Jika kita berhubungan dengan kesadahan air, maka kita akan mencari cara bagaimana menurunkan tingkat kesadahan air (Water Hardness Level). Istilah “Water Softening” diartikan sebagai proses penghilangan ion kalsium, magnesium, dan ion kation logam lainnya didalam air sadah (hard water). Penggunaan istilah “Air Pelunakan” untuk “Water Softening” tidaklah lazim, sehingga untuk selanjutnya saya akan gunakan istilah “Water Softening” agar mudah dimengerti. Untuk informasi mengenai tingkat kesadahan air bisa dibaca diartikel berikut Is My Water Hard or Soft?.

Terdapat berbagai macam metode water softening yang dapat dilakukan untuk menurunkan tingkat kesadahan air, akan tetapi umum yang dilakukan adalah ion-exchange dan reverse osmosis, dalam artikel ini hanya menerangkan terkait ion exchange saja yang banyak digunakan karena operasinya lebih mudah dan harganya lebih murah.

Ion Exchange

Metode ini biasa disebut ion exchange resin (resin pertukaran ion). Proses ion exchange ini adalah berupa pertukaran ion univalen (1+), umumnya ion Na+, H+, atau K+, pada resin polimer organik dengan ion divalen (2+), biasanya ion Ca2+ dan Mg2+ (lihat gambar).

444px-CationExchCartoon.png

Resin penukar ion berbentuk mikroporous disebut sebagai “softener”, umumnya berupa butiran kecil (bead) sulfonated polystyrene. Ketika air melewati butiran resin, maka ion kalsium (Ca2+) dan magnesium (Mg2+) akan terikat pada resin dan ion sodium (Na+) akan lepas dari resin masuk ke dalam air. Proses softening digambarkan seperti berikut:

Resin penukar ion terdiri atas 2 jenis: cation exchanger (penukar ion kation) dan anion exchanger (penukar ion anion).

Cation Exchanger

Pada cation exchanger resin, mampu menukar ion positif pada air seperti ion Ca2+ dan Mg2+. Biasanya mengandung butiran sulphonated polystyrene asam kuat (lihat gambar dibawah).

Tingkat afinitas (daya tarik) setiap kation berbeda-beda terhadap resin, umumnya semakin besar nilai valensi ion maka semakin besar tingkat afinitasnya. Adapun tingkat afinitas setiap kation sebagai berikut:

cation

Anion Exchanger

Pada anion exchanger resin, mampu menukar ion negatif pada air seperti ion bikarbonat dan ion clorine. Biasanya mengandung butiran quaternary ammonium basa kuat. Tingkat afinitas setiap anion juga berbeda-beda, umumnya semakin besar nilai valensi ion maka semakin besar juga tingkat afinitasnya. Berikut tingkat afinitas setiap anion:

anion

Gambar berikut adalah struktur kimia kation dan anion resin yang umum digunakan:

cation and anion resin

Mixed Bed Exchanger

Pada mixed bed exchanger merupakan proses water softening tingkat lanjut dimana tidak hanya menggunakan satu tahap proses pertukaran kation dan anion. Proses mixed bed exchanger biasanya menggunakan resin SAC (Strong Anion Cation) dan SBA (Strong Base Anion) bersamaan. Sistem ini sangat cocok digunakan pada pabrik pengguna boiler bertekanan tinggi dan industri elektronik untuk kebutuhan pencucian transistor atau komponen elektronik lainnya yang membutuhkan tingkat kesadahan yang sangat rendah dengan kualitas air yang sangat murni.

Regenerasi Ion Exchange Resin

Proses regenerasi resin yaitu proses penggantian ion yang terikat pada resin (biasanya ion Ca2+ dan Mg2+) yang sudah mengalami kejenuhan dengan ion awal yang semula terikat dengan resin (biasanya ion Na+) untuk mengembalikan kapasitas ke tingkat awal atau tingkat yang diinginkan. Proses regenerasi dilakukan dengan mengalirkan regenerant kation (biasanya HCl) atau regenerant anion (biasanya NaOH) pada unit ion exchange.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s