Penukar Kation Cation Exchanger

- Lapisan I : terdiri dari pasir hijau setinggi 24 in = 60 cm - Lapisan II: terdiri dari antrakit setinggi 12,5 in = 31,25 cm - Lapisan III : terdiri dari batu grafel setinggi 7 in = 17,5 cm Pada bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saring penyaring sand filter akan menurun sehingga diperlukan regenerasi secara berkala dengan pencucian balik back wash. Dari penyaring sand filter ini, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai pemakaian. Untuk air umpan ketel masih diperlukan pengolahan air lebih lanjut, yaitu demineralisasi dan deaerasi. Untuk memenuhi standar air domestik diperlukan klor sebagai desinfektant untuk membunuh kuman di dalam air. Klor yang digunakan biasanya dalam bentuk kaporit, CaClO 2 . 3. Pengolahan air domestik Kebutuhan air domestik = 744 kgjam Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 30 Kebutuhan klorin = 2 ppm dari berat air Nalco, 1988 Kebutuhan kaporit = 2 x 744 0,3 x1000.000 = 0,005 kgjam = 0,12 kghari 4. Demineralisasi air umpan ketel Air untuk umpan ketel harus murni dan bebas dari garam-garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi. Alat demineralisasi dibagi atas:

a. Penukar Kation Cation Exchanger

Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca, Mg dan kation lain yang larut dalam air dengan kation dari resin. Resin yang digunakan bermerek Daulite C-20. Reaksi yang terjadi: 2H + R + Ca 2+ → Ca 2+ R 2 + 2H + 2H + R + Mg 2+ → Mg 2+ R 2 + 2H + Untuk regenerasi dipakai H 2 SO 4 berlebih dengan reaksi: Ca 2+ R 2 + 2 H 2 SO 4 → CaSO 4 + 2H + R Mg 2+ R 2 + 2 H 2 SO 4 → MgSO 4 + 2H + R VI-5 Perhitungan Kesadahan Kation Dari Tabel 6.1 di atas diketahui bahwa air sumur bor Asahan mengandung Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , K + dan Fe 3+ masing-masing dengan kadar 2,81 mgl; 0,65 mgl; 1,59 mgl; 6,17 mgl dan 0,31 mgl. • Kebutuhan air yang akan diolah = 175,159 kgjam • Total kesadahan kation = 2,81 + 0,65 + 0,31 + 1,59 + 6,17 = 11,53 mgl • Densitas air = 1000 kgm 3 Volume = menit galon 775 , jam m 175 , 1000 175,159 ρ m 3 = = = 1 mgl = galon grain 17,1 1 Total muatan = kgrain 1000 1 x menit galon 775 , x galon 17,1 grain 11,53 = 5,226 x 10 -4 kgrainmenit = 0,753 kgrainhari Digunakan ion exchanger 1 unit dengan service flow maksimum 19 galonmenit. Dari Tabel 12.4 Nalco 1988, diperoleh data sebagai berikut: Diameter tangki : 1 ft Luas permukaan, A : 0,7854 ft 2 Resin yang digunakan adalah Daulite C – 20, dengan nilai EC Exchanger Capacity, yaitu kemampuan penukar ion untuk menukar ion yang ada pada air yang melaluinya = 17 kgrainft 3 Nalco, 1988. Kebutuhan resin = hari ft 0,044 kgrainft 17 i kgrainhar 753 , 3 3 = Tinggi yang dapat ditempati oleh resin ft 0,056 7854 , 0,044 permukaan luas resin kebutuhan h = = = Faktor kelonggaran diambil 80 , maka tinggi resin h = 1,8 x 0,056 = 0,101 ft Tinggi minimum resin = 2,5 ft Nalco, 1988 VI-6 Regenerasi Volume resin, V = h x A = 2,5 x 0,7854 = 1,9635 ft 3 Siklus regenerasi, t 0,753 17 x 1,9635 muatan total resin kapasitas x resin volume = = = 44,329 hari Sebagai regeneran digunakan H 2 SO 4 , dimana pemakaiannya sebanyak 8 lb H 2 SO 4 ft 3 untuk setiap regenerasi Nalco, 1988 Kebutuhan H 2 SO 4 = resin kapasitas regenerasi kapasitas x muatan Total = 3 3 4 2 ft kgrain 17 ft SO H lb 8 x hari kgrain 0,753 = 0,354 hari regenerasi 44,329 1 x regenerasi lb = 0,008 lbhari = 0,004 kghari

b. Penukar Anion Anion Exchanger