Pendahuluan
Mengenai Media Filter Resin – Media filter resin tentu sudah tidak asing lagi di kalangan profesional masalah pengolahan air. Resin merupakan salah satu komponen penting dalam sistem filtrasi air yang berguna untuk menghilangkan kontaminan dan memurnikan air. Terbuat dari material sintetis dengan sifat khusus, resin ini berfungsi untuk menyerap, mengikat, atau memisahkan partikel dan zat dalam air. Mayoritas penggunaan resin dapat kita jumpai dalam berbagai sektor seperti, pengolahan air minum, industri, pengolahan air limbah, dan industri farmasi. Mengenai Media Filter Resin
Sifat Dasar Media Filter Resin
Secara umum resin terdiri dari bahan polimer dengan struktur yang berpori. Media ini memiliki kemampuan untuk bisa menarik kontaminan ke permukaan resin melalui proses penyerapan atau pertukaran ion. Selain kemampuan menyerap, media resin juga bisa menyaring partikel mikro dan memisahkan senyawa berbasis ukuran, muatan, atau sifat kimia mereka.
Media filter resin memiliki keunggulan dalam beberapa hal yang dapat kita manfaatkan untuk pengolahan air. Seperti pada daya tahan yang tinggi terhadap korosi, kemampuan regenerasi (pemulihan performa) setelah penggunaan. Serta kinerja yang konsisten dalam jangka waktu yang lama. Menggunakan resin secara berulang juga bisa kita lakukan dengan melakukan proses regenerasi. Proses ini membuat performa dan kapasitas resin kembali setelah jenuh dengan kontaminan. Mengenai Media Filter Resin
Umumnya jenis media filter resin yang banyak kita jumpai dalam pengolahan air terdiri dari resin kation, resin anion dan resin campuran (kation dan anion atau kita kenal dengan mixed bed. Fungsi dari resin kation yaitu untuk menarik ion positif dalam air, seperti ion kalsium dan magnesium. Sedangkan resin anion sebaliknya, resin ini mampu menarik ion negatif, seperti ion nitrat dan sulfat. Adapun untuk resin campuran atau mixed bed, sifat kation dan anion tergabung dalam satu media, yang menjadikan pemurnian air bisa kita lakukan secara komprehensif. Mengenai Media Filter ResinMenge Media Filter Resin
Manfaat Lain Media Filter Resin
Dengan menggunakan media filter resin kita akan mendapat manfaat yang signifikan terutama dalam masalah pengolahan air. Berbagai manfaat seperti penghilangan zat-zat terlarut, pengurangan bau dan rasa, penghilangan logam berat, dan penyaringan mikroorganisme merupakan manfaat dari menggunakan resin. Selain pengolahan air bersih, ion exchange resin juga kerap kita jumpai penggunaannya dalam sistem pengolahan air limbah dalam mengurangi polutan.
Pada artikel ini, akan kita bahas lebih lanjut mengenai prinsip kerja resin ion exchanger, jenis-jenis media filter resin, serta aplikasi dan manfaatnya dalam berbagai bidang. Memahami media filter resin dan fungsinya akan berguna untuk memperoleh air yang lebih bersih, aman, dan sesuai dengan kebutuhan kita. Mengenai Media Filter Resin
Prinsip Kerja Media Filter Resin
Resin filter bekerja menggunakan prinsip dasar berupa penyerapan atau pertukaran ion. Kandungan kimia pada resin merupakan rancangan khusus yang memiliki fungsi menarik kontaminan atau partikel tertentu. Ketika kontaminan atau partikel dalam air melalui media resin partikel tersebut terserap atau tertarik oleh resin. Terjadinya proses ini, berasal dari interaksi antara ion-ion di permukaan resin dengan ion-ion kontaminan atau partikel dalam air.
Dengan daya tahan resin yang baik terhadap paparan kandungan kimia, resin mampu menahan atau memisahkan kontaminan. Pemisahan ini berdasar pada sifat kimia dari kontaminan atau partikel, seperti muatan listrik atau ukuran partikel. Setelah berjalan sekian waktu, resin yang sudah mulai jenuh dapat kita regenerasi dengan menggunakan bahan kimia yang sesuai untuk mengembalikan kapasitas filtrasinya.
Penyerapan Ion
Penyerapan ion seperti yang bisa langsung kita pahami, adalah proses di mana resin menarik atau menyerap ion-ion tertentu dari larutan ke lapisan luar resin. Ketika air baku mengaliri lapisan media resin, ion-ion dalam air berinteraksi dengan muatan lapisan permukaan resin dan menempel padanya. Mengapa Interaksi ini bisa terjadi? Jawabannya, karena adanya perbedaan muatan antara ion dalam air dan resin. Ion-ion yang terperangkap pada lapisan permukaan resin akan tetap menempel pada lapisan dan terpisah dari air.
Salah satu contoh penyerapan ion oleh resin adalah penggunaan resin kationik yang bermuatan positif untuk menyerap ion-ion positif pada molekul logam yang terlarut dalam air. Molekul logam dalam air dapat berupa logam berat dan logam ringan yang memiliki ion positif dalam bentuk yang stabil. Ketika logam-logam ini kehilangan ion positif mereka, maka struktur molekul menjadi tidak stabil dan memungkinkan terjadi reaksi dengan molekul lain yang bermuatan positif.
Pertukaran Ion
Berbeda dengan penyerapan ion, pertukaran ion merupakan proses di mana ion-ion pada permukaan resin berinteraksi dengan ion-ion dalam larutan. Hal ini terjadi ketika air mengalir melalui media resin, ion-ion yang berada di dalam air dengan afinitas yang lebih tinggi terhadap resin akan menggantikan ion-ion yang sudah ada pada permukaan resin. Afinitas merupakan kecenderungan suatu molekul untuk bisa menarik atau menyerap partikel lain seperti elektron atau ion.
Dengan adanya faktor afinitas pada molekul maka pertukaran ion dapat terjadi dalam dua arah. Artinya, mengacu pada faktor afinitas molekul, ion-ion resin yang menggantikan ion dalam larutan, dapat berlaku sebaliknya manakala afinitas dalam larutan lebih rendah dari ion yang berada pada resin. Hal ini umumnya terjadi manakala ada perubahan kondisi pada air baku yang mengalami perubahan secara dinamis.
Dengan adanya proses pertukaran ion, hal ini memungkinkan resin untuk bisa menghilangkan ion-ion yang kontaminan dari air. Terutama pada beberapa fasilitas pengolahan air yang sangat rentan terhadap keberadaan kontaminan pada air. Dengan demikian, kualitas daripada air olahan dapat terjaga dan senantiasa dalam tingkat kemurnian yang menjadi kebutuhan dari operasional sistem secara menyeluruh.
Berbicara mengenai prinsip penyerapan atau pertukaran ion, sejatinya hal ini merupakan kebutuhan utama dalam air pendingin reaktor nuklir. Kontaminan pada air pendingin dapat mempengaruhi kinerja dan keamanan reaktor, sehingga dengan adanya air murni hal ini bisa meminimalkan korosi. Dengan demikian kerusakan pada komponen reaktor yang berhubungan dengan air pendingin dapat kita hindarkan dan kita cegah.
Regenerasi dengan Bahan Kimia untuk Mengembalikan Kapasitas Media Filter Resin
Setelah penggunaan sekian waktu untuk melakukan proses penyerapan dan pertukaran ion, media filter resin akan mengalami kejenuhan. Pada titik ini proses regenerasi dalam media filter resin melibatkan penggunaan bahan kimia tertentu bertujuan mengembalikan kapasitas filtrasi resin yang telah jenuh oleh kontaminan. Hal ini terjadi setelah periode penggunaan yang intensif, maka resin akan terisi kontaminan dan kehilangan kemampuannya dalam menyerap atau memisahkan ion.
Untuk melakukan proses regenerasi, sistem yang menggunakan media filter resin membutuhkan larutan asam atau basa yang berkekuatan tinggi. Dalam memilih bahan kimia sebagai larutan regenerasi faktor kandungan kontaminan menjadi penentu. Pada sistem tabung berisi media filter resin, larutan regenerasi ini memiliki sambungan khusus pada katup utama yang mengatur aliran air.
Secara teknis bahan kimia dalam larutan regenerasi akan berinteraksi dengan kontaminan yang menempel pada permukaan resin. Kontaminan tersebut akan terlarut dalam larutan regenerasi dan akan terbuang bersamaan saat melakukan pembilasan. Meski demikian, ada beberapa jenis produk media filter resin yang tidak dapat kita regenerasi atau hanya sekali pakai.
Jenis resin sekali pakai umumnya lebih banyak kita temukan pada pengolahan air yang mengharuskan air dalam kondisi murni dan tidak memiliki kontaminan apa pun. Kondisi demikian dapat kita temukan pada berbagai sektor seperti farmasi, pembangkit listrik dan beberapa sektor lain. Pertimbangan paling utama pada penggunaan media filter resin sekali pakai terletak pada besarnya biaya perbaikan yang mungkin timbul apabila terjadi kontaminasi yang terjadi pada saluran sistem.
Jenis-Jenis Media Filter Resin
Berdasarkan Muatan Ion Media Filter Resin
Resin Kation
Sesuai dengan namanya resin Kation memiliki muatan ion positif yang bisa menarik ion-ion positif dalam air, seperti kalsium, magnesium, atau logam-logam berat. Penggunaan yang paling umum dari resin kation adalah untuk menurunkan kadar kesadahan dalam air yang umumnya berasal dari adanya kandungan kapur. Secara umum kapur yang sering menjadi acuan dalam kesadahan adalah kalsium karbonat atau CaCO3.
Kesadahan dalam air dapat berbeda-beda yang mendapatkan banyak pengaruh dari sumber air dan juga wilayah geografis. Pengukuran tingkat kesadahan air atau hardness menggunakan dalam satuan “grain per gallon” (gpg) atau “miligram per liter” (mg/L) sesuai konsentrasi mineral yang ada di dalam air. Konsentrasi mineral dalam air ini sebagian besar berasal dari batuan alami yang menjadi penyebab utama terbawanya kontaminasi oleh ion-ion mineral.
Kesadahan pada air memiliki beberapa efek yang dapat mempengaruhi berbagai aspek kehidupan sehari-hari terutama terkait masalah kesehatan. Untuk kebutuhan air minum, kesadahan yang dapat kita toleransi dalam air minum berada pada angka di bawah 150 mg/L. Sedangkan air yang tergolong ke dalam kategori soft water adalah air dengan kesadahan di bawah 75 mg/L.
Dampak Kesadahan Air
Dampak yang paling mudah terlihat dari tingginya kesadahan pada air adalah akumulasi kerak atau endapan mineral pada peralatan dan pipa air dan juga penampungan air. Selain pada peralatan, akumulasi semisal juga sangat mungkin terjadi pada organ tubuh terutama ginjal yang merupakan organ filtrasi tubuh. Tentunya dengan adanya endapan tersebut, ginjal akan bekerja lebih berat dan hal ini sering kita kenal dengan dua masalah utama pada ginjal yaitu batu ginjal dan gagal ginjal.
Oleh karena tingginya kemungkinan terhadap kemunculan kerak, air yang memiliki kesadahan tinggi juga berefek pada kulit dan rambut. Residu mineral pada kulit dan rambut setelah mandi atau mencuci menyebabkan kulit menjadi kering, gatal, atau iritasi. Adapun pada rambut, air dengan kesadahan tinggi menyebabkan rambut kusam, kering dan sulit diatur.
Pada Sektor Industri
Permasalahan kerak yang timbul ini sudah pasti menjadi masalah dalam sebagian besar sektor industri. Hal ini kerap berdampak terutama pada sistem pemanas atau pendingin entah itu boiler atau cooling tower. Endapan mineral pada saluran pemanasan atau pendinginan dapat mengurangi efisiensi peralatan dan meningkatkan biaya perawatan dan perbaikan bahkan menambah risiko keamanan.
Pada industri makanan, kesadahan air yang tinggi juga dapat mempengaruhi kualitas produk, meski pada sebagian produk, kesadahan tetap menjadi kebutuhan. Mineral yang ada umumnya berguna untuk kebutuhan peragian terutama pada pembuatan roti dan olahan gandum lainnya. Namun, jumlah mineral yang terlalu banyak juga akan berdampak pada kualitas dan rasa dari produk makanan atau minuman.
Dengan demikian untuk mengatasi kekerasan air, penggunaan media filter resin seperti resin pertukaran ion dapat kita gunakan. Resin kation mampu mengikat kalsium dan magnesium yang ada pada air sehingga dapat mengurangi tingkat kekerasan air. Dengan demikian, penggunaan resin pertukaran ion bisa mengurangi akumulasi kerak, meningkatkan efisiensi peralatan, serta meningkatkan kualitas air.
Solusi Memurnikan Air dari Logam Berat
Logam berat merupakan molekul logam yang memiliki massa atom lebih berat dari kebanyakan logam dan umumnya berada dalam jumlah kecil di alam. Namun, aktivitas kegiatan perindustrian yang intensif dan masif, menjadikan logam berat bahkan terdapat di sumber air. Kehadiran logam berat pada lingkungan hidup dampak berdampak negatif karena sifat toksik dan akumulatif dari logam berat.
Akumulasi ini berasal dari kompleksitas logam berat yang tidak mampu terurai dengan adanya organisme hidup. Artinya, keberadaan logam berat akan senantiasa ada pada suatu lingkungan atau pada suatu jaringan, apabila sudah masuk ke dalam tubuh. Dengan adanya logam berat, tentu akan berpotensi menimbulkan masalah terutama pada kesehatan.
Logam berat juga bersifat toksik, yang artinya, logam berat memiliki kemampuan untuk mengganggu fungsi biologis tubuh. Gangguan tersebut berupa perusakan sistem saraf, penghambat fungsi organ, penyebab kanker dan sederet masalah kesehatan lainnya. Oleh karena itu, pengolahan air dari kontaminasi logam berat ini sangat penting sebelum kita gunakan untuk memenuhi kebutuhan konsumsi.
Resin Anion
Jenis resin anion merupakan resin yang memiliki muatan ion negatif yang efektif untuk mengatasi keberadaan molekul bermuatan negatif pada air. Molekul ini berupa, sulfat, nitrat, karbonat, fosfat, klorida, bromida dan beberapa lainnya. Resin anion memungkinkan terjadinya proses pertukaran ion oleh ion-ion molekul tersebut, sehingga menjadikan air bebas kontaminan.
Berbeda dengan resin kation, resin anion efektif untuk mengatasi molekul non logam yang stabil dengan muatan ion negatif. Molekul seperti nitrat dan klorida misalnya, merupakan molekul bermuatan negatif yang akan tertarik oleh muatan ion negatif pada permukaan resin. Sebagaimana resin kation, faktor afinitas berperan dalam proses pertukaran ion antara resin anion dan molekul bermuatan negatif.
Solusi Mengatasi Ion-Ion Organik
Selain mengatasi ion-ion anorganik seperti yang telah kita sebut sebelumnya, resin anion juga mampu mengatasi ion-ion organik. Meski secara umum ion-ion organik ini bermanfaat dalam berbagai sektor, tetapi tidak dengan keberadaannya di dalam air. Tentunya, meski ion organik ini mampu bahkan mengurangi risiko berbahaya dari logam berat, namun tetap saja menjadi kontaminan pada air.
Resin Campuran atau Mixed Bed
Seperti namanya, resin ini merupakan gabungan dari dua jenis resin sebelumnya yaitu resin kation dan resin anion. Resin ini memiliki teknik regenerasi yang cukup sulit terutama apabila resin datang dalam satu kemasan yang sudah tercampur. Kebanyakan, dalam keadaan demikian, pengguna lebih memilih untuk menggunakan resin ini sekali pakai dari pada melakukan regenerasi.
Regenerasi resin mixed bed yang datang dalam kemasan yang sudah tercampur antara resin kation dan anion dapat menggunakan regenerant netral. Pada sistem tertentu, resin mixed bed dapat kita regenerasi menggunakan serangkaian sistem yang khusus untuk mixed bed. Umumnya bahan yang berfungsi sebagai regenerant selain air murni, adalah kaustik soda, asam klorida dan juga asam sulfat.
Berdasarkan Kemampuan Pertukaran Ion
Asam/Basa Lemah
Media filter resin juga terbagi menjadi resin dengan asam lemah dan juga basa lemah. Resin dengan asam lemah umumnya lebih banyak berguna untuk mengatasi kontaminan dengan muatan ion negatif. Resin asam atau basa lemah memiliki kapasitas pertukaran ion yang cenderung lebih rendah dibandingkan dengan resin asam atau basa kuat.
Asam/Basa Kuat
Resin asam atau basa kuat memiliki kapasitas pertukaran ion yang lebih tinggi jika kita bandingkan dengan resin asam atau basa lemah. Namun pada beberapa brand, perbedaan tersebut tidak terlalu signifikan, hanya saja umumnya, resin asam atau basa lemah, beguna lebih terfokus untuk jenis kontaminan tertentu. Berbeda dengan resin asam atau basa kuat yang lebih meluas cakupan penggunaannya.
Copyright secured by Digiprove © 2023 Mitra Water