Zeolit Pada Limbah Air; Proses Adsorpsi Dan Pertukaran Ion
Pengaruh positif zeolit pada limbah air rumah tangga dan industri sudah terbukti. Zeolit dapat memurnikan kandungan berbahaya pada air limbah menjadi lebih bersih sehingga bisa dimanfaatkan untuk berbagai kebutuhan seperti menyiram tanaman, membersihkan perabot dan lain sebagainya kecuali untuk minum. Artikel ini akan membahas proses adsorpsi dan pertukaran ion; proses zeolit memurnikan air limbah.
Pertukaran ion
Pertukaran ion adalah proses kimia, sedangkan adsorpsi mungkin proses fisik atau kimia. Proses pertukaran ion adalah pertukaran ion reversibel antara fase padat dan fase larutan di mana tidak ada perubahan struktur yang muncul dalam fase padat.
Fasa padat biasanya tidak larut dalam media larutan dimana proses pertukaran dilakukan (Grimshaw dan Harland, 1975). Pertukaran ion dapat digunakan dalam proses perlakuan yang berbeda seperti proses pemurnian, pemisahan dan dekontaminasi.
Seperti yang dilaporkan oleh Ramalho (1997) proses pertukaran ion banyak digunakan dalam pengolahan air limbah karena mampu mencapai demineralisasi lengkap melalui pertukaran kation dan anion secara simultan. Struktur klinoptilolit mengandung beberapa kation yang dapat ditukar, yang siap ditukar dengan jenis kation lain dari larutan.
Sifat zeolit ini telah dimanfaatkan secara besar-besaran dalam pelunakan air, di mana logam alkali seperti natrium atau kalium lebih memilih untuk keluar dari zeolit, digantikan oleh ion kalsium dan magnesium "keras" dari air (Alvarez-Ayuso et al., 2003). Menurut Mumpton (1999) penukar ion dapat berupa kation yang menukar ion bermuatan positif atau anion yang menukar ion bermuatan negatif.
Dalam mencoba untuk mengetahui apakah adsorpsi dan pertukaran ion identik satu sama lain, Hamdaoui (2009) menyatakan bahwa proses adsorpsi dan pertukaran ion saling terkait satu sama lain, tetapi sementara itu setiap proses memiliki bidang perhatiannya sendiri. Schroeder (1977) menyatakan bahwa adsorpsi adalah akumulasi bahan pada suatu batas, dan batas ini dapat berupa cair - cair, padat - cair -, gas - padat atau gas - cair.
Dalam tesis ini istilah “adsorpsi” dan “pertukaran ion” digunakan secara bergantian karena penghilangan logam berat dari larutan dikaitkan dengan proses pertukaran ion dan adsorpsi (Curkovic et al., 1997).
Adsorpsi
Istilah adsorpsi pertama kali digunakan oleh Heinrich Kayser pada tahun 1881. Adsorpsi adalah proses penghilangan suatu zat (atom, ion, atau molekul) yang disebut “adsorbat” dari fase gas, cair, atau padat terlarut oleh bahan padat yang disebut sebuah "penyerap" (Bansal dan Goyal, 2005). Oleh karena itu banyak penelitian telah dilakukan pada teknik adsorpsi sebagai proses penting dalam teknologi pemisahan (Gupta et al., 2009; Erdem et al., 2004; Freitas et al., 2008; Hameed, 2009).
Proses adsorpsi berbeda dari proses penyerapan; adsorpsi adalah proses berbasis permukaan di mana atom, ion atau molekul dari suatu zat menempel pada permukaan adsorben seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1. Penyerapan adalah proses yang melibatkan seluruh volume zat penyerap ke dalam tubuh bahan padat seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.2 (Erdem et al., 2004).
Efisiensi penyisihan dari setiap proses adsorpsi tergantung pada selektivitas dan afinitas. Menurut jenis adsorben dan ikatan adsorbat yang terbentuk, adsorpsi dapat diklasifikasikan menjadi:
Adsorpsi fisik: terjadi ketika adsorbat menempel pada permukaan adsorben hanya melalui interaksi Van der Waals (antarmolekul lemah) (Somorjai, 1993). Adsorpsi fisik biasanya berlangsung cepat dan reversibel hal ini dikarenakan proses adsorpsi fisik melibatkan pembentukan ikatan mingguan antara adsorbat dan adsorben, sehingga ikatan adsorpsi mudah terbentuk dan putus (Somorjai, 1993).
Adsorpsi kimia: terjadi sebagai akibat dari interaksi kimia antara molekul adsorbat dan permukaan adsorben. Proses kemisorpsi biasanya berlangsung lambat dan irreversible hal ini disebabkan karena proses kemisorpsi melibatkan pembentukan ikatan yang kuat antara adsorbat dan adsorben serta dapat mengubah sifat kimia permukaan dan adsorbat.
Jenis-jenis adsorben
Menurut sumbernya, secara umum adsorben dapat diklasifikasikan menjadi:
Adsorben alami: Jenis adsorben ini terjadi secara alami seperti zeolit, mineral lempung, arang, lumpur merah, sedimen dan tanah, mineral bijih dll. Biaya perolehannya rendah dan pasokannya melimpah. Mereka dapat dengan mudah dimodifikasi dan meningkatkan kemampuan adsorpsinya.
Adsorben sintetis: Adsorben ini dibuat dari bahan baku seperti limbah rumah tangga, limbah industri, limbah pertanian, lumpur limbah dan adsorben polimer dll. Harganya mahal dibandingkan dengan adsorben alami.
Setiap jenis adsorben memiliki karakteristik dan sifat yang spesifik. Ada banyak jenis adsorben yang telah diidentifikasi di dunia seperti karbon aktif, alumina aktif, lempung aktif, dan ayakan molekul yang bentuknya sangat umum.
Adsorben alternatif berbiaya rendah
Biasanya, suatu adsorben dapat diasumsikan berbiaya rendah dan umumnya tersedia dalam jumlah besar, sebagaimana dinyatakan oleh Pollard (1992) faktor biaya memainkan peran utama dalam memilih adsorben. Oleh karena itu, upaya telah diarahkan untuk mengembangkan adsorben alternatif berbiaya rendah dan berbagai macam bahan telah diselidiki untuk tujuan ini.
Mereka dapat diklasifikasikan dalam dua cara: baik (i) berdasarkan ketersediaannya, yaitu, (a) bahan alami (b) limbah pertanian atau produk sampingan atau (c) limbah industri atau produk sampingan; atau (ii) tergantung pada sifatnya, yaitu (a) anorganik atau (b) bahan organik (Gupta et al., 2009; Ahmaruzzaman, 2008; Wan dan Hanafiah, 2008).
Karakteristik adsorben
Atribut yang paling penting untuk setiap adsorben adalah: kapasitas, selektivitas, regenerability, kinetika, kompatibilitas dan biaya. Adsorben dapat didasarkan pada bahan anorganik seperti zeolit atau dapat didasarkan pada sumber bahan organik seperti karbon aktif.
Adsorben yang baik harus memiliki karakteristik penting sebagai berikut:
• Porositas tinggi, saluran berukuran molekul seragam dan luas permukaan spesifik yang besar.
• Kapasitas adsorpsi tinggi dalam berbagai konsentrasi adsorbat.
• Kapasitas pertukaran ion tinggi.
• Sifat katalitik yang tinggi dan aksesibilitas melalui pori-pori untuk memungkinkan molekul tertentu lewat selama adsorpsi dan untuk memecah yang lain.
• Kesederhanaan dan biaya rendah dalam pengoperasian dan teknik yang efektif.
• Mudah diregenerasi dan digunakan kembali berkali-kali.
• Titik leleh tinggi, stabilitas termal dan stabilitas struktural terhadap dehidrasi.
• Biaya perolehan rendah dan tidak menimbulkan polusi tambahan ke lingkungan, timbulan limbah minimal.
Contoh adsorben yang digunakan untuk pengolahan air limbah
Berbagai adsorben digunakan untuk tujuan adsorpsi dalam industri seperti alumina aktif, karbon aktif, lempung aktif dan saringan molekul. Adsorben ini bisa alami atau yang dimodifikasi atau yang dibuat secara sintetis.
Karbon aktif
Karbon aktif dikenal sangat efektif dalam pengolahan air limbah. Bahan baku yang digunakan untuk karbon aktif perlu bahan organik dengan kandungan karbon tinggi seperti kayu keras, karbon hitam, sekam padi, abu ampas tebu, serbuk gergaji atau lignin (Crittenden dan Thomas, 1998). Sebagian besar batubara tidak berpori dan karenanya perlu diaktifkan untuk menghasilkan sistem pori-pori halus.
Bahan berbasis karbon dapat diubah menjadi karbon aktif dengan perlakuan termal menggunakan panas antara 700 – 1100 C. Karbon aktif mengandung karbon, yang menyumbang hingga 95% dari berat massa dan atom hetero lainnya seperti hidrogen, nitrogen, belerang dan oksigen. Ini memiliki luas permukaan yang besar berkisar antara 500 dan 1500 m2/g (Yin et al., 2007). Karbon aktif digunakan dalam berbagai aplikasi seperti pemurnian air, gas dan logam (Panday et al., 1985).
Alumina aktif
Alumina aktif terbuat dari aluminium oksida (Al2O3). Alumina aktif memiliki porositas tinggi dan luas permukaan spesifik yang besar, secara signifikan lebih dari 200 m2/g. Ini dibuat melalui kalsinasi bauksit (Al2O3.3H2O) di bawah kondisi suhu tertentu. Alumina aktif paling sering digunakan dalam berbagai aplikasi adsorpsi dan katalis misalnya digunakan sebagai pengering untuk mengeringkan gas dan sebagai filter selenium, arsenik dan fluorida dalam air minum.
Tanah liat aktif (Activated Clay)
Activated clay adalah mineral berpori alami yang tidak memiliki kemampuan adsorpsi kecuali diaktifkan dengan perlakuan asam. Mantell (1951) menyatakan bahwa lempung teraktivasi dibatasi penggunaannya untuk proses kontak dan tidak diregenerasi. Namun, mereka sekitar empat kali lebih kuat dari tanah liat alami. Tanah liat aktif dapat digunakan dalam berbagai aplikasi industri, termasuk diagnostik, farmasi, medis, nutraceuticals, makanan, penganan dan elektronik.
Saringan molekuler (Zeolit – Molecular Sieve)
Saringan molekuler adalah aluminosilikat logam kristal yang terjadi secara alami sebagai adsorben dengan pori-pori ukuran seragam yang tinggi dan luas permukaan spesifik yang besar. Adsorben memungkinkan molekul kecil melewati pori-porinya dan teradsorpsi tanpa membiarkan molekul yang lebih besar melewati pori-porinya.
Seperti yang dijelaskan oleh Anne (2014) saringan molekuler digunakan sebagai adsorben untuk berbagai aplikasi untuk pemurnian gas dan cairan. Dalam penelitian ini, zeolit alam digunakan sebagai adsorben untuk menghilangkan logam berat alami dari air limbah industri. Bab selanjutnya menjelaskan aspek umum zeolit secara rinci.
Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri
Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.
Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.
Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;
Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung
Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194
Zeolit Filtrasi Air Jakarta
Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830
Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat
Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480
Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:
• 0821 2742 4060 (Ghani)
• 0812 2165 4304 (Yanuar)
• 0821 2742 3050 (Rusmana)
• 0821 4000 2080 (Fajri)
• 0812 2445 1004 (Kartiko)
• 0812 1121 7411 (Andri)
Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.
Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.