Fungsi Resin Kation adalah untuk menghilangkan kandungan kapur (CaCO3), Magnesium (Mg), Calsium (Ca) di air minum atau air tanah atau air PDAM atau air gunung. Resin kation biasa digunakan untuk softener (pelembut) terhadap air yang tingkat kesadahannya tinggi (total hardness tinggi). Air dengan kesadahan tinggi banyak mengandung kapur (CaCO3) dan unsur Calsium (Ca), Magnesium (Mg) dalam jumlah yang banyak. Air dengan kesadahan tinggi akan menyebabkan fungsi air untuk proses pencucian atau pembersihan menjadi terganggu. Sebagai contoh jika digunakan untuk mencuci baju dengan detergen atau rinso maka sabun atau deterjen tidak dapat menghasilkan busa yang banyak dengan kata lain busanya sedikit. Demikian juga jika digunakan untuk mandi menggunakan sabun mandi maka busanya pun sedikit dan terasa licin. Hal yang sama terjadi bila digunakan untuk mencuci rambut menggunakan shampo pembersih rambut. Oleh karena itu air dengan kesadahan tinggi seperti ini perlu diperbaiki dahulu (=softener/pelembut) dengan menggunakan resin kation. Air dengan kesadahan tinggi ini juga tidak dapat disaring dengan menggunakan membran RO, oleh karenanya perlu menggunakan softener resin kation sebelum diproses melalui mesin RO (Reverse Osmosis). Hal ini dilakukan dengan tujuan supaya kerja membran RO (reverse Osmosis) tidak cepat mampet.
Bersama- sama dengan resin anion maka resin kation digunakan untuk keperluan demin (demineralisasi) yaitu untuk menghasilkan air dengan tingkat mineral sangat minim. Dalam bidang pengolahan air minum dengan menggunakan mesin RO, biasanya proses demin dilakukan sebelum air masuk ke mesin RO (Reverse Osmosis) sehingga kerja membran RO tidak terlalu berat. Proses ini dilakukan dengan tujuan menghasilkan air murni dengan tingkat TDS mendekati 0, dimana air murni ini sering dibutuhkan untuk keperluan bidang kesehatan seperti air oxy dan lain-lain. Air murni ini juga biasa digunakan didalam mesin industri ketel uap, boiler, pabrik serat sintetis pada kain seperti nylon, rayon, pabrik elektronika tv, komputer dan farmasi. Terakhir pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) dan batubara pun memerlukan air demin untuk keperluan air umpannya (feed water).
Demineralisasi
Demineralisasi merupakan sebuah proses penghilangan mineral, setidaknya menurunkan kandungan unsur Calsium (Ca) dan Magnesium (Mg) dalam air. Salah satu hal yang banyak orang tidak menyadari adalah bahwa air secara alami memiliki banyak mineral di dalamnya. Ini termasuk air hujan, air asin, dan air tawar. Banyak dari mineral dalam air yang berbahaya bagi manusia dan hewan. Untuk menghindari penyakit dari mengkonsumsi mineral berbahaya, banyak orang menggunakan proses demineralizer untuk memurnikannya. Fungsi demineralizer itu sendiri adalah kemampuan untuk membuat air murni yang dirancang tidak hanya untuk air yang akan dikonsumsi oleh manusia, tetapi juga untuk air yang akan digunakan dalam mesin-mesin industri. Kadar mineral dalam air yang berlebih bergerak melalui pipa, semakin lama semakin banyak mineral yang menempel pada pipa, dan mengakibatkan korosi. Demineralizer membantu menghindari masalah seperti ini pada pipa. Jadi dengan kata lain demineralisasi merupakan proses untuk menghilangkan mineral tertentu dari air, seperti kalsium dan magnesium. Mereka melakukan fungsi ini dengan mengganti atom kalsium dan magnesium dengan ion natrium dengan bantuan katalis. Proses menghilangkan mineral ini tidak selalu menggunakan sistem demineralisasi, meskipun kadang-kadang disebut seperti itu. Terdapat juga proses lainnya yang melibatkan penggunaan ion untuk menghilangkan mineral dari air dapat menghasilkan air hampir murni tanpa mineral terlarut. Pabrik pengolahan air sering menggunakan proses ini untuk menghilangkan mineral berbahaya dari air.
Yang perlu diperhatikan dalam penggunaan resin adalah tingkat kejenuhannya. Karakter utama dari resin adalah cepat sekali terjadi kejenuhan dalam hitungan hari atau minggu tergantung dari tingkat kesadahan air bakunya. Nah jika resin tersebut sudah jenuh maka perlu dilakukan regenerasi menggunakan larutan HCl encer (33%) untuk resin kation yang difungsikan sebagai kation exchanger (menukar semua kation dengan ion H+) atau menggunakan larutan NaCl encer jika resin kation difungsikan sebagai softener yang hanya menukar ion Ca dan Mg dengan ion Na+. Jika resin yang digunakan jenis resin anion maka dapat diregenerasi dengan larutan NaOH encer (40%). Sebagai gambaran berikut ini kami terangkan proses regenerasi resin kation dan resin anion sbb:
RANGKAIAN DAN PROSES REGENERASI RESIN KATION DAN ANION DENGAN 2 TABUNG
Pada proses regenerasi 2 tabung, air mentah mula-mula masuk ke dalam
tabung penukar kation. Di sini semua kation yang terkandung dalam air
(terutama ion kalsium, magnesium dan natrium) ditukar dengan ion
hidrogen. Dalam tabung berikutnya yang berisi penukar anion,
maka anion (terutama ion khlorida, sulfat dan bikarbonat) ditukar
dengan ion hidroksil. Ion hidrogen yang berasal dari
penukar kation dan ion hidroksil dari penukar anion akan membentuk
ikatan dan menghasilkan air.
Setelah air terbentuk maka resin penukar ion harus diregenerasi.
Pelaksanaan regenerasi pada proses tabung ganda sangat
sederhana. Ke dalam tabung penukar kation dialirkan asam khlorida encer
dan ke dalam tabung penukar anion dialirkan
larutan natrium hidroksida encer. Regeneran selanjutnya dibilas dengan
air.
Pada proses tabung campuran (mixbed), resin penukar kation dan penukar
anion dicampur menjadi satu
dalam sebuah tabung tunggal. Dengan proses tabung campuran (mixbed)
dapat dicapai tingkat kemurnian air yang jauh
lebih tinggi daripada dengan proses 2 tabung. Sebaliknya, pada proses
tabung campuran (mixbed) regenerasi resin
penukar lebih kompleks.
Langkah-langkah regenerasi pada tabung campuran (mixbed) :Sebelum melakukan regenerasi tabung mixbed terlebih dahulu harus dilakukan pemisahan resin penukar kation dan penukar anion dengan cara pemisahan menggunakan air (backwash dari bawah ke atas). Dalam hal ini resin penukar anion yang lebih ringan (kebanyakan berwarna lebih terang) akan berada di atas resin penukar kation yang lebih berat (kebanyakan berwarna lebih gelap). Pencucian kembali harus dilangsungkan terus sampai di antara kedua resin terlihat suatu lapisan pemisah yang tajam.
1. Untuk regenerasi, regeneran bersama dengan air dialirkan melewati kedua lapisan resin Asam khlorida encer dialirkan dari bawah ke atas melewati resin penukar kation, dan dikeluarkan dari tabung pada ketinggian lapisan pemisah. Larutan natrium hidroksida encer dialirkan dari atas ke bawah melewati resin penukar anion, juga dikeluarkan pada ketinggian lapisan pemisah.
2. Kelebihan kedua regeneran kemudian dicuci dengan air
3. Ketinggian permukaan air dalam tabung diturunkan dan kedua resin penukar dicampur dengan cara memasukkan udara tekan dari ujung bawah tabung.
4. Pencucian ulang tabung campuran (mixbed) dengan air dari atas ke bawah, sampai alat ukur konduktivitas menunjukkan kondisi kemurnian air yang diinginkan.
RANGKAIAN LENGKAP PROSES DEMINERALISASI (DEMIN) DAN PROSES REGENERASI RESIN KATION DAN ANION DENGAN 3 TABUNG
Untuk regenerasi resin kation: Larutan HCl encer diinjeksikan dari bawah untuk membasahi resin dan dikeluarkan melalui drain (letaknya pada pertengahan layer resin kation dan anion). HCl tidak akan mungkin membasahi resin Anion karena sebelum naik keatas, HCl tersebut sudah keluar melalui drain.
Untuk regenerasi resin anion:
Larutan NaOH encer diinjeksikan dari atas tabung kemudian turun kebawah membasahi seluruh resin anion, namun agar NaOH tersebut tidak sampai ke resin kation maka dari bawah tabung diinjeksikan air dengan debit tertentu dan dikeluarkan bersama dengan regeneran NaOH melalui drain (letaknya pada pertengahan layer resin kation dan anion), dengan cara ini NaOH tidak sampai mengenai resin kation.
Untuk Regenerasi Tabung Mixbed sbb:
Untuk melakukan regenerasi tabung mixbed sebelumnya harus dilakukan pemisahan resin kation dan anion yang terdapat di dalam tabung mixbed dengan cara melakukan backwash untuk menghilangkan suspended solid yang mengendap selama proses service demineralized. Dikarenakan resin kation dan anion memiliki densitas yang berbeda, setelah kedua resin terpisah berdasarkan densitasnya maka regeneran di injeksikan berdasarkan layer resin. Pada tabung mixedbed terdapat dua titik injeksi regeneran dan satu titik drain. Biasanya resin kation berada di layer bawah sedangkan resin anion berada di layer atas.
Sekarang instalasi siap untuk dioperasikan lagi. Baik pada instalasi pelunakan maupun pada instalasi demineralisasi air, maka pengalihan dari kondisi operasi ke proses regenerasi, pelaksanaan regenerasinya sendiri, dan pengalihan kembali ke kondisi operasi dapat dilakukan secara manual maupun secara otomatis.
Untuk mencapai kualitas air atau performansi yang optimal dan untuk mencegah terjadinya kerusakan pada resin penukar, maka petunjuk kerja yang diberikan oleh pabrik pembuat instalasi (misalnya mengenai urutan pelaksanaan operasi, kuantitas dan konsentrasi regeneran, waktu regenerasi dan waktu pencucian) harus diikuti dengan seksama. Perhatian: Pada saat bekerja dengan asam dan basa yang diperlukan untuk regenerasi, perlengkapan keselamatan petugas teknisi yang memadai harus digunakan. Air buangan yang keluar pada regenerasi dapat bersifat asam, basa atau mengandung garam dan karena itu dalam hubungannya dengan pelestarian lingkungan harus ditangani seperti air limbah kimia.
Ukuran performansi sebuah instalasi penukar ion adalah kuantitas cairan yang diproduksi per jam (atau selang waktu di antara dua regenerasi). Performansi tergantung pada besarnya alat atau kuantitas penukar, pada kuantitas ion yang akan dipisahkan (dengan syarat kemurnian air yang diinginkan telah tertentu) dan pada tingkat kemurnian yang diminta. Untuk operasi yang semi kontinu (bila pengolahan air tidak boleh berhenti di tengah-tengah) diperlukan dua buah unit yang dihubungkan secara paralel. Karena proses pertukaran dan proses regenerasi tidak dapat berlangsung pada saat yang bersamaan, kedua unit tersebut bekerja secara bergantian, yang satu sebagai penukar ketika yang lain sedang regenerasi. Beberapa jenis proses pertukaran sering juga digabungkan bersama. Misalnya untuk meringankan beban tabung utama dari instalasi tabung campuran (mixbed) (untuk meningkatkan performansinya) dapat dipasang sebuah tabung pelunak air di depannya.
Resin kation dibungkus dalam kemasan original packing 1 sak = +/- 25 Liter, Merk Lewatit dari LANXESS Jerman. Tersedia 2 jenis dan tipe spesifikasi resin sehingga untuk pemesanan mohon untuk konfirmasi terhadap tipe atau jenis resin yang dibutuhkan.
Untuk penggunaan resin kation maupun resin anion harus mengikuti formula khusus yang dipakai dalam menentukan jumlah resin, banyaknya air yang akan di filter, masa jenuhnya maupun aliran air (flow rate) dari air tersebut.
0 komentar:
Posting Komentar