Dalam sistem water treatment plant, ion exchange resin merupakan salah satu proses penghilangan partikel ion yang ada dalam air. Proses ini berbeda dengan tahapan pemurnian maupun filtrasi. Terdapat beberapa proses lain yang tidak ada dalam tahapan sebelumnya.
Oleh sebab itu, sebelum Anda melakukan pertukaran ion dalam proses water treatment, pahami apa itu pertukaran ion terlebih dahulu. Dalam artikel ini, kita akan membahas beberapa ulasan mengenai jenis, cara kerja, dan aplikasi dari penukar ion itu sendiri.
Apa Itu Ion Exchange Resin?
Ion exchange resin atau resin penukar ion adalah polimer atau suatu matriks tidak larut yang berfungsi sebagai medium pertukaran ion. Resin penukar ion ini berbentuk manik-manik yang berukuran kecil dengan diameter 0,25-0,50 mm.
Biasanya bentuk dari resin penukar ion ini merupakan padatan ringan dan berpori. Selain bentuknya yang seperti manik-manik, resin penukar ion ini juga ada yang berbentuk lembaran maupun butiran. Ketika resin direndam dalam larutan, maka larutan tersebut akan diserap oleh resin sehingga resin membengkak.
Kebanyakan resin ini terbuat dari polistirena sulfonat yang berwarna putih atau kekuningan. Secara luas, resin penukar ion berguna dalam proses pemurnian, dekontaminasi, dan proses pemisahan. Dalam berbagai kasus, resin penukar ion juga berfungsi sebagai alternatif zeolite alami atau buatan.
Oleh sebab itu, ion exchange resin ini merupakan suatu sistem yang memanfaatkan teknologi khusus untuk menghilangkan partikel ion dalam air limbah maupun air bersih. Sistem tersebut bekerja dengan cara menarik ion yang sudah tidak berfungsi dan menukarkan ion yang bisa bekerja dengan baik.
Perlu Anda ketahui, setiap jenis air dari perairan alami maupun buatan mengandung berbagai konsentrasi garam terlarut yang telah terdisosiasi dengan air. Kemudian akan membentuk suatu ion bermuatan yang akan dipertukarkan dengan resin penukar ion.
Resin penukar ion tersebut menukar ion satu ke ion lainnya kemudian melepaskannya ke larutan regeneran. Dalam hal ini, resin penukar ion akan menggantikan berbagai ion yang tidak diinginkan dengan ion yang dapat bekerja.
Seperti contohnya dalam pelembut natrium zeolit, ion kalsium dan magnesium akan digantikan oleh ion natrium. Penggantian tersebut bergantung dengan ion dan fungsinya. Ion kalsium dan magnesium dapat menyebabkan adanya kerak jika air tersebut masuk ke dalam boiler atau pemanasan.
Jenis-Jenis Ion Exchange Resin
Gugus yang melekat pada butiran resin menentukan kemampuan fungsional resin itu sendiri. Gugus yang berada dalam butiran resin merupakan garam asam sulfonat maupun karboksilat. Berdasarkan muatannya, resin penukar ion terbagi atas resin kation dan resin anion. Berikut ini penjabarannya masing-masing resin:
1. Resin Penukar Kation
Resin penukar kation merupakan manik-manik resin yang mengandung gugus fungsi bermuatan negatif. Ia akan menarik ion yang bermuatan positif dalam larutan, sehingga ion positif dari air yang terkontaminasi dapat terpisahkan.
Kation ion exchange resin ini terbagi lagi menjadi asam kuat dan asam lemah, berikut penjelasan lengkapnya:
A. Resin Kation Asam Kuat
Asam kuat dalam resin penukar kation berfungsi untuk menetralkan basa kuat dan mengubah garam netral menjadi asam yang sesuai. Resin kation asam kuat ini terbuat dari polistirena dengan gugus fungsi sulfonat dan bermuatan hidrogen atau ion natrium.
B. Resin Kation Asam Lemah
Sedangkan resin kation yang bersifat asam lemah tersusun atas polimer akrilik dengan gugus fungsi asam karboksilat. Resin ini memiliki afinitas yang tinggi terhadap ion hidrogen. Biasanya, resin asam lemah berfungsi untuk menghilangkan kation yang berkaitan dengan alkalinitas.
2. Resin Penukar Anion
Berbeda dengan sebelumnya, resin penukar anion bermuatan positif yang mana akan menarik ion bermuatan negatif. Resin ini mengandung gugus fungsi amina dalam matriksnya. Dalam kategori ini juga terbagi atas dua resin anion basa kuat dan basa lemah, berikut ini penjelasannya:
A. Resin Anion Basa Kuat
Anion ion exchange resin yang bersifat basa kuat, tersusun atas matriks polistiren yang telah di klorometilasi dan dilaminasi dengan dimetilamina. Selama reaksi pertukaran, mereka menghasilkan ion klorida dan ion hidroksida.
B. Resin Anion Basa Lemah
Begitu juga dengan yang bersifat basa lemah, susunannya pun juga berasal dari matriks polistiren. Derajat ionisasi dari basa lemah dapat diatur melalui pH dalam larutan.
Resin anion basa lemah ini juga bertindak sebagai penyerap asam yang bertujuan untuk menghilangkan ion dari asam mineral kuat. Kondisi tersebut terjadi akibat resin anion basa lemah kekurangan ion untuk dipertukarkan.
Cara Kerja Ion Exchange Resin
Berdasarkan pengertian singkat di atas, ion exchange resin bekerja dengan menukarkan ion-ion dalam air dengan ion yang bermuatan sama. Resin memiliki gugus fungsi dengan muatan yang sama, sehingga ia akan menarik ion dengan muatan yang berlawanan.
Prosesnya terjadi ketika larutan yang mengandung ion bersentuhan dengan resin, sehingga ion tersebut secara langsung ditarik oleh gugus yang terdapat dalam resin. Setelah itu, larutan tersebut akan menggantikan ion dengan ion baru yang dapat berfungsi secara optimal.
Proses pertukaran ini akan menghilangkan ion spesifik dalam larutan. Akan tetapi, tetap tergantung pada sifat resin itu sendiri. Biasanya, istilah pertukaran ion ini biasa dikenal sebagai regenerasi. Fase regenerasi ini tergantung sampelnya.
Jika sampel merupakan water softener, maka regenerasi menggunakan larutan garam (NaCl). Sedangkan jika proses demineralisasi air, maka membutuhkan regenerasi dengan asam kuat (HCl) dan basa kuat (NaOH).
Sudah Tahu Aplikasi Terbaik dari Ion Exchange Resin?
Dalam kesimpulannya, fungsi dan tujuan adanya ion exchange resin terdapat beberapa hal seperti pelunakan air, pemurnian air, pemisahan logam, dan sebagai katalis. Dalam hal ini, resin penukar ion berpotensi dapat memurnikan larutan yang mengandung logam berbahaya.
Serangkaian proses tersebut berlangsung di dalam instalasi pengolahan air limbah menggunakan mesin IPAL yang mereka miliki. Meskipun biasanya instalasi pengolahan air limbah hanya untuk pengolahan limbah cair industri, namun juga terdapat water treatment untuk menghasilkan air bebas mineral.
Biasanya hasil keluaran dari ion exchange resin ini juga terdapat buangan yang merupakan limbah cair. PT. Tanindo Anugerah Nusantara memberikan penawaran menarik untuk bekerja sama dalam pengolahan limbah cair.
Tanindo merupakan perusahaan profesional yang ada di bidang water treatment dan merupakan konsultan pengolahan limbah cair industri. Tim ahli profesional kami berkompeten untuk bekerja sama dengan Anda dalam mengelola sistem pengolahan limbah cair yang efektif dan efisien. Dapatkan informasi yang lebih lengkap dengan cara menghubungi kontak Tanindo sekarang!
