Frans Hot Dame Tua
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Bandung Jalan Ganesa No. 10, Bandung, Indonesia
*Corresponding Author: frhodam@students.itb.ac.id
Abstrak
Air banyak dimanfaatkan di dalam setiap aspek kehidupan. Di dalam rumah tangga, air dipakai untuk dikonsumsi (air minum) dan juga dalam kebersihan. Di dalam industri-industri air dipakai sebagai air pendingin, pembangkit energi, dan bahkan sebagai bahan baku utama dalam industri tersebut. Air juga dapat dipakai sebagai sumber pembangkit listrik.Dalam pemanfaatannya, air memiliki berbagai kriteria, dan kriteria-kriteria tersebut sangat bergantung kepada tempat dan tujuan air tersebut dimanfaatkan. Pada persyaratan-persyaratan kualitas air untuk konsumsi yang telah disebutkan di atas, ada parameter yang disebut dengan kesadahan. Kesadahan merupakan istilah yang digunakan pada air yang mengandung kation penyebab kesadahan dalam jumlah yang tinggi. Pada umumnya kesadahan disebabkan oleh adanya logam-logam atau kation-kation yang bervalensi dua, seperti Fe, Sr, Mn, Ca, dan Mg, tetapi penyebab utama dari kesadahan adalah kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg). Dalam mengolah air sadah, dapat dipakai resin penukar ion, membran nanofiltration, dan juga penambahan bahan kimia untuk pengendapan ion-ion penyebab kesadahan.
Kata kunci : air sadah, penukar ion, nanofiltration, presipitasi ion
1. Pendahuluan
Air banyak dimanfaatkan di dalam setiap aspek kehidupan. Di dalam rumah tangga, air dipakai untuk dikonsumsi (air minum) dan juga dalam kebersihan. Di dalam industri-industri air dipakai sebagai air pendingin, pembangkit energi, dan bahkan sebagai bahan baku utama dalam industri tersebut. Air juga dapat dipakai sebagai sumber pembangkit listrik (air terjun, ombak, dll.)
Dalam pemanfaatannya, air memiliki berbagai kriteria, dan kriteria-kriteria tersebut sangat bergantung kepada tempat dan tujuan air tersebut dimanfaatkan.
Kementrian Kesehatan Republik Indonesia mengeluarkan peraturan tentang Persyaratan Kualitas Air Minum yang diantaranya berisi parameter-parameter wajib untuk air minum yang disajikan pada Tabel 1.
Berdasarkan data statistik 1995, persentase rumah tangga dan sumber air minum yang digunakan adalah sebagai berikut: air ledeng 16,08%, air tanah dengan pompa 11,61%, air sumur 49,92%,
mata air 13,92%, air sungai 4,91%, air hujan 2,62%, dan lainnya 0,8%.
Kualitas air tanah maupun air sungai yang digunakan masyarakat kurang memenuhi syarat sebagai air minum yang sehat, bahkan di beberapa tempat tidak layak untuk diminum. Menurut persyaratan yang dikeluarkan oleh Kementrian Kesehatan pada Tabel 1, air yang layak diminum memiliki standar persyaratan tertentu, seperti persyaratan fisis, kimiawi, dan bakteriologis, dan syarat tersebut merupakan satu kesatuan, sehingga apabila ada satu parameter yang tidak terpenuhi oleh suatu air, maka air tersebut tidak layak untuk diminum.
Penggunaan air di industri juga menuntut syarat-syarat yang harus dipenuhi untuk mencegah terjadinya kerusakan pada alat-alat di industri.
Dalam industri, air biasa dipakai untuk umpan boiler. Air dipanaskan sampai mencapai tekanan tinggi (superheated steam), kemudian steam dilewatkan ke turbin untuk menghasilkan kerja yang memutar generator. Generator kemudian menghasilkan energi.
Frans Hot Dame Tua, Teknologi Pengolahan Air Sadah, 2015, 01-09 2
Tabel 1 Persyaratan Kualitas Air Minum Menkes
No. Jenis Parameter Satuan
Kadar maksimum
yang diperbolehkan 1 Parameter yang berhubungan langsung dengan
kesehatan
a. Parameter Mikrobiologi
1. E. Coli Jumlah per
100 ml sampel
0
2. Total Bakteri Koliform Jumlah per 100 ml sampel 0 b. Kimia an-organik 1. Arsen mg/l 0,01 2. Fluorida mg/l 1,5 3. Total Kromium mg/l 0,05 4. Kadmium mg/l 0,003 5. Nitrit, (sebagai NO2-) mg/l 3 6. Nitrat, (sebagai NO3-) mg/l 50 7. Sianida mg/l 0,07 8. Selenium mg/l 0,01
2 Parameter yang tidak langsung berhubungan dengan kesehatan
a. Parameter Fisik
1. Bau Tidak berbau
2. Warna TCU 15
3. Total zat padat terlarut (TDS) mg/l 500
4. Kekeruhan NTU 5
5. Rasa Tidak berasa
6. Suhu oC Suhu udara + 3
b. Parameter Kimiawi 1. Aluminium mg/l 0,2 2. Besi mg/l 0,3 3. Kesadahan mg/l 500 4. Klorida mg/l 250 5. Mangan mg/l 0,4 6. pH 6,5-8,5 7. Seng mg/l 3 8. Sulfat mg/l 250 9. Tembaga mg/l 2 10. Amonia mg/l 1,5
tersebut harus memiliki kemurnian yang tinggi, karena jika tidak, air akan menimbulkan banyak permasalahan di dalam peralatan boiler, seperti kerak, dan lain-lain.
Pada boiler, air akan mengalami proses yang disebut blowdown. Proses ini akan mengeluarkan sebagian air yang ada di dalam ketel, untuk selanjutnya dimurnikan dari mineral-mineral yang terbentuk di dalam ketel. Air dengan kemurnian yang tinggi akan mengurangi frekuensi blowdown yang diperlukan dan berarti akan menurunkan biaya bahan bakar.
2. Kesadahan Air
Pada persyaratan-persyaratan kualitas air untuk konsumsi yang telah disebutkan di atas, ada parameter yang disebut dengan kesadahan.
Kesadahan merupakan istilah yang digunakan pada air yang mengandung kation penyebab kesadahan dalam jumlah yang tinggi. Pada umumnya kesadahan disebabkan oleh adanya logam-logam atau kation-kation yang bervalensi dua, seperti Fe, Sr, Mn, Ca, dan Mg, tetapi penyebab utama dari kesadahan adalah kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg).
Tabel 2 Anion dan Kation Penyebab Kesadahan Kation Anion Ca2+ HCO 3- Mg2+ SO 42- Sr2+ Cl- Fe2+ NO 3- Mn2+ SO 32-
Air merupakan pelarut yang baik dan mineral-mineral tersebut terlarut di dalam air ketika air itu mengalir melalui tanah dan batuan sampai akhirnya berakhir di persediaan air.
Proses terjadinya air sadah tidak lepas dari siklus hidrologi. Air hujan yang sampai ke daratan ada yang melimpas (run-off) ada juga yang meresap (infiltrasi) ke dalam tanah lalu mengalami perkolasi (menyusup) di lapisan tanah dalam. Ketika mengalir di lapisan tanah atas (top-soil), di dalam air terjadi aktivitas mikroba yang menghasilkan gas karbondioksida (CO2). Air dan CO2 ini lantas
inilah yang kemudian bereaksi dengan batu kapur atau gamping (CaCO3, MgCO3) menjadi kalsium bikarbonat, Ca(HCO3)2 dan magnesium bikarbonat, Mg(HCO3)2.
Air yang dipakai untuk umpan boiler harus bebas daripada kesadahan. Jika memang ada kesadahan, nilainya harus benar-benar kecil. Syarat kesadahan air ketel lebih ketat jika dibandingkan dengan air minum, yaitu maksimum satu derajat Jerman. Biasanya ditulis 1oG (G = Germany) atau D (Deutsch). Satu derajat Jerman setara dengan 10 mg/l CaO atau 17,9 mg/l CaCO3.
Berdasarkan komposisi ion-ionnya, kesadahan biasanya dibedakan menjadi dua, yaitu kesadahan sementara (karbonat atau temporer) dan kesadahan tetap (non-karbonat atau permanen). Kesadahan sementara disebabkan oleh kation yang bereaksi dengan anion HCO3- (bikarbonat) dan sensitif terhadap pemanasan, langsung menimbulkan endapan pada temperatur tinggi. Endapannya ialah CaCO3 dan Mg(OH)2. Berikutnya, kesadahan tetap, disebabkan oleh anion sulfat, klorida, nitrat, silikat. Kesadahan ini tidak dapat dihilangkan dengan pemanasan tetapi harus direaksikan dengan kapur dan soda.
Berkaitan dengan konsentrasi kation dan anion pembentuk kesadahan, ada dua hal yang bisa terjadi. Yang pertama, konsentrasi bikarbonat lebih kecil daripada jumlah konsentrasi kation kalsium dan magnesium. Ini bisa ditulis [HCO3-] < ([Ca2+] + [Mg2+]). Akibatnya, di dalam air ada dua jenis kesadahan, yaitu kesadahan temporer dan kesadahan tetap. Nilai konsentrasi kesadahan temporer sama dengan konsentrasi HCO3- sedangkan kesadahan tetapnya sama dengan sisa konsentrasi kalsium dan magnesium yang tidak bereaksi dengan HCO3-. Kesadahan tetap ditambah kesadahan sementara menghasilkan kesadahan jumlah atau kesadahan total.
Kemungkinan kedua, konsentrasi bikarbonatnya lebih besar daripada jumlah konsentrasi kalsium dan magnesium dan ditulis: [HCO3-] > ([Ca2+] + [Mg2+]). Apabila kondisi ini yang terjadi maka di dalam air hanya ada kesadahan temporer. Semua kation Ca2+ dan Mg2+ habis bereaksi dengan HCO3-
Frans Hot Dame Tua, Teknologi Pengolahan Air Sadah, 2015, 01-09 4
sehingga kesadahan temporernya sama dengan kesadahan total.
Air sadah tidak terlalu mempengaruhi pada kesehatan. Bahkan, air dengan kesadahan yang tinggi bisa berkontribusi, meski hanya kecil, dalam pemenuhan kebutuhan kalsium dan magnesium. Ada penelitian yang menyatakan bahwa meminum air sadah dapat menurunkan resiko serangan jantung. Penurunannya sangat kecil dan masih di dalam proses penelitian lebih dalam.
Tetapi air sadah cukup menjadi masalah di dalam peralatan-peralatan di rumah tangga. Air sadah dapat menyebabkan jumlah sabun dan detergen yang dibutuhkan di dalam membersihkan peralatan rumah tangga. Selain itu, pakaian yang dicuci di dalam air sadah bisa terasa kasar dan tergores-gores. Air sadah dapat menimbulkan lapisan-lapisan tipis pada kaca yang menjadi bahan dalam peralatan-peralatan di kamar mandi.
Air sadah juga dapat membuat deposit di pipa dan shower. Keran dan peralatan-peralatan lain dapat mengalami deposit yang sifatnya permanen sehingga membuat lapisan krom hancur.
3. Pengolahan Air Sadah dengan Resin Penukar Ion
Kesadahan air dapat dikurangi dengan resin penukar ion. Resin berupa butiran seperti manik-manik kecil yang terbuat dari plastik dengan diameter sekitar 0,6 mm. Butiran ini berpori dan memiliki kelembapan di dalamnya. Struktur dari resin adalah polimer (seperti semua plastik) dengan satu sisi berupa ion tetap yang bersifat permanen. Ion ini tidak bisa dilepaskan atau dipindah, ion tersebut merupakan bagian dari struktur. Untuk menjaga muatan listrik pada resin supaya tetap netral, setiap ion tetap harus di netralisasi dengan ion lawannya. Ion lawan ini dapat berpindah-pindah, ke dalam dan keluar butiran resin. Pergerakan dari ion di dalam resin penukar ion ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1 Skema pertukaran kation dan dalam butiran resin (Rohm and Haas, 2008)
Garis-garis gelap menunjukkan kerangka polimer dari butiran resin: ada pori dan mengandung air. Ion tetap dari resin penukar kation ini adalah sulfonat (SO32-) yang tertempel pada resin. Pada gambar ini, ion yang bergerak adalah kation Na+. Resin penukar kation seperti Amberjet 1200 sering digunakan dalam bentuk Natrium.
Butiran resin anion memiliki kerangka yang sangat mirip satu sama lain. Gugus fungsionalnya adalah kation ammonium kuarterner seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 sebagai N+R
3; rumus yang lebih akurat adalah CH2-N+-(CH3)3. Ion yang bergerak dalam butiran resin anion itu adalah anion klor (Cl-).
Setiap ion yang masuk ke dalam butiran resin akan menggantikan ion yang keluar dari butiran, untuk menetralkan muatan listrik. Fenomena ini disebut penukaran ion. Hanya ion dengan jenis muatan listrik yang sama yang akan tergantikan. Resin penukar ion tidak bisa dibuat untuk menggantikan kation juga menggantikan anion, karena kation yang tetap di dalam butiran resin akan menetralkan anion tetap dan tidak akan ada pertukaran dengan lingkungan luar yang akan terjadi. Oleh karena itu, resin penukar kation harus dipisahkan dengan resin penukar anion.
Dalam mengolah air yang memiliki kesadahan tinggi, resin penukar kation dapat dipakai. Dapat dipakai resin dengan ion yang bergerak di dalam resin adalah Na+. Air yang memiliki kesadahan yang tinggi dapat dilewatkkan melalui kolom yang berisi resin Natrium. Ion kalsium dan magnesium yang membuat kesadahan di dalam air akan bergerak menuju butiran resin dan setiap kation bivalen ini akan digantikan oleh dua ion Natrium yang
bergerak keluar resin. Reaksi pertukaran dapat ditulis sebagai:
2 RNa + Ca2+ R
2Ca + 2 Na+ (1) Gambar 2 menjelaskan fenomena yang terjadi di dalam reaksi di atas. Butiran resin pada awalnya berisi ion-ion Natrium. Seperti yang ditunjukkan secara sistematis, setiap ion kalsium dan magnesium akan memasuki butiran resin dan akan dikompensasi oleh dua ion Natrium yang meninggalkan resin. Anion dari air (tidak ditunjukkan) tidak bisa memasuki butiran resin karena akan terpantul oleh ion tetap sulfonat (SO32-) di dalam butiran.
Gambar 2 Mekanisme pertukaran ion di dalam butiran resin (Rohm and Haas, 2008)
Pertukaran kation hanya bisa terjadi secara efisien karena resin memiliki afinitas yang lebih tinggi kepada ion yang menyebabkan kesadahan dibandingkan dengan natrium. Resin lebih memilih kalsium dan magnesium dibandingkan dengan natrium. Hasil dari proses ini bukan pengambilan kesadahan dari air, melainkan penggantian ion-ion penyebab kesadahan dengan ion natrium.
Salinitas air tidak bisa diubah dengan resin penukar ion.
Pertukaran ini bukan tidak terbatas. Ketika resin sudah mengambil banyak ion-ion penyebab kesadahan dari air sehingga tidak ada lagi ruang yang tertinggal di dalam resin untuk mengambil ion-ion penyebab kesadahan lagi, proses akan berhenti. Pada tahap ini, resin akan digantikan dengan resin yang lebih baru, atau diperbaharui.
Jika semua kation yang terlarut di dalam air digantikan dengan ion H+ dan semua anion yang terlarut di dalam air digantikan dengan ion OH-, kedua ion tersebut akan bergabung dan membentuk molekul-molekul air yang baru. Untuk melakukan ini, perlu ada resin penukar kation di dalam bentuk H dan resin penukar anion di dalam bentuk OH.
Semua kation dan anion akan mengalami pertukaran, dan di dalam kasus ini, hasil dari air yang diolah akan menjadi benar-benar penghilangan ion-ion kontaminan.
Reaksi pertukaran kation yang terjadi adalah:
2 R’H + Ca2+ R
2Ca + 2 H+ (2) R’H + Na+ R’Na + H+ (3)
Pada persamaan di atas, R’ merupakan resin kation. Fenomena ini ditunjukkan pada Gambar 3. Resin pada awalnya berada di dalam bentuk hydrogen. Pada gambar tersebut anion di dalam air tidak ditunjukkan. Satu ion Ca2+ akan menyebabkan ion H+ meninggalkan resin, sementara satu kation Na+ mengalami pertukaran degan satu ion H+.
Gambar 3 Dekationisasi (Rohm and Haas, 2008)
Dengan cara yang mirip, resin penukar anion pada awalnya berada di dalam bentuk OH dapat mengambil semua anion. Reaksi pertukaran anion akan seperti berikut:
R’’OH + Cl- R’’Cl + OH- (4) 2 R’’OH + SO42- R’’2SO4 + 2 OH- (5)
Frans Hot Dame Tua, Teknologi Pengolahan Air Sadah, 2015, 01-09 6
R’’ menggambarkan resin penukar anion. Semua anion akan digantikan oleh ion hidroksida (OH-).
Pada akhir proses, butiran resin akan mengambil semua kation dan anion di dalam air dan melepas ion H+ dan OH-. Butiran resin akan jenuh lama kelamaan.
Gambar 4 Resin Hidrogen Jenuh (Rohm and Haas, 2008)
Gambar 5 Resin Hidroksida Jenuh (Rohm and Haas, 2008)
Ion-ion tersebut akan bergabung dan membentuk molekul air.
H+ + OH- HOH H
2O (6)
Ion kontaminan sekarang akan berada pada dua resin (Na dan Ca berada pada resin kation, Cl dan SO4 berada pada resin anion) dan air sudah benar-benar terdemineralisasi.
Di dalam laboratorium, seperti pada reaktor di industri, resin penukar ion berada pada kolom-kolom. Air atau larutan yang akan diolah dialirkan melalui resin. Pada Gambar 6, resin yang baru akan semakin lama terisi oleh ion-ion dari larutan umpan. Ion dari resin yang tidak ditunjukkan pada gambar terlepas ke dalam larutan. Pada akhirnya, beberapa ion berwarna biru lepas dari larutan murni dan operasi terhenti.
Gambar 6 Kolom Operasi (Rohm and Haas, 2008)
Ketika resin mengalami kejenuhan, resin bisa dibawa ke dalam keadaan baru dan memulai proses kembali. Regenerasi dari resin penukar ion adalah kebalikan dari reaski pertukaran yang ditunjukkan di atas. Resin sisa pengolahan air sadah diregenerasi kembali dengan ion natrium yang disuplai dari larutan garam (biasanya NaCl. Reaksi regenerasi adalah sebagai berikut.
R2Ca + 2 NaCl 2 RNa + CaCl2 (7) Regenerasi hanya bisa dilakukan ketika konsentrasi regeneran tinggi, biasanya seribu kali lebih tinggi dari konsentrasi air normal.
Pada kasus demineralisasi, asam kuat seperti HCl atau H2SO4 akan terdisosiasi total dan menyuplai ion-ion H+ untuk menggantikan kation yang telah tertukarkan dan menduduki resin penukar kation di akhir proses jenuh.
4. Pengolahan Air Sadah dengan Teknologi Membran
Teknologi membran pada dasarnya merupakan teknologi penyaringan yang dapat mencapai tingkat molekuler. Teknologi ini berkembang mulai tahun 1907 saat Bechold merancang teknik untuk menyiapkan membran nitroselulosa dengan ukuran pori bertingkat. Sebelumnya, telah ditemukan konsep-konsep yang mendukung penemuan teknologi membran.
Sampai sekarang, membran sudah banyak digunakan di industri terutama dalam proses-proses pemisahan.
Kemampuan membran dalam melakukan pemisahan membuat membran dapat digunakan juga pada proses pengolahan air sadah. Pada intinya, pengolahan air sadah adalah pemisahan air dari zat-zat yang membuat air tersebut memiliki kesadahan yang tinggi. Oleh karena itu, dapat dirancang membran yang dapat menyaring ion-ion penyebab kesadahan dari air.
Membran memiliki banyak jenis tergantung sifat-sifat yang dibutuhkan. Salah satu membran yang dapat digunakan untuk mengolah air sadah adalah membran nanofiltration (NF).
Membran NF adalah tipe membran berbasis tekanan yang memiliki ciri khas di antara membran ultrafiltration dan reverse osmosis. Membran NF memiliki keuntungan dalam hal mengolah air pada fluks yang tinggi dengan tekanan operasi rendah dan dapat mempertahankan laju pemisahan garam-garam konsentrasi tinggi dan material organik. Proses NF memiliki keuntungan dalam operasi, kemungkinan untuk dijalankan, serta konsumsi energy yang rendah. Selain itu, membran NF memiliki efisiensi tinggi dalam penyingkiran polutan.
Membran NF telah dipakai di dalam pre-treatment unit operasi pada proses desalinasi air laut dengan termal dan membran. Hasil dari pemakaian membran NF ini adalah penurunan pemakaian bahan-bahan kimia di dalam proses pre-treatment yang juga berpengaruh kepada penurunan konsumsi energy dan biaya produksi air. Oleh karena itu, dengan penggunaan
membran, proses yang dilakukan lebih ramah lingkungan.
Orecki, dkk (2004) mempelajari pengolahan air permukaan dengan menggunakan membran NF. Pada penelitian tersebut, mereka menggunakan membran komposit AFC30, dengan aliran cross-flow dan tekanan transmembrane di antara 10-25 bar di dalam percobaannya. Mereka menyimpulkan bahwa penggunaan membran NF dalam pengolahan air permukaan dapat menghilangkan seluruh TOC (Total Organic Carbon) dan menurunkan kandungan sulfat hingga 90-99%, kandungan karbonat sekitar 82% dan garam monovalent hingga 40-55%.
Sebuah perusahaan di belanda bernama Pentair merupakan salah satu perusahaan yang telah memproduksi membran NF dalam pengolahan air. Contoh produk yang diproduksi oleh perusahaan Pentair adalah Gambar 6.
Gambar 6 Pentair X-Flow CRP (Sumber:
www.dutchwatersector.com)
5. Proses Pengendapan dalam Pengolahan Air Sadah
Pengolahan air sadah juga dapat dilakukan dengan penambahan bahan kimia pada air yang akan diolah. Penambahan bahan kimia ini dapat membuat zat-zat yang tidak diinginkan di dalam air mengendap. Bahan kimia yang ditambahkan biasanya adalah kapur.
Pada pengolahan air sadah dengan menggunakan prinsip pengendapan, ion kalsium dihilangkan dari air dalam bentuk endapan CaCO3 dan ion magnesium
Frans Hot Dame Tua, Teknologi Pengolahan Air Sadah, 2015, 01-09 8
dihilangkan dalam bentuk endapan Mg(OH)2 (Frederick W. Pontius). Keberadaan konsentrasi asam karbonat dan permainan pH berperan penting di dalam pengendapan kedua padatan tersebut.
Kesadahan yang disebabkan oleh karbonat dapat diatasi dengan penambahan ion hidroksida dan peningkatan pH dengan mengkonversikan ion bikarobonat menjadi bentuk karbonat yang mempunyai pH di atas 10. Karena peningkatan konsentrasi karbonat, terjadi pengendapan kalsium karbonat. Kalsium yang tertinggal tidak dapat dihilangkan dengan pengaturan pH sederhana. Oleh karena itu, NaCO3 harus ditambahkan untuk mengendapkan kalsium yang tertinggal. Magnesium dihilangkan dengan pengendapan magnesium hidroksida.
H2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + 2 H2O (9) Persamaan reaksi di atas menunjukkan reaksi penetralan antara asam karbonik dan kapur. Persamaan tersebut tidak menghasilkan perubahan kesadahan air. Ini juga menunjukkan bahwa setiap mg/L asam karbonik mewakili keberadaan CaCO3, 1 mg/L kapur yang mewakili CaCO3 adalah kapur yang dibutuhkan dalam penetralan dengan mengetahui perbandingan stoikiometrinya.
Ca2+ + 2HCO
3- + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O (10)
Persamaan reaksi (10) menunjukkan penghilangan kesadahan karena kalsium karbonat. Ini juga menunjukkan bahwa setiap molekul kalsium karbonat menggambarkan kalsium bikarbonat, dua ion karbonat dapat dibentuk dengan meningkatkan pH. Hal ini juga menunjukkan bahwa dalam setiap mg/L kalsium karbonat, 1 mg/L kapur yang ditunjukkan dalam CaCO3 akan dibutuhkan dalam pengolahannya.
Pada penghilangan kesadahan karena kalsium nonkarbonat, pada setiap mg/l kalsium karbonat dibutuhkan 1 mg/L natrium karbonat untuk proses tersebut.
Jika magnesium bikarbonat digambarkan sebagai CaCO3, maka perbandingan
stoikiometri menunjukkan bahwa setiap mg/L magnesium bikarbonat dibutuhkan 2 mg/L kapur.
Pada setiap magnesium non karbonat, dibutuhkan 1 mg/L kapur untuk proses penghilangan.
6. Kesimpulan
Kesadahan harus diolah dengan baik, terutama di dalam penggunaan air pada industri, misalnya boiler karena dapat memicu terbentuknya kerak pada dinding boiler.
Pengolahan air sadah dapat dilakukan dengan banyak cara. Pada dasarnya, pengolahan air sadah dilakukan dengan menghilangkan ion-ion penyebab kesadahan yang terkandung dalam air. Ion yang paling berperan dalam mempengaruhi kesadahan air adalah ion kalsium dan magnesium.
Ion-ion ini dapat dihilangkan dengan menggunakan resin penukar ion. Resin ini berbentuk butiran yang mengandung ion yang dapat bertukar tempat dengan ion yang akan diambil. Selain itu, ada juga proses pengolahan air sadah yang dilakukan dengan menggunakan membran nanofiltration (NF). Penggunaan membran ini sudah banyak digunakan di industri-industri. Membran ini berbasis tekanan dan dapat mengolah air sadah tanpa dilakukan penambahan bahan-bahan kimia. Pengolahan air sadah yang dapat dilakukan juga adalah penambahan zat-zat kimia yang mampu mengendapkan ion-ion penyebab kesadahan. Penambahan bahan kimia ini menyebabkan perubahan konsentrasi dan juga dapat memainkan pH air yang membuat ion-ion mengendap.
Daftar Pustaka
[1] Al-Mutaz, Ibrahim. S. 2004. Silica Removal During Lime Softening in Water Treatment Plant. Riyadh: King Saud Unniversity
[2] Beardsley, Scott S., et.al. 1995. Membran Softening: An Emerging Technology Helping Florida Communities Meet the Increased Regulations for Quality Potable Water. The Dow Chemical Company
[3] Brastad, Kristen S. 2012. Water Softening Using Microbial Desalination Cell Technology. SciVerse Science Direct
[4] Brown, Caitlin., et.al. Treatment Techology Validation for Water Softening Technology (2012). Montana Tech
[5] Calgary, Alberta, A New Ion Exchange Process For Softening High TDS Produced Water, SPE/Petroleum Society of CIM/CHOA Paper Number 78941
[6] Dey, D.; Herzog, A.; Srinivasan, A. 2007. Chemical Precipitation : Water Softening. Michigan State University
[7] Gede H. Cahyana, Variasi Teknologi Pengurangan Kesadahan dalam Pengolahan Air Minum
[8] Heidekamp, Annelies J., dan Ann T. Lemley, Hard Water, dalam Water Bulletin, Water Quality Program, College of Human Ecology, Cornell University
[9] Izadpanah, A.A.; Javidnia, A. 2012. The Ability of a Nanofiltration Membrane to Remove Hardness and Ions from Diluted Seawater. Water Journal (mdpi.com)
[10] Menteri Kesehatan Republik Indonesia, Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum [11] Rohm and Haas, Ion Exchange for Dummies, An Introduction
[12] Skipton, Sharon, et.al. 2008. Drinking Water Treatment: Water Softening (Ion Exchange). Lincoln: University of Nebraska [13] Wahyu Widayat, Teknologi Pengolahan Air Sadah
[14] Wenten, I.G.; Khoiruddin; Aryanti, P.T.P.; Hakim A.N. 2010. Pengantar Teknologi Membran. Teknik Kimia Institut Teknologi Bandung
