WATER SOFTENING

Theresia Edwina L2J007054Wissanti Febriana L2J007057Yoshi Adhisty L2J007058Ginanjar H. U. L2J607006Widayatno L2J607015

Apakah Water Softening itu?

Merupakan proses pelunakkan air untuk menangani permasalahan kesadahan yang menyebabkan air sukar berbusa dan penyebab terjadi pengerakkan (scaling).

Pelunakan adalah suatu proses utuk menurunkan kandungan ion dalam air sehingga sesuai dengan kadar yang diijinkan.

Apakah kesadahan itu?

Suatu keadaan yang menunjukkan adanya kandungan ion yang jumlahnya melebihi kadar yang diijinkan dalam air.

Apa Saja Macam – Macam kesadahan ?

Berdasarkan Ion yang Terkandung

• Kesadahan umum “General Hardness”

merupakan ukuran yang menunjukkan kandungan ion kalsium (Ca2+) dan ion magnesium (Mg2+) dalam air.

• Kesadahan karbonat”Carbonate Hardness”

merupakan ukuran yang menunjukkan kandungan ion bikarbonat (HCO3

-) dan karbonat (CO3

–) dalam air

Berdasarkan Cara Menghilangkannya

• Kesadahan Sementara

”Temporary Hardness”

• Kesadahan Tetap

“Permanent Hardness”

Kesadahan Sementara ”Temporary Hardness”

Kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam bikarbonat, seperti Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2.

Kesadahan Tetap“Permanent Hardness”

Kesadahan yang disebabkan oleh adanya kalsium, sulfat garam-garam klorida, dan karbonat.

Misalnya:

CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2.

Apa kerugian dari pemakaian air sadah itu?

Sabun Menjadi Kurang Berbuih

Bila sabun digunakan pada air sadah, sabun akan bereaksi terlebih dahulu dengan setiap ion kalsium dan magnesium yang terdapat dalam air sehingga membentuk endapan, sebelum sabun dapat berfungsi menurunkan tegangan permukaan.Ca2+

(aq)+2RCOONa (aq)Ca(RCOO)2 (s)+ 2Na+(aq)

Sabun akan berbuih kembali setelah semua ion Ca2+ atau Mg2+ yang terdapat dalam air mengendap.

Terbentuknya Kerak pada Dasar Ketel

• Kelebihan ion Ca2+ serta ion CO32- (salah satu

ion alkaliniti) mengakibatkan terbentuknya kerak pada dinding pipa yang disebabkan oleh endapan kalsium karbonat CaCO3.

• Kerak ini akan mengurangi penampang basah pipa dan menyulitkan pemanasan air dalam ketel, serta mengurangi daya koagulasi yang melalui dalam pipa dengan menurunnya  turbulensi.

Merusak Ginjal dan Mengakibatkan Penyakit Kencing Batu.

Kandungan kalsium dan magnesium berlebih yang dikonsumsi dan masuk dalam tubuh manusia akan terakumulasi dan tertimbun sehingga menyumbat ginjal yang nantinya menyebabkan penyakit kencing batu.

Bagaimana cara menghilangkan kesadahan?

1. Chemical Presipitationa. Caustic Soda• Segala kesadahan dapat dihilangkan dengan

penambahan caustic soda (NaOH).

• CO2 + 2NaOH 2Na+ + CO32- + H2O

• Ca2+ + 2(HCO3)- + 2NaOH

CaCO3+2Na++CO32-+2H2O

• Mg2+ + 2(HCO3)- + 4NaOH

Mg(OH)2 + 4Na+ + 2CO32- +2H2O

• Mg2+ + SO42-+ 2NaOH

Mg(OH)2 +2Na+ +SO42-

b. Lime-soda ash

Semua bentuk kesadahan karbonat dapat diubah menjadi salah satu jenis presipitasi dengan menambahkan kapur atau CaO.

Berikut ini dalah persamaan dari presipitasi kimia:

• Ca2+ + 2(HCO3)- + CaO + H2O

2CaCO3 + 2H2O

• Mg2+ + 2(HCO3)- + CaO + H2O

CaCO3 + Mg2+ + CO32-

• Mg2+ + CO32- + CaO + H2O

CaCO3 + Mg(OH)2

• Mg2+ + [SO42- /2Cl- /2NO3- ]+ CaO+ H2O

Ca2+ + [SO42- /2Cl- /2NO3- ] + Mg(OH)2

• Kesadahan kalsium non karbonat dari reaksi sebelumnya dapat dihilangkan dengan menambahkan abu soda atau Na2CO3

• Ca2++[SO42- /2Cl- /2NO3- ] +Na2+CO3

CaCO3+2Na+

+[SO42-/2Cl-/2NO3-]

Stabilisasi• Penghilangan kesadahan tidak dapat dicapai

secara komplit dengan presipitasi kimia. Presipitasi CaCO3 berlangsung lambat sehingga umumnya setelah dilakukan presipitasi masih tersisa 40 mg/L CaCO3 dan 10 mg/L Mg(OH)2 dalam air lunak. Oleh karena itu, perlu adanya penstabilisasian air dengan mengonversikan CaCO3 yang sangat jenuh kedalam bentuk terlarut, Ca2+ +2(HCO3)-

• Stabilisasi dapat dilakukan dengan menambahkan beberapa asam.

Contoh dengan menggunakan asam sulfat:

• 2CaCO3 + H2SO4 2Ca2+ + 2(HCO3)- + SO42-

• Mg(OH)2 + H2SO4 Mg2+ + SO42- + 2H2O

• Salah satu cara dengan mengkonversi CO2 adalah:

• CaCO3 + CO2 + H2O Ca2+ + 2HCO3-

• Mg(OH)2 + 2CO2 Mg 2+ + 2HCO3-

2. Pemanasan

Pada proses pemanasan (pendidihan) akan

terbentuk endapan CaCO3 atau MgCO3.

Reaksinya:

• Ca(HCO3)2 (aq) CaCO3 (S) + H2O(l) + CO2 (g)

• Mg(HCO3)2 (aq)

MgCO3 (S) + H2O(l) + CO2 (g)

3. Resin Penukar Ion

Ion Exchange

4. Reverse-Osmosis (Reverse-osmosis softening)

Pelunakkan air dengan tekanan melalui suatu selaput semi-permeable. Kalsium, magnesium, dan padatan terlarut (dissolved solid) ditangkap ketika air yang dilunakkan dilewatkan melalui membran tersebut. 

5. Electrodialysis  • Air dilewatkan diantara dua plat

dengan muatan listrik. Metal dalam air ditarik ke plat dengan muatan negatif sementara yang non metal ditarik dengan muatan positif. Kedua jenis ion ini dapat ditangani dengan plat. Electrodialysis sering digunakan pada air yang sangat sadah, dengan kesadahan lebih dari 500 mg/L sebagai CaCO3.  

TERIMA KASIH

Desain Pelunak Air Dengan Menggunakan Metode Ion Exchange

Pelunakkan air dengan metode ion exchange digunakan untuk melakukan pengolahan air seperti didiskripsikan pada contoh 1. media yang terpilih memiliki kapasitas adsorbsi 90 kg/m3 pada aliran rata – rata, 0.4 m3/menit.m2.

Regenerasi digunakan untuk menyempurnakan 150 kg/m3 sodium klorida dari resin pada 10 persen larutan. Menentukan volume dari medium yang dibutuhkan dan susunan fisik untuk melanjutkan reaksi di fixed-bed. Juga menghitung chemical requirement dan proses regenerasi waktu.

1. Menentukan volume dari medium a) total kesadahan = 5 mequiv/L x 50

mg/mequiv = 250 mg/Ldiasumsikan 75 mg/L kesadahan dapat diterima.dengan nilai 75/250 = 0.30 atau 30 persen dari aliran.menghilangkan = 0.70 x 25000 m3/d atau 17500 m3/d.b) kesadahan yang dihilangkan :50 equiv/m3 x 17500 m3/d x 50 gm/equiv x 1 kg/103 gm = 4375 kg/dc) volume dari medium untuk operasi 1-d4375 kg/d x 1m3/90kg = 48.6 m3 medium/operasi d

2. Menentukan luas daerah permukaan dan tinggi dari medium

a) 17500 m3/d x d/1440 min = 12.15 m3/minLuas daerah = 12.15 m3/min x min/0.4 m = 30.38 m2

b) menggunakan tangki dengan diameter 2mA = πd2/4 = 3.14 m2jumlah tangki = 30.38/3.14 = 9.67

menggunakan 9 tangkitinggi medium = total volum

total luas = 48.6/(9 x 3.14) = 1.72 m katakan

2m c) menambahkan 3 tangki yang digunakan selama proses

regenerasi. Total volum dari pertukaran resin adalah :V = jumlah tangki x luas x tinggi = 12 x 3.14 m2 x 2 m = 75.4 m

14.3

38.30

14.3

38.30

14.3

38.30

3. Menentukan keperluan bahan kimia untk regenerasi a) volume unit

v = 3.14 x 2 = 6.28 m3 b) penggaraman

150 kg/m3 x 6.28 m3 = 942 kgRegenerasi 12 unti/d akan memerlukan 12 x 942 = 11304 kg/d garam

c) menggunakan 10% larutan, volum dari regenerasi larutan adalah942 kg/0.1 = 9420 kg atau kira-kira 9 m3 untuk setiap unit

d) muatan rata-rata dari 0.04 m3/m2. min waktu regenerasi adalaht = 9 m3/(0.04 m3/m2. min x 3.14 m2) = 72 menitasumsikan total dari 2-h untuk total kebutuhan untuk unit regenerasi dari tiga kelompok, semuanya 12 unit dapat diregenerasi di 8-h hari kerja.