt ein Anionenaustauscherharz in der OH^'-Form, die für die Hydroxidfällung notwendigen OH^"-Ionen zur Verfügung, um beispielsweise Fe²⁺- und Mn²⁺-lonen in Form von Hydroxiden aus dem Wasser zu fällen. Ag⁺-lonen im Wasser lassen sich in Anwesenheit von einem Anionen- austauschharz in der CI^"-Form als AgCI fällen.According to a first aspect of the invention, ion exchange materials are used as carriers of the ions, which enable the precipitation reaction in the solution. The component necessary for the conversion of the ionic species to be precipitated into a sparingly soluble salt / mineral is provided by a conditioned ion exchange material. For example, an anion exchange resin in the OH ^' form provides the OH ^" ions necessary for hydroxide precipitation, for example to precipitate Fe ²⁺ and Mn ²⁺ ions from the water in the form of hydroxides. Ag ⁺ ions in Water can be precipitated as AgCI in the presence of an anion exchange resin in the CI ^" form.

Bei der Verwendung von speziell konditionierten lonenaustauschermaterialien ergeben sich gegenüber dem Stand der Technik in der Wasseraufbereitung folgende Vorteile: 3The use of specially conditioned ion exchange materials has the following advantages over the prior art in water treatment: 3

- Das lonenaustauschermaterial ermöglicht die gezielte Hinzugabe der für die Fällungsreaktion allein notwendigen Komponenten, beispielsweise bei der Entkarbonisierung von kalkhaltigem Wasser: Das Prinzip der Entkarbonisierung von kalkhaltigem Wasser besteht darin, den pH-Wert anzuheben, um das Kalk-Kohien- Säuregleichgewicht so zu verschieben, daß die Ca²⁺-lonen in Form von Kalk ausfallen. Konventionell erreicht man die pH-Wert-Anhebung durch Hinzudosieren von Ca(OH)₂. NaOH und/oder NaC0₃. Dieses Hinzudosieren hat den Nachteil, daß mit den basisch wirkenden OH^" bzw. C0₃ ^2"-lonen zusätzliche Ca ⁺- oder Nationen in das Wasser gelangen, die dem Verfahrenserfolg zum Teil entgegenstehen (zusätzliche Ca²⁺-lonen, die gefällt werden müssen) bzw. begrenzen- The ion exchange material allows the targeted addition of the components necessary for the precipitation reaction alone, for example in the decarbonization of calcareous water: The principle of decarbonization of calcareous water is to raise the pH value in order to shift the lime-Kohien acid balance. that the Ca ²⁺ ions precipitate in the form of lime. Conventionally, the pH is increased by adding Ca (OH) ₂ . NaOH and / or NaC0 ₃ . This metering has the disadvantage that with the basic OH ^" or C0 ₃ ^2" ions additional Ca ⁺ or nations get into the water, some of which conflict with the success of the process (additional Ca ²⁺ ions that have to be precipitated ) or limit

(Natriumgrenzwerte im Trinkwasser).(Sodium limit values in drinking water).

Ein (schwacnbasisches) lonenaustauscherharz in der OH^"-Form gibt nur OH^~-lonen ab; ein lonenaustauscherharz in der HC0₃-/C0₃ ^2"-Form nur C0₃ ^2" bzw. HC0₃- - Ionen.A (black-based) ion exchange resin in the OH ^" form only releases OH ^~ ions; an ion exchange resin in the HC0 ₃ - / C0 ₃ ^2" form releases only C0 ₃ ^{2 "} or HC0 ₃ - - ions.

- Bessere Kontrolle des Fällungsprozesses durch Vermeidung lokaler Überdosierung, insbesondere in Kombination mit einer Wirbelbettvariante.- Better control of the precipitation process by avoiding local overdosing, especially in combination with a fluidized bed variant.

- Die Möglichkeit der Steuerung des Fällungsprozesses über die Kontaktzeit des aufzubereitenden Wassers mit dem Ionenaustauschermaterial.- The possibility of controlling the precipitation process via the contact time of the water to be treated with the ion exchange material.

Der lonenaustausch ist ein Oberflächenprozeß und ist abhängig vom Grad der Beladung des lonenaustauschermaterials mit den zur Reaktion notwendigen Ionen und von der Art und der Konzentration der Ionen in der Lösung, die gegen die Ionen am Harz getauscht werden können.The ion exchange is a surface process and is dependent on the degree of loading of the ion exchange material with the ions required for the reaction and on the type and concentration of the ions in the solution which can be exchanged for the ions on the resin.

Die Kontakizeit läßt sich einfach einstellen und gegebenenfalls ändern (durch die Größe des lonenaustauscherharzbetts und die Durchflußmenge bei kontinuieriicnem Betrieb; durch die Verweildauer im Reaktionsgefäß (-becken) beimThe contact time can be easily set and, if necessary, changed (by the size of the ion exchange resin bed and the flow rate during continuous operation; by the length of time in the reaction vessel (s))

Batchbetrieb).Batch operation).

- Die Recyciierbarkeit des lonenaustauschermaterials. 4 Erschöpftes lonenaustauschermateπal, insbesondere Harze, laßt sich einfach aus dem Reaktionsgefaß bzw -becken entfernen und regenerieren Das regenerierte Material kann dann wieder dem Prozeß zugeführt werden- The recyclability of the ion exchange material. 4 Exhausted ion exchange material, in particular resins, can easily be removed from the reaction vessel or basin and regenerated. The regenerated material can then be returned to the process

lonenaustauschermaterialien können auch als Trager der Ionen verwendet werden, die in der Losung die Flockung steuern In Analogie zum oben besprochenen Mechanismus lassen sich auch Ionen, die die Flockung von Wasserinhaitsstoffen begünstigen (beispielsweise Al³⁺ und Fe³⁺-lonen) über lonenaustausch von einem lonenaustauschermateπal in die entsprechende Losung bringen (man benotigt dazu ein mit Al³⁺ und Fe³⁺-lonen zumindest teilweise beiadenes lonenaustauschermateπal) Alle Vorteile gelten auch hierIon exchange materials can also be used as carriers of the ions that control the flocculation in the solution.Analogous to the mechanism discussed above, ions that promote the flocculation of water ingredients (e.g. Al ³⁺ and Fe ³⁺ ions) can also be exchanged by an ion exchange Bring the ion exchange material into the corresponding solution (an ion exchange material at least partially charged with Al ³⁺ and Fe ³⁺ ions is required) All the advantages also apply here

Für bestimmte Prozesse ist auch die Kombination aus Dosierung von pH-steuernden Ionen (z B Anionenaustauscher in der OH -Form) und Flockungsmittel (z B Kationenaustauscher in der Fe²⁺-Form) sinnvollFor certain processes, the combination of dosing pH-controlling ions (e.g. anion exchanger in the OH form) and flocculant (e.g. cation exchanger in the Fe ²⁺ form) is also useful

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung kann ein speziell konditioniertes lonen- austauschermatenal als Katalysator zur Fallung von Wasserinhaitsstoffen benutzt werden In vielen realen Losungen liegt die Situation vor, daß die Losung thermo- dynamisch gesehen bezüglich einer gelosten Phase übersättigt ist, trotzdem findet in endlichen Zeiträumen kein Ausfall statt, der die Losung ins Gleichgewicht bringen wurde Solchen metastabilen Losungen ermangelt es an geeigneten Wachstumsstellen, an denen der Ausfall stattfinden kann Geeignete Wachstumsstellen sind Kristallkeime αer zu fallenden Phase oder spezielle heterogene Oberflachen, die die Keimbildungsaroeit deutlich erniedrigen und so die Bildung heterogener Keime im Bereich niedriger Übersättigungen ermöglichen Ein Beispiel für eine solche Losung ist Wasser, das bezüglich Kalk übersättigt istAccording to a second aspect of the invention, a specially conditioned ion exchange material can be used as a catalyst for the precipitation of water constituents. In many real solutions there is the situation that the solution is thermodynamically supersaturated with regard to a dissolved phase, but none is found in finite periods of time Failure instead, which would bring the solution into equilibrium Such metastable solutions lack adequate growth sites where the failure can take place. Suitable growth sites are crystal nuclei in the phase to be dropped or special heterogeneous surfaces which significantly reduce the nucleation rate and thus the formation of heterogeneous nuclei in the Allowing the area of low supersaturation An example of such a solution is water that is oversaturated with regard to lime

Es ist bekannt geworden, daß biologische Systeme (Muscheln Algen etc ) mit Hilfe bestimmter funktioneller Gruppen in der Lage sind, gezielte Kπstailkeimbildung auszulosen Insbesondere wurde gefunden, daß die Carboxylatgruppe bestimmter Carbonsauren (Stearinsaure, etc ) Kalkkπstallkeimbildung induziert Als Mechanismus dieser Reaktion wird vermutet, daß Carboxylatgruppen zunächst Ca²⁺-lonen aus dem Wasser 5 an sich binden und erst diese Kombination in der Lage ist, die Kalkkristallkeimbildung auszulösen.It has become known that biological systems (mussels, algae, etc.) with the help of certain functional groups are able to trigger targeted nucleation. In particular, it has been found that the carboxylate group of certain carboxylic acids (stearic acid, etc.) induces lime nucleation. The mechanism of this reaction is believed to be that Carboxylate groups initially Ca ²⁺ ions from the water 5 bind to itself and only this combination is able to trigger the lime crystal nucleation.

lonenaustauschermaterialien erhalten ihre spezifischen Eigenschaften ebenfalls durch bestimmte funktioneile Gruppen: Starksauere Ionenaustauscher tragen als aktive funktioneile Gruppen beispielsweise die Sulfonatgruppe; schwachsauere Ionenaustauscher haben als aktive funktionelle Gruppen beispielsweise die Carboxylatgruppe (COCr).Ion exchange materials also get their specific properties from certain functional groups: Strongly acidic ion exchangers carry, for example, the sulfonate group as active functional groups; weakly acidic ion exchangers have, for example, the carboxylate group (COCr) as active functional groups.

Belädt man die Carboxylatgruppe eines schwachsaueren lonenaustauschermaterials über einen Beladungsprozeß vorzugsweise vollständig mit Ca ⁺-lonen, so ist dieses beladene Material dazu geeignet, um an seiner Oberfläche in wäßrigen, kalkhaltigen Lösungen auf katalytischem Wege CaC0₃-Kristallkeime zu bilden.If the carboxylate group of a weakly acidic ion exchange material is preferably completely charged with Ca ⁺ ions via a loading process, this loaded material is suitable for catalytically forming CaC0 ₃ crystal nuclei on its surface in aqueous, calcareous solutions.

Ein solcherart konditioniertes schwachsaueres lonenaustauschermaterial kann beispielsweise als Nukleator und Filter-Pellet in herkömmlichen Entkarbonisierungs- lagern verwendet werden; weiters zur Steigerung der Keimbildungsrate und damit der Leistung in dem in der deutschen Patentanmeldung DE 19606633 A1 beschriebenen Verfahren und Vorrichtung. Der Inhalt der DE 19606633 A1 gehört zur Offenbarung der vorliegenden Anmeldung.A weakly acidic ion exchange material conditioned in this way can be used, for example, as a nucleator and filter pellet in conventional decarbonization stores; further to increase the nucleation rate and thus the performance in the method and device described in German patent application DE 19606633 A1. The content of DE 19606633 A1 belongs to the disclosure of the present application.

Die katalytische Effizienz ist abhängig von der Bindungsstärke (elektrostatische Assoziation) zwischen Carboxylatgruppe und dem Ca²⁺-lon: Eine zu starke Bindung würde die für die Keimbildung notwendige Assoziation von Carbonationen aus der Lösung nicht ermöglichen; eine zu lose Verbindung würde zum Verlust des Ca²⁺ und damit zur Zerstörung des katalytischen Komplexes führen. Die elektrostatische Assoziation von Carboxylatgruppe und Ca²⁺-lon an der Grenzfläche lonen- austauschermaterial/Wasser wird durch ein elektrisches Feld an der Grenzfläche beeinflußt. Die katalytische Leistungsfähigkeit dieser speziell beladenen lonen- austauschermaterialien wird folglich gesteigert, wenn man diese beispielsweise auf die in der internationalen Anmeldung WO 95/26931 beschriebenen Elektroden aufbringt oder diese daraus herstellt und so die funktionellen Gruppen mit dem dort 6 beschriebenen intπnsischen elektrischen Feld geeignet moduliert bzw einstellt Der Inhalt der WO 95/25931 gehört zur Offenbarung der vorliegenden AnmeldungThe catalytic efficiency depends on the bond strength (electrostatic association) between the carboxylate group and the Ca ²⁺ ion: too strong a bond would not allow the association of carbonate ions from the solution necessary for nucleation; too loose a connection would lead to the loss of Ca ²⁺ and thus to the destruction of the catalytic complex. The electrostatic association of carboxylate group and Ca ²⁺ ion at the ion exchange material / water interface is influenced by an electric field at the interface. The catalytic performance of these specially loaded ion exchange materials is consequently increased if they are applied, for example, to the electrodes described in the international application WO 95/26931 or are produced therefrom, and thus the functional groups with that 6 appropriately modulates or sets the described internal electrical field. The content of WO 95/25931 belongs to the disclosure of the present application

ANWENDUNGSBEISPIELEAPPLICATION EXAMPLES

Entkarbonisierung von kalkhaltigem Wasser durch gezielte Dosierung von OH"-lonen über ein lonenaustauscherharzDecarbonization of calcareous water by targeted metering of OH "ions via an ion exchange resin

Großtechniscn wird die Entkarbonisierung von kalkhaltigem Wasser dadurch realisiert, daß man durcn Zugabe bestimmter Chemikalien (Kalkmilch, Natronlauge, Soda) den pH-Wert des Wassers anhebt und damit das Kalk-Kohlensaurengleichgewicht stark in die Übersättigung verschiebt Die einsetzende homogene Keimbildung erzeugt Kalkkristallkeime an denen der im Wasser geloste Kalk ausfallt (Mg²⁺-lonen fallen als Mg(OH)₂ aus)Large-scale technology is used to decarbonize water containing lime by raising the pH of the water by adding certain chemicals (milk of lime, caustic soda, soda) and thus shifting the lime-carbonic acid equilibrium strongly into supersaturation. The onset of homogeneous nucleation produces lime crystal nuclei on those lime dissolved in the water precipitates (Mg ²⁺ ions precipitate out as Mg (OH) ₂ )

Der Verfahrenserfolg ist empfindlich abhangig von der Art der ProzeßfuhrungThe success of the process depends on the type of litigation

♦ Die Verwendung von Natronlauge zur pH-Wertanhebung ist problematisch, da es am Dosierort αer Natronlauge lokal zu einer extremen pH-Wertanhebung kommt, die zum Ausfall unerwünschter Hydroxide fuhren kann Diese Hydroxide, beispielsweise Ca(OH)_: -Kolloide, werden als Festkörper in das Prczεßwasser verschleppt und Erscnweren die nach dem Entkarbonisierungsprozεß notwendige pH- Werteinstεilung♦ The use of sodium hydroxide solution for raising the pH value is problematic, since there is an extreme increase in pH value locally at the dosing point αer sodium hydroxide solution, which can lead to the failure of undesired hydroxides. These hydroxides, for example Ca (OH) _: colloids, are solid in the process water is carried away and the pH value adjustment required after the decarbonization process is difficult

♦ Die Probleme Dei der Verwendung von Kalkmilch (Ca(OH)₂) liegen in der Zubereitung der Dosiεrlosung und in der Dosierung Es ist praktisch unmöglich, eine Dosieriosung Herzustellen, die frei von Ca(OH)₂-Kolloιden ist Werden diese Kolloide in der Entkaroonisierungsstufe nicht vollständig aufgelost so bilden diese ein großes Proolem Dei der in der Folge notwendigen pH-Wertabseπkung♦ The problems with the use of lime milk (Ca (OH) ₂ ) lie in the preparation of the dosage solution and in the dosage. It is practically impossible to produce a dosage solution that is free of Ca (OH) ₂ colloids The decaroonization stage is not completely resolved, so they form a large problem of the pH reduction required as a result

Die Dosierung von Kalkmilch setzt dem Wasser zusatzliche Ca²⁺-lonen zu, die im nachfolgenαεn Ausfallprozeß nur zum Teil mitgefallt werden oft muß zusätzliches Karbonat (in der Form von Soda - Na₂C0₃) hinzudosiert werdεn, um die Ca²⁺-lonen 7 durch Fällung hinreichend entfernen zu können Damit kommt es aber auch zu einer unerwünschten Erhöhung des Na⁺-Gehaltes im WasserThe dosing of milk of lime adds additional Ca ²⁺ ions to the water, which are only partially precipitated in the subsequent precipitation process. Often additional carbonate (in the form of soda - Na ₂ CO ₃ ) has to be added to the Ca ²⁺ ions 7 to be able to remove it sufficiently by precipitation. However, this also leads to an undesirable increase in the Na ⁺ content in the water

♦ Ziel einer ootimalen Prozeßfuhrung ist weiters eine kontrollierte Keimbiidungsrate, zu viele Kπstallkeime konkurrieren in ihrem Wachstum und wachsen nur zu kleinen♦ The goal of optimal process control is also a controlled germination rate, too many germs compete in their growth and grow only too small

Kalkkristallen heran, die nur schwierig vom Prozeßwasser abgetrennt werden können (zu geringe Sedimentationsgeschwindigkeit, aufwendiges Filtrieren)Lime crystals that are difficult to separate from the process water (sedimentation rate too slow, complex filtration)

Die Verwenαuπg von einem (starkbasischem) Anionenaustauscher (beispielsweise in der OH^"-Foπτi) ermöglicht eine optimale ProzeßfuhrungThe use of a (strongly basic) anion exchanger (for example in the OH ^" -Foπτi) enables optimal process control

In der Fig 1 finαet man ein Schema einer Entkarbonisierungsaniage. die auf Basis von starkbasiscnen Anionenaustauschern arbeitet1 shows a diagram of a decarbonization system. which works on the basis of strong basic anion exchangers

Die Fig 2 ze gt einε Vorrichtung zur Erzeugung von Impfkπstallen Die Fig 3 und 4 zeigen wene-e Ausfuhrungsbeispiele einer zur Durchfuhrung eines erfindungs- gemaßen Verfanrens geeigneten VorrichtungFIG. 2 shows a device for producing vaccine stalls. FIGS. 3 and 4 show examples of exemplary embodiments of a device suitable for carrying out an inventive method

In der Entka sonιsιerungsstufe 1 der Fig 1 strömt das Rohwassεr über die Leitung 2 zunächst durcn ein Bett aus starkbasischem lonenaustauschermateπal 3, über lonenaustausch wo αer pH-Wert des Rohwassers auf einen pH-Wert zwischen 9 und 10 (je nach Entkarconisierungsleistung) angehoben Die Steuerung αes pH-Wertes erfolgt über die mrrcere Kontaktzeit des Rohwassers mit dem ionenaustauschermateπal 3 (Durchfluß Harzmenge) Durch die pH-Wertanhebung kommt es zur homogenen Keimbildung und in der Folge zur Kalkfallung Der gefällte Kalk wird in der anschließencen Filterstufe 4 nach Stand der Technik über Sedimentation und/oder Filtration vom Prozeßwasser getrennt (Sedimentationsfilter 6) In einer dritten Stufe 5 wird gegebenenfalls der pH-Wert eingestelltIn the decalcification stage 1 of FIG. 1, the raw water flows via line 2 first through a bed of strongly basic ion exchange material 3, via ion exchange where the pH value of the raw water is raised to a pH value between 9 and 10 (depending on the decarconization capacity) The pH value occurs over the shorter contact time of the raw water with the ion exchange material 3 (flow of resin quantity). The pH value increases, leading to homogeneous nucleation and consequently to limescale precipitation. The precipitated lime is deposited in the subsequent filter stage 4 according to the state of the art via sedimentation and / or filtration separated from the process water (sedimentation filter 6) In a third stage 5, the pH is optionally adjusted

Um den kontinuierlichen Betrieb einer solchen Anlage zu ermogiicnen, ist es zweckmäßig, das lonenaustauschermateπal kontinuierlich zu regeneπeren Dies geschieht am besten caαurch, daß ein Teil des teilweise verbrauchten Materials 3, beispielsweise über e πe Saug- und Zufuhrleitung 7 aus dem Bett entfernt wird Die entfernte 8 Menge wird durch eine entsprechende Menge frisch regεneπertem lonen- austauschermateπal 3 ersetzt, wieder aufbereitet (regeneriert wird in der Regenerationsanlage 8 z B mit Sauren oder elektrolytisch, dabei kann gleichzeitig desinfiziert und gewaschen werden) und steht für die weitere Nutzung zur VerfugungIn order to enable the continuous operation of such a system, it is expedient to continuously regenerate the ion exchange material. This is best done by removing part of the partially used material 3 from the bed, for example via a suction and supply line 7 8 quantity is replaced by a corresponding quantity of freshly regenerated ion exchange material 3, reprocessed (regeneration is carried out in the regeneration system 8, for example with acids or electrolytically, it can be disinfected and washed at the same time) and is available for further use

Zweckmaßigerwεise betreibt man die Anlage (Stufe 1 ) im Wirbelbettbetrieb Mit der lonenaustauscnermateπaizu- und abfuhreinπchtung wird periodisch oder kontinuierlich verbrauchtes lonenaustauschermateπal dem Wirbelbett entnommen und durch frisches Harz ersetzt über Ruckspulleitungen 9 und Spuiauslasse 10 ist eine Reinigung möglichThe system (stage 1) is expediently operated in a fluidized bed mode. With the ion exchange and removal device, the ion exchange material is removed periodically or continuously from the fluidized bed and replaced by fresh resin via rewinding lines 9 and spout outlet 10, and cleaning is possible

Um bei einem harten Wasser mit einer Gesamtharte von 4 mmol/l, einem DIC-Gehalt von ebenfalls 4 mmol/l und einem pH-Wert von 8 0, den pH-Wert auf ca 9 5 anzuheben, bedarf es ca 1 mmol/l Lauge bzw OH^'-Ionen Ein starkbasischer Anionen- austauscher in der OH^" -Form, beispielsweise Lewait MP 600 der Firma Bayer/5/ hat eine Kapazität von typischerweise 1 val/l - geht man von einem Bedarf von 1 mmol/lIn the case of hard water with a total hardness of 4 mmol / l, a DIC content of likewise 4 mmol / l and a pH value of 8 0, the pH value to approx. 9 5 is required, approx. 1 mmol / l Alkali or OH ^' ions A strongly basic anion exchanger in the OH ^" form, for example Lewait MP 600 from Bayer / 5 / has a capacity of typically 1 val / l - assuming a requirement of 1 mmol / l

OH'-Ionen pro Liter Rohwasser aus, so lassen sich pro Liter Harz ca 1000 I entsprechend aufbereitenOH'-ions per liter of raw water, so about 1000 I can be processed accordingly per liter of resin

Die für eine bestimmte Behandlungsleistung notwendige Harzmengε ist abhangig von der zur pH-Wertanhebung notwendigen Kontaktzeit Harz - Wasser Bei dem oben beschriebenen Wasser ist für die pH-Wertanhebung auf 9 5 einε Kontaktzeit von ca 30 s ausreichend Für eine Entkarbonisierungsanlage mit einer Leistung von 100 m³/h ergibt sich damit eine notwendige Harzmenge von ca 850 IThe amount of resin required for a certain treatment performance depends on the contact time required for raising the pH value resin - water. With the water described above, a contact time of approx. 30 s is sufficient for raising the pH value to 9 5 for a decarbonization system with a performance of 100 m ³ / h, this results in a necessary amount of resin of approx. 850 I.

Enteisunq Entmaαnetisierunq von WasserDe-icing demagnetization of water

In ähnlicher Weise laßt sich auch die Reduktion von Eisen- und Manganionen aus dem Wasser bewεrkstelligen Man verwendet dazu vorzugsweise ein schwachbasisches Anionenaustauschermateπal, beispielsweise Lewait MP62 der Firma Bayer, da in der Regel nur eine maßige pH-Wertanhebung notwendig ist, um den Ausfall von Eisen- und Manganhvdroxiden auszulosen 9 Um die Flockung von den Hydroxiden zu verbessern, ist es gunstig ein mit Aluminium- lonen bzw -komplexen beladenes Harz in geringen Mengen dem Harzbett beizu- mischεn (bεispiεlsweise ein mit Aluminiumionen beladenes starksaueres lonenaustauscherharz Lewait S 100 der Firma Bayer)The reduction of iron and manganese ions from the water can be accomplished in a similar manner. A weakly basic anion exchange material, for example Lewait MP62 from Bayer, is preferably used for this purpose, since generally only a moderate increase in pH is necessary to prevent the iron from precipitating - and draw manganese hydroxides 9 In order to improve the flocculation of the hydroxides, it is advantageous to add a small amount of resin loaded with aluminum ions or complexes to the resin bed (for example, a strongly acidic Lewait S 100 ion exchange resin from Bayer, loaded with aluminum ions).

Katalytische Fällung von KalkCatalytic lime precipitation

Ein mit Ca^2"-lonεn vorzugsweise vollständig beladenes schwachsaueres lonen- austauschεrmatεπal, beispielsweise ein Harz Lewait CNP 80 der Firma Bayer, lost in kalkhaltigen Losungen auf katalytischem Wege Kalkkπstallkeimbildung ausA weakly acidic ion exchange matrix, preferably fully loaded with Ca ^{2 "} ions, for example a Lewait CNP 80 resin from Bayer, catalytically triggers calcium silicate nucleation in lime-containing solutions

Letzeres Harz kann beispielsweise verwendet werden, um die oben beschriebene Entkarbonisierung zu unterstutzen oder zu ersetzen Bei der Prozeßfuhrung der Entkarbonisierung ist es gunstig, den pH-Wert nicht zu hoch werαen zu lassen um eine nicht zu hohe Kπstallkeimkonzentration zu erhalten Ein zu hoher pH-Wert erhöht auch den Aufwand einer anschließenden pH-Wertabsenkung, eine zu hohe Kristallkeimdichte fuhrt zu vielen kleinen Kalkkristallen, die man nur schwer vom Wasser abtrennen kann Ein schwachsaueres Harz in der Ca²⁺-Form bildet auch bei niedrigeren Übersättigungen Kristallkeime, es ist mit der Vεrwεndung dieses Harzes möglich, den Prozeß so zu fuhren, daß die pH-Werte nicht über den pH-Wert 9 gesteuert werdεn müssen und damit die Übersättigung in einem Bereich bleibt, bei der nicht schlagartig einε hohε Kπstallkeimdichte erzeugt wirdThe latter resin can be used, for example, to support or replace the decarbonization described above. When carrying out the decarbonization process, it is advantageous not to let the pH be too high in order to obtain a not too high germ concentration. Too high a pH also increases the effort of a subsequent lowering of the pH value, too high a crystal nucleus density leads to many small lime crystals, which are difficult to separate from the water. A weakly acidic resin in the Ca ²⁺ form forms crystal nuclei even with lower supersaturations, it is with the use This resin enables the process to be carried out in such a way that the pH values do not have to be controlled via the pH value 9 and thus the supersaturation remains in a range in which a high germ density is not suddenly produced

Das konvertiεrtε CNP 80 laßt sich trocknen, mahlen und als dünne Schicht auf einen Trager, bεispiεlsweise auf die in der internationalen Anmeldung WO 95/26931 beschriebenen Elektroden, aufbringen Mit dem intπnsischen Feld εiner solcherart beschichtetεn Elεktrode laßt sich die katalytische Aktivität der funktioneilen Gruppen steuεrn, auf diεsε Wεise laßt sich gezielt Kπstallkeimbildung auslosen - diεsεr Effekt laßt sich in αεr Wasseraufbereitung verwenden, um eine definierte Menge von Kalk- kπstallkeimen αεm Prozεßwasser zuzuführenThe converted CNP 80 can be dried, ground and applied as a thin layer to a carrier, for example to the electrodes described in international application WO 95/26931. The internal field of such an electrode can be used to control the catalytic activity of the functional groups. In this way, specific microorganism formation can be triggered - this effect can be used in water treatment in order to supply a defined amount of lime microorganisms to process water

Dabei ist die Erfindung keineswegs auf bekannte lonenaustauschermaterialien eingeschränkt Wesεntlich ist nur, daß das verwendete Material aktive Gruppen tragen 10 kann, die in der Lagε ist, lonεn aus der Losung aufzunehmen und dafür andere abzugeben Diesε Gruppεn müssen also eine endliche Dissoziatonskonstante in der betrachtetεn Flüssigkeit habenThe invention is in no way limited to known ion exchange materials. The only important thing is that the material used carries active groups 10, which is able to take up ions from the solution and dispense others for this purpose. These groups must therefore have a finite dissociation constant in the liquid under consideration

Damit die Matεπalien katalytische Eigenschaften aufweisen ist es zusätzlich von Vorteil, wenn diε Matεπalien verwendet werden, die eine für die Kπstallisation gunstige Mikrostruktur aufweisεn Dies ist beispielsweise dann gegeben wenn die Grundmatrix, auf die die GrupDen aufgebracht werden, ein zweidimensionaies Template ist, welches eine gute Ubεrεinstimmung mit den Gitterkonstanten des zu Diidenden Kristalls auf- weist, sodaß elektrostatische und sterochemische Voraussetzungεn wie im zu bildenden Kπstali nεrrschεn Die aktiven Gruppen sind dann αεrmaßen zu präparieren, daß zumindest eine ionische Komponente der zu kristallisierenden Substanz absorbiert ist Diεse ist dann in übersättigten Losungen in der Lage, Kπstall- keimbildungen am Intεrface auszulosenSo that the materials have catalytic properties, it is additionally advantageous if those materials are used which have a microstructure that is favorable for the installation. This is the case, for example, when the basic matrix to which the groups are applied is a two-dimensional template which is a good one Has agreement with the lattice constants of the crystal to be diided, so that electrostatic and sterochemical requirements as in the ceramic to be formed nεrrschεn The active groups are then to be prepared to such an extent that at least one ionic component of the substance to be crystallized is absorbed. This is then in supersaturated solutions able to trigger stall nucleation on the interface

In dieser Hmsicnt gεeignetε Materialien (Matrix bzw Tragermatεπa en) sind vorzugsweise Polyacryiat Polystyrol, Aktivkohle (als Granulat oder Dorosε Halbfertigteile in Form von Platten Zylindern, Hohizyhndern), die vorzugsweise mit einer Carboxylatgruppe funktionaiisiεrt werden können Die CarboxylatgruDDe wird aufgrund des Herstellungsprozessεs meist in der H⁺-Form abgesattigt Um dieses Material beispielsweisε zur Kπstalhsation von Kalk katalytisch zu πutzεn wεrdεn die H⁺-lonen durch Kationen schwer löslicher Saize (beispielsweise Ca^2" Mg²⁺, Fe²⁺, Cu²⁺ usw ) ersetzt, sodaß letztlich ein lonenaustauschermateπai in der jewεiligεn Kationen-Form vorliegt (Ca^2" Form Mg ⁺ Form, Fe ⁺ Form, Cu²⁺ Form usw ) Die geomεtπsche Lage der Ca²⁺ -Ionen auf der Obεrfiache einer Polyacrylat-Harzkuge¹ des schwachsaueren lonenaustauscnεmarzes Lewatit CNP80 der Fa Bayer, wird durch die molekulare Geometrie αεr Poiyacrylatmatπx bestimmt Die so erzeugtε Ooεrflachε besitzt nun gute elektrostatiscnε und stεreochemische Eigenschaften für die Bildung von CaC0₃- KπstallεnIn this material suitable materials (matrix or carrier materials) are preferably polyacrylic polystyrene, activated carbon (as granules or Doros semi-finished parts in the form of plate cylinders, hollow cuffs), which can preferably be functionalized with a carboxylate group ⁺ Form saturated In order to catalytically use this material, for example, for calcifying lime, the H ⁺ ions are replaced by cations of sparingly soluble salts (for example Ca ^{2 "} Mg ²⁺ , Fe ²⁺ , Cu ²⁺ etc.), so that ultimately an ion exchange material is in the respective cation form (Ca ^{2 "} form Mg ⁺ form, Fe ⁺ form, Cu ²⁺ form, etc.) The geometrical position of the Ca ²⁺ ions on the surface of a polyacrylate resin bead ^{1 of} the weakly acidic ion exchange resin Lewatit CNP80 from the company Bayer, is determined by the molecular geometry of the polyacrylate matrix now supports good electrostatic and stereochemical properties for the formation of CaC0 ₃ crystals

Wie bereits oben erwähnt, sind die elektrostatischen und stereochεmischεn Etgen- schaftεn für αiε katalytisch induzierte Bildung von Kristallkeimen an der jeweiligen Oberflache von Bedeutung Die stereochemischen und weitgehend auch die 1 1 elektrischen Eigenschaften werden über die Struktur des Grunαmateπals (z B Poly- acrylat), auf dem die aktiven Gruppen sitzen, eingestelltAs already mentioned above, the electrostatic and stereochemical groups for αiε catalytically induced formation of crystal nuclei on the respective surface are important. The stereochemical and largely also the 1 1 electrical properties are set via the structure of the basic material (for example polyacrylate) on which the active groups sit

Die elektrostatiscnen Eigεnschaften lassen sich zusätzlich durcn ein extεmεs elektro- statisches Feld beεinflussen Auf einfache Weise kann dies αurch Einbringen des Katalysatormateπals zwischen zwei felderzeugende Elektroden umgesetzt werden Konkret kann man dazu die Behalterwand (beispiεlsweise εines Wirbelbεttreaktors) als Kathode scπalten und zentrisch im Tank eine Anode anbringenThe electrostatic properties can additionally be influenced by an extreme electrostatic field. This can be implemented in a simple manner by introducing the catalyst material between two field-generating electrodes

Eine besonders elεgantε Variante ergibt sich aber, wεnn man das Katalysations- mateπal als oünne Schicht auf eine Elektrode, wie siε bεispielsweise in der internationalen Anmeldung WO 95/26931 beschrieben ist, aufbπngt und mittels des intπnsischen Feioεs die elεktrostatischen Eigenschaften der kataiytischen Grenzflache einstelltA particularly elegant variant results, however, if the catalyst material is suspended as an thin layer on an electrode, as described, for example, in international application WO 95/26931, and the electrostatic properties of the catalytic interface are set by means of the internal feature

Weitere AnwenounosbεispiεlεFurther application examples

Beispiel 1example 1

Ein derartiger Katalysator kann zur Bildung von Impfkristallen verwεndεt werden, die der Wasserstrom im anschließenden Installations- und Rohrleitungsystem verteilt Als FallungsproαuiC. fallen somit Impfkristalle an Es ist bekannt daß dεrartigε Kristallkeime durch inrεn Wachstumsprozeß die Ablagerung an Rohrwanden odεr Hεiz- registem von Warmwasserbereitern verhindern können Zum Schutz einer Tπnkwasseπnstallation im Haushalt kann beispielswεisε εin Wirbεlbεttrεaktor 1 1 (Rauminhalt ca 6 - 8 Litεr, Durchmesser 15 cm, Hohe 60 cm) mit εinεr Katalysator- fullung (z B •£ Liter) emgεsetzt werden Das Katalysatorbett 12 wird beispielsweise von einem scnwachsaueren Kationenaustauscher in der Ca^2"-form (z B Lεwait CNP90 dεr Fa Bayer) gebildet Das Rohwasser strömt vom Zulauf 13 über eine Pumpe 14 unα einen Dusenboden 15 sowie eine Stutzschicht 16 aus Quarzsand durch den Katalysator 12 Über die Pumpe 14 wird das Kataiysatorbett pεrmanεnt in Schwebe geharten (Zirkulation) über das Ruckschlagvεntil 18 und die Pumpe 14 Durch die stanαige Strömung und Rεibung der Katalysatorkomer wird ein Verblocken 12 der Korner verhindert und zusätzlich die Ablösung der Kπstallkeimε von der Katalysatoroberflache unterstutzt Die Kristallkeime werden bei Wasserentnahme (Leitung 17) als Impfkristalle in das angeschlossene Installationssystem ausgεtragεnSuch a catalyst can be used to form seed crystals, which the water flow distributes in the subsequent installation and piping system as a fallout. Seed crystals are thus produced. It is known that such growth can prevent the deposition on pipe walls or heating registers of water heaters by means of their growth process 60 cm) with εinεr catalyst filling (for example £ £ liter). The catalyst bed 12 is formed, for example, by a wax-up cation exchanger in the Ca ^{2 "} form (for example Lεwait CNP90 from Bayer). The raw water flows over from the inlet 13 a pump 14 and a nozzle floor 15 and a support layer 16 made of quartz sand through the catalyst 12. The pump 14 is used to harden the catalyst bed in suspension (circulation) via the non-return valve 18 and the pump 14. The constant flow and friction of the catalyst coma block the block 12 prevents the grains and additionally supports the detachment of the core germs from the catalyst surface. The crystal germs are discharged into the connected installation system as seed crystals when water is drawn off (line 17)

Beispiel 2Example 2

Ein derart prapaπεrtεs katalytisch wirkendes Material ist besonders gut als Bodensatz für ein im deutschen Patent DE 19606633 A1 beschπεbεnεs Vεrfahrεn zur Behandlung von WasserSuch a catalytically active material is particularly good as a sediment for a process described in German patent DE 19606633 A1 for the treatment of water

Bεi dεr Entkarbonisierung von stark kalkhaltigen Tπnkwassεrn über ph-Wert Anhebung durch Ca(OH)₂ (typische ph-Werte >12) sind folgende Verfahrensnachteile bekanntThe following process disadvantages are known in the decarbonization of heavily calcareous car water by increasing the pH by Ca (OH) ₂ (typical pH> 12)

- Hoher Trubstoffgehalt im Uberlaufwasser des Reaktors und damit die Notwendigkeit einεr nachgeschaltenen Filtrationsstufe- High trubstoff content in the overflow water of the reactor and thus the need for a downstream filtration stage

- Hoher ph-Wert des Produktwassers muß aufwendig gesenkt werden- The high pH value of the product water has to be laboriously reduced

- Hoher Chemikahεnverbrauch- High chemical consumption

Durch Verwεndung eines katalytisch wirkenden Materials (z B schwachsauerer Kationenaustauschεr in der Ca²⁺-Form) im Reaktor können diesε obεn angeführten Nachteilε praktisch völlig vεrmieden werden Der pH-Wert muß nur mehr gering (auf max 9) angehobεn werden, um an den katalytischen Oberflächen einε ausreichende Keimbildung zu erzεugen In der Folge können vor allem Chemikalien, eine Filtrationsstufe bzw Neutralisationsstufe eingespart werdenBy using a catalytically active material (eg weakly acidic cation exchanger in the Ca ²⁺ form) in the reactor, these above-mentioned disadvantages can be practically completely avoided. The pH value only has to be raised slightly (to max. 9) in order to be able to react to the catalytic Surface to produce sufficient nucleation. As a result, chemicals, a filtration stage or neutralization stage can be saved

Bei den in dεn Fig 3 und 4 dargestellten Ausfuhrungsbeispiεlεn ist diε Wasser- behandlung mit εinεm katalytisch wirkenden lonenaustauschermatεπal 12, welches in einem Behalter 11 angeordnet ist, mit einem vorzugsweise physikalischen Wasser- behandlungsgerat 19 kombiniert Ein solches physikalisches Wasserbehandlungsgεrat kann beispieiswεise elεktrostatisch arbeiten Vorzugsweise eignen sich Wasser- 13 behandlungsgεrätε, wie sie in der internationalen Anmeldung WO 95/26931 und der deutschen Patentanmεldung DE 19606633 beschrieben sind.3 and 4, the water treatment with εinεm catalytically acting ion exchange material 12, which is arranged in a container 11, is combined with a preferably physical water treatment device 19. Such a physical water treatment device can, for example, work electrostatically Water- 13 treatment devices as described in the international application WO 95/26931 and the German patent application DE 19606633.

Günstigerweise wird das zu behandelnde Wasser, insbesonderε zur Entkalkung, über eine Pumpe 14 im Kreislauf durch das lonenaustauschermaterial geführt. Das Wasserbehandlungsgerät 19 kann entweder in diesen Kreislauf eingebaut sein (Fig. 3) odεr diesen Kreislauf nachgeschaltet sein (Fig. 4). Conveniently, the water to be treated, in particular for decalcification, is circulated through the ion exchange material via a pump 14. The water treatment device 19 can either be installed in this circuit (FIG. 3) or connected downstream of this circuit (FIG. 4).

Claims

14P a t e n t a n s p r ü c h e: 14P claims:

1. Verfahren zum Fällen oder Ausflocken von Inhaltsstoffen aus Lösungen, dadurch gεkennzeichnet, daß die Lösung mit mindestens einem lonenaustauscher- material in Kontakt gebracht wird, welches die Fällung oder Ausflockung bewirkendε lonεn in die Lösung abgibt und/oder die Fällung oder Ausflockung katalytisch bewirkende funktioneile Gruppen an seiner Oberfläche aufweist.1. A process for the precipitation or flocculation of ingredients from solutions, characterized in that the solution is brought into contact with at least one ion-exchange material which releases the precipitation or flocculating ion into the solution and / or the precipitation or flocculation of catalytically active functional parts Has groups on its surface.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnεt, daß man zur Fällung von Kalk aus Wassεr εin mit OH^'-Ionen beladenεs Anionεnaustauschεrmaterial verwendet, welches durch Abgabe von OH^"-Ionen ins Wassεr dεssεn pH-Wert zum Induzierεn dεr Kalkfällung anhebt.2. The method according to claim 1, characterized gekennzeichnεt that for the precipitation of lime from Wassεr εin loaded with OH ^' ions Anionεnauschεrmaterial used, which raises pH by release of OH ^" ions in the Wassεr dεssεn to induce the lime precipitation.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnεt, daß man zum Fällen oder Ausflocken von Inhaltsstoffen in Form von Hydroxiαen ein mit OH'-Ionen beladεnes Anionenaustauschεrmaterial verwendet.3. The method according to claim 1, characterized gekennzeichnεt that one uses a OH'-ion-loaded Anionseausεεmaterial to precipitate or flocculate ingredients in the form of Hydroxiαen.

4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnεt, daß man zur Kalkkristall- kεimbildung in Wassεr auf katalytischem Wege ein vorzugsweise schwach- sauerεs ionεnaustauschermaterial in der Ca²⁺-Form verwendet.4. The method according to claim 1, characterized gekennzeichnεt that for the Kalkkristall- kεimbildung in Wassεr catalytically a preferably weakly acidic ion exchange material in the Ca ²⁺ form is used.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekεnnzεichnet, daß man ein schwachsauerεs lonenaustauschermaterial verwεndεt, dεssεn funktionelle5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized gekεnnzεichnet that one uses a schwachsauerεs ion exchange material, dεssεn functional

Gruppen Carboxylatgruppen (COO") sind, welchεn die Gegenionεn, vorzugs- weise Ca^:". tragen.Groups are carboxylate groups (COO "), which are the counterions, preferably Ca ^: ". wear.

6. Vεrfahrεn nach εinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzεichnεt, daß die Lösung zum Kontakt mit dεm lonenaustauschermaterial in einen Reaktortank geführt wird.6. Vεrfahrεn according to εinem of claims 1 to 5, characterized gekennzεichnεt that the solution for contact with dεm ion exchange material is led into a reactor tank.

Vεrfahrεn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gεkennzεichnet, daß das lonenaustauschεrmatεrial im Bereich seiner mit der Lösung in Kontakt 15 stehendεn Obεrfläche einem vorzugsweise einstεllbarεn εlεktrischen Feld ausgesetzt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ion exchange material comes into contact with the solution in the region thereof 15 standing surface is exposed to a preferably adjustable electric field.

8. Verfahrεn nach Anspruch 7, dadurch gεkennzeichnεt, daß die felder- erzeugεnden Elektrodεn im bzw. am lonenaustauschermatεrial angeordnet werden, wobei sich zwischen ihnen keine Lösung befindet.8. The method according to claim 7, characterized in that the field-producing electrodes are arranged in or on the ion exchange material, with no solution between them.

9. Verfahren nach εinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandεindε Lösung - vorzugsweise über eine Pumpe - im Kreislauf am lonenaustauschermaterial vorbei oder durch dieses hindurch geführt wird.9. The method according to εinem of claims 1 to 8, characterized in that the solution to be treated - preferably via a pump - is passed in a cycle past or through the ion exchange material.

10. Verfahrεn nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnεt, daß die zu behandεindε Lösung, vorzugsweise Wasser, einersεits am lonenaustauschermaterial vorbei bzw. durch dieses hindurch und andererseits durch ein vorzugsweise physikalisches Wasserbehandlungsgerät geführt wird.10. Verfahrεn according to any one of claims 1 to 9, characterized gekennzeichnεt that the solution to be treated, preferably water, on the one hand past or through the ion exchange material and on the other hand through a preferably physical water treatment device.

11. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekeπnzeichnεt, daß zur Entkarbonisierung, Enteisung oder Entmanganisierung von Wasser bzw. Gewässern.11. Use of a method according to any one of claims 1 to 10, characterized gekeπnzeichnεt that for decarbonization, deicing or demanganization of water or water.

12. Verwendung εinεs Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Aufbereiten, insbesondere Entkalken von Trink- und/oder Brauchwasser für den Haushaitsberεich.12. Use of εinεs method according to one of claims 1 to 10 for the preparation, in particular descaling of drinking and / or industrial water for the household.

13. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Erzeugung von Impfkristallen. 13. Use of a method according to one of claims 1 to 10 for the production of seed crystals.