Apakah Resin Dapat Didaur Ulang?
Apakah Resin Bisa Didaur Ulang?
Ya, resin bisa didaur ulang dengan proses bernama regenerasi resin ion exchange (IX). Secara sederhana, regenerasi ion adalah proses di mana gugus fungsional anionik atau kationik dipulihkan pada matriks resin yang telah habis digunakan.
Hal ini dicapai melalui penggunaan larutan regeneran kimia, meskipun proses dan regeneran yang digunakan akan bergantung pada beberapa faktor proses.
Jenis-jenis Proses Regenerasi Resin Pertukaran Ion
Sistem IX umumnya berbentuk kolom yang berisi satu atau lebih jenis resin. Selama siklus pelayanan, aliran diarahkan ke dalam kolom IX di mana ia bereaksi dengan resin. Siklus regenerasi dapat menjadi salah satu dari dua jenis, tergantung pada jalur yang diambil oleh larutan regeneran. Ini termasuk:
Co-Flow Regeneration (CFR)
Pada CFR, larutan regeneran mengikuti jalur yang sama dengan larutan yang akan diolah, yang biasanya dari atas ke bawah dalam kolom IX.
CFR biasanya tidak digunakan ketika aliran besar memerlukan perlakuan atau kualitas yang lebih tinggi diperlukan, untuk lapisan resin asam kuat kation (SAC) dan resin anion basa kuat (SBA), karena jumlah larutan regeneran yang berlebihan akan diperlukan untuk meregenerasi resin secara merata.
Tanpa regenerasi penuh, resin dapat mengalirkan ion kontaminan ke aliran yang diolah pada service run berikutnya.
Reverse Flow Regeneration (RFR)
Juga dikenal sebagai regenerasi kontra aliran, RFR melibatkan penyuntikan larutan regeneran ke arah berlawanan dengan aliran pelayanan. Ini dapat berarti siklus pengisian ke atas/pengembalian ke bawah atau pengisian ke bawah/pengembalian ke atas.
Dalam kedua kasus ini, larutan regeneran akan mengontak lapisan resin yang kurang habis terlebih dahulu, membuat proses regenerasi lebih efisien.
Sebagai hasilnya, RFR memerlukan lebih sedikit larutan regeneran dan menghasilkan lebih sedikit kebocoran kontaminan. Namun, penting untuk diingat bahwa RFR hanya berfungsi efektif jika lapisan resin tetap berada pada tempatnya selama regenerasi.
Oleh karena itu, RFR sebaiknya digunakan hanya dengan kolom IX lapisan yang terisi penuh atau jika digunakan suatu jenis perangkat retensi untuk mencegah resin bergerak di dalam kolom.
Langkah-langkah yang Terlibat dalam Regenerasi Resin Pertukaran Ion
Langkah-langkah dasar dalam siklus regenerasi meliputi hal berikut:
Backwash
Backwash dilakukan hanya dalam CFR, dan melibatkan pembilasan resin untuk menghilangkan padatan tersuspensi dan mendistribusikan kembali butiran resin yang padat. Agitasi butiran membantu menghilangkan partikel halus dan deposit dari permukaan resin.
Regenerant Injection
Larutan regeneran disuntikkan ke dalam kolom IX pada laju aliran yang rendah untuk memberikan waktu kontak yang cukup dengan resin. Proses regenerasi lebih kompleks untuk unit lapisan campuran yang memiliki kedua jenis resin anion dan kation. Dalam polishing IX lapisan campuran, misalnya, resin pertukaran ion terlebih dahulu dipisahkan, kemudian regeneran kaustik diaplikasikan, diikuti oleh regeneran asam.
Regenerant Displacement
Regeneran dibilas secara bertahap dengan memasukkan air pencairan secara perlahan, biasanya pada laju aliran yang sama dengan larutan regeneran.
Untuk unit lapisan campuran, pergeseran berlangsung setelah pengaplikasian masing-masing larutan regeneran, dan resin kemudian dicampur dengan udara atau nitrogen bertekanan.
Laju aliran tahap "rinse perlahan" ini harus dikelola dengan hati-hati untuk menghindari kerusakan pada butiran resin.
Rinse
Terakhir, resin dibilas dengan air pada laju aliran yang sama dengan siklus pelayanan. Siklus bilas harus berlanjut hingga mencapai tingkat kualitas air yang ditargetkan.
Bahan-bahan yang Digunakan untuk Daur Ulang Resin Pertukaran Ion
Setiap jenis resin memerlukan sejumlah kecil larutan regeneran kimia yang potensial. Di sini, kami telah menguraikan larutan regeneran umum berdasarkan jenis resin, dan merangkum alternatifnya jika memungkinkan.
Regeneran Kation Asam Kuat (SAC)
Resin SAC hanya dapat diregenerasi dengan asam kuat. Natrium klorida (NaCl) adalah regeneran paling umum untuk aplikasi pelembutan, karena relatif murah dan mudah ditemukan.
Kalium klorida (KCl) adalah alternatif umum untuk NaCl ketika natrium tidak diinginkan dalam larutan yang diolah, sementara amonium klorida (NH4Cl) sering digunakan untuk aplikasi pelembutan kondensat panas.
Demineralisasi adalah proses dua langkah, yang pertama melibatkan penghapusan kation menggunakan resin SAC. Asam klorida (HCl) adalah regeneran yang paling efisien dan banyak digunakan untuk aplikasi dekationisasi.
Asam sulfat (H2SO4), meskipun menjadi alternatif yang lebih terjangkau dan kurang berbahaya daripada HCl, memiliki kapasitas operasi yang lebih rendah dan dapat menyebabkan pengendapan kalsium sulfat jika diaplikasikan dalam konsentrasi yang terlalu tinggi.
Regeneran Kation Asam Lemah (WAC)
HCl adalah regeneran yang paling aman dan efektif untuk aplikasi dealkalisasi. H2SO4 dapat digunakan sebagai alternatif untuk HCl, meskipun harus dijaga dalam konsentrasi rendah untuk menghindari pengendapan kalsium sulfat.
Alternatif lain meliputi asam lemah, seperti asam asetat (CH3COOH) atau asam sitrat, yang kadang-kadang digunakan untuk meregenerasi resin WAC.
Regeneran Anion Basa Kuat (SBA)
Resin SBA hanya dapat diregenerasi dengan basa kuat. Soda kaustik (NaOH) hampir selalu digunakan sebagai regeneran SBA untuk demineralisasi. Kalium kaustik juga dapat digunakan, meskipun harganya mahal.
Resin Anion Basa Lemah (WBA)
NaOH hampir selalu digunakan untuk regenerasi WBA, meskipun alkali yang lebih lemah juga dapat digunakan, seperti Amonia (NH3), Sodium karbonat (Na2CO3), atau suspensi kapur.
Resin pertukaran ion dapat diregenerasi (daur ulang), tergantung pada jenis resin dan larutan regeneran yang digunakan. Proses regenerasi (daur ulang) ini penting dalam menjaga kinerja resin dan menjaga kualitas air yang dihasilkan.
Pilihan antara co-flow regeneration dan reverse flow regeneration juga memiliki dampak pada efisiensi proses regenerasi.
Oleh karena itu, pemahaman yang baik tentang berbagai metode dan bahan yang digunakan dalam regenerasi (daur ulang) resin pertukaran ion adalah kunci untuk mencapai hasil yang diinginkan dalam aplikasi pertukaran ion.