Home / Products / Water Softener Systems

Water Softener Systems

Water Softening (Softener Filter) System

Air tanah melarutkan bebatuan dan melepaskan mineral-mineral salah satunya ion kalsium dan magnesium. Keberadaan kalsium dan magnesium ini dapat menyebabkan air bersifat sadah atau lebih dikenal dengan istilah hardwater. Mineral-mineral tersebut dapat menurunkan kualitas air, terlihat dari sifat fisiknya yang nampak keruh dan berbau. Kalsium dan magnesium terdapat dalam bentuk CaCO3 dan MgCO3, kedua garam tersebut dapat dihilangkan dengan pemanasan namun membutuhkan energi yang besar.

Agen pembersih yang biasa digunakan untuk mencuci pakaian pun tidak mampu menghilangkan kotoran dan kuman apabila menggunakan air sadah, bahkan membuat pakaian menjadi kusam. Selain itu, mineral-mineral tersebut dapat meninggalkan kerak putih pada kamar mandi.

Kesadahan air atau water hardness dapat dihilangkan dengan metode pertukaran ion.. Water hardness dapat dinyatakan dalam grain per gallon (gpg) dan part per million (ppm) atau miligram per liter (mg/L). 1 gpg sama dengan 17 ppm(mg/L). Tabel 1 menunjukkan tingkat kesadahan air.

Tabel 1 Klasifikasi kesadahan air (sebagai CaCO3)

Tingkat Kesadahan ppm atau mg/L grain/galon (gpg)
Tidak sadah 0-17 0-1
Sedikit sadah 17-60 1-3.5
Cukup sadah 60-120 3.5-7
Sadah 120-180 7-10.5
Sangat sadah >180 >10.5

Pertukaran ion mampu menghilangkan ion Ca dan Mg penyebab kesadahan air dan menggantinya dengan ion yang tidak menyebabkan kesadahan seperti ion Na. Na dapat diperoleh dari garam NaCl. Untuk mengatasi kesadahan (hardness) dapat digunakan suatu softener yang mengandung resin pertukaran mikropori, biasanya berupa polistirena sulfonat yang sangat jenuh dengan Na, menutupi seluruh permukaan resin.

Resin menukar dua ion Na+ untuk setiap ion Ca2+ atau Mg2+ yang akan dihilangkan. Air akan melewati resin ini, ion Ca dan Mg yang berasal dari air sadah menyerang resin dan menggantikan posisi ion Na dalam resin sehingga resin melepaskan ion Na ke dalam air. Proses tersebut merupakan proses softening air sadah seperti terlihat pada Gambar 7.

Setelah proses softening dalam jumlah besar, resin menjadi jenuh dengan ion Ca dan Mg sehingga resin harus diregenerasi (Gambar 7). Resin yang telah jenuh ditambahkan larutan pencuci yang mengandung ion Na (brine solution) sehingga ion Na akan menggantikan kembali posisi ion Ca dan Mg dalam resin, ion Ca dan Mg keluar sebagai wastewater. Secara garis besar dalam proses softening maupun regenerasi terjadi reaksi sebagai berikut:

Proses softening: Na-Resin + Ca2+/Mg2+  Ca-Resin/Mg-Resin + Na+
Proses regenerasi: NaCl + Ca-Resin/Mg-Resin  Na-Resin + Ca2=/Mg2+

Frekuensi untuk regenerasi resin tergantung tingkat kesadahan air, jumlah air yang digunakan, ukuran softener, serta kapasitas resin. Waktu regenerasi sekitar 60-120 menit. Pada proses softening, Na yang ditambahkan ke dalam setiap galon air sadah 8 ppm. Setelah treatment, air dengan kesadahan 10 gpg akan memiliki kandungan Na sebesar 80 ppm. Hal ini berarti untuk setiap liter air (0.26 galon) yang masuk mengandung 80 mg Na.

Water softener diklasifikasikan ke dalam lima kategori, yaitu:
1. Manual: Operator menutup dan membuka kran untuk mengontrol frekuensi, tingkat dan waktu regenerasi.
 

2. Semi-automatic: Operator hanya mengawali siklus regeneasi, tombol ditekan saat softener perlu untuk diregenerasi, kemudian unit akan mengontrol dan melengkapi proses regenerasi.

3. Automatic: Softener dilengkapi pengatur waktu yang secara otomatis akan mengawali siklus regenerasi dan setiap tahapan dalam proses tersebut. Operator hanya perlu mengatur waktu dan menambahkan garam sesuai kebutuhan. Regenerasi umumnya dilakukan saat penggunaan air sedikit, yaitu sekitar jam 4 pagi atau tengah malam. Tipe softener ini paling polular digunakan.

4. Demand Initiated Regeneration (DIR): Semua operasi diawali secara otomatis tergantung respon penggunaan air dan permintaan akan proses softening. Sistem DIR secara umum mempunyai dua tanki softening dan satu tanki larutan pencuci (brine solution). Pada saat sedang berlangsung proses softening pada satu tanki, akan berlangsung proses regenerasi pada tanki lainnya.

5. Off-site regeneration: Penggunaan tanki softening secara fisik diganti dengan tanki regenerasi.

Setelah proses softening kemudian diregenerasi di lokasi pusat.
Semua tipe softener harus diinstal secara tepat dan dimonitor untuk pengoperasian yang sesuai. Softener tipe automatic dan DIR membutuhkan lebih banyak garam. Jumlah garam yang ditambahkan tergantung jumlah individu setiap rumah, penggunaan air sehari-hari, kapasitas softener, dan tingkat kesadahan. Sementara ukuran softener tergantung tingkat kesadahan, penggunaan air sehari-hari, dan laju alir air. Berikut adalah tipe instalasi softener air.

\
Gambar  Instalasi Softener Air

Selama proses softening natrium dilepaskan dari resin ke air yang akan digunakan sehingga kandungan natrium dalam air tinggi, penggunaan garam natrium dapat diganti dengan KCl untuk alasan kesehatan maupun kelestarian lingkungan. KCl memang lebih mahal namun aman bagi tubuh dibandingkan dengan NaCl. KCl relatif mahal karena KCl terikat lebih kuat pada resin sehingga mereduksi efisiensi proses softening dan KCl yang dibutuhkan lebih banyak.

Perawatan untuk softener tergantung tipe softener yang digunakan. Tanki larutan pencuci harus selalu diperiksa dan dibersihkan secara teratur. Frekuensi pembersihan bergantung pada tipe dan kemurnian garam yang digunakan dalam proses softening serta karakteristik air yang akan ditreatment. Proses backwash resin sangat penting untuk efisiensi regenerasi. Apabila proses backwash dilakukan semi-otomatis, backwash sebaiknya tetap dilanjutkan sampai diperoleh air yang benar-benar bersih.

Apabila proses backwash dilakukan secara otomatis, atur waktu backwash cukup lama sehingga diperoleh air bersih. Kandungan besi > 5 ppm, mangan atau hidrogen sulfida yang cukup tinggi dalam air akan mereduksi efektivitas softener, apabila ini terjadi resin harus dibersihkan terlebih dahulu atau bahkan diganti.
Keuntungan purifikasi air dengan metode pertukaran ion melalui proses softening diantaranya dapat menghilangkan ion Ca2+ dan Mg2+ sehingga air lebih bersih dan lembut untuk pakaian, membuat mesin cuci dan alat rumah tangga lainnya tahan lama, deterjen ataupun sabun yang digunakan pun lebih sedikit.

Adapun kerugian metode ini diantaranya air hasil softening tidak direkomendasikan untuk menyiram tanaman dan kebun karena kandungan natriumnya, dapat mereduksi efektivitas sistem septik dan selokan, beresiko terhadap kesehatan akibat pemasukan natrium yang tinggi ke dalam tubuh.

Masalah kesadahan air untuk keperluan mencuci dapat direduksi dengan menggunakan deterjen yang telah ditambahkan formula kimia softening. Beberapa senyawa kimia yang ditambahkan untuk mereduksi efek negatif dari air sadah meliputi Sal soda dan Calgon.

Sal soda dikombinasikan dengan kalsium dan magnesium membentuk partikel padat, merupakan zat aditif pengendap, tidak bersih secara sempurna karena partikel padat kemungkinan melekat pada serat pakaian. Calgon dikombinasikan dengan kalsium dan magnesium membentuk senyawa dalam larutan, merupakan zat aditif bukan pengendap namun berakibat negatif pada lingkungan karena kandungan fosfat yang sangat tinggi.