BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sumber Air
Air yang digunakan pada proses pengolahan dan air umpan ketel diperoleh dari air sungai, air waduk, sumur bor dan sumber mata air lainnya. Kualitas air tersebut tidak sama walaupun menggunakan sumber air sejenis ini dipengaruhi oleh kandungan asam mata air tersebut. Sumber mata air sungai umumnya sudah mengalami pencemaran oleh penduduk atau industri, oleh sebab itu perlakuan pemurnian air harus dilakukan. Perlu dilakukan “ water treatment” untuk menghasilkan air yang sesuai untuk pengolahan dan air umpan air boiler yang reliable dan ekonomis. Pengertian reliable ialah mudah melakukan operasi secara berkelanjutan selama dibutuhkan. Dan ini merupakan usaha-usaha menghindarkan kerusakan-kerusakan terutama pada korosi pipa dan sebagainya ( Ponten M, 1996).
Universitas Sumatera Utara
2.2 Beberapa Parameter Kualitas Air
1. Parameter Fisik Air a. Bahan Padatan Kekeruhan Bahan padat keseluruhan ditetapkan dengan menguapkan suatu sampel air dan menimbang sisanya yang telah kering. Bahan padatan terapung didapat dengan menyaring suatu sampel air. Perbedaan antara bahan padat keseluruhan dan bahan padat terapung merupakan bahan padat terlarut. Tergantung pada ukuran saringan kertas yang dipergunakan, sebagian bahan koloidal akan juga dihitung sebagai bahan padat terapung. Informasi tentang bahan padat keseluruhan digunakan untuk perencanaan sarana-sarana pengolahan air. Konsentrasi bahan padat terlarut keseluruhan, bersama-sama dengan suatu analisis kimiawi terperinci, dipergunakan untuk menguji kecocokan berbagai sumber air untuk berbagai pemanfaatan, misalnya industri dan pertanian. b Kekeruhan Kekeruhan mengurangi kejernihan air dan diakibatkan oleh pencemarpencemar yang terbagi halus, dari manapun asalnya, yang ada didalam air. Kekeruhan biasanya disebabkan oleh lempung, partikel-partikel tanah dan pencemar-pencemar koloidal lainnya. Tingkat kekeruhan tergantung pada kehalusan partikel-partikel dan konsentrasinya. Diwaktu yang lalu, standart untuk perbandingan adalah turbidimeter Jackson. Dengan alat ini kekeruhan ditetapkan sebagai ukuran kedalaman air yang dibutuhkan untuk menghilangnya bayangan cahaya lilin. Sekarang, kekeruhan diukur dengan suatu tubidimeter yang mengukur gangguan lintasan cahaya melalui suatu contoh air. Air permukaan yang mengalami kenaikan tingkat kekeruhan yang besar
Universitas Sumatera Utara
setelah terjadinya hujan sering disebut sebagai” air yang mengkilat”. Air semacam ini lebih sulit untuk diolah daripada air yang tingkat kekeruhannya hampir-hampir tetap. c. Warna Air kadang-kadang mengandung warna yang banyak yang diakibatkan oleh jenis-jenis tertentu dari bahan organik yang terlarut dan koloidal yang terbilas dari tanah atau tumbuh-tumbuhan yang membusuk. Warna adalah suatu sampel tentang warna organik yang koloidal. Warna yang sebenarnya terjadi karena pencemar terlarut. Limbah-limbah dari kegiatan industri sering menjadi sebab dari adanya warna didalam air. Intensitas warna diukur dengan perbandingan visual dari sampel air yang bersangkutan dengan tabung-tabung Nessler, yaitu tabung-tabung gelas yang berisi intensitas warna standar yang berbeda. d. Rasa dan Bau Rasa dan bau pada air disebabkan oleh adanya bahan organik yang membusuk atau bahan kimia yang mudah menguap. Pengukurannya dengan melarutkan sampel air yang bersangkutan hingga rasa dan baunya tak dapat lagi ditemukan dengan pengujian oleh manusia. Air minum secara praktis harus bebas dari warna, rasa dan bau.
e. Suhu Suhu air merupakan hal yang penting sehingga dikaitkan dengan tujuan penggunaan,
pengolahan
untuk
membuang
bahan-bahan
pencemar
serta
pengangkutannya suhu tergantung pada sumber airnya. Suhu air tanah akan bervariasi menurut kedalaman dan ciri-ciri akifer yang menjadi sumber air itu. Suhu air permukaan yang disadap dari suatu waduk yang dalam bervariasi juga menurut kedalamannya (Linsley, K.Ray, 1986).
Universitas Sumatera Utara
f. Daya hantar listrik Daya hantar listrik adalah kemampuan air untuk mengalirkan arus listrik dan kemampuan tercermin dari kadar padatan total dalam air dan suhu pada saat pengukuran. Konduktivitas arus listrik mengalirkan arusnya tergantung pada mobilitas ion dan kadar yang terlarut. Senyawa anorganik merupakan konduktor kuat dibandingkan dengan senyawa organik. Pengukuran daya hantar listrik ini untuk melihat keseimbangan kimiawi dalam air dan pengaruhnya terhadap kehidupan biota. ( Agusnar, H, 2008). 2. Parameter Kimia Air a. Derajat keasaman (pH) air Sebagai pengukur sifat keasaman atau kebasaan air diambil nilai pH yang didefinisikan sebagai logaritma dari pulang baliknya konsentrasi ion hidrogen dalam mol per liter dari tiap-tiap jenis. Dengan demikian, pH dari air netral adalah 7. Air yang pH-nya kurang dari 7, sifat asam, sedangkan yang pH-nya lebih dari itu, bersifat basa. Nilai pH air biasanya didapat dengan suatu pontensiometer yang mengukur potensial listrik yang dibangkitkan oleh ion-ion H+ atau dengan bahan celup penunjuk warna, misalnya metil orange atau phenolphtalein (Linsley, K.Ray, 1986).
b. Kesadahan Kesadahan digunakan untuk menunjukkan kandungan garam kalsium dan magnesium yang terlarut, dinyatakan sebagai ekuivalen ( setara) kalsium karbonat, kesadahan air dapat dibagi atas dua kelompok: karbonat dan nonkarbonat, atau kesadahan sementara (temporary) dan kesadahan permanen (kekal) . Tingkat kesadahan sementara biasanya dapat diturunkan dengan pemanasan, untuk
Universitas Sumatera Utara
menurunkan kesadahan permanen disebabkan oleh sulfat dan klorida kalsium dan magnesium. Unsur-unsur kesadahan (seperti Mg, Ca dan lain-lain) menyebabkan erosi pada sudu-sudu turbin. Dengan demikian diperlukan proses pelunakan air, yaitu demineralisasi dan softener untuk menghilangkan unsur-unsur perusak tersebut. ( Iyung Pahan, 2008).
Tabel 1 Kesadahan air Kelas Kesadahan,mg/lt Derajat kesadahan
1
2
3
4
0-55
56-100
101-200
201-500
Lunak
Sedikit lunak
Moderat sadah
Sangat sadah
(Suripin, 2001) c .Alkalinitas Tinggi rendahnya alkalinitas air ditentukan oleh senyawa karbonat, garam hidroksida, kalium, magnesium, dan natrium dalam air. Semakin tinggi kesadahan suatu air semakin sulit air membuih. Penggunaan air untuk ketel selalu diupayakan air yang mempunyai kesadahan rendah karena zat tersebut dalam konsentrasi tinggi menimbulkan terjadinya kerak pada dinding dalam ketel maupun pada pipa pendingin.
d. Klorida Klorida banyak dijumpai dalam pabrik industri kaustik soda. Bahan ini berasal dari proses elektrolisa, penjernihan garam dan lain-lain. Klorida merupakan zat terlarut dan tidak mudah menyerap. Sebagai klor bebas berfungsi desinfetans, tapi dalam bentuk ion yang bersenyawa dengan ion natrium menyebabkan air menjadi asin dan merusak pipa-pipa instalasi.
Universitas Sumatera Utara
e. Sulfit Sulfat dalam jumlah besar akan menaikkan keasaman air. Ion sulfat dapat terjadi secara proses alamiah. Sulfur dioksida dibutuhkan pada sintesa. Pada industri kaustik soda ion sulfat terdapat sewaktu pemurnian garam. Ion sulfat oleh bakteri direduksi menjadi sulfida pada kondisi anaerob dan selanjutnya sulfida diubah menjadi hidrogen sulfida. Dalam suasana anaerob hidrogen sulfida teroksidasi secara bakteriologis menjadi sulfida. Dalam bentuk H2S bersifat racun dan berbau busuk. Pada proses digester lumpur H2S yang bercampur dengan metana CH4 dan CO2 akan bersifat korosif (Agusnar,H.2008). f. Total Dissolved Solid (TDS) Total dissolved Solid ialah jumlah keseluruhan zat yang larut dalam air, yang dimasukkan dalam kelompok ini ialah mineral dan garam-garam yang terlarut dalam air, zat tersebut berbentuk koloid (Ponten.M, 1986). g. Silika Konsentrasi silika yang diijinkan pada operasi air boiler tekanannya bermacam- macam, ditunjukkan pada tabel 2. Reduksi silika tidak selalu penting, khususnya saat kosongnya kondensat turbin. Rendahnya konsentrasi pada silika kadang-kadang menghasilkan lumpur, yang lengket pada boiler dengan tekanan rendah perlakuannya menggunakan posfat.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2 Konsentrasi Silika Pada Air Boiler Konsentrasi Silika mg/L Tekanan lb/in2 gage
Rekomendasi
Diperoleh
0-300
150
150
301-450
90
90
451-600
40
55
601-750
30
35
751-900
20
20
901-1000
8
15 (Frank N, 2006)
2.3 Mutu Air
Dalam penilaian mutu air, pencemar didalam air biasa diklasifikasikan atas fisik, kimiawi dan biologis. Dengan demikian, bakteri yang koloidal, non-ionik dan pencemar-pencemar tak larut . Air menangkap pencemar-pencemar sejak saat pembentukannya diawan. Beberapa pencemar tidaklah berbahaya, yang lain secara estetika mungkin bersifat ofensif atau bahkan berbahaya berkenaan dengan tujuan pemakaian airnya. Untuk menetapkan mutu air atau membandingkan air satu dengan yang lainnya, diperlukan dasar penetapan mutu atau dasar perbandingan yang harus dilakukan. Biasanya, dasar dari air yang bersangkutan ( Linsley,K.Ray.1986). Air di alam sangat jarang ditemukan dalam keadaan murni. Sekalipun air hujan, meskipun awalnya murni, telah mengalami reaksi dengan gas-gas diudara dalam perjalanan turun ke bumi dan selanjutnya terkontaminasi selama mengalir di
Universitas Sumatera Utara
atas permukaan bumi dan didalam tanah. Kualitas air menyatakan tingkat kesesuaian air terhadap penggunaan tertentu (Suripin, 2001). 2.4 Pemurnian Air
Pabrik kelapa sawit membutuhkan air bersih untuk pengolahan, untuk kebutuhan rumah tangga dan air umpan boiler membutuhkan kemurnian yang memenuhi kebutuhan air minum. Air yang digunakan pada proses pengolahan dan air umpan boiler diperoleh dari air sungai, air waduk, sumur bor, dan sumber mata air lainnya. Kualitas air tersebut tidak sama walaupun menggunakan sumber air sejenis ini dipengaruhi oleh lingkungan asal mata air tersebut. Sumber mata air sungai umumnya sudah mengalami pencemaran oleh penduduk atau industri, oleh sebab perlakuan pemurnian air harus dilakukan. Berdasarkan sumber air alam yang selalu mengandung senyawa-senyawa kimia, maka diperlukan beberapa perlakuan sebelum digunakan di pabrik. Air sangat dibutuhkan dalam proses pengolahan minyak sawit sebagai air pengencer, air umpan boiler dan air pencuci (Ponten M, 1996). Untuk menyingkirkan bahan-bahan organik biasanya cukup dengan koagulasi dan filtrasi melalui pasir atau batu bara keras serta oksidasi dengan cara aerasi. Pengolahan ini sekaligus membersihkan air dari sebagian organisme (Austin T., George, 1996). 2.5 Demineralisasi Sistem demineralisasi sangat banyak digunakan, bukan saja untuk pengolahan air umpan ketel uap tekanan tinggi, tetapi juga untuk berbagai air proses dan air cuci. Pemilihan sistem penukar ion untuk ini bergantung pada: (1) volume dan komposisi air mentah, (2) persyaratan kualitas hasil pengolahan, sesuai dengan tujuan penggunaanya, dan
Universitas Sumatera Utara
(3) biaya investasi dan operasi. Singkatnya, jika penyingkiran silika tidak diperlukan, sistem itu bisa terdiri atas unit penukar kation-hidrogen dan unit penukar anion basa lemah, dan biasanya diikuti dengan unit degasifikasi untuk membuang, dengan cara daerasi, sebagian besar karbondioksida yang terbentuk dari bikarbonat dalam langkah pertama. Jika ada silika yang harus disingkirkan, sistemnya boleh terdiri atas unit penukar kation-hidrogen dan unit penukar anion basa kuat, biasanya dengan unit degassifikasi diantara keduanya untuk membuang karbon dioksida sebelum unit penukar anion basa kuat. Unutk penggunaannya yang memerlukan air hasil yang berkualitas tinggi unit ini bisa diikuti lagi dengan unit “pemoles” (penguapan) kedua yang terdiri atas unit penukar kation-hidrogen dan unit penukar anion basa kuat atau satu unit tunggal tanur yang berisi campuran penukar kation-hidrogen dan unit penukar anion basa kuat. Proses lain yang dapat mengeluarkan semua ion dari air adalah distilasi. Pengangkutan air distilasi maupun air deionisasi harus dilakukan didalam basa tahan karat atau kaca untuk mencegah agar air murni itu tidak menyebabkan korosi pada pipa mengalir. Timah juga digunakan untuk ini, tetapi kelemahannya ialah bahwa bahan ini sangat lunak. Bahan lain yang cukup baik sebagai gantinya ialah pipa aluminium atau polivinil klorida untuk menyalurkan air “ murni”. Kadang-kadang polietilena, polipropilena, dan polikarbonat juga dipakai. Penyingkiran garam, atau desalinisasi, biasanya diterapakan dalam proses untuk demineralisasi parsial atau total air yang berkadar garam tinggi seperti air laut (35.000) ppm garam terlarut) atau air payau. Proses pertama (penyingkiran parsial) digunakan untuk menurunkan kadar garam sampai air itu layak untuk diminim (500 ppm atau kurang) atau untuk penggunaan lain. Proses keduanya (penyingkiran menyeluruh) digunakan terutama untuk mempersiapkan air umpan ketel uap
Universitas Sumatera Utara
bertekanan tinggi dan untuk penggunaan industri lainnya. Proses demineralisasi dengan pertukaran ion yang telah diuraikan terdahulu dalam bab ini tidak cocok untuk menyingkirkan garam dari air yang berkadar garam tinggi, sehingga untuk menyingkirkan garam dari air yang berkadar garam tinggi, sehingga untuk itu harus digunakan proses-proses lain. (Austin.T.George, 1996).
2.6. Penukar Ion
Ion exchanger (penukar ion) sebagai water softener merupakan fungsi umum dan digunakan sangat luas di industri yang memerlukan soft water untuk proses dan bahan baku boiler. Air baku yang tingkat ke-sadahan-nya (hardness) tinggi karena kandungan kalsium dan magnesium harus diturunkan dengan cara menggantikannya dengan muatan ion natrium yang terdapat pada resin. Proses pertukaran ion terus berjalan sampai tercapai kesetimbangan dan jenuh dan sesudah kondisi resin jenuh maka segera dilakukan re-generasi dengan dicuci dengan air yang mengandung garam NaCl tinggi. Soft water digunakan untuk boiler air umpan guna mencegah terjadinya endapan (scaling) pada pipa saluran air baik pada sistem boiler maupun pada sistem pendingin ( Hartomo & Dofner, 1995).
2.6.1 Penukar kation Air dari tangki penyimpanan dipompakan ketangki kation yang berisi resin penukar kation. Resin penukar kation ini bersifat asam kuat (strong acid cation) atau bersifat asam lemah (weak acid cation), bahan kimia yang dipakai untuk mengaktifkan resin adalah asam sulfat. Fungsi penukar kation:
Universitas Sumatera Utara
a. Menghilangkan atau mengurangi kesadahan (hardness) yang disebabkan oleh garam-garam kalsium dan magnesium. b. Menghilangakan atau mengurangi zat-zat padatan terlarut (TDS). c. Menghilangkan atau mengurangi alkalinity dari garam-garam alkali (karbonat, bikarbonat, dan asam lemah atau bersifat asam lemah hidroksida). Didalam kation terjadi pertukaran antara ion kalsium, magnesium dengan ion-ion hidrogen sehingga garam-garam bikarbonat, sulfat, klorida, dan silika dirubah menjadi asam karbonat, asam sulfat, asam klorida, dan asam silikat yang larut dalam air.
Reaksi penukar kation Ca++
CaX
Mg++
MgX
Fe++
+ H2X
FeX
2Na+
Na2X
2NH4+
(NH4)2X
+ 2 H+
Selanjutnya dari water tower, air dipompakan kembali untuk diproses dengan sistem demineralisasi, dengan tujuan untuk menghilangkan semua/ sebagian unsurunsur kimiawi yang dikandung oleh air tersebut. Air yang bersal dari water tower dimasukkan ke dalam tangki kation Exchanger resin, setelah air kontak dengan resin, maka semua ikatan-ikatan unsur kimiawi dari garam alkali, seperti Ca2+, Mg2+, Fe2+, dan lain sebagainya yang dikandung oleh air, diikat dengan 1 (satu) atom Hidrogen (H+)
Universitas Sumatera Utara
CaSO4 + 2 RH
CaR2 +H2SO4
MgCO4 + 2 RH
MgR4 + H2CO3
H2CO3
H2O + CO2
Jadi semua garam-garam bermuatan positif yang dikandung oleh air, dibebaskan didalam kation.
2.6.2 Penukar anion Setelah dialirkan melalui kation, selanjutnya air dialirkan masuk ketangki anion yang berisi resin bersifat basah kuat (strong base anion) dan basa lemah (weak base anion). Bahan kimia yang dipakai adalah kaustik soda, dosis pemakaian 60 g/L resin, konsentrasi cairan NaOH watu kontak dengan resin. Fungsi penukar anion 1. Menyerap asam-asam karbonat, sulfat, klorida, dan silikat yang dihasilkan oleh penukar kation. 2. Untuk menghilangkan atau mengurangi semua garam-garam mineral sehingga air yang dihasilkan tidak mengandung garam mineral lagi (Austin.T.G. 1996).
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3 Operasi dan proses satuan serta penerapannya dalam pemurnian air. Operasi atau Proses Operasi satuan Penyaringan
Penerapan Saringan kasar dipergunakan untuk melindungi pompa terhadap bahan-bahan mengambang
Saringan mikro
Dipergunakan untuk menyaring pencemar-pencemar halus seperti gangang, dan sebagainya.
Aerasi
Dipergunakan untuk menambah tau membuang gas-gas kurang atau sangat jenuh dalam kandungan air.
Pencampuran
Dipergunakan untuk mencampur bahan-bahan kimia dan gas yang mungkin diperlukan untuk pengolahan.
Flokulasi
Pengendapan
Penciptaan gradien kecepatan dengan pencampuran yang lembut untuk meningkatkan pengumpulan partikelpartikel. Dipergunakan untuk membuang partikel-partikel seperti lanau dan pasir atau bahan flokulasi yang terapung. Dipergunakan untuk menyaring bahan-bahan padat sisa yang tetap berada didalam air setelah pengendapan.
Filtrasi Menyatakan proses penambahan bahan kimia untuk mendorong penggumpalan partikel-partikel dalam proses flokulasi. Koagulasi Dipergunakan membunuh organisme-organisme patogen yang mungkin ada dalam air alamiah. Disinfeksi
Pembuangan jenis-jenis ionik terlarut seperti kalsium dan magnesium (kesadahan) dengan menambahakan bahanbahan kimia.
Presipitasi Dipergunakan untuk pembuangan selektif atau sepenuhnya ion-ion anion dan kation terlarut di dalam larutan. Pertukaran ion
Adsorpsi
Dipergunakan untuk pembuangan berbagai senyawa organik misalnya yang menyebabkan warna, rasa dan bau. Dipergunakan untuk oksidasi berbagai senyawa yang bisa didapatkan dalam air.
Oksidasi Kimia (Linsley.K.,Ray, 1995).
Universitas Sumatera Utara
2.7 Pengolahan Air Umpan Ketel Denagn Penambahan Bahan-bahan Kimia Tujuan penambahan bahan-bahan kimia dalam proses pengolahan air umpan boiler adalah sebagai berikut: 1. Bereaksi dengan kesadahan dan kandungan silika air umpan dan mencegah pengendapannya pada permukaan logam ketel sebagai kerak. Ion-ion kalsium diendapkan dalam bentuk kalsium hidroksi apatit (2Ca3(PO4)2.Ca(OH)2 dan kalsium karbonat (CaCO3). Dan ion-ion magnesium dan silika diendapkan dalam bentuk MgSiO2 dan Mg(OH)2 2. Menjadikan zat-zat tersuspensi seperti Lumpur, kesadahan dan besi oksida menjadi suatu massa yang tidak melekat pada logam ketel. Pengaturan agar sifat lumpur tidak melekat pada logam ketel dilakukan dengan penggunaan bermacammacam bahan organik yang masuk golongan tannin dan lignin. 3. Menyediakan perlindungan anti busa untuk memungkinkan pemekatan padatan terlarut dan tersuspensi dalam air ketel pada taraf tertentu tanpa terjadi kejenuhan. 4. Menghilangkan oksigen dari air yang menyediakan alkalinitas yang cukup untuk mencegah korosi ketel. Sejumlah oksigen dapat terbawa dalam air umpan meskipun sudah melewati tahap aerasi (Austin.T.G.1996).
2.8 Pengaktifan Resin (Regenerasi)
Regenerasi adalah suatu peremajaan, penginfeksian dengan kekuatan baru terhadap resin penukar ion yang telah habis saat kerjanya atau telah terbebani, telah jenuh. Regenerasi penukaran ion dapat dilakukan dengan mudah karena pertukaran ion merupakan suatu proses yang reversibel yang perlu diusahakan hanyalah agar pada regenerasi berlangsung reaksi dalam arah yang berlawanan dari pertukaran ion.
Universitas Sumatera Utara
Pada umumnya senyawa yang digunakan untuk kerangka dasar resin penukar ion asam kuat dan basa kuat adalah senyawa polimer stiren divinilbenzena. Ikatan kimia pada polimer ini amat kuat sehingga tidak mudah larut dalam keasaman dan sifat basa yang tinggi dan tetap stabil pada suhu diatas 150oC. Polimer ini dibuat dengan mereaksikan stiren dengan divinilbenzena, setelah terbentuk kerangka resin penukar ion maka akan digunakan untuk menempelnya gugus ion yang akan dipertukarkan. Resin penukar kation dibuat dengan cara mereaksikan senyawa dasar tersebut dengan gugus ion yang dapat menghasilkan (melepaskan) ion positif. Gugus ion yang biasa dipakai pada resin penukar kation asam kuat adalah gugus sulfonat dan cara pembuatannya dengan sulfonasi polimer polistyren divinilbenzena (matrik resin). Resin penukar ion yang direaksikan dengan gugus ion yang dapat melepaskan ion negatif diperoleh resin penukar anion. Resin penukar anion dibuat dengan matrik yang sama dengan resin penukar kation tetapi gugus ion yang dimasukkan harus bisa melepas ion negatif, misalnya –N (CH3)3+ atau gugus lain atau dengan kata lain setelah terbentuk kopolimer stiren divinilbenzena (DVB), maka diaminasi kemudian diklorometilasikan untuk memperoleh resin penukar anion. Material penukar ion yang utama berbentuk butiran atau granular dengan struktur dari molekul yang panjang (hasil co-polimerisasi), dengan memasukkan gugus fungsional dari asam sulfonat, ion karboksil. Senyawa ini akan bergabung dengan ion pasangan seperti Na+, OH− atau H+. Senyawa ini merupakan struktur yang porous. Senyawa ini merupakan penukar ion positif (kationik) untuk menukar ion dengan muatan elektrolit yang sama (positif) demikian sebaliknya penukar ion negatif (anionik) untuk menukar anion yang terdapat di dalam air yang diproses di dalam unit “Ion Exchanger”.
Universitas Sumatera Utara
2.8.1 Regenerasi Resin Penukar Kation - Bahan H2SO4(p) - Reaksi yang terjadi pada regenerasi resin penukar kation Ca + R + 2H+
H2 + R + Ca 2+
Urutan Penukar Kation : Ra2+ < Ba2+ < Sr2+ < Ni2+ < Cu2+ < Co2+ < Zn2+ < Mn2+ < UO2+ < Ag2+ < Cs+ < K+< NH4+< Na+< Li+ 2.8.2 Resin Penukar anion - Bahan: NaOH - Reaksi yang terjadi pada regenerasi resin penukar anion R.SO4 + 2 OH -
R. (OH)2 + SO42-
Urutan penukar anion: HCrO4 < NO3 < Br- < HPO4 < CN- < NO2- < Cl- < OH- < CH3COO- < FCara regenerasi adalah sebagai berikut: 1. Unit kation a. Pencucian kembali Pencucian kembali akan mendistribusikan kembali lapisan resin dan menghilangkan kotoran-kotoran serta resin yang pecah dari unit. b.Regenerasi dengan larutan asam Larutan asam (H2SO4) diinjeksikan kedalam unit kation. Sesudah melalui permukaan resin, asam atau ion hidrogen akan menggantikan semua kation seperti ion kalsium, natrium dan magnesium.
Universitas Sumatera Utara
c.Pembilasan Bila unit beroperasi kembli, akan terdapat sejumlah kecil leakage (kelewatan ion) yang harus dibersihkan dengan melakukan pembilasan.
Tabel 4 Kondisi Operasi Kation Operasi
Larutan
Waktu
Perbaikan (kearah bawah)
Air umpan
Backwash (arah keatas)
Air umpan
10-20 menit
Regenerasi
H2SO4 98%
20-30 menit
Slow rinse (pembilasan secara lambat)
Air kation
30-60menit
Fast rinse (pembilasan secara cepat)
Air umpan
20-60 menit
2. Unit anion Tahap-tahap regenerasi dalam unit anion adalah : a. Pencucian kembali Pencucian kembali akan menghilangkan kotoran-kotoran, lumpur, dan bahan-bahan tersuspensi dari unit dan mendistribusikan kembali lapisan resin. b. Penambahan Kaustik Soda Larutan kaustik diinjeksikan kedalam unit anion dan akan kontak langsung dengan resin. Sesudah melalui permukaan resin, Kaustik Soda (larutan NaOH) atau ion hidroksi dan menggantikan anion-anion yang terdapat dipermukaan resin. c. Pembilasan Apabila unit sudah kembali beroperasi akan terdapat sejumlah kecil ion leakage, maka harus dibersihkan dengan pembilasan
Universitas Sumatera Utara
Tabel 5 Kondisi Operasi anion Operasi
Larutan
Waktu
Perbaikan (kearah bawah)
Air dari kation
Backwash (arah keatas)
Air umpan
10-20 menit
Regenerasi
2-8 % NaOH
20-30 menit
Slow rinse (pembilasan secara lambat)
Air dekation
30-60menit
Fast rinse (pembilasan secara cepat)
Air anion
20-60 menit
Diusahakan jangan sampai ada kelebihan H2SO4 dan NaOH masuk kedalam ketel uap (Austin.T.G.1996).
Universitas Sumatera Utara
