L/O/G/O

PENGGUNAAN RESIN PENUKAR ION DALAM PROSES PENGOLAHAN AIR PAYAU

PADA WILAYAH PESISIR PANTAI

RESIN PENUKAR ION

MEKANISME PERTUKARAN ION

KESIMPULAN

Outline

PENDAHULUAN

PRINSIP PERTUKARAN IONPRINSIP PERTUKARAN IONPRINSIP PERTUKARAN IONPRINSIP PERTUKARAN IONPRINSIP PERTUKARAN IONPRINSIP PERTUKARAN IONPRINSIP PERTUKARAN IONPRINSIP PERTUKARAN IONPRINSIP PERTUKARAN IONPRINSIP PERTUKARAN ION

PRINSIP PERTUKARAN ION

Latar Belakang dan Tujuan

Latar Belakang• Pada daerah pantai sumber air payau melimpah, namun tidak

dapat digunakan sebagai sumber air bersih.• Air payau diubah menjradi air tawar dengan menggunakan

teknologi resin penukar ion

Tujuan• Mengetahui prinsip-prinsip pertukaran ion.• Mengetahui proses dan mekanisme pengolahan air payau

menjadi air tawar dengan resin penukar ion.

Resin Penukar Ion• Merupakan suatu senyawa organik

dengan ikatan silang dan mempunyai gugus-gugus yang dapat terionisasi

• Resin organik dibuat dengan polimerisasi stirena ((C6H5)-CH=CH2) dan divinil benzene ((CH2=CH-(C6H4)-CH=CH2) yang membentuk stirena divinil benzene, suatu molekul raksasa berberat molekul besar

• Resin penukar ion terbagi atas dua jenis, yaitu resin penukar kation dan resin penukar anion. Terdiri dari:

Resin penukar kation asam kuat (R-SO3H)

Resin penukar kation asam lemah (R-COOH) Resin penukar anion basa kuat (R-R3N*OH-)

Resin penukar anion basa lemah (R-NH2 – atau R-R’NH)

Prinsip Pertukaran Ion• Reaksi penukaran ion dapat

terjadi karena perbedaan afinitas atau daya ikat ion-ion yang ditentukan oleh muatan ion dan jari-jari ion terhidratasi

• Pertukaran antara ion A dan ion B dapat dideskripsikan dengan persamaan :

aA + bB(ads) = aA(ads) + bB• Selektivitas ion yang diberikan

pada resin penukar ion tergantung kepada muatan ionik dan ukuran ion. Dua peraturan umum adalah sebagai berikut :

• Peraturan 1. Suatu fasa larutan pada konsentrasi rendah (<1000 mg/L TDS) dan pada temperature air permukaan dan air tanah yang sama, penambahan pertukaran bertambah sesuai dengan penambahan valensi dari ion yang ditukar sebagai berikut :

Th4+ > Al3+ > Ca2+ > Na+ dan PO43- >

SO42- >Cl-

• Peraturan 2. Suatu fasa larutan pada konsentrasi rendah (<1000 mg/L TDS) dan pada temperature air permukaan dan air tanah yang sama, penambahan pertukaran bertambah sesuai dengan bertambahnya nomor atam (berkurangan jari-jari) dari ion yang ditukar sebagai berikut :

Cs+ > Rb+ > K+ > Na+ > Li+ dan Ba2+ > Sr2+ > Ca2+ > Mg2+ > Be2+

Prinsip Pertukaran Ion

Reaksi penukaran ion R-H pada resin :

• Atom H pada R-H dapat ditukar oleh Na karena Na+ (pada konsentrasi sama) mempunyai afinitas yang lebih besar dengan reaksi

R-H + Na+ R-Na + H+

Dan Na pun dapat diganti oleh Ca2+ (lihat peraturan 1)

• Reaksi penukaran anion juga dapat terjadi :

R-OH + Cl- R-Cl + OH-

R-Cl + NO3- R-NO3- + Cl

• Namun reaksi pertukaran diatas bersifat reversible apabila konsentrasi berubah. Proses inilah yang disebut diregenerasi. Proses regenerasi membuat resin dapat dipakai terus menerus.

• Misalnya apabila resin telah jenuh dengan Na dalam bentuk R-Na maka –Na dapat dilepas oleh H + dalam konsentrasi asam yang jauh lebih tinggi

R-Na + H+ (4N) R-H + Na+

Reaksi Penukaran dan Regenerasi

MEKANISME PERTUKARAN ION PADA PROSES PENGOLAHAN AIR PAYAU MENJADI AIR TAWAR

• Kandungan yang harus disisihkan pada air payau adalah Na, Ca, Mg, dan Cl

• Air payau biasanya memiliki salinitas antara 0.5 ppt s/d 17 ppt selain itu dengan mengandung Ca dan Mg yang tinggi sehingga bersifat sadah. Air payau yang mengandung Na melebihi batas, jika dikonsumsi dapat mengganggu kesehatan dan untuk keperluan industri NaCl dan MgCl2 dalam air yang melebihi batas akan menyebabkan korosi pada pipa-pipa peralatan proses.

• Pada proses penukaran ion dengan resin penukar ion ini akan terjadi proses yaitu : water softening (pelunakan

air) demineralisasi.

Pelunakan Air

Air payau mengandung Ca dan Mg sehingga menjadi sadah, oleh karena itu Ca2+ dan Mg2+ harus diambil dan caranya adalah dengan resin penukar dalam bentuk R-Na :

• 2 R-Na + Ca2+ R2Ca + 2Na+

• 2 R2-Na + Mg2+ R2Mg + 2 Na+

Dengan demikian air yang keluar telah bebas dari Ca dan Mg disebut air lunak

Demineralisasi

• Air payau banyak mengandung ion-ion baik kation maupun anion, dengan resin penukar ion, kation-kation seperti Na+, K+ Ca+, Mg+ dan lain-lain dapat diambil oleh resin dalam bentuk R-H dengan reaksi :

R-H + M+ R-M + H+

R-OH + X- R-X + OH-

• Reaksi diatas membentuk produk :

H+ + OH- H2O

Tahapan-tahapan operasi dalam sistem pertukaran ion

• Tahap layanan (service), tahap dimana terjadi pertukaran kation atau anion.

• Tahap pencucian balik (backwash), tahap yang dilakukan apabila resin mencapai titik jenuh.

• Tahap regenerasi, operasi penggantian ion awal yang terserap dengan ion yang semula berada dalam matriks resin dan pengembalian tingkat ke kapasitas awal.

• Tahap pembilasan, menghilangkan larutan regenerasi yang di terperangkap oleh resin.

Tahapan-tahapan operasi dalam sistem pertukaran ion

1.In service 2. Backwash 3. Cation Regeneration

Caustic

6. Drain4. Anion Regeneration

5. Rinse

7. Air Mix 8. Refill 9. Rinse

Kesimpulan

• Kesimpulan yang dapat diambil dari makalah ini adalah teknologi ion exchange (pertukaran ion) merupakan salah satu teknologi pengolahan air payau yang dapat digunakan untuk menukar ion-ion berlebih yang tidak diinginkan seperti Na,Cl,Mg dengan resin penukar ion, sehingga air tersebut menjadi tawar.

L/O/G/O

Thank You!Add Your Company Slogan