jurnal rekayasa lingkungan vol.16/no.2/oktober 2016 page

JURNAL REKAYASA LINGKUNGAN VOL.16/NO.2/Oktober 2016 Page1

PENGGUNAAN NATRIUM KLORIDA (NaCl) SEBAGAIREGENERAN RESIN AMBERLITE IR 120 NA DALAM

MENURUNKAN KESADAHAN TOTAL AIR SUMUR

Bayu HendrawanDiananto PrihandokoHandayani Sriwinarno

Intisari Air merupakan kebutuhan yang penting bagi semua makhluk hidup termasuk manusia.

Guna memenuhi hal itu, manusia menggunakan berbagai macam cara dan salah satunya adalahmenggunakan sumur. Tetapi tidak semua air sumur memiliki kualitas yang baik, ada yangmemiliki kadar kalsium dan magnesium tinggi yang biasa disebut air sadah tinggi. Teknologi yangdapat digunakan untuk mengurangi air sadah adalah pertukaran ion dengan menggunakan resindan salah satu resin yang dapat digunakan adalah resin tipe kation dengan merk Amberlite IR 120Na. Bila digunakan terus-menerus resin dapat mengalami kejenuhan dan perlu dilakukanregenerasi. Regenerasi dapat dilakukan dengan menggunakan larutan NaCl. Tujuan penelitian iniadalah untuk mengetahui apakah larutan NaCl mampu meregenerasi resin Amberlite IR 120 Na,mengetahui penurunan kesadahan dan waktu jenuh dari berbagai variasi larutan regeneran NaCl,dan mengetahui kadar larutan NaCl yang paling efektif dalam meregenerasi resin Amberlite IR120 Na. Penelitian dilakukan di salah satu rumah warga di Desa Donotirto, Kasihan, KabupatenBantul, D.I. Yogyakarta dan air baku yang digunakan juga berasal dari salah satu rumah wargadengan parameter yang diteliti adalah kesadahan total sebagai CaCO3. Penelitian dilakukan denganaliran kontinyu, yakni air dialirkan dari bak penampung menuju ke kolom penukar ion berisi resinbekas yang telah diregenerasi dengan variasi larutan NaCl yaitu 0%, 8%, 10%, dan 12% lalu airditampung dalam wadah dan di uji laboratoriumkan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa LarutanNaCl mampu meregenerasi resin bekas, semua resin yang diregenerasikan dengan varian kadarlarutan NaCl ini memiliki kemampuan untuk menurunkan kesadahan hingga 100% tetapi masing-masing resin memiliki waktu jenuh yang berbeda. Kadar larutan NaCl yang paling efektif adalah8% karena selain mampu menurunkan kesadahan hingga 100%, kadar larutan ini juga paling lamawaktu jenuhnya yaitu setelah beroperasi selama 58 jam.

Kata kunci : Kesadahan Air, Regenerasi, Larutan NaCl, Resin Amberlite IR-120 Na.

USE OF SODIUM CHLORIDE (NaCl) AS REGENERANTSRESIN AMBERLITE IR 120 NA IN REDUCING WATER

WELL TOTAL HARDNESS

AbstractWater is an important requirement for all living creatures, including humans. To get it,

people are using various ways and one of them is using wells. But not all the wells have goodwater quality, some have a high concentration of calcium and magnesium is commonly calledhard water. The technology can be used to reduce water hardness is by using the ion exchangeresin and the one that can be used is a cationic resin with the brand Amberlite IR 120 Na. Whenused continuously resin can be saturated and needs to be regenerated. Regeneration can be doneby using a solution of NaCl. The purpose of this study is to determine whether NaCl able toregenerate the resin Amberlite IR 120 Na, knowing decrease in hardness and time from a varietyof saturated NaCl regenerant solution and determine the concentration of NaCl solution that is


most effective in regenerating resin Amberlite IR 120 Na. The experiment was conducted in one ofthe houses in the village Donotirto, Kasihan, Bantul, D.I. Yogyakarta and raw water that is usedalso comes from one of the houses with the parameters studied were total hardness as CaCO3.The experiment was conducted with a continuous flow, water drained from the tank leading to theion exchange column containing a resin which has been regenerated with NaCl variation of 0%,8%, 10%, and 12% of the water collected in the container and checked in the laboratory. From theresearch,it was found that NaCl solution was able to regenerate the old resin, all the resin thatregenerated by NaCl solution has the ability to reduce the hardness up to 100% and each resinhas a difference saturation. The concentration of NaCl solution that is most effective is 8%because besides being able to lower the hardness of up to 100%, this concentration had thelongest time to saturate, that is 58 hours.

Keyword : Water Hardness, Regeneration, NaCl Solution, Resin Amberlite IR-120 Na.

PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang

Air merupakan kebutuhanmendasar bagi seluruh makhlukhidup di muka bumi, tidakterkecuali manusia. Memilikikegunaan bagi kehidupan sepertiuntuk membersihkan tubuh,barang-barang dan lainsebagainya serta juga untukdijadikan konsumsi gunamemenuhi ke-butuhan mineraldalam tubuh membuat air takdapat dipisahkan dengankehidupan manusia.

Kebutuhan manusia akanair, menyebabkan air secarakuantitas, kualitas dankontinuitasnya di-perlukan.Secara kuantitas air dibutuhkandari segi jumlahnya, semakinbanyak jumlah manusia yang adamaka semakin banyak pulajumlah air yang dibutuhkan.Secara kualitasnya airdibutuh/kan untuk dapat

digunakan sebagai konsumsimanusia. Selain dari itu, secarakontinuitas nya air dibutuhkankeberadaannya untuk tetap dapatdigunakan dalam waktu yanglama. Kebutuhan akan air padamanusia untuk kegiatan sehari-harinya, membuat air me-milikiperan penting bagi manusia.

Sumber air sangat beragamkeberadaannya, baik dari airpermukaan, air tanah dan jugadari air hujan. Bagi masyarakatmeskipun sudah ada instansiyang menyediakan jasa penyediaair bersih yang sudah diolahterlebih dahulu, penggunaansumur yang mengandalkan airtanah me-rupakan alternatif yangpaling populer di Indonesia.Selain penempatan sumur yangdapat ditentukan sendiri olehpemilik sumur, terlebih tidakperlu ada biaya operasi dalammengolah air


sumur menjadi salah satu alasanmengapa sumur banyakdigunakan oleh masyarakat.Tetapi terkadang tidak semuasumur yang digunakan memilikikualitas yang baik entah dari segifisik, kimia dan jugabakteriologis. Nantinya apabilatidak memenuhi kriteria untukkualitas tersebut air yang sudahada pada sumur menjadi tidakaman dikonsumsi oleh manusia.

Salah satu masalah yangberhubungan dengan kualitas airsumur adalah kesadahan. Ke-sadahan merupakan keadaandimana kadar kalsium danmagnesium yang terkandung didalam air tergolong tinggi.Kesadahan menyebabkan peng-guna air menjadi tidak ekonomisdalam menggunakan sabundikarenakan sabun sulit untukberbusa sehingga efisiensi sabunyang digunakan menjadiberkurang dan menyebabkanpengguna butuh takaran sabunberlebih. Selain itu, kesadahanjuga menyebabkan pengumpulankerak pada ketel yang digunakanuntuk memasak air sadah.Meskipun tidak terlalu ber-pengaruh terhadap kesehatantetapi kadar kesadahan diaturdalam peraturan menterikesehatan no.492/Menkes/PerIV/2010 tentang standar mutu airminum bahwa kadar kesadahanmaksimum yang diperbolehkan

dalam air minum untuk konsumsiadalah 500 mg/liter, sehinggaapabila melebihi dari baku mutuini dapat dikatakan air tersebutmenjadi tidak layak untukdikonsumsi.

Berdasarkan permasalahantersebut diperlukan suatu usahauntuk menurunkan kesadahandengan pengolahan secarasederhana. Salah satu alternatifpengolahan yang dapatdigunakan untuk mengatasikesadahan yaitu denganmenggunakan proses pertukaranion. Proses pertukaran ionmerupakan suatu metode yangdigunakan untuk memisahkanion-ion yang tidak dikehendakidalam larutan, untuk dipindahkankedalam media padat yangdisebut dengan media penukarion. Nantinya dalam prosespenukar ion, media ini yangberfungsi untuk menerima ionyang tidak dikehendaki danmelepaskan ion lain kedalamlarutan. Media penukar ion yangdapat digunakan untukmengurangi kesadahan adalahresin. Penggunaan resin sebagaipenukar ion merupakan salahsatu metode yang dapatdigunakan untuk menurunkan airsadah tinggi, namun pada prosespenurunan kesadahan meng-gunakan resin ini semakin seringdigunakan maka resin akansemakin jenuh sehingga ber-


dampak pada efektivitaspenurunan kesadahan. Salah saturesin yang banyak beredar dipasaran adalah merk AmberliteIR 120 Na, resin ini merupakanresin tipe kation karena memilikipenukar ion Na. Resin memilikikapasitas yang terbatas dalamkemampuan menukar ion yangdapat disebut dengan kapasitastukar. Karena ini, penukar ionatau resin akhirnyamenjadi jenuh. Untuk membuatagar resin yang akan digunakantidak lagi jenuh maka resintersebut harus diregenerasi.

Regenerasi adalah prosespengembalian resin yang telahjenuh agar dapat digunakankembali sebagaimana fungsinya.Dengan meregenerasi resin yangtelah jenuh tersebut maka resindapat digunakan kembali sesuaifungsinya. Untuk resin AmberliteIR 120 Na, regenerasi dapatdilakukan dengan menggunakanlarutan NaCl. Untuk itu,penelitian ini mencoba mencaritahu efektivitas larutan NaClsebagai regeneran, sehinggafungsinya sebagai penukar iondapat digunakan kembali.1. 55 cm.

1.2 Tujuan PenelitianTujuan dari diadakannyapenelitian ini adalah :1. Mengetahui apakah larutan

NaCl mampu meregenerasi

resin Amberlite IR 120 Nabekas.

2. Mengetahui penurunan ke-sadahan dan waktu jenuh padaberbagai variasi larutanregeneran NaCl.

3. Mengetahui kadar larutanNaCl yang paling efektifdalam meregenerasi resinAmberlite IR 120 Na.

1.3 Manfaat Penelitian 1. Untuk mengetahui efektivitas

penurunan kesadahan airdengan menggunakan resinkation Amberlite IR 120 Nabekas yang diregenerasi olehlarutan NaCl.

2. Memberikan informasikepada masyarakat bahwalarutan NaCl dapat dijadikanalternatif pilihan untukmeregenerasi resin yang telahjenuh.

3. Mengenalkan kepada masyarakat luas tentang resin penukar ion kation merupakansalah suatu teknologi alternatifuntuk menurunkan kesadahan pada air sumur.

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air TanahAir tanah adalah air yang

menempati rongga-rongga dalamlapisan geologi.Lapisan tanah yang terletak di bawah per-mukaan tanah dinamakanlajur jenuh (saturated zone), dan


lajur tidak jenuh terletak di ataslajur jenuh sampai ke permukaantanah, yang rongga-rongganyaberisi air dan udara (Soemarto1989) .

2.2 KesadahanKesadahan (Kordi, 1997)

adalah banyaknya garam-garammineral yang larut yangkationnya bervalensi dua, dimanakation tersebut pada umumnyaterdiri dari Ca dan Mg dengananion CO3

2- dan HCO3-

dinyatakan dengan Mg/L CaCO3.Klasifikasi nilai kesadahanmenurut tersaji pada tabel berikutini :

Tabel 1.1 Klasifikasi KesadahanKesadahan Klasifikasi

0-75 ppm Rendah (soft)

75-150ppm

Agaksadah (moderatelyhard)

150-300ppm

Sadah (hard)

> 300 ppmSangatsadah (very hard)

Sumber: Sawyer dan Mc Carty(1967) dalam Boyd(1979)

2.3 Pertukaran IonIon exchange adalah

proses kimia yang melibatkanpertukaran ion bolak-balik antaracairan dan padat sedangkan Ionexchange treatment adalah

penggunaan penukar ionmisalnya resin untukmenghilangkan ion-ion yangtidak diinginkan dari suatu cairandan menggantikannya denganion-ion yang dikehendakipengolahan (Tjokrokusumo,1995).

2.4 Zat penukar ionPenukar ion adalah bahan

padat yang mengandung bagianaktif dengan ion-ion yang dapatdipertukarkan.Penukar itu dapatberupa penukar kation ataupenukar anion.Hal ini tergantungdari bagian aktifnya yang bersifatasam dapat menukar kation atauyang memiliki sifat basa yangdapat menukar anion (Nicholas,1993).Agar penukar ion dapat berfungsisecara efektif, maka harus :1. Mengandung ion-ionnya

sendiri sebagai ion tandunganatau ion lawan yang akanditukarkan

2. Tidak mudah larut dalampelarut air atau pelarut organik

3. Memberikan ruang yangcukup di dalam strukturporinya agar ion-ion bebasmelintas masuk dan keluar darimaterial padat penukar ion(Fair and Geyer, 1986).

2.5 Mekanisme Pertukaran Ion1. Pertukaran Kation


Pada jenis ini yangdipertukarkan adalah kation.Untuk reaksi pertukarannyaadalah sebagai berikut :(RB+) + K+ ( RK+) + BDimana K+ = Kation yang adadi dalam larutanRB+ = Resin penukar ion

2. Pertukaran Anion Pada jenis ini yangdipertukarkan adalah anion.Untuk reaksi pertukarannyaadalah sebagai berikut : (RB-) + A- (RA-) + BDimana A- = Anion yang adadalam larutanRB- = Resin penukar ion.(Kunin, 1950)

2.6 Sifat-Sifat Pertukaran IonSecara umum sifat-sifatpertukaran ion adalah sebagaiberikut (Kunin, 1950) :1. Pada konsentrasi rendah

(cair), temperatur standar danvalensi sama, maka pertukaranion akan semakin meningkatdengan menaiknya nomor atomumpan.Li < Na < K< CsMg < Ca < Sr < Ba

2. Pada konsentrasi rendah(cair) dan pada temperaturestandar maka pertkaran ionakan semakin meningkatdengan bertambahnya valensiunsure yang terdapat di dalamumpan.

Na+< Ca2+< Al3+< Th4+

3. Pada konsentrasi tinggiperbedaan valensi belum tentuberpengaruh terhadap potensialpertukaran. Ada kalanyavalensi lebih rendah tetapipotensial pertukarannya lebihtinggi.

4. Pada konsentrasi tinggi dantemperatur tinggi kenaikannomor atom pada valensi samatidak menaikan pertukaran,tetapi tetap bahkan kadang-kadang menurun.

5. Potensial pertukaranhydrogen (hydronium) dan ionhidroksil berbeda-bedatergantung dari pada sifatgugus fungsional resin, jugatergantung dari kekuatan asamatau basa yang terbentukapakah gugus hidroksil atauhydrogen ion. Makin kuatpotensial asam atau basa makinrendah potensialpertukarannya.

6. Potensial pertukaran ionadalah relatif, dari beberapa iondapat diketaui koefisienaktivitasnya. Semakin besarkoefisien aktivitasnya semakinbesar pula potensialpertukarannya.Faktor-faktor yangberpengaruh terhadappertukaran ion Ada beberapa hal yang mem-pengaruhi efisiensi pertukaran


ion dalam penggunaan kolomresin a. Kecepatan Aliran

Kecepatan aliran umpanyang rendah akan semakinbaik dibandingkankecepatan aliran yang tinggi,karena pada kecepatan aliranyang rendh kontak umpandengan resin akan semakinlama.

b. Diameter resin Semakin kecil diameterresin, pertukaran semakinbaik karena kontak larutanumpan dengan resin semakinbesar.

c. Ukuran partikel resinSemakin kecil ukuran butirresin akan semakin baik,karena dengan ukuran yangkecil maka luasan resin yangmenyentuh/kontak dengancairan umpan akan semakinbesar.

Dasar – Dasar TeknikPertukaran Ion

a. Kapasitas penukar ion :adalah berat resin yangdapat menahan (per unitvolume/per unit berat) ionpada material penukar.

b. Kapasitas total : maksudnyaadalah volume maksimumdari ion yang dapat ditukardan yang diterima oleh resinpenukar.

c. Kapasitas kejenuhan :maksudnya adalah batasmaksimum yang dapat di-pergunakan, nilainya ter-gantung dari kondisi kimialarutan dan kondisi hidrolikalat.

d. Batas regenerasi : berat resinyang digunakan dibagivolume material penukarion.( Degremont, 1991)

2.7 RegenerasiModel operasi dalam

regenerasi dikenal dalam duajenis yaitu pertukaran ioncountercurrent dan pertukaranion co-current. Regenerasipertukaran ion countercurrentsistem operasinya mempunyaiarah berbalikan antara prosespertukaran ion regenerasi.Sedangkan regenerasi pertukaranion co-current sistem operasinyamempunyai arah yang bersamaanantara proses pertukaran ion danregenerasi. Menurut Abrams(1973) regenerasi pertukaran ioncountercurrent lebih cocok untukdigunakan dibandingkan denganpertukaran ion co-current. Selainitu regenerasi pertukaran ioncountercurrent akan lebihmenguntungkan apabila dalampertukaran ion menggunakanasam kuat dan basa kuat dalammeregenerasi resin. Faktor-faktoryang perlu dipertimbangkan


untuk menentukan tingkatanregenerasi :a. Kecepatan aliran operasi

pertukaran ionb. Kapasitas pertukaran yang

diinginkanc. Komposisi air baku

(perbandingan sodium dengantotal kation)

d. Tingkatan yang diterima darikesadahan

e. Teknik regenerasi yangdigunakan.

Selain itu juga ada carameregenerasi denganmemasukkan resin ke dalamsebuah wadah dan mengaduk-aduknya,berikut cara kerjanya :1. Membuat larutan dengan

kadar tertentu untukregenerasi resin (bahan kimiayang digunakan disesuaikandengan mobile/gugus aktifdari resin tersebut);

2. Mengukur larutan tersebutdengan pH meter atau kertaslakmus;

3. Mempersiapkan resin yangakan diregenerasi dalamwadah atau tempat tertentu;

4. Memasukan larutan ke dalamresin, kemudian diaduk-adukselama 30 menit;

5. Mengukur larutan tersebutdengan pH meter atau kertaslakmus ;

6. Membuang/menampung airhasil regenerasi, selanjutnyamelakukan pembilasan

(pembilasan dilakukansebanyak 3 kali dengan tetapmengaduk-aduk masing-masing selama 5 menit);

7. Meniriskan air pembilasanpada resin;

8. Resin siap untuk digunakan.(2011, Modul Ion ExchangeUniversitas Sultan AgengTirtayasa)

2.8 Landasan TeoriProses pertukaran ion

untuk pelunakan air sadahsebagian besar menggunakansistem aliran kontinyu denganfixed-bed kolom. Bahan penukarion yang dipakai adalah resinkation kuat dalam bentuksodium. Penukar kation sodiumdalam proses pelunakan, ionsodium dapat ditukarkan dengankation yang ada dalam larutanyang mempunyai valensi satu,dua atau lebih (kation polyvalen).Air yang mengandung ionpenyebab kesadahan di-lewatkanmelalui kolom pertukaran ion,penukar kation sodium akanmenggantikan ion kesadahandengan hasil air yang keluar darikolom sudah bebas darikesadahan.2R-Na+ + Ca2+ R2-Ca2+ +2Na+

2R-Na + + Mg2+ R2-Mg2+ +2Na+

Ketika kapasitas operasidalam tempat reaksi mencapai


titik terakhir. Unit ini dapatdibersihkan denganmeregenerasikan.

Untuk regenerasi dapatdipakai larutan garam sodiumklorida kuat sebagai regeneran.Reaksi ion sodium dapat dibalik,sehingga hasil dalam regenerasiini resin dapat digunakankembali. Reaksi regenerasi:

R2-Ca2+ + 2 Na+ 2R-Na+ +Ca2+

R2-Mg2+ + 2Na+ 2R-Na+ +Mg2+

Setelah diregenerasibahan penukar ion dicuci untukmenghilangkan sisa air garamdan kemudian ditempatkankembali untuk selanjutnyadipakai lagi untuk pelunakan air(Reynolds, 1982).

2.9 HipotesisBerdasarkan latar belakang,rumusan masalah, tujuanpenelitian dan landasan teoridiatas dapat ditemukan hipotesis,yakni :1. Larutan NaCl mampu

meregenerasi resin AmberliteIR 120 Na bekas.

2. Penurunan kesadahan danwaktu jenuh berbagai variasilarutan regeneran NaClberbeda.

3. Kadar larutan NaCl yangpaling efektif dalam

meregenerasi resin AmberliteIR 120 Na adalah 12%.

METODE PENELITIAN3.1 Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di rumahBapak Subardi berlokasi di DesaDonotirto, Kasihan, KabupatenBantul, D.I. Yogyakarta.

3.2 Objek PenelitianObjek yang akan diujikan dalampenelitian ini adalah efektivitaspenurunan air kesadahan tinggimenggunakan resin kation tipeamberlite Na bekas yang telahdiregenerasi dengan larutan NaCldengan kadar variatif yang telahditentukan.

3.3 Waktu PenelitianPenyusunan dan penelitian tugasakhir ini dimulai dari bulan Meiyang meliputi studi literatur,penyusunan proposal,penelitian,uji laboratorium,analisis data dan pembahasan.

3.4 Metode Pengumpulan DataData yang dikumpulkan meliputi:

3.4.1 Data PrimerData primer

merupakan data yangdiperoleh dari hasilpenelitian secara langsung.Data yang didapatkan adalahdari pengujian awal hinggapengujian akhir, baik hasil


analisa laboratoriummaupun hal-hal yang terjadiselama penelitianberlangsung.

3.4.2 Data SekunderData sekunder me-

rupakan data yang di-peroleh dari hasil pengkajiandari berbagai literaturpustaka yang tersediamaupun secara online.

3.5 Variabel Penelitian

Variabel yang digunakan dalampenelitian antara lain 3.5.1 Variabel Bebas

Variasi kadar larutanregeneran NaCl, yaitu: 0%(kontrol), 8%, 10%, 12%.

3.5.2 Variabel Terikat Kadar kesadahan totalsebagai CaCO3 dalam mg/L.

3.6 Alat Dan Bahan Penelitian3.6.1 Alat

1. Kolom penukar ionberjumlah 4 buah yangterbuat dari pralonberdiameter 1,5” dengantinggi 90 cm.

2. Jerigen untuk penampungaquadest.

3. Bak penampung untukmenampung air sampel.

4. Ember untuk tempatmengaduk resin saatdiregenerasi.

5. Meteran untuk mengukurketinggian resin di dalamkolom penukar ion.

6. Spons sebagai penahanresin di dalam kolompenukar ion.

7. Selang 8. Pengatur debit9. Stopwatch.10. Botol 600 ml untuk

menampung air hasilpengolahan.

3.6.2 Bahan 1. Air sumur gali dengan

kesadahan tinggi.2. Resin kation bekas merk

Amberlite IR-120 Na.3. Larutan Natrium Klorida.4. Aquades.

3.7 Alur Pemikiran1. Mulai 2. Survey Lokasi3. Pengambilan sampel dan uji

pendahuluan4. Persiapan alat dan bahan

penelitian5. Pelaksanaan penelitian6. Uji laboratorium

3.8 Tahap Penelitian3.8.1 Tahap Regenerasi Resin

a. Menyiapkan 3 ember danmengisinya dengan larutanNaCl dengan volume 2 literatau lebih besar dari volumeresin di dalam kolompenukar ion (626,73 cm3)dengan kadar sesuai variasiyang sudah ditentukan


(8%,10%,12%) agar resintergenang di dalam ember.

b. Memasukkan resin bekas kedalam ember yang telahberisi larutan NaCl.

c. Memasukkan larutan kedalam ember resin,kemudian mengaduk-aduksecara manual selama 30menit.

d. Membuang/menampung airhasil regenerasi, selanjutnyamelakukan pembilasandengan aquadest(pembilasan dilakukansebanyak 3 kali dengantetap mengaduk-adukmasing-masing selama 5menit).

e. Meniriskan air pembilasanpada resin.

f. Resin siap untuk digunakan.

3.8.2 Tahap PelaksanaanPenelitian3.8.2.1 Tahap Pengujian Resin

tanpa Diregenerasisebagai Kontrol

1. Menyiapkan pralondiameter 1,5” sebagaikolom penukar ion.

2. Memasukkan resinbekas tanpa adaregenerasi (NaCl 0%)dengan tebal 55 cm.

3. Memasukkan aquadeske dalam kolom untukmeratakan aliran, lalu

mengeluarkan airnyalagi.

4. Memasukkan airsampel ke dalamkolom penukar ion,mengecek kandungankesadahan air hasilolahan. Selanjutnyaair hasil olahan inidijadikan sebagaikontrol terhadappengujian resin lain.

3.8.2.2 Tahap Pengujian ResinHasil Regenerasi

1. Menyiapkan kolompenukar ion.

2. Memasukkan resinbekas yang telah di-regenerasikan denganlarutan NaCl (8%,10%, 12%) ke dalamkolom regenerasi ion,dengan tebal resin 55cm.

3. Memasukkan aquadeske dalam kolom untukmeratakan aliransetelah itu airdikeluarkan kembali.

4. Memasukkan airsampel ke dalam bakpe-nampung danmeng-alirkan airsampel ke dalamkolom penukar iondengan debit 90ml/menit.


5. Mengambil air hasilolahan dengan intervalwaktu tertentu danmeng uji laboratoriumkan air hasil olahan.

3.9 Gambar Alat Penelitian

Gambar 3.2 Gambar Alat Penelitian

3.10 Analisis DataHasil penelitian

ditampilkan secara deskriptifkuantitatif,yang nantinya akanberupa tabel dan diagram.

HASIL DAN PEMBAHASAN4.1. Hasil Penelitian

4.1.1 Hasil PemeriksaanKesadahan Total pada AirBaku

Berdasarkanpenjelasan dari warga,bahwa air baku yang merekagunakan sehari-harimemiliki kandungan kapur

yang tinggi, didukungdengan beberapa alat rumahtangga mereka yangmemiliki kerak berwarnaputih. Maka air baku yangberasal dari sumur gali diDesa Donotirto, Kasihan,Bantul ini memilikikarakteristik air sadah tinggi.Hal itu dibuktikan dari hasilpemeriksaan air baku yangtelah diuji di LaboratoriumFisika dan Kimia InstitutTeknologi Yogyakarta padatanggal 28 Juli 2016 padatabel 4.1 berikut ini :

Tabel 4.1. Hasil PemeriksaanKadar Kesadahan Total(CaCO3) pada Air SumurGali

No.

Parameter

Satuan

Kesadahan

1. Kesadahan Total

mg/L 558,241

Sumber : Data Primer, 2016.

4.1.2 Hasil Analisa KesadahanTotal Air Baku yangDikontakkan dengan Resinyang Telah Diregenerasidengan Varian LarutanNaCl

Setelah air bakudialirkan melewati kolompenukar ion dengan resinyang diaktifkanmenggunakan varian larutanNaCl 8%,10%,12% dan


kontrol, kandungankesadahan totalnya dapatdilihat pada tabel 4.2 berikutini :

Tabel 4.2. Hasil Uji KesadahanTotal Air Baku terhadapResin yang telahDiregenerasiMenggunakan VarianLarutan NaCl

No

Jam

Kesadahan Total (mg/LCaCO3)

0% 8% 10% 12%

1.0,5

0 0 0 0

2. 26 0 0 0 0

3. 288,090

8,090

16,181

16,181

4. 36168,910

158,230

92,780

32,780

5. 40428,794

339,799

323,618

223,618

6. 44428,794

339,799

339,799

323,618

7. 52493,518

364.070

444,975

428,794

8. 54493,518

444,975

444,975

542,060

9. 56558,241

444,975

444,975

493,518

10.

58558,241

493,518

493,518

493,518

11.

60558,241

525,879

558,241

558,241

12

62558,241

558,241

558,241

558,241

Sumber : Data Primer, 2016

4.1.3 Penurunan KesadahanAir Baku dengan Resinyang telah Diregenerasioleh Varian Larutan NaClterhadap Waktu

Berdasarkan data yangtercantum pada tabel 4.2,maka didapatkan data dalambentuk grafik yang berisipenurunan kesadahan totalair baku oleh resin yangtelah diregenerasi denganvarian larutan NaCl terhadaplamanya waktu resinberoperasi didalam kolompenukar ion pada gambar4.1. berikut :

Gambar 4.1. Kinerja Resin yangtelah diregenerasi denganVarian Larutan NaClterhadap Waktu

Gambar 4.1 menunjukkan bahwa semuaresin yang diregenerasimaupun tidak diregenerasidengan varian Larutan NaCl


mampu menurunkankesadahan air baku sampai 0mg/L. Tetapi untukkejenuhan berdasarkankesadahan air hasil olahanterhadap kesadahan awal airbaku, masing-masing untukresin tersebut memilikiwaktu jenuh yang berbeda.Yaitu Untuk resin yang tidakdiregenerasi jenuh pada jamke-56, untuk resin yangdiregenerasi dengan larutanNaCl 8% jenuh pada jam ke-62, untuk resin yangdiregenerasi dengan larutanNaCl 10% dan 12% jenuhpada jam ke-60 sudahkembali jenuh di jam ke-60.

4.1.4 Efektivitas PenurunanKesadahan Total dan Waktujenuh

Dilihat dari gambar 4.1terlihat adanya penurunankesadahan setelah melewatikolom penukar ion berisiresin yang telah diregenerasidengan berbagai variankadar larutan NaCl. Untukbesar efektivitas penurunanke-sadahan pada resindengan varian regeneranlarutan NaCl dapat dilihatpada gambar berikut :

Gambar 4.2 me-nunjukkan bahwaefektivitas penurunankesadahan total oleh resinsebagai kontrol dan denganvariasi larutan NaCl sebagairegeneran dapat menurunkankesadahan total hingga 100%.

4.2. Pembahasan4.2.1. Regenerasi

Penelitian ini, penelitimenggunakan teknik re-generasi batch. Teknik batchini meregenerasi resindengan cara merendam resindi dalam larutan regeneranpada sebuah wadah,sehingga tidak ada aliranyang masuk maupun keluaryang terjadi selama prosesregenerasi. Di dalam larutantersebut, resin terus diadukselama 30 menit denganharapan terjadi per-tukaranantara ion penyebabkejenuhan yang terkandungdalam resin dengan ion yangada di dalam larutanregeneran. Berikut reaksikimia yang terjadi pada saatregenerasi :


R2-Ca2+ + 2NaCl → 2R-Na+

+ CaCl2

R2-Mg2+ + 2NaCl → 2R-Na+

+ MgCl2

Secara sifat pertukaranion, pada konsentrasi rendah(cair) dan pada temperaturstandar maka pertukaran ionsemakin meningkat denganmeningkatnya valensi unsuryang ada didalam umpan,disini Natrium memilikivalensi yang lebih kecilterhadap Kalsium dan jugaMagnesium, sehingga di-perlukan kadar yang lebihbesar pada Natrium untukbisa menggantikan ionkalsium dan magnesium.Dengan demikian dapatdikatakan bahwa semakinbesar kadar Natrium Kloridayang ada di dalam larutanregeneran berarti semakinbesar pula ke-mampuanresin yang di-regenerasidengan larutan tersebutuntuk menukar ion penyebabkesadahan.

Dilihat dari hasilpenelitian ini, ternyatakadar 8% yang memilikiwaktu jenuh yang lamadengan penurunan hingga100% sama seperti larutanNaCl lainnya, semestinyabila berdasarkan sifatpertukaran ion yang adalarutan NaCl dengan kadar

12%-lah yang memilikikemampuan terbaik dalammeregenerasi resin.

Hal ini mungkin dapatdisebabkan dari cara me-regenerasi resin yangdigunakan dalam penelitian,yaitu batch. Mungkin yangterjadi pada teknikregenerasi batch ini adalahion-ion lain yang tidakdikehendaki yang ikutterjebak bersama ionregeneran juga kembalimelakukan kontak denganresin, sehingga ionregeneran yang semulasudah bertukar ion denganresin kembali lagi tertukardengan ion lain yang tidakdikehendaki karena tidakadanya aliran masuk dankeluar di dalam prosesregenerasi yangmenyebabkan tidakoptimalnya proses regenerasiresin.

4.2.2. Pertukaran IonKesadahan pada air

baku dapat turun,dikarenakan adanyapertukaran ion yang terjadiantara resin hasil regenerasidengan air baku di dalamkolom pertukaran ion.Ketika air baku masuk kedalam kolom pertukaran ion,ion kalsium dan magnesium


yang terkandung didalam airbaku mengalami pertukarandengan ion natrium yang adapada resin. Berikut reaksipertukaran ion yang terjadi :2R-Na+ + Ca2+ → R2-Ca2+ +2Na+

2R-Na+ + Mg2+→ R2-Mg2+ +2Na+

Berdasarkan hasilpenelitian, setelahmelakukan pengolahandengan meng-gunakankolom penukar ion berisiresin yang telah di-regenerasikan denganlarutan NaCl yang kadarnyatelah divariasi yakni 0%sebagai kontrol, 8%, 10%dan 12% tingkat kesadahanair baku tersebut dapat turunhingga menyentuh angka 0yang artinya sangat baiksekali karena memilikiefektivitas 100%.

Untuk kontrol,awalnya resin bekasdianggap sudah jenuh dansudah berkurang ke-mampuan untuk mengurangikadar kesadahan total yangada pada air baku. Namunbegitu hasil laboratoriumsudah keluar, ternyata resinbekas yang tidak di-regenerasikan denganlarutan NaCl ini berdasarkantabel 4.2 masih mampumenurunkan kesadahan total

air baku yang semula558,241 mg/L hingga 0 mg/L selama 26 jam beroperasi.Resin sudah mulai jenuh dijam ke- 52 yaitu kesadahanturun diangka 493,518hingga akhirnya resin benar-benar jenuh di jam ke-56.

Resin yang diregenerasikan denganlarutan NaCl 8%,berdasarkan tabel 4.2kesadahan total air bakuyang semula 558,241 mg/Lmampu turun hingga 0 mg/Lselama 26 jam beroperasi.Resin sudah mulai jenuh dijam k- 58 yaitu kesadahanturun diangka 493,518hingga di jam ke-62 resinbenar-benar jenuh. Resinyang di-regenerasikandengan larutan NaCl 10%,berdasarkan tabel 4.2kesadahan total air bakuyang semula 558,241 mg/Lmampu turun hingga 0 mg/Lselama 26 jam beroperasi.Resin sudah mulai jenuh dijam k- 58 yaitu kesadahanturun diangka 493,518 dandijam ke-60 resin benar-benar jenuh.

Resin yang diregenerasikan denganlarutan NaCl 12%,berdasarkan tabel 4.2kesadahan total air bakuyang semula 558,241 mg/L


mampu turun hingga 0 mg/Lselama 26 jam beroperasi.Jenuhnya resin terlihat dijam ke-56 saat kesadahanberada pada angka 493,518lalu terus berangsur naikhingga akhirnya jenuh dijam ke-60.

Semua resin yang telahdiregenerasi maupun tidakdiregenerasi dengan larutanNaCl bervariasi, semuanyamampu menurunkan kes-adahan hingga 0 mg/l danmemiliki waktu jenuh ber-dasarkan tingkat kesadahanhasil olahan air terhadaptingkat kesadahan awal airbaku yang berbeda pula.Sehingga dapat dikatakanbahwa larutan NaCl dapatdigunakan untukmeregenerasi resin bekas.Dan berdasarkan hasilpenelitian ini, apabila inginmenggunakan resin untukkeperluan tertentu makasebaiknya memilih resindengan kadar 8% karename-miliki waktu jenuhsesuai dengan baku mutulingkungan yang samadengan kadar yang lain yaitudi jam ke 58 tetapi memilikibiaya pengeluaran yanglebih sedikit terhadap kadaryang lain karena untukpengeluaran biayapembelian bahan bakunya.

KESIMPULAN DAN SARAN5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasilpenelitian penggunaan variasilarutan NaCl sebagai regeneranpada Resin Amberlite IR 120 Nadalam menurunkan kesadahantotal pada air sumur dapatdiambil kesimpulan sebagaiberikut :1. Larutan NaCl yang telah

divariasikan kadarnya yaitu8%, 10%, dan 12% mampumeregenerasikan resinAmberlite IR 120 Na bekas.

2. Semua resin yangdiregenerasi memilikikemampuan menurunkankesadahan hingga 100% tetapimasing-masing resin memilikiwaktu jenuh yang berbeda.

3. Konsentrasi larutan NaClyang paling efektif dalammeregenerasikan resinAmberlite IR 120 Na ini adalahLarutan NaCl dengankonsentrasi 8%.

5.2 SaranBeberapa saran yang dapat

disampaikan berdasarkan hasilpenelitian penggunaan variasilarutan NaCl sebagai regeneranpada Resin Amberlite IR 120 Nadalam menurunkan kesadahantotal pada air sumur,antara lain : 1. Untuk penelitian selanjutnya,

mungkin bisa mencoba cara


meregenerasi resin denganteknik yang lain.

2. Perlu diperhatikan juga dalammemilih kolom penukar ion,untuk penelitian selanjutnyamungkin bisa menggunakanbenda yang transparan agararah aliran air yang masuk danmelewati resin dapat terlihatdengan baik.

DAFTAR PUSTAKA

Degremont. 1991. Water TreatmentHandbook. 5th Edition, NewYork: John Wiley & Sons

Fair, G. M. Geyer, J. C. and Okun,D. A. Water and WastewaterEngineering,vol 2 : WaterPurification and WastewaterTreatment and Disposal. JohnWiley and Sons, Inc.,Newyork,1971/

Kordi, G.H. 1997. BudidayaKepiting dan Ikan Bandeng diTambak Sistim Polikatur.Dahara Press. Semarang.

Kunin, R. 1958. Ion Exchange Resin2nd edition.

Modul Ion Exchange. 2011.Laboratorium Operasi TeknikKimia Universitas SultanAgeng Tirtayasa.

Reynolds, Tom D, . 1982. UnitOperations and Processes InEnvironmental Engineering.California: Brooks/ColeEngineering Division.

Sawyer and McCarty. 1978.Chemistry for EnvironmentalEngineering and science. Third

Edition. McGrawHill,Kogakusha. LTD,Newyork

Soemarto, C.D. (1986). HidrologiTeknik. Surabaya: UsahaNasional.

Tjokrokusumo. 1995. KonsepTeknologi Bersih. Yogyakarta :Sekolah Tinggi TeknikLingkungan


jurnal rekayasa lingkungan vol.16/no.2/oktober 2016 page

Documents