Demineralisasi

DEMINERALISASI

Tujuan dari percobaan demineralisasi adalah untuk mengukur kualitas air demin dengan cara menentukan besarnya pH, Total Dissolved Solid (TDS), Ca-Hardness, Total Hardness, dan Alkalinitas dari sampel air demin hasil proses pengolahan kation anion exchanger serta membandingkan hasil sebelum dan sesudah demineralisasi dengan standar.

PERTUKARAN ION

Pertukaran ion ini bertujuan untuk menghilangkan ion yang tidak diinginkan dari air baku dengan memindahkan ion-ion tersebut  ke  resin. Penukar ion memiliki kapasitas yang terbatas dalam kemampuan menukar ion yang disebut kapasitas tukar. Karena ini, penukar ion atau resin akhirnya menjadi jenuh. Untuk membuat agar resin yang akan digunakan tidak lagi jenuh maka resin tersebut dibackwash  dengan larutan regenerasi yang kuat dan berisi senyawa yang diinginkan ion, dan ini digunakan untuk menggantikan akumulasi ion yang tidak diinginkan. Operasi ini adalah proses kimia siklik, dan siklus lengkap biasanya meliputi sistem operasi, backwashing, regenerasi, pencucian.

Penukar ion natrium yang paling sering digunakan adalah alumino anorganik, beberapa diproduksi secara sintetis dan ada yang dibuat oleh proses alam greensand, yang merupakan mineral disebut zeolit, menjadi lebih stabil, kapasitas lebih tinggi. Zeolit ini sekarang digunakan untuk pengolahan air (Frank N dan Kemmer 1998).

Dalam pertukaran ion, ion terlarut dalam air baku dihilangkan atau ditukar dengan menggunakan resin penukar ion untuk memperoleh kualitas yang tepat untuk setiap system boiler. Penghilangan semua ion terlarut disebut demineralisasi. Pertukaran ion kalsium dan magnesium dengan ion natrium disebut softening (Takahide Santo 1999).

Komponen kesadahan (Ca^{2 +} dan Mg^{2 +}) Menurut Takahide Santo dapat menyebabkan masalah kerak dalam boiler tekanan rendah dengan pertukaran ion natrium (Na ⁺) dengan menggunakan resin kation. resin pertukaran ion yang digunakan untuk proses softening adalah Na-bentuk resin kation asam kuat. Ketika air baku  melewati bad yang mengandung resin ini, komponen kesadahan (Ca^{2 +} dan Mg²⁺) dalam air baku ditukar dengan ion Na ⁺ dari resin penukar ion sehingga diperoleh air softening  seperti ditunjukkan pada reaksi (2.4), (2.5) dan pada Gambar II.1

(Reaksi softening)

R(-SO3Na)2 + Ca2+           R(-SO3)2Ca + 2Na+. (2.4)

R(-SO3Na)2 + Mg2+ ........                               R(-SO3)2Mg + 2Na+      (2.5)

Resin penukar ion kehilangan kemampuan tukarnya diregenerasi dengan menggunakan sekitar 10 persen natrium klorida dan dapat digunakan kembali. Reaksi berikut menunjukkan reaksi regenerasi dari resin

R(-SO₃)2Ca + 2Na⁺ R(-SO₃Na)₂+            Ca²+... (2.6)

R(-SO3)2Mg + 2Na+         R(-SO3Na)2 + Mg2+.. (2.7)

Masalah kerak pada boiler yang disebabkan komponen kesadahan dapat dicegah menggunakan treatment pelunakan air. Tapi sebenarnya, masalah kerak masih terjadi karena kebocoran kesadahan  dari softener sering terjadi dari hasil kontrol operasional yang cukup.

Tahap Operasi

Dalam paparan ringkas di bawah ini disampaikan empat tahap proses demineralisasi.

1. Tahap operasi (service, layanan)

Umumnya air baku mengalir dari atas ke bawah (downflow). Pada artikel ini disisipkan juga sebuah unit tipikal demineralisasi dengan dua media (two bed demineralizer).

2. Tahap cuci (backwash)

Kalau kemampuan resin berkurang banyak atau habis maka tahap pencucian perlu dilaksanakan. Air bersih dialirkan dari bawah ke atas (upflow) agar memecah sumbatan pada resin, melepaskan padatan halus yang terperangkap di dalamnya lalu melepaskan jebakan gas di dalam resin dan pelapisan ulang resin.

3. Tahap regenerasi

Tujuan tahap ini adalah mengganti ion yang terjerat resin dengan ion yang semula ada di dalam media resin dan mengembalikan kapasitas tukar resin ke tingkat awal atau ke tingkat yang diinginkan. Operasi regenerasi dilaksanakan dengan mengalirkan larutan regeneran dari atas resin. Ada empat tahap dalam regenerasi, yaitu backwahing untuk membersihkan media resin (tahap dua di atas), memasukkan regeneran, slow rinse untuk mendorong regeneran ke media resin, fast rinse untuk menghilangkan sisa regeneran dari resin dan ion yang tak diinginkan ke saluran pembuangan (disposal point).

4. Tahap bilas (fast rinse)

          Air berkecepatan tinggi membilas partikulat di dalam media resin, juga ion kalsium dan magnesium ke pembuangan dan untuk menghilangkan sisa-sisa larutan regenerasi yang terperangkap di dalam resin. Pembilasan dilakukan dengan air bersih aliran ke bawah. Setelah tahap ini, proses kembali ke awal (tahap service) (www.Google.com/Gede on Writing Water Waste/demineralisasi).

Macam Demineralisasi

Berdasarkan pada tipe bed (unggun) dari resin penukar ion :

-          Tipe bed campuran

-          Tipe dua bed satu degasifikasi

-          Tipe empat bed satu degasifikasi

Berdasarkan cara regenerasinya :

-          Regenerasi aliran searah

-          Regenerasi aliran berlawanan arah

-          Regenerasi berkesinambungan

-          Air Mineral : adalah air yang diambil langsung dari sumber mata air alam tanpa melalui pemompaan atau tekanan. Sangat penting untuk diketahui jenis mineral yang terkandung di dalam air yang kita minum. Jika tubuh kita kekurangan beberapa jenis mineral, jenis air ini mungkin yang kita butuhkan. Tetapi mengkonsumsi secara berlebihan dan terus menerus juga dapat membahayakan kesehatan.

-          Air Demineralisasi : adalah jenis air tanpa kandungan logam berat seperti nitrat, kalsium dan magnesium setelah melalui proses dimana electron dalam air dinetrlisir. Terdapat beberapa jenis proses demineralisasi antara lain :

-          *Proses destilasi
*Deinonisasi
*Filtrasi membran(nano filtration)
*Elektrodialisis