ionexchangeroftechnologybybmdstreetconsulting-120324191139-phpapp02.pdf

7/25/2019 ionexchangeroftechnologybybmdstreetconsulting-120324191139-phpapp02.pdf

1/42

ION EXCHANGER

BMD Street Consulting (www.bmdstreet.com)Training Wastewater Treatment & WWT Konsultan


2/42

Pendahuluan Apakah ion exchange itu?

Proses pertukaran timbal balik antara ion yangterdapat di dalam air dengan ion yang ada padaresin ion exchange

Resin penukar ion adalah suatu senyawa organikberstruktur tiga dimensi dengan ikatan silang danmempunyai gugus-gugus fungsi yang dapat

terionisasi. Dengan demikian dapat dikatakan bahwaresin penukar ion terdiri dari fase organik padatyang tidak dapat larut dalam air yang padanyaterikat ion-ion bermuatan. Ion-ion inilah yang dapat

dipertukarkan dengan ion-ion lain.


3/42

Contoh Struktur tiga dimensi resin

penukar ion


4/42

Gambar Cation Resin


5/42

Gambar Anion Resin


6/42

Jenis-jenis ion


7/42


8/42

Jenis Media Ion Exchange

u2


9/42

Slide 8

u2 user, 7/18/2010


10/42

CATION EXCHANGERS ANORGANIK

sintetis : Zeolite

natural : greensand, clay

ORGANIK

- Sulfonated Coal

- Sintetis : jenis phenolic & jenis Styrene Base


11/42

CATION EXCHANGERS ORGANIK

sebagian besar yang digunakan di industri adalahstyrene base, karena memiliki kestabilan pada suhu

tin i 300oF dan rentan H besar stron

acid resins), tahan terhadap senyawa2pengoksidasi.

CaSO4 NaSO4

Cation

[ Na+]

Exchanger


12/42

CATION EXCHANGERS Strong Acid Resins

Strong acid resins: resin-resin dalam bentuk asamdan garam (R-SO3H & R-SO3Na) yang dapat

meremove aram- aram lo am an

dipertukarkan dengan ion Na+ dan H+ denganrentang pH yang luas.

Umumnya dalam proses Deionisasi menggunakan

resin asam kuat H+ form, sedangkan resin asam

kuat Na+ form digunakan dalam water softening.


13/42

CATION EXCHANGERS ORGANIK

Sedangkan untuk resin kation exchange asamlemah mengandung senyawa2 karboksilat ataupun

henolic weak Acid resins . Beker a den an cara

melepas ion-ion hidrogennya yang kemudianberikatan dengan ion2 bikarbonat , seperti pada

senyawa Ca(HCO3)2.

Ca(HCO3)2 H2CO3Cation

[ H+]

Exchanger


14/42

CATION EXCHANGERS Weak acid Resins

Weak acid resins: merupakan resin-resin yangtergolong grup asam karboksilat (COOH), resin ini

terdisosiasi lebih lemah an di ertukarkan dalam

resin ini yaitu ion hidrogen dengan kondisi pH


15/42

ANION EXCHANGERS ANORGANIK

Natural : Dolomit

Sintetis : heavy metal silicates, metallic oxides

ORGANIK (sintetis)

- Basa Lemah : NH4OH,

- Basa kuat : NaOH


16/42

ANION EXCHANGERS ORGANIK (sintetis)

Resin anion basa kuat (strong base anion resins)yang umum digunakan untuk water deionization

den an mem ertukarkan ion OH- da at

digunakan pada rentang pH yang luas, dapatbereaksi dengan anion-anion dalam larutan dan

mengkonversi larutan asam menjadi pure water.

H2SO4 H2OAnion

[ OH- ]

Exchanger


17/42

ANION EXCHANGERS ORGANIK (sintetis)

Resin anion basa lemah (weak base anion resins)(RNH2OH) hanya dapat digunakan sebagai

absorber asam kuat den an kondisi H larutan>7.


18/42

Reaksi penukaran ion terjadi karena perbedaan

afinitas atau daya ikat ion-ion Contoh Reaksi pertukaran kation:

REAKSI PENUKARAN ION

-

Contoh Reaksi pada pertukaran anion

R-OH + Cl R Cl + OH -


19/42

Reaksi pertukaran bersifat reversibel atau dapat

berbalik dan disesuaikan dengan stoichiometrireaksi.

Resin da at dire enerasi den an reaksi


reversibelnyaReaksi Ionisasi :

2(R-SO3H) + NiSO4 = (R-SO3)2Ni + H2SO4

Reaksi Regenerasi :

(R-SO3)2Ni + H2SO4 = 2(R-SO3H) + NiSO4


20/42

Reaksi penukaran ion pada proses Softening (CationExchanger)

CaSO4 Na+ Na2SO4

Ca(HCO3)2 Na+ NaHCO3


Reaksi penukaran ion Dealkalization (Anion Exchanger )

Na2SO4 Cl- NaCl

NaHCO3 Cl- NaCl

Reaksi penukaran ion Demineralisasi (Cation-Anion Exchanger)

Ca(HCO3)2 H+ H2CO3 OH- H2O


21/42

KAPASITAS PENUKARAN ION

Kemampuan resin untuk menukar ionnya merupakan

ukuran penting dalam aplikasi industri.Dengan mengukur kapasitas kita dapat memilih resin

an terbaik den an har a murah dan da at

mendesain alat serta mengevaluasi kerusakan resin.Jumlah ion yang dapat ditukar oleh resin persatuan

volume atau berat

untuk kation : 2-3 meq/mL

untuk anion : 1-2 meq/mL


22/42

KAPASITAS PENUKARAN ION

Dalam menentukan besarnya kapasitas penukaran

ion dengan mudah dapat ditentukan dilaboratorium dengan cara titrasi biasa.


23/42

REGENERASI ION EXCHANGER

3 Tahap umum dalam REGENERASI ION EXCHANGER :

1. Tahap Backwash

pencucian dengan air2. Tahap Recharge / Regeneration pengaliran regenerant

3. Tahap Rinse pembilasan kembali dengan air


24/42



25/42



26/42

KERUSAKAN RESIN

Meskipun resin dapat diregenerasi, tetapi resin tidak

dapat bertahan selamanya, kerusakan dapatterjadi akibat :

Oksidasi

disebabkan adanya Cl2(klorin) dan ozon dalam airmenyebabkan terputusnya ikatan silang dan gugus

penukar ion menjadi inaktif, maka perlu dipasang

adsorbent karbon sebelum kolom resin.


27/42

KERUSAKAN RESIN

Fouling

Pori-pori resin dpt tertutup oleh penyerapan zat

organik irreversibel atau partikel koloid.

ma a per u a u an penyar ngan a r anadsorbent carbon untuk mencegahnya.

Hancur

Resin dapat cepat hancur jika dialirkan air dengantekanan yang terus menerus, ataupun karena resin

yang sempat mengering.


28/42

Kelebihan ion exchange


29/42

Kekurangan ion exchange


30/42

Aplikasi Ion Exchange pada

Pengolahan Air


31/42

4. Detoksifikasi air limbah dan daur ulang

Dengan kemempuan menukar ion, resin berpotensidalam pengolahan limbah.

kation

polutan anion beracun dapat diserap dengan resin

penukar anion.


32/42

ION EXCHANGER in Water Softener

Water Softener sering dikatakan sebagai alat filter

yang menghilangkan Calcium dan Magnesiumdalam Hard Water dengan menggunakanplastic

beads yang mengandung ion-ion positif (resin

cation) dan dapat membersihkan dengan sendirinyasecara periodik yg dsbt dengan regenasi .

3 komponen dalam water softener : Mineral Tank,Brine Tank, dan Control Valve.


33/42

A. MINERAL TANK

Merupakan tank tempat terjadinya proses. Hard watermasuk ke dalam tank kemudian melewati plastic

beads yang terbuat dari polystyrene (resin beads)


yang memiliki muatan negatif yang mengikat Na+

atau K+.

Mg dan Ca yang bermuatan + dalam hard water akan

tertarik pada plastic beads tersebut, sehingga ion

Na+ terlepas dari ikatannya dan ion Ca & Mg

tertinggal pada plastic beads.


34/42

B. BRINE TANK

merupakan suatu tank yangberisi larutan garam jenuh.

Umumnya garam yang


digunakan berupa garamNatrium, namun dibeberapa

tempat larutan garam

Natrium diganti dengangaram Kalium yang lebih

stabil dari gangguan bakteri

dan lebih ramah lingkungan.


35/42

C. CONTROL VALVE

merupakan katuppengontrol sistem

water softener untuk


menentukan kapansaat nya regenerasi

dilakukan karena

plastic beads sudahmulai jenuh dengan Ca

& Mg.


36/42

REGENERASI Water Softener

BACKWASH

air ke dalam mineral tank untuk membuangkotoran-kotoran yang menyumbat beads


37/42

RECHARGE/REGENERATION

Larutan garam jenuh dari Brine tank dipompakan


kedalam mineral tank. Dengan tinggi nya konsentrasi larutan garam

tersebut dgn muatan positif yang dibawanya maka

akan tertarik pada plastic beads, sehinggamendorong ion Ca & Mg untuk lepas dari plastic

beads.


38/42

RINSE

Proses akhir re enerasi aitu embilasan beads


dengan air bertujuan untuk membuang/mendorongion-ion yang tidak diinginkan dalam beads.


39/42


40/42


41/42


42/42

Hub kami untuk kebutuhan Training dan Konsultasi Wastewater Treatment

di no tlp: (021) 3280 50 64 atau kunjungi www.bmdstreet.com

ionexchangeroftechnologybybmdstreetconsulting-120324191139-phpapp02.pdf

Documents