Bahan – bahan Media Filtrasi. (1)

1.      Resin

Resin adalah zat yang punya pori yang besar dan bersifat sebagai penukar ion yang berasal dari Polysterol, atau polyakrilat yang berbentuk granular atau bola kecil dimana mempunyai struktur dasar yang bergabung dengan grup fungsional kationik, non ionik/anionik atau asam. Sering kali resin dipakai untuk menghilangkan molekul yang besar dari air misalnya asam humus, liqnin, asam sulfonat. Untuk regenerasi dipakai garam alkali atau larutan natrium hidroksida, bisa juga dengan asam klorida jika dipakai resin dengan sifat asam. Dalam regenerasi itu dihasilkan eluen yang mengandung organik dengan konsentrasi tinggi. Untuk proses air minum sampai sekarang hunya dipakai resin dengan sifat anionik.

2.      Karbon aktif

Karbon aktif adalah material yang berbentuk butiran (granular) atau bubuk yang berasal dari material yang mengandung karbon misalnya batubara, kulit kelapa. Dengan pengolahan tertentu (tekanan tinggi), dapat diperoleh karbon aktif yang memiliki permukaan dalam yang luas (Proses aktivasi). Untuk proses air minum sering dipakai karbon aktif dalam bentuk butir atau bubuk dalam filter adsorpsi (filter “conditioning”).

Sifat adsorpsi yang tinggi dari karbon aktif bisa dimanfaatkan untuk proses filter “conditioning”, atau filter dengan media pembantu. Selain itu karbon aktif juga dimanfaatkan sebagai media filter pada filter media tunggal atau filter media ganda. Permukaan dalam partikel karbon aktif yang luas sering dimanfaatkan sebagai media pelekat/penahan mikroorganisme di dalam filter yang bekerja secara biologis.

Secara umum karbon/arang aktif biasanya dibuat dari arang tempurung dengan pemanasan pada suhu 600-2000°C pada tekanan tinggi. Pada kondisi ini akan terbentuk rekahan-rekahan (rongga) sangat halus dengan jumlah yang sangat banyak, sehingga luas permukaan arang tersebut menjadi besar. 1gram karbon aktif, pada umumnya memiliki luas permukaan seluas 500-1500m2, sehingga sangat efektif dalam menangkap partikel-partikel yang sangat halus berukuran 0.01-0.0000001 mm. Karbon aktif bersifat sangat aktif dan akan menyerap apa saja yang kontak dengan karbon tersebut, baik di air maupun di udara. Apabila dibiarkan di udara terbuka, maka dengan segera akan menyerap debu halus yang terkandung diudara(polusi). Dalam waktu 60 jam biasanya karbon aktif tersebut manjadi jenuh dan tidak aktif lagi. Oleh karena itu biasanya arang aktif di kemas dalam kemasan yang kedap udara.

Jerapan adalah suatu proses dimana suatu partikel “menempel” pada suatu permukaan akibat dari adanya “perbedaan” muatan lemah diantara kedua benda (gaya Van der Waals), sehingga akhirnya akan terbentuk suatu lapisan tipis partikel-pertikel halus pada permukaan tersebut. Permukaan karbon yang mampu menarik molekul organik misalnya merupakan salah satu contoh mekanisme jerapan, begitu juga yang terjadi  pada antar muka air-udara, yaitu mekanisme yang terjadi pada suatu protein skimmer.  Molekul organik bersifat polar sehingga salah satu ujungnya akan cenderung tertarik pada air (disebut sebagai hidrofilik/suka air) sedangkan ujung yang lain bersifat hidrofobik (benci air).  Permukaan molekul aktif seperti ini akan tertarik pada antarmuka air-gas pada permukaan gelembung udara, sehingga molekul-molekul tersebut akan membentuk suatu lapisan tipis disana dan membentuk buih/busa. Dalam suatu protein skimmer; ketika gelembung udara meninggalkan air menuju tampungan busa, gelembung udara tersebut akan kolaps sehingga pada akhirnya bahan-bahan organik akan tertinggal pada tampungan busa yang

Absorpsi merupakan suatu proses dimana suatu partikel terperangkap kedalam struktur suatu media dan seolah-olah menjadi bagian dari keseluruhan media tersebut.  Proses ini dijumpai terutama dalam media karbon aktif.  Karbon aktif memiliki ruang pori sangat banyak dengan ukuran tertentu.  Pori-pori ini dapat menangkap partikel-partikel sangat halus (molekul)  dan menjebaknya disana. Dengan berjalannya waktu pori-pori ini pada akhirnya akan jenuh dengan partikel-partikel sangat halus sehingga tidak akan berfungsi lagi.  Sampai tahap tertentu beberapa jenis arang aktif  dapat di reaktivasi kembali, meskipun demikian tidak jarang yang disarankan untuk sekali pakai.  Reaktifasi karbon aktif sangat tergantung dari metode aktifasi sebelumnya, oleh karena itu perlu diperhatikan keterangan pada kemasan produk tersebut. 

Besi dan mangan akan benar-benar tertahan pada karbon aktif dengan syarat telah mengalami oksidasi secara sempurna (oleh ozon atau permanganat), sebelum air masuk ke dalam filter karbon aktif. Selain itu bau dan rasa yang tidak enak pada air dapat dihilangkan pula. Proses ini mahal.

Penyerapan menggunakan karbon aktif adalah efektif untuk menghilangkan zat organic yang menyebabkan perubahan warna. Pencemar organic ditarik oleh karbon aktif dan melekat pada permukaannya dengan kombinasi dari daya fisik kompeks dan reaksi kimia. Karbon aktif memiliki jaringan pouros (berlubang) yang sangat luas yang berubah-ubah bentuknya untuk menerima molekul pengotor baik besar maupun kecil.

Karbon aktif tersedia dalam bentuk bubuk dan butiran-butiran kecil. Tapi, karbon aktif bubuk (PAC) lebih mudah digunakan dalam pengolahan air dengan sistem pembubuhan yang sederhana.

Titik pembubuhan Karbon aktif

Penyerapan karbon aktif bubuk ( Powder activated carbon, PAC ) dapat digunakan pada instalasi pengolahan di hampir seluruh tempat / titik pembubuhan, sebelum penyaringan. Tapi pokok-pokok berikut harus dipertimbangkan untuk memilih tempat pembubuhan:

a. Waktu kontak karbon aktif dengan zat organik sangat penting dan tergantung pada kekampuan karbon aktif untuk berada dalam larutan, paling tidak waktu kontak selama 15 menit harus dilakukan.

b. Permukaan partikel karbon aktif akan kehilangan kapasitas penyerapan bila terlapisi dengan koagulan atau bahan kimia lainnya untuk pengolahan air.

c. Karbon aktif akan menyerap klor (1 mg/l karbon aktif bubuk dapat menyerap klor sebesar 0,2 – 0,25 mg/l Cl2).

Mengingat faktor-faktor tersebut diatas, maka menunjukkan bahwa titik pembubuhan karbon aktif harus dipertimbangkan seperti misalnya :

          Titik pembubuhan dilakukan pada saluran/pipa penyadap air baku atau “water intake” adalah tempat yang paling menguntungkan bagi pembubuhan karbon aktif bubuk, jika fasiltias pencampuran yang memadai telah tersedia.  Penggunaan saluran/pipa air baku sebagai titik pembubuhan karbon aktif bubuk membutuhkan waktu kontak yang cukup lama dan menghindari masalah yang mungkin terjadi disebabkan oleh pembubuhan karbon aktif pada air yang mengalami proses prekhlorinasi sebelumnya. Karbon aktif akan menyerap klor dan menghasilkan dosis keduanya meningkat jika karbon ditambahkan setelah preklorinasi.

          Jika pembubuhan kedalam air baku tindak memungkinkan, karbon aktif bubuk dapat dibubuhkan ke bagian lain sebelum penyaringan, tapi dosisnya akan lebih besar bila dihitung untuk waktu kontak yang lebih cepat dan gangguan dari bahan kimia lain seperti kagulan dan klor. Karbon aktif bubuk dapat dibubuhkan ke dalam air yang keluar (effluent) dari unit pengendap dan yang akan memasuki filter, tindakan yang hati-hati harus dilakukan dalam mengoperasikan penyaringan.

          Karbon yang pecah menjadi butiran halus dan dapat melewati saringan menyebabkan “air hitam” menimbulkan keluhan dari para pelanggan.

Dosis Karbon aktif yang akan digunakan tergantung dari tipe dan konsentrasi senyawa organik yang ada. Bila karbon aktif dibuang sebagai bagian dari lumpur dalam bak pengendapan dan dalam air buangan/air bekas pencucian saringan, tidaklah praktis untuk memperolehnya kembali atau menggunakannya lagi.

3.      Antrasit

Antrasit atau Batu bara adalah material yang mengandung zat “volatile” (mudah menguap) dengan konsentrasi yang rendah. Antrasit dipakai dalam bentuk butiran sebagai media filter pada filter dengan media ganda, untuk meningkatkan efisiensi penyaringan.

4.      Batu berpori

Batu berpori berasal dari daerah gunung berapi yang mengandung silika tinggi. Batu berpori ini digunakan dalam bentuk butiran sebagai media filter pada filter media ganda.

5.      Dolomit

Dolomit adalah material alami terdiri dari kalsium magnesium karbonat (x CaCO3.y MgCO3) dan yang dipakai sebagai media filter dalam bentuk butiran. Karbonat atau dolomit kalsinat (seperti Netralit, Akdolit, Magno-dol) biasa digunakan. Cara ini mempunyai keuntungan, karena mempunyai dua fungsi yaitu penghilangan besi dan mangan serta netralisasi (menetralisir CO2 agresif dan menaikan alkalinitas air).

Pada umunya metode ini digunakan jika air agresif, adalah lunak (kandungan mineral atau kesadahan relatif kecil) dan mengandung sejumlah kecil CO2 agresif.

Kecepatan reaksi yang agak cepat dapat dicapai dengan menggunakan magno sebagai media filter.

Magno dibuat dari dolomit : 700°C

CaCO3.MgCO3 CaCO3.Mg O + CO2

Membawa air agresif kontak dengan lapisan yang mengandung CaCO3 secara teoritis , adalah metode yang sangat baik untuk menghilangkan CO2 agresif.

CO2 + CaCO3 + H2O Ca2+ + 2HCO3

Nilai kesetimbangan dapat dilampaui. Reaksi tergantung pada : ukuran partikel CaCO3 , temperatur air dan komposisi kimia air. Kerugiannya adalah kecepatan reaksi yang agak rendah bila menggunakan marmer.

 

CO2 agresif akan bereaksi dengan magno sebagai berikut :

3CO2 + CaCO3.Mg O + 2H2O Ca2+ + Mg2+ + 4HCO3

Filter magno dalam pemakaiannya 5 – 10 kali lebih kecil dari filter marmer.

6.      Dolomit Setengah Kering

Dolomit setengah kering (CaCO3.MgO) diproses dari dolomit alami dengan proses termal

 

@_pararaja

 

5 thoughts on “Bahan – bahan Media Filtrasi. (1)

  1. Salam kenal, Mr. Anim Hadi.

    Dari SMA 1 Geger ( sekolah favorit Jatim ya…maaf jika salah).

    Kebetulan adik sy (Reny Rohmawati) juga alumni situ thn. 2006 IPA (Sekarang kuliah di IKIP Madiun, Jur. Matematika (SMT.V)(jika bpk. kenal). Kampung sy juga “basis” SMA Geger oya..bapak mungkin kenal Rini Susanti dari sekolah bpk jg (NEM tertinggi se kab.Madiun thn. 2001…maaf jika keliru) (sy depan rumahnya).

    Maaf nglantur kesana kemari…(just 4laugh)

    Insya4JJI nanti diteruskan sampi akhir (4 bagian, ringkas).

    Keep brothership.
    Regards.
    @_pararaja

  2. tolong bikinin bahan-bahan filter air ama kesimpulan buat nak SMP tapi sekarang…
    ppplllliiiizzzzz…….
    orang baik di sayang tuhan…………

    ================================================================

    makasih kunjungannya

    klo buat pelajaran enak dan simpel aja
    botol aqua yg 1,5 liter diisis
    ijuk, pasir, krikil, arang, ijuk yang semuanya disekat pakai kapas

    selamat mencoba

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s