Efek Penghilangan Besi dan Mangan Menggunakan Zeolit

Air tanah telah menjadi sumber air minum yang sempurna sejak zaman dahulu. Aset dasarnya adalah kualitas tertinggi, namun eliminasi besi dan mangan selalu menjadi masalah prioritas tertinggi. 

Sumber alami unsur-unsur ini dalam air tanah adalah proses elusi yang membersihkannya dari bebatuan dan tanah. Salah satu sumber man-induced iron dalam jenis air tersebut adalah industri metalurgi, sedangkan mangan berasal dari air limbah industri utama, pabrik baja, keramik dan pupuk kimia.

Air tanah yang memiliki kondisi anaerobik mengandung senyawa besi terlarut sebagai ion konsentrasi dari jejak hingga beberapa mg/dm3. Senyawa mangan biasanya sejalan dengan senyawa besi, yang dalam kondisi anaerob juga muncul sebagai senyawa terlarut. Nilainya jauh lebih rendah dan biasanya tidak melebihi 10 mg/dm3.

Senyawa mangan biasanya bergabung dengan senyawa besi, yang dalam kondisi anaerob juga muncul sebagai senyawa terlarut. Nilainya jauh lebih rendah dan biasanya tidak melebihi 10 mg/dm3. Penghilangan senyawa besi dan mangan sangat penting untuk alasan septik. Mereka menyebabkan rasa air yang tidak enak, dalam kondisi aerobik mereka membentuk sedimen: coklat tua (mangan) atau coklat-merah (besi). Senyawa-senyawa tersebut juga mengendap dalam jaringan pipa air.

Penghilangan mereka dilakukan dengan oksidasi menjadi ion 3+, yang tidak larut dalam air, sedangkan senyawa mangan dioksidasi menjadi ion 4+ yang tidak larut dalam air. Oksidasi dijalankan pada unggun yang sesuai, di mana filtrasi dan adsorpsi berlangsung secara bersamaan.

Tempat tidur yang paling sering digunakan adalah tempat tidur pasir, yang sering diperkaya dengan bahan lain. Pekerjaan mencari bahan yang lebih efektif sebagai media tempat tidur untuk menghilangkan besi dan mangan masih berlangsung. Salah satu material tersebut adalah zeolit ​​yang menjadi objek dari makalah ini.

Peraturan saat ini mengenai konsentrasi zat besi yang diizinkan dalam air minum di Polandia lebih ketat daripada di negara-negara Uni Eropa lainnya (3 mg/dm3). Itu karena jaringan pipa air yang terlalu besar yang dirancang untuk asupan air kesatuan yang tinggi per penduduk. Keadaan tersebut menyebabkan aliran air pada jaringan pipa air menjadi lambat, yang dapat mengakibatkan pertumbuhan bakteri besi.

Menurut Peraturan Menteri Kesehatan tanggal 19 November 2002 tentang tuntutan kualitas air minum, konsentrasi besi yang diperbolehkan adalah 0,2 mg/dm3 dan konsentrasi mangan adalah 0,05 mg/dm3. Tujuan dari makalah ini adalah untuk menganalisis kegunaan zeolit ​​alam dan zeolit ​​termodifikasi sebagai bahan adsorpsi untuk tujuan penyisihan besi dan mangan.

Metode

Analisis dilakukan di Universitas Teknik Koszalin, di Departemen Teknologi Air dan Limbah[10]. Bahan yang dianalisis adalah larutan air yang dibuat di atas air suling, di mana komposisi kimia yang berbeda dibentuk dengan menambahkan garam: FeSO4·7H2O dan MnSO4·H2O.

Adsorben yang dianalisis adalah: zeolit ​​alam, mengandung 55% klinoptylolite, 26% abu vulkanik, 6% kuarsa dan 13% montmorillonit. Granulasi adalah 0,5-1,00 mm. Adsorben lain yang dianalisis adalah zeolit ​​termodifikasi, yang komposisinya didasarkan pada zeolit ​​alam termodifikasi untuk selektifitas yang lebih tinggi terhadap ion-ion yang dihilangkan.

Larutan Fe atau Mn yang telah diketahui konsentrasinya dituang ke dalam bejana 100 dm3 kemudian dilakukan pengukuran pH dan redoks serta kandungan Mn dan Fe. Langkah selanjutnya adalah menambahkan 10 mg/dm3 zeolit ​​alam atau zeolit ​​modifikasi. Setelah itu sampel dikocok selama 2 jam dengan kecepatan 200 putaran/menit. Setelah 5 menit sedimentasi, air di atas sedimen dicurahkan dan diperiksa.

Rentang Percobaan

Eksperimen pendahuluan

Sebagai percobaan pendahuluan dilakukan pengukuran menurut metode Yates tipe “23”. Tiga faktor, yang nilainya berada pada dua tingkat, diukur. Faktor A adalah pH 4,5 dan 9,5; faktor B adalah konsentrasi mangan 0 dan 1 mg/dm3 dan faktor C - konsentrasi besi total 0 dan 1 mg/dm3.

Faktor konsekuensial adalah: konsentrasi mangan, konsentrasi besi total, pH dalam larutan dan potensial redoks. Hasil yang diperoleh serta analisis statistik merupakan dasar untuk melakukan percobaan secara rinci dalam rentang yang lebih luas dari perubahan parameter independen.

Eksperimen utama

Berdasarkan karakteristik statistik, efek yang paling penting untuk kombinasi faktor A, B dan C ditemukan. Langkah selanjutnya adalah eksperimen dalam rentang faktor yang lebih luas: konsentrasi mangan dari 0,00 hingga 3,00 mg/dm3; konsentrasi besi total dari 0,00 hingga 3,00 mg/dm3 dan pH dalam larutan dari sekitar 2 hingga 11.

Hasil

Eksperimen pendahuluan

Pada proses adsorpsi pada zeolit ​​termodifikasi diperoleh hasil bera: untuk ketergantungan Fe = f (Mn, Fe, pH) pengaruh utamanya adalah konsentrasi besi; untuk ketergantungan Mn = f (Mn, Fe, pH) efek utamanya adalah konsentrasi mangan dan akhirnya untuk ketergantungan pH = f (Mn, Fe, pH) efek utamanya adalah pH dalam larutan.

Semua efek utama adalah positif yang menunjukkan ketergantungan proporsional. Pada proses adsorpsi pada zeolit ​​alam efek utamanya sama untuk ketergantungan mangan dan besi – keduanya berpengaruh positif sedangkan untuk ketergantungan pH diperoleh efek negatif yang berarti ketergantungan berbanding terbalik.

Data menunjukkan persentase penyisihan ion pada kedua zeolit ​​yang dianalisis pada kondisi yang berbeda: larutan dengan atau tanpa koreksi pH (mencapai nilai 9,5); dengan adanya ion lain (konsentrasi sekitar 1 mg/dm3) atau tidak.

Dalam kasus larutan ion mangan, pH memiliki arti penting yang signifikan terhadap efektivitas proses penghilangan. Dalam larutan tanpa koreksi pH (1 dan 2 pada gambar 1) hasil yang lebih baik dicapai dengan menggunakan zeolit ​​termodifikasi.

Persentase rata-rata penghilangan ion mangan adalah 85,8% untuk larutan tanpa kehadiran ion lain dan 90,2% untuk larutan yang mengandung ion besi. Persentase rata-rata penyisihan mangan menggunakan zeolit ​​alam dalam larutan tanpa koreksi pH, dengan dan tanpa adanya besi adalah sama, sebagai bera: 65,2% dan 67,4%.

Dalam hal penghilangan mangan dalam larutan dengan koreksi pH hingga nilai 9,5, hasil yang lebih baik diperoleh pada zeolit ​​alam. Persentase rata-rata adsorpsi ion mangan pada zeolit ​​alam adalah 47,9 untuk larutan tanpa ion pengiring dan 95,2 untuk larutan dengan adanya besi.

Membandingkan hasil percobaan untuk adsorpsi besi pada zeolit ​​alam termodifikasi dan alam, efektivitas penyisihan yang lebih tinggi diamati pada zeolit ​​alam untuk semua kasus yang dianalisis. Perbedaan yang jelas dalam penghilangan besi menggunakan kedua zeolit ​​diperoleh untuk larutan tanpa mangan.

Kombinasi yang paling tidak efektif untuk menghilangkan besi adalah kombinasi dengan zeolit ​​termodifikasi yang tidak mengandung ion mangan; untuk larutan tanpa koreksi pH persentase penyisihan besi adalah 33,8 sedangkan untuk larutan dengan koreksi pH hanya 9,0%.

Eksperimen utama

Data lain menunjukkan perbandingan adsorpsi ion mangan dan besi pada bahan yang diselidiki: zeolit ​​alam termodifikasi dan zeolit ​​alam dalam rentang konsentrasi awal yang lebih luas dari ion yang dianalisis (dari 0,00 hingga 3,00 mg/dm3).

Analisis efektivitas adsorpsi ion mangan pada kedua zeolit ​​yang diselidiki dengan konsentrasi awal yang berbeda dari ion-ion ini dalam larutan (dalam kisaran 0,00 hingga 3,00 mg/dm3) mengkonfirmasi hasil penghilangan mangan yang jauh lebih baik secara signifikan menggunakan zeolit ​​termodifikasi.

Perbedaan efektifitas terutama terlihat dalam hal konsentrasi mangan awal yang lebih tinggi dalam larutan, misalnya: untuk konsentrasi awal Mn 3,00 mg/dm3 persentase penghilangan ion ini menggunakan zeolit ​​alam adalah 72,3 sedangkan menggunakan zeolit ​​modifikasi 98,7%.

Namun, penerapan zeolit ​​termodifikasi menyebabkan kenaikan nilai pH dalam larutan menjadi berkisar antara 9,11 hingga 9,52. Penerapan zeolit ​​alam mengakibatkan sedikit penurunan nilai pH dalam larutan. Membandingkan proses adsorpsi ion besi pada zeolit ​​alam dan zeolit ​​modifikasi, dapat diketahui bahwa terdapat perbedaan hasil yang signifikan.

Hasil yang jauh lebih baik diperoleh dengan menggunakan zeolit ​​alam. Efektivitas proses adsorpsi yang lebih tinggi diperoleh untuk konsentrasi awal ion besi terendah dalam larutan, misalnya untuk konsentrasi awal Fe 0,5 mg/dm3 persentase penyisihan Fe adalah 92. Seiring dengan pertumbuhan konsentrasi awal besi, efektivitas penghilangannya menurun.

Menilai kegunaan zeolit ​​termodifikasi sebagai bahan adsorpsi untuk penyisihan besi, dapat dikatakan bahwa adsorpsinya sangat rendah dan persentase penyisihan besi berkisar antara 14,7 hingga 30. Sama halnya dengan adsorpsi mangan pada kedua zeolit ​​yang dianalisis, mereka menyebabkan kenaikan pH dalam larutan. Menggunakan zeolit ​​alam peningkatan pH sedikit sedangkan menggunakan larutan zeolit ​​termodifikasi pH mencapai nilai 9,14-9,36.

Cara penghilangan senyawa besi dan mangan yang paling populer adalah filtrasi dan adsorpsi pada saringan pasir. Salah satu cara paling efektif untuk menghilangkan mangan dari air adalah menerapkan filter dengan bakteri yang menempel pada bahan. Eksperimen penghilangan mangan pada saringan pasir antrasit yang secara alami dilapisi dengan mangan dioksida telah menunjukkan penghilangan mangan yang efektif dengan nilai < 0,1 mg/dm3.

Metode kimia penghilangan mangan cukup efektif, namun dalam setiap kasus tidak cukup efektif untuk memenuhi persyaratan baru. Penelitian tentang efektivitas penerapan metode kimia yang berbeda telah menunjukkan bahwa hasil terbaik diperoleh dengan menggunakan KMnO4 sebagai oksidan serta menggunakan filtrasi dua langkah pada pasir yang dicampur dengan karbon aktif berbutir.

Eksperimen lain yang diterapkan pada skala praktis menunjukkan hasil yang sangat baik, terutama untuk penghilangan mangan, dari media filtrasi yang diaktifkan dengan MnO2 (massa G-1). Karya lain yang membandingkan tiga media: pasir kuarsa matang, Metallex (terutama terdiri dari MnO2) dan pasir mangan (massa G-1) untuk menghilangkan mangan dalam penyaringan 2 tahap dari air yang mengandung nitrogen amonia dalam jumlah tinggi, menunjukkan efek yang sama setelah media matang.

Namun, fakta penting adalah bahwa massa G-1 mencapai tingkat penghilangan mangan yang memuaskan dalam waktu singkat dari semua media yang dianalisis, sedangkan waktu terlama adalah untuk media pasir.

Mengingat kegunaan zeolit ​​berdasarkan tanggal dari literatur dan hasil yang diperoleh dalam percobaan ini dapat dikatakan bahwa efektivitas zeolit ​​​​sebagai media penyisihan senyawa besi dan mangan tinggi, terutama ketika kedua ion hadir dalam larutan. Yang penting adalah pemilihan material yang tepat untuk kandungan besi dan mangan yang berbeda. Disarankan untuk melakukan pekerjaan atas material yang terdiri dari campuran pasir dan zeolit ​​​​yang dapat menunjukkan proporsi terbaik untuk pengkondisian air tanah yang efektif.

Distributor Pasir Zeolit, Silika dan Greensand Untuk Berbagai Aplikasi Dan Industri

Pasir manganese memiliki banyak sekali manfaat terutama pada sektor pembersihan, penyaringan dan pemurnian air dari berbagai kontaminan yang tidak sehat. Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan pasir manganese untuk filter air atau water treatment, kami siap membantu. Ady Water jual pasir manganese dengan kemasan 50 KG per karung.

Kami juga sudah suplai pasir manganese ke berbagai perusahaan. 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;

Jual Pasir Manganese Zeolit Bandung

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

 

Filter Air Pasir Silika Jakarta

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

 

Manganese Greensand 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 pasir manganese 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 pasir manganese, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk pasir manganese sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan pasir manganese terbaik. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.