1、Mai 2015DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP)DIN-Normenausschuss Wasserwesen (NAW)Preisgruppe 15DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 01.040.71;
2、71.100.40!%B$#“2310100www.din.deDDIN 54400Ionenaustausch BegriffeIon exchange Terminologychange dions TerminologieAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 54400:2014-03www.beuth.deGesamtumfang 35 SeitenDIN 54400:2015-05 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich .
3、4 2 Begriffe .5 3 Beispiele fr Ionenaustausch 31 Literaturhinweise . 32 Stichwortverzeichnis . 33 DIN 54400:2015-05 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 062-08-95 AA Prfung von Ionenaustauschern“ im DIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP) ausgearbeitet. Die Ausarbeitung einer Beg
4、riffsnorm fr das Gebiet der Ionenaustauscher wurde erforderlich, weil bedingt durch die vielseitigen Anwendungsbereiche der Ionenaustauscher, hufig einem Begriff mehrere unter-schiedliche Benennungen zugeordnet wurden. Bei der Ausarbeitung dieser Norm wurden einige sprachlich nicht korrekte, aber hu
5、fig gebrauchte Benennungen durch andere, mglichst kurze und einprgsame, aber korrekte Benennungen ersetzt. Im Stichwortverzeichnis sind neben den in dieser Norm definierten Begriffen noch weitere in Zusammenhang stehende bzw. nicht mehr oder wenig gebruchliche Begriffe aufgefhrt. Es wird auf die Mgl
6、ichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokumentes Patentrechte berhren knnen. DIN und/oder DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 54400:2014-03 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Begriffe gemischtbas
7、ischer Anionenaustauscher“, Bettexpansionskoeffizient“, Leaching“, Quellstabilitt“, Osmotische Stabilitt“ und Scavenger“ ergnzt; b) Norm wurde redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 54400: 1979-08, 1987-06, 2004-08, 2014-03 DIN 54400:2015-05 4 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument gilt fr synth
8、etische organische Ionenaustauscherharze bei Verwendung in wssrigen Systemen. Flssige und anorganische Stoffe, die zum Ionenaustausch befhigt sind, sowie andere Flssigkeiten als Wasser sind nicht Gegenstand dieser Norm. An Stelle der Benennung Ionenaustauscherharz“ wird in dieser Norm die Benennung
9、Ionenaustauscher“ angewendet. Diese beiden Begriffe werden deshalb nicht fr den gesamten Apparat verwendet. Die fremdsprachlichen Benennungen (in der Reihenfolge englisch und franzsisch) sind nur zur Information angegeben. WARNUNG Es besteht die Mglichkeit, dass diese Norm nicht mit den gesetzlichen
10、 Bestimmungen zum Gesundheits-, Sicherheits- und Umweltschutz bereinstimmt oder nicht mit Bestimmungen zur Verwendung von Substanzen und/oder Verfahren bereinstimmt, die gesundheitsschdlich sein knnen, wenn keine geeigneten Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden. Diese Norm enthlt keine Ausfhrunge
11、n zu Gesundheitsgefhrdungen, Sicherheits- oder Umweltaspekten und Gesetz-gebungen, die mit ihrer Anwendung zusammenhngen. Es liegt in der Verantwortung der Hersteller, der Auftraggeber und/oder des Anwenders dieser Norm, geeignete Manahmen zur Einhaltung von nationalen, regionalen und/oder internati
12、onalen Regeln und Bestimmungen hinsichtlich Arbeits-, Gesundheits- und Umweltschutz einzufhren. Die bereinstimmung mit dieser Norm gewhrt keine Immunitt gegenber gesetzlichen Verpflichtungen. DIN 54400:2015-05 5 2 Begriffe In Tabelle 1 sind die Benennungen der Begriffe und die dazugehrigen Definitio
13、nen aufgefhrt. Tabelle 1 Begriffe Nr Benennung Definition 2.1 de en fr Aciditt acidity acidit Strke einer Sure Anmerkung 1 zum Begriff: Diese Strke ist gegeben durch die Dissoziationskonstante, im Falle von Kationenaustauschern (2.56.1) durch die Dissoziationskonstante der anionischen funktionellen
14、Gruppen (2.39). 2.2 de en fr Adsorberharz adsorption resin rsine adsorbante organisches Polymerisat mit ausgeprgter Porositt (2.65) zur Sorption (2.77) vornehmlich unpolarer organischer Stoffe Anmerkung 1 zum Begriff: Adsorberharze sind hnlich wie Ionenaustauscher (2.51.1) aufgebaut, besitzen wie di
15、ese eine Matrix (2.62), tragen aber nicht zwangslufig funktionelle Gruppen (2.39) wie Ionenaustauscher (2.51.1). Anmerkung 2 zum Begriff: In der Wasseraufbereitung werden zur Abscheidung ionischer organischer Verbindungen (z. B. Huminsure) stark oder schwach-basische Ionenaustauscher (2.51.1) einges
16、etzt. 2.3 Begriffe fr Anionenaustauscher 2.3.1 de en fr Anionenaustauscher anion exchanger changeur danions Ionenaustauscher (2.51.1) mit kationischen Festionen (2.33) oder elektrisch ungeladenen, protonisierbaren funktionellen Gruppen (2.39) Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe auch Anionenaustauscher sc
17、hwachbasisch (2.3.2), gemischtbasisch (2.3.3), starkbasisch (2.3.4), Typ I (2.3.4.1) und Typ II (2.3.4.2). 2.3.2 de en fr schwachbasischer Anionenaustauscher weakly basic anion exchanger (WBA) changeur danions faiblement basique Ionenaustauscher (2.51.1) mit z. B. tertiren Aminogruppen als funktione
18、lle Gruppen (2.39) Anmerkung 1 zum Begriff: Deren Wirksamkeit beruht auf der Anlagerung freier Suren an die Aminogruppen (Freie-Base-Form (2.38), Protonisierung (2.66), wobei vorwiegend die starken Mineralsuren festgehalten werden. In diesem protonisierten Zustand wird die Aminogruppe zum Festion (2
19、.33) und das Anion (2.49.2) der angelagerten Sure zum Gegenion (2.40). DIN 54400:2015-05 6 Tabelle 1 (fortgesetzt) Nr Benennung Definition 2.3.3 de en fr gemischtbasischer Anionenaustauscher dual base anion exchange resin double groupements fonctionnels Ionenaustauscher (2.51.1) mit sowohl tertiren
20、als auch quaternren Aminogruppen Anmerkung 1 zum Begriff: Frher wurde auch der Begriff mittelbasisch fr den gemischtbasischen Anionenaustauscher verwendet. 2.3.4 de starkbasischer Anionenaustauscher Ionenaustauscher (2.51.1) mit z. B. quaternren Ammoniumgruppen als funktionelle Gruppen (2.39) Anmerk
21、ung 1 zum Begriff: Seine Wirksamkeit beruht auf der Fhigkeit zum Austausch des Gegenions (2.40) gegen andere Anionen (2.49.2). Anmerkung 2 zum Begriff: ber die zwei klar definierten Typen I (2.3.4.1) und II (2.3.4.2) hinaus, gibt es Anionenaustauscher (2.3.1), die an der quaternren Ammoniumgruppe ei
22、ne von Typ I (2.3.4.1) oder Typ II (2.3.4.2) abweichenden Substituenten tragen. Es werden zum Beispiel Ammoniumgruppen mit Ethyl-, Iso-Propyl- oder n-Butyl-Gruppen substituiert, um die Selektivitt fr Nitrat, Perchlorat, Bromat und andere Anionen (2.49.2) zu erhhen. en strongly basic anion exchanger
23、(SBA) fr changeur danions fortement basique 2.3.4.1 de starkbasischer Anionenaustauscher, Typ I Anionenaustauscher (2.3.1), der an der quaternren Ammoniumgruppe drei Methylgruppen trgt 333CHCH -N - RCHen strongly basic anion exchanger, type I fr changeur danions fortement basique, type I DIN 54400:2
24、015-05 7 Tabelle 1 (fortgesetzt) Nr Benennung Definition 2.3.4.2 de starkbasischer Anionenaustauscher, Typ II Anionenaustauscher (2.3.1), der an der quaternren Ammoniumgruppe neben zwei Methyl-gruppen eine 2-Hydroxyethylgruppe trgt 323HCOH-CH- CH -N- RCH2en strongly basic anion exchanger, type II fr
25、 changeur danions fortement basique, type II 2.4 de en fr Austauschzyklus Zyklus exchange cycle cycle dchange aus einer Beladung (2.7) und einer Regeneration (2.69.1) bestehender Austauschvorgang an einem Ionenaustauscher (2.51.1) 2.5 de en fr Basekapazitt base-capacity teneur en acides Aufnahmeverm
26、gen eines Wassers fr Hydroxid-Ionen Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe DIN 38409-7. Anmerkung 2 zum Begriff: Die Begriffe Basekapazitt bis zum pH-Wert 4,3 (KB4,3)“ und Base-kapazitt bis zum pH-Wert 8,2 (KB8,2) eines Wassers“ ersetzen die frher gebruchlichen Begriffe minus-m-Wert“ (m-Alkalitt) und minus-
27、p-Wert“ (p-Alkalitt). 2.6 de en fr Basizitt basic strength basicit Strke einer Base Anmerkung 1 zum Begriff: Diese Strke ist gegeben durch die Dissoziationskonstante, im Falle von Anionenaustauschern (2.3.1) durch die Dissoziationskonstante der kationischen funktionellen Gruppen (2.39). 2.7 de en fr
28、 Beladung exhaustion puisement Austausch- und Sorptionsvorgnge an Hybrid-Adsorber (2.46), Ionenaustauschern (2.51.1) und Adsorberharzen (2.2) whrend deren Arbeitsphase DIN 54400:2015-05 8 Tabelle 1 (fortgesetzt) Nr Benennung Definition 2.8 Begriffe fr spezifische Belastung 2.8.1 de en fr spezifische
29、r Volumenstrom specific flow rate specific velocity (SV) charge volumique reziproker Wert der Verweilzeit einer Flssigkeit in einem Ionenaustauscherbett Anmerkung 1 zum Begriff: Der spezifische Volumenstrom ist unabhngig von dem Verhltnis Schichthhe zu Durchmesser eines Ionenaustauscherbettes und di
30、ent der Berechnung von Ionen-austauscheranlagen. Mit Vorgabe des spezifischen Volumenstromes ist die Kontaktzeit definiert und damit die entscheidende Gre fr die Auslegung von Ionenaustauscheranlagen. Er wird gebildet als Quotient aus Volumenstrom einer Flssigkeit und dem Volumen eines Ionenaustausc
31、herbettes (siehe Festbett (2.10.4) whrend der Beladung (2.7) oder Regeneration (2.69.1) eines Ionenaustauschers (2.51.1). Anmerkung 2 zum Begriff: Die Einheit des spezifischen Volumenstromes ist h1, oft als Bettvolumen (2.12) je Stunde angegeben. 2.8.2 de en fr spezifische organische Belastung speci
32、fic organic loading charge volumique de matires organiques Menge organischer Substanzen, die einem Ionenaustauscher (2.51.1) bei der Beladung (2.7) zwischen zwei Regenerationen (2.69.1) mit dem Wasser zugefhrt wurde und nach verschiedenen Methoden bestimmt werden kann Anmerkung 1 zum Begriff: Die An
33、gabe der Menge organischer Substanzen richtet sich nach dem angewandten Bestimmungsverfahren, wird aber stets auf einen Liter Ionenaustauscher (2.51.1) und eine Beladung (2.7) bezogen. Anmerkung 2 zum Begriff: Bei der Aufbereitung von Wasser ist es bevorzugt der Anionenaus-tauscher (2.3.1), der orga
34、nische Substanzen sorbiert. Makroporse Ionenaustauscher (2.51.4) lassen hhere spezifische organische Belastung zu als mikroporse (gelfrmige) Ionenaustauscher (2.51.5). Schwach basische Anionenaustauscher lassen sich im Allgemeinen effizienter beladen und regenerieren. 2.9 de en fr betriebsbereiter Z
35、ustand ready to operate (status) tat de marche (statut) Zustand des Harzmaterials nach geeigneter Vorbehandlung BEISPIELE Eine geeignete Vorbehandlung sind z. B. Splung, Konditionierung (2.57) oder vollstndige Regeneration (2.69.1). DIN 54400:2015-05 9 Tabelle 1 (fortgesetzt) Nr Benennung Definition
36、 2.10 Begriffe fr Bett 2.10.1 de en fr Fliebett moving bed lit fluidis Zustand, bei dem sich die Ionenaustauscherteilchen in einem Behlter im Strom einer Flssigkeit bewegen Anmerkung 1 zum Begriff: Hierbei verhlt sich der Ionenaustauscher hnlich einer Flssigkeit. 2.10.2 de en fr fluidisiertes Bett f
37、luidized bed lit fluidis expandiertes bzw. gestrecktes Filterbett (2.10.3) mit klar begrenztem Volumen, bei dem sich die Einzelpartikel frei bewegen knnen Anmerkung 1 zum Begriff: Mit zunehmender Strmungsgeschwindigkeit nimmt die Expansion des Bettes zu. Bei berschreiten einer kritischen Geschwindig
38、keit verwandelt sich das expandierte Bett in ein Fliebett (2.10.1). Anmerkung 2 zum Begriff: Die Bettexpansion lsst sich mittels des spezifischen Bettexpansions-koeffizienten berechnen. 2.10.3 de en fr Filterbett filter bed lit filtrant Raum, den der Ionenaustauscher einnimmt 2.10.4 de en fr Festbet
39、t fixed bed lit compact Zustand, bei dem die Ionenaustauscherteilchen im unteren bzw. im oberen Teil eines Behlters fixiert sind Anmerkung 1 zum Begriff: Der Zustand wird z. B. durch den Dichteunterschied, durch einen Flssigkeitsstrom oder durch lnertharze (2.48) erreicht. 2.10.5 de en fr Mischbett
40、mixed bed lit mIang Gemisch aus Kationenaustauscher (2.56.1) und Anionenaustauscher (2.3.1) in einem Festbett (2.10.4) Anmerkung 1 zum Begriff: Durch gleichzeitigen Kationen- und Anionenaustausch wird die Konzen-tration an Wasserstoff- und Hydroxid-Ionen, d. h. der Gegenioneneffekt (2.41) minimiert.
41、 Dadurch erfolgt die Austauschreaktion mit extrem niedrigem Ionenschlupf (2.54). Zur Regeneration (2.69.1) werden Kationenaustauscher (2.56.1) und Anionenaustauscher (2.3.1) getrennt. DIN 54400:2015-05 10 Tabelle 1 (fortgesetzt) Nr Benennung Definition 2.10.6 de en fr Schichtbett stratified bed lit
42、stratifi Festbett (2.10.4) aus einer Kombination von schwachsauren Kationenaustauschern (2.56.2) und starksauren Kationenaustauschern (2.56.3) bzw. schwachbasischen Anionenaus-tauschern (2.3.2) und starkbasischen Anionenaustauschern (2.3.4) Anmerkung 1 zum Begriff: Die Schichtung wird durch Untersch
43、iede der Dichten bzw. der Korn-gren ermglicht und bleibt im Allgemeinen whrend der Beladung (2.7) und der Regeneration (2.69.1) erhalten. Meistens bildet der starksaure bzw. starkbasische Ionenaustauscher (2.51.1) die untere Schicht. 2.10.7 de en fr Schwebebett floating bed lit flottant Zustand, bei
44、 dem Teile eines Ionenaustauscherbetts im Aufstrom einer Flssigkeit schweben Anmerkung 1 zum Begriff: Der Hauptanteil ist als Festbett (2.10.4) an einer oberen Verteilung eines Austauschbehlters fixiert. Anmerkung 2 zum Begriff: Der Anteil der schwebenden Ionenaustauscherteilchen kann sich durch Vol
45、umennderung oder nderung des spezifischen Gewichts infolge bergangs in eine andere Beladungsform verndern. 2.11 de en fr Bettexpansionskoeffizient bed expansion coefficient coefficient dexpansion du lit Proportinalittsfaktor zur Berechnung der Bettexpansion als Funktion der linearen Geschwindigkeit
46、und der Viskositt des strmenden Mediums 2.12 de en fr Bettvolumen bed volume volume par volume Flssigkeitsvolumen, das dem Volumen eines Ionenaustauschers (2.51.1) in Form eines Festbettes (2.10.4) entspricht 2.13 de en fr chemische Zustandsform ionic form forme ionique Zustandsform eines Ionenausta
47、uschers (2.51.1) mit definiertem Gegenion (2.40) der funktionellen Gruppe (2.39) oder mit nicht protonisierter funktioneller Gruppe (2.39) 2.14 de en fr Chlorid-Form Cl-Form chloride form forme chlorure chemische Zustandsform (2.13) eines Anionenaustauschers (2.3.1), bei der das Gegenion (2.40) der
48、funktionellen Gruppe (2.39) das Chlorid-Ion ist DIN 54400:2015-05 11 Tabelle 1 (fortgesetzt) Nr Benennung Definition 2.15 de en fr Coion coion co-ion Ion (2.49.1) eines gelsten Elektrolyten, das eine gleichsinnige Ladung wie das Festion (2.33) besitzt Anmerkung 1 zum Begriff: Das Coion ist entgegeng
49、esetzt geladen zum Gegenion (2.40) und dem auszutauschenden Ion (2.49.1) in der Elektrolytlsung. Die Art des Coions und die Anzahl seiner Ladungen (Wertigkeit) haben Einfluss auf den Austauschvorgang. 2.16 de en fr Deionat deionised water demineralised water eau dminralise chemisch reines Wasser, das durch Ionenaustausch (2.50.1) und gegebenenfalls durch zustzliche Aufbereitungsverfahren von Io
