2015 PENGOLAHAN AIR PENGOLAHAN AIR PENGOLAHAN AIR. Ca Mg

12/3/2015

PENGOLAHAN AIR

Air adalah salah satu bahan pokok (komoditas) yang paling melimpah di alam tetapi juga salah satu yang paling sering disalahgunakan

PENGOLAHAN AIR PENJERNIHAN AIR

PENGOLAHAN AIR PENJERNIHAN AIR  Hardness Temporer,  Dapat dihilangkan dengan pemanasan. Larutan campuran kalsium bikarbonat yang dipanaskan akan menghasilkan endapan kalsium karbonat, endapan ini bisa dipisahkan dari air dengan cara penyaringan (filtrasi)  Gas-gas terlarut seperti CO2 dan O2 dapat hilang secara simultan

Penjernihan air adalah proses menghilangkan/mengurangi kandungan/campuran kalsium (Ca), magnesium (Mg), dan garam lain sehingga terbentuk campuran logam yang tidak terlarut. sumber gambar www.riteboiler.com

Ca  Ca  ( HCO3 ) 2  CO3  H 2O  CO2 Mg  Mg 

12/3/2015

PENGOLAHAN AIR

PENGOLAHAN AIR

PENJERNIHAN AIR

PENJERNIHAN AIR

 Dalam dunia industri dikenal 3 bentuk penjernihan air (water softening)

 Proses kapur-soda,

1. Proses kapur-soda secara panas dan dingin 2. Proses permutit atau zeolite 3. Perubahan ion atau disebut juga dengan proses demineralisasi

 Pada proses ini air yang memiliki kandungan larutan/campuran garam kalsium dan magnesium dijadikan tidak terlarut dengan pemberian kapur Ca(OH)2 dan soda Na2CO3 sesuai kadar tertentu. Penjernihan dengan metode ini bisa dipakai untuk menghilangkan hardness temporer dan hardness permanen  Endapan CaCO3 dan Mg(OH)2 yang terbentuk akibat pemberian kapur (lime) tersebut kemudian dipisahkan dari air dengan penyaringan (filtrasi)  Pada hardness temporer

PENGOLAHAN AIR

PENGOLAHAN AIR

PENJERNIHAN AIR

PENJERNIHAN AIR

 Proses kapur-soda,

 Proses kapur-soda dingin,

 Pada hardness permanen :

 Pada proses ini, air dengan (koagulan + kapur-soda) dicampur dengan bantuan pengaduk  Endapan CaCO3 dan Mg(OH)2 akan berada di bawah yang kemudian disaring untuk dikeluarkan melalui pipa pembuangan (sludge outlet).  Proses kapur-soda dingin biasa dipakai sebagai penjernihan parsial. Hardness magnesium yang tersisa hampir hilang sedangkan untuk kalsium masih menyisakan sekitar 40ppm

 Pada hardness permanen hanya yang disebabkan oleh garam Ca2+, penggunaan kapur Ca(OH)2 tidak diperlukan karena dapat menyebabkan hardness ekstra (tambahan). Ca2+ diperlukan jika terdapat hardness permanen yang disebabkan oleh Mg

12/3/2015

PENGOLAHAN AIR PENJERNIHAN AIR

Jenis-jenis penjernih kapur-soda cara dingin adalah: a. b. c. d.

 Proses kapur-soda panas,  Proses hampir mirip dengan kapur-soda dingin  Beberapa keuntungan :

Jenis intermiten Jenis konvensional Jenis katalis atau spiraktor Jenis lapisan endapan

• • • • • • • •



Reaksi pengendapan hampir sempurna Reaksi berlangsung lebih cepat Endapan terpisah lebih cepat Tidak memerlukan koagulan Kapur-soda yang dibutuhkan lebih sedikit Meningkatkan resistansi korosi air Kandungan mineral air menurun Kenaikan pH, berpotensi menurunkan kandungan bakteri patogen

Kerugian • Jumlah endapan (sludge) lebih banyak, lebih susah dalam pemisahannya

PENGOLAHAN AIR

PENGOLAHAN AIR

PENJERNIHAN AIR  Proses kapur-soda panas,

Perhitungan kebutuhan kapur dalam water treatment

 Proses hampir mirip dengan kapur-soda dingin  Beberapa keuntungan : • • • • • • • •



Reaksi pengendapan hampir sempurna Reaksi berlangsung lebih cepat Endapan terpisah lebih cepat Tidak memerlukan koagulan Kapur-soda yang dibutuhkan lebih sedikit Meningkatkan resistansi korosi air Kandungan mineral air menurun Kenaikan pH, berpotensi menurunkan kandungan bakteri patogen

Kerugian • Jumlah endapan (sludge) lebih banyak, lebih susah dalam pemisahannya

X Volume air

12/3/2015

PENGOLAHAN AIR Perhitungan kebutuhan soda dalam water treatment

X Volume air

PENGOLAHAN AIR

PENGOLAHAN AIR 





Jika kapur dan soda yang digunakan adalah tidak murni (impure), dan jika diberikan % kemurniannya (purity), maka kebutuhan aktual bahan kimia tersebut harus disesuaikan. Untuk kebutuhan kapur, jika diberikan kemurnian 90%, maka nilai yang didapatkan dalam persamaan (*) harus dikalikan dengan 100/90 untuk mendapatkan kebutuhan kapur yang sebenarnya. Untuk kebutuhan soda, jika diberikan kemurnian 95%, maka nilai yang didapatkan dalam persamaan (**) harus dikalikan dengan 100/95 untuk mendapatkan kebutuhan soda yang sebenarnya.

12/3/2015

PENGOLAHAN AIR CONTOH 1 Hitunglah jumlah kapur (kemurnian 84%) dan soda (kemurnian 92%) yang dibutuhkan untuk mengolah 20.000 liter air, yang mempunyai kandungan senyawa-senyawa sebagai berikut: Ca (HCO3)2 = 40.5 ppm Mg (HCO3)2 = 36.5 ppm MgSO4 = 30.0 ppm CaSO4 = 34.0 ppm CaCl2 = 27.75 ppm NaCl = 10.0 ppm Hitung juga kekerasan/kandungan (hardness) temporer dan permanen dan sampel air tsb.

PENGOLAHAN AIR

CONTOH 2 Suatu sampel air mempunyai hasil laporan analisis sebagai berikut: MgCO3 = 84 mg/l CaCO3 = 40 mg/l CaCl2 = 55.5 mg/l Mg(NO3)2 = 37 mg/l KCl = 20 mg/l Hitunglah jumlah kapur (kemurnian 86%) dan soda (kemurnian 83%) yang dibutuhkan untuk mengolah 80.000 liter air

PENGOLAHAN AIR

PENGOLAHAN AIR

PENJERNIHAN AIR

PENJERNIHAN AIR

 Proses Permutit atau Zeolite

 Proses Zeolite

 Zeolite merupakan sodium alumino silicate terhidrasi yang mampu merubah ikatan ion Na+ terhadap ikatan campuran dari Ca2+ dan Mg2+  Rumus umum dari zeolite adalah Na2O.Al2O3.xSiO2.yH2O. Zeolite yang umum adalah Natrolite yang mempunyai formula Na2O.Al2O3.3SiO2.2H2O  Bentuk lain yang digunakan juga untuk penjernihan air adalah gluconites, green sand dll  Bentuk buatan (artificial) dari zeolite untuk penjernihan air disebut permutit.

12/3/2015

PENGOLAHAN AIR

PENGOLAHAN AIR

PENJERNIHAN AIR

PENJERNIHAN AIR

 Proses penjernihan dengan zeolite


 Air yang mengandung hardness (terutama ion Ca2+ dan Mg2+) dilewatkan ke dalam filter zeolite  Ion Natrium akan berikatan dengan bicarbonat, sedangkan ion zeolite akan berikatan dengan ion Ca2+ dan Mg2+ untuk hardness temporer  Pada hardness permanen ion natrium akan berikatan dengan SO4, Cl dll

 Untuk regenerasi Zeolite, garam NaCl (brine) ditambahkan pada filter zeolite sehingga terbentuk kembali Na2Ze  Hasil reaksi CaCl2 dan MgCl2 dicuci dan dibuang.

Na2Ze Na2Ze Na2Ze Na2Ze

Ca  Ca  Ze  NaCl  Cl2  Na 2 Ze Mg  Mg 

+ Ca(HCO3)2  2NaHCO3 + CaZe + Mg(HCO3)2  2NaHCO3 + MgZe + CaSO4  Na2SO4 + CaZe + CaCl2  2NaCl + CaZe

PENGOLAHAN AIR

PENGOLAHAN AIR

PENJERNIHAN AIR

PENJERNIHAN AIR



 Keuntungan :

 Kerugian

• • • • • •

Hardness dapat diproses secara hampir sempurna sampai dengan sekitar 10ppm Peralatan lebih kecil, sederhana dan mudah ditangani Proses penjernihan lebih cepat Tidak menimbulkan adanya endapan sehingga prosesnya bersih Mudah diregenerasi Segala bentuk dan ukuran hardness dapat diproses tanpa perlu penyesuaian.

• Air berwarna dan air yang campur dengan suspended (lempung, silika, dll) tidak bisa diproses dengan cara ini • Air yang mengandung asam juga tidak bisa diproses karena akan berikatan dengan Na pada zeolite dan akan merusak • Hasil dari air yang dijernihkan akan ada banyak konsentrasi NaHCO3 maka pada saat dipanaskan akan banyak CO2 yang dilepas, air ini kurang baik bagi pemanas karena menyebabkan korosi pada pemanas

12/3/2015

PENGOLAHAN AIR

PENGOLAHAN AIR

PENJERNIHAN AIR

Contoh1


Hitung kebutuhan NaCl untuk regenerasi zeolite yang telah digunakan untuk penjernihan 20000 liter air dengan analisis sample sebagai berikut : Ca(HCO3)2 81 ppm Mg(HCO3)2 73 ppm CaSO4 68 ppm

 Perhitungan kebutuhan garam NaCl untuk regenerasi zeolite kebutuhan garam (NaCl) (mg) =

.

x volume air

Jika NaCl yang digunakan adalah larutan dengan nilai NaCl 120g/liter, tentukan juga kebutuhan larutan NaCl

PENGOLAHAN AIR

PENGOLAHAN AIR

PENJERNIHAN AIR

PENJERNIHAN AIR

 Proses Perubahan Ion atau Demineralisasi

 Proses Perubahan Ion atau Demineralisasi

 Demineraisasi mempunyai proses yang mirip dengan Zeolite. Pada proses ini , ion H+ dan ion OH- yang berperan terhadap ikatan campuran dari Ca2+ dan Mg2+  Meliputi dua proses, perubahan resin kation (cation exchange resins) dan perubahan resin anion (anion exchange resins).  Proses kation mengikat ion Ca2+ dan Mg2+, sedangkan proses anion mengikat ion SO42+, Cldan yang lainnya

12/3/2015

PENGOLAHAN AIR

PENGOLAHAN AIR

PENJERNIHAN AIR

PENJERNIHAN AIR UNTUK AIR MINUM

 Metode Perubahan Ion atau Demineralisasi

 Kebutuhan air untuk air minum

 Perubahan resin kation, kation yang merupakan bagian dari hardness dihilangkan dengan proses penggantian ion tersebut dengan ion H+ dari resin.

 Selanjutnya, anion dari hardness dihilangkan dengan penggantian ion tersebut dengan ion OH-

 Jernih dan tidak berbau  Tidak berasa  Endapan/zat terlarut < 10 ppm  Tidak mengandung logam berat dan arsenik  pH sekitar 8  Garam terlarut < 500 ppm  Bebas dari mikroorganisme patogen

PENGOLAHAN AIR

PENGOLAHAN AIR



 Proses Penjernihan


 Aerasi, peningkatan konsentrasi oksigen ke dalam air

 Menempatkan air dalam tangki yang cukup untuk memisahkan campuran yang berupa endapan (suspended)  Sedimentasi, dilakukan melalui penambahan koagulan tertentu untuk menghilangkan campuran koloid. Koagulan yang umum dipakai adalah Alum (Tawas) dan Green Vitriol. Dalam proses pencampuran koagulan dengan air dilakukan dengan mengaduk (stirring)  Endapan gel yang terbentuk biasanya terdiri dari Al(OH)3, Fe(OH)3

• •

Proses aerasi bertujuan untuk menghilangkan bau dan kandungan besi Fe(OH)3 Berbagai cara bisa dipakai untuk aerasi, pada prinsipnya adalah memasukkan oksigen ke dalam air.

12/3/2015

PENGOLAHAN AIR

PENGOLAHAN AIR





 Dengan proses penggumpalan ini, beberapa kandungan mikroorganisme seperti bakteri akan ikut terendapkan.  Dalam proses ini, biasanya juga dilakukan filtrasi/penyaringan dengan pasir, krikil  Pasir dan krikil dibuat berlapis

 Sterilisasi, meliputi beberapa metode a. Menggunakan bubuk pemutih, HOCl yang dihasilkan akan membunuh kuman. Dalam akhir proses membutuhkan proses deklorinasi (menghilangkan kandungan klor) b. Break-point Chlorination c. Chloramin d. Ozonisasi e. Sterilisasi dengan metode fisik (pemanasan, dipaparkan pada sinar matahari, dipaparkan dalam sinar U-V

PENGOLAHAN AIR

 Proses Penjernihan  Pengurangan kadar garam (Desalinasi) a. Elektrodialisis, menggunakan arus searah (anoda dan katoda) dan sepasang membran plastik. b. Reverse Osmosis, air dengan kandungan garam ditekan ke dalam membran semipermeabel.

sinar U-V

chloramine

PENGOLAHAN AIR PENJERNIHAN AIR UNTUK AIR MINUM

ozonisasi

bubuk pemutih

2015 PENGOLAHAN AIR PENGOLAHAN AIR PENGOLAHAN AIR. Ca Mg

Recommend Documents