Air sebagai bahan baku laundry: kesadahan, logam terlarut, dan perlakuan tepat guna

Naskah laundry sebagai sistem produksi menyebut air sebagai elemen yang paling sering dianggap netral, karena hadir dalam jumlah besar, terlihat sederhana, dan jarang dipertanyakan selama alirannya lancar. Padahal air membawa bahan kimia ke serat, mengangkut kotoran keluar dari linen, dan menjadi ruang tempat reaksi berlangsung. Naskah yang sama mencatat gejala yang sering muncul di lapangan: hari ini proses berjalan baik, besok terasa berat, lalu variasi itu disalahkan pada operator atau mutu bahan kimia, padahal bahan bakunya yang berubah.

Bab ini ada karena air menentukan seberapa banyak bahan kimia yang benar-benar bekerja. Bab kimia pembersih sesudahnya menghitung kebutuhan pengkelat dari kesadahan; bab ini menjelaskan asal angka kesadahan itu, cara mengukurnya, dan kapan air sebaiknya diolah sebelum masuk mesin. Bedanya dengan rak Air & Pengolahan Air: rak itu membahas parameter mutu air dan pengolahan secara umum, sedangkan bab ini membahas akibat air pada pencucian dan keputusan perlakuannya di laundry.

Batas pembahasan

Bab ini membahas air yang masuk ke mesin cuci: kesadahan, besi, mangan, dan perlakuannya. Mutu air minum, pengolahan air baku skala kota, dan air limbah dibahas di rak lain dan di bab limbah cair rak ini. Angka pada contoh kerja adalah nilai ilustrasi. Kapasitas pelunak air dan dosis garam nyata diambil dari lembar data alat dan hasil uji air di lokasi.

Bahaya pada pekerjaan yang dibahas di sini rendah tetapi nyata. Pereaksi uji kesadahan dan besi adalah bahan kimia yang harus ditangani menurut lembar data keselamatan (safety data sheet, SDS) masing-masing. Tangki garam dan larutan garam pekat dari regenerasi pelunak air bersifat korosif bagi logam di sekitarnya. Pekerjaan pada katup kontrol pelunak air dilakukan setelah aliran air dan listrik diisolasi sesuai prosedur lokasi.

Air sebagai media proses

Setiap tahap cuci mengisi drum dengan air, lalu membuangnya. Karena itu, setiap zat di dalam air masuk bersama setiap pengisian dan berinteraksi dengan bahan kimia sebelum bahan kimia itu mencapai kotoran. Air bukan pelarut pasif: kalsium dan magnesium di dalamnya bereaksi dengan surfaktan, besi bereaksi dengan pemutih, dan bikarbonat menentukan seberapa mudah kerak terbentuk ketika air dipanaskan.

Jumlah air per kilogram linen dibahas di bab mesin cuci dan bab arsitektur program. Di sini cukup dicatat satu akibatnya: bila satu siklus memakai beberapa kali pengisian, beban zat dari air ikut berlipat, sedangkan bahan kimia biasanya hanya didosiskan pada tahap tertentu. Tahap bilas yang tidak diberi pengkelat tetap membawa kalsium dan besi ke kain.

Kesadahan: kalsium, magnesium, dan alkalinitas

Kesadahan adalah ukuran kemampuan air mengonsumsi sabun. Penyumbang utamanya ion kalsium dan magnesium, yang mengendap bersama sabun dan membentuk endapan padat sehingga daya bersih turun. Kesadahan total dinyatakan dalam mg/L setara kalsium karbonat (CaCO₃), sehingga kalsium dan magnesium dapat dijumlahkan dalam satu angka.

Kesadahan dibagi menjadi dua menurut pasangan anionnya:

• Kesadahan karbonat (sementara) berasal dari kalsium dan magnesium bikarbonat. Kesadahan ini dapat diturunkan dengan pemanasan, karena bikarbonat yang dipanaskan mengendap sebagai karbonat padat. Sumber yang sama menyebutnya penyebab utama kerak pada pemanas air dan ketel; pada ketel, kerak sulfat dan silika juga dapat terbentuk.
• Kesadahan nonkarbonat (tetap) berasal dari garam nitrat, klorida, dan sulfat dari kalsium dan magnesium, dan tidak hilang dengan pemanasan.

Pembagian ini berkaitan dengan alkalinitas air. Bila alkalinitas sama dengan atau lebih besar daripada kesadahan, seluruh kesadahan adalah kesadahan karbonat; kelebihan kesadahan di atas alkalinitas adalah kesadahan nonkarbonat. Keduanya dilaporkan dalam mg/L CaCO₃ sehingga dapat dibandingkan langsung. Bagi laundry, air dengan kesadahan karbonat tinggi paling cepat membentuk kerak pada elemen pemanas mesin dan pada pemanas air terpusat.

Satuan dan konversi

Kesadahan dilaporkan dalam beberapa satuan yang sering tercampur di lapangan dan di dokumen pemasok.

Sumber: konversi Water Quality Association sebagaimana dikutip Wikipedia (sekunder) untuk gpg dan °dH, serta tabel aqion untuk °dH, °fH, dan mmol/L.,

Klasifikasi kesadahan juga berbeda antarsumber. Korpus Sistem Laundry memakai klasifikasi berikut: lunak 0–60 mg/L, agak sadah 61–120 mg/L, sadah 121–180 mg/L, dan sangat sadah di atas 180 mg/L. Publikasi penyuluhan Universitas Nebraska memakai lima kelas, dengan lunak 0–17 mg/L dan agak sadah 17–60 mg/L. Perbedaan ini tidak perlu diperdebatkan, karena kedua klasifikasi tidak disusun untuk kebutuhan proses laundry. Keputusan laundry sebaiknya didasarkan pada angka kesadahan dan akibatnya pada kebutuhan bahan kimia, seperti dihitung di bab kimia pembersih, bukan pada nama kelasnya.

Modul praktik juga memberi ambang yang berbeda-beda: air di atas 60 ppm disebut mulai memengaruhi pencucian, pelunak air dianjurkan di atas 150–200 ppm, dan air di bawah 50 ppm disebut sering direkomendasikan untuk laundry profesional. Catatan praktik pemilik Arstema memakai patokan di bawah 200 ppm. Angka-angka ini belum memiliki rujukan primer dan dicatat di peta sumber.

Contoh kerja: konversi satuan dan koreksi modul

Hasil uji air sumur sebuah laundry menunjukkan kesadahan total 200 mg/L CaCO₃. Nyatakan angka itu dalam gpg, °dH, dan mmol/L.

$$\frac{200}{17{,}12} \approx 11{,}7\ \text{gpg}, \qquad \frac{200}{17{,}85} \approx 11{,}2\ ^\circ\text{dH}, \qquad \frac{200}{100{,}09} \approx 2{,}00\ \text{mmol/L}$$

Salah satu modul menulis ambang pelunak air "150–200 ppm (sekitar 8,8–11,7 dH)". Pemeriksaan dengan tabel menunjukkan $150/17{,}12 \approx 8{,}8$ dan $200/17{,}12 \approx 11{,}7$, sehingga angka itu adalah gpg, bukan °dH. Dalam °dH, rentang yang sama adalah sekitar 8,4–11,2. Selisih sekitar 4% ini kecil, tetapi menunjukkan mengapa satuan harus ditulis bersama angkanya: lembar data pelunak air dan kit uji dapat memakai satuan yang berbeda.

Akibat kesadahan pada pencucian

Kesadahan merugikan pencucian melalui empat jalur.

1. Mengonsumsi surfaktan. Kalsium dan magnesium bereaksi terutama dengan sabun dan surfaktan anionik membentuk endapan tidak larut; surfaktan nonionik jauh lebih tahan., Sebagian dosis deterjen habis sebelum bekerja, dan endapannya dapat tertinggal di kain.
2. Membentuk kerak. Bikarbonat yang dipanaskan mengendap sebagai karbonat pada elemen pemanas, pipa, dan drum. Kerak menghambat perpindahan panas, sehingga waktu naik suhu lebih lama dan energi bertambah.
3. Mengendap di serat. Pada suasana basa cuci utama, kalsium dan magnesium dapat mengendap di dalam kain, seperti dicatat modul praktik. Linen tampak kusam keabu-abuan dan terasa kasar, seperti dibahas di bab kotoran dan noda.
4. Menjembatani kotoran. Ion kalsium menjembatani kotoran bermuatan negatif dengan serat yang juga bermuatan negatif, sehingga kotoran lebih sulit lepas; bab kotoran dan noda membahas dasar sumbernya.

Naskah laundry sebagai sistem produksi menggambarkan akibatnya di lapangan: bahan kimia terasa "tidak bekerja", bukan karena salah dosis, tetapi karena sebagian fungsinya terikat oleh air, dan akibatnya baru terasa sebagai kebutuhan bahan kimia yang naik dan hasil yang sulit distabilkan.

Besi dan mangan

Besi dan mangan terlarut dalam air tanah biasanya berada dalam bentuk tereduksi, yaitu besi fero (Fe²⁺) dan mangan(II) (Mn²⁺). Air tampak jernih ketika keluar, tetapi membentuk partikel setelah terkena udara atau oksidator. Besi menimbulkan noda cokelat kemerahan pada cucian, sedangkan mangan menimbulkan noda cokelat kehitaman. Sabun dan deterjen tidak menghilangkan noda ini, dan pemutih dapat memperburuknya. Masalah mulai terlihat ketika besi terlarut melebihi sekitar 0,2 mg/L dan mangan melebihi sekitar 0,05 mg/L. Standar sekunder air minum Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (US EPA) menetapkan 0,3 mg/L untuk besi dan 0,05 mg/L untuk mangan, dengan efek yang disebutkan berupa noda jingga kemerahan untuk besi dan noda hitam untuk mangan.

Salah satu modul menyebut konsentrasi besi untuk laundry profesional sebaiknya tidak melebihi 0,1 ppm. Angka ini lebih ketat daripada kedua sumber di atas dan belum memiliki rujukan primer. Arahnya masuk akal, karena laundry memakai pemutih dan suhu tinggi yang mempercepat oksidasi besi, tetapi angkanya dicatat sebagai angka modul.

Besi juga merusak serat. Bab tekstil telah membahas bahwa jejak besi mengatalisis penguraian pemutih peroksida sehingga katun kehilangan kekuatan dan dapat berlubang. Dengan pemutih klorin, besi di air dapat menimbulkan noda kuning kecokelatan, seperti dicatat salah satu modul. Karena itu, besi harus diperiksa lebih dahulu, pada air baku, keluaran pelunak air, keluaran tangki air panas, dan air masuk mesin, karena pipa dan tangki yang berkarat juga menambah besi, setiap kali muncul noda kuning berpola, lubang kecil setelah pemutihan, atau linen putih yang perlahan menguning.

Variasi air di lapangan

Air tidak selalu memiliki karakter yang sama. Perubahan musim, jam pemakaian, dan sumber suplai dapat mengubah komposisi air tanpa disadari. Contoh yang dapat terjadi adalah laundry yang memakai campuran air PDAM dan air sumur, atau sumur yang kadar besinya naik setelah pompa lama tidak berjalan.

Akibatnya, satu kali uji air tidak cukup untuk menetapkan formula. Rencana uji yang wajar mencakup pengambilan sampel pada jam kerja yang berbeda, pada setiap sumber air bila ada lebih dari satu, dan setelah ada perubahan suplai. Cara mengambil sampel yang mewakili dibahas di rak Air & Pengolahan Air.

Perlakuan tepat guna

Langkah pertama perlakuan air adalah membaca masalah, bukan memilih alat. Kesadahan, besi, dan mangan membutuhkan perlakuan yang berbeda, dan satu alat jarang menyelesaikan semuanya.

Pelunak air penukar ion. Pelunak air berisi butiran resin yang memegang ion natrium. Ketika air sadah melewatinya, ion kalsium dan magnesium menempel pada resin dan natrium dilepaskan ke air. Reaksinya untuk kesadahan karbonat dan nonkarbonat:

$$\text{Ca(HCO}_3)_2 + \text{Na}_2\text{X} \rightarrow \text{CaX} + 2\,\text{NaHCO}_3$$$$\text{CaSO}_4 + \text{Na}_2\text{X} \rightarrow \text{CaX} + \text{Na}_2\text{SO}_4$$

dengan X melambangkan resin. Ketika resin jenuh, resin diregenerasi dengan larutan garam pekat melalui urutan cuci balik, pengaliran larutan garam, dan pembilasan. Pelunak air tidak menghilangkan bakteri, hidrogen sulfida, lumpur atau pasir, timbal, nitrat, pestisida, dan banyak senyawa organik maupun anorganik lain. Pelunak air hanya menangani besi dalam jumlah terbatas, sekitar sampai 5 mg/L tergantung alatnya. Batas itu berlaku untuk besi fero terlarut pada air yang belum terkena udara atau klorin, dan menuntut regenerasi lebih sering; pernyataan syarat ini berasal dari pengetahuan umum pengolahan air. Besi yang teroksidasi mengendap sebagai oksida besi di permukaan resin, dan pengotoran ini tidak dapat dihilangkan dengan larutan garam, sehingga air berbesi tinggi harus diolah lebih dahulu sebelum masuk pelunak air. Besi juga mempercepat serangan oksidator terhadap resin.

Klorin bebas merusak resin pelunak air. Pemasok resin menyatakan bahwa setiap 1 mg/L klorin di air masuk memangkas umur resin sekitar separuh, resin kehilangan kapasitas dan menjadi lunak, dan kerusakan makin cepat pada air yang lebih panas. Air PDAM umumnya mengandung sisa klorin, dan klorinasi juga dipakai untuk pengolahan besi. Karena itu, urutan rangkaian yang aman adalah oksidasi dan penyaringan besi lebih dahulu, penghilangan sisa klorin (misalnya dengan karbon aktif), baru pelunak air. Batas klorin masuk diambil dari lembar data resin yang dipakai.

Pengolahan besi dan mangan. Pilihannya ditentukan konsentrasi. Sekuestrasi dengan polifosfat dipakai untuk besi di bawah 2 mg/L; menurut pengetahuan umum, polifosfat kurang andal pada air panas dan menambah fosfor pada limbah, sehingga perlu dinilai hati-hati untuk laundry. Pilihan lain: penyaringan greensand efektif sampai sekitar 10 mg/L dengan syarat pH di atas 6,8, dan klorinasi yang diikuti penyaringan menjadi pilihan untuk konsentrasi di atas 10 mg/L dengan waktu kontak sekitar 20 menit sebelum penyaringan. Mangan umumnya membutuhkan oksidasi yang lebih kuat atau lebih lama daripada besi sebelum dapat disaring; rinciannya diambil dari data pemasok media saring.

Pengkelat di dalam formula. Pengkelat mengikat ion kesadahan dan logam di dalam bak cuci, seperti dibahas di bab kimia pembersih. Pengkelat stoikiometris seperti EDTA habis sebanding dengan jumlah ion yang diikat, sehingga cocok untuk air dengan kesadahan rendah sampai sedang atau sebagai pelengkap pelunak air, bukan sebagai pengganti pelunak air untuk air yang sangat sadah.

Tepat guna, bukan berlebihan. Tidak semua laundry membutuhkan sistem perlakuan air yang rumit. Sistem yang terlalu agresif menimbulkan biaya tinggi dan akibat lanjutan pada proses cuci dan limbah. Keputusan yang baik dimulai dari data uji air, lalu dibandingkan antara biaya bahan kimia tambahan di dalam mesin dan biaya perlakuan sebelum mesin. Perhitungan biaya dilakukan di bab biaya.

Dampak perlakuan pada proses berikutnya

Keputusan perlakuan air memengaruhi cara bahan kimia bekerja, kestabilan proses, dan beban limbah. Tiga dampak perlu diperhatikan.

Pertama, pelunak air menambahkan natrium ke air, sekitar 8 mg/L untuk setiap gpg kesadahan yang dihilangkan. Angka ini sesuai dengan stoikiometri pertukaran satu ion kalsium dengan dua ion natrium, seperti diperlihatkan contoh kerja di bawah. Natrium ini, ditambah kelebihan garam dari regenerasi, akhirnya masuk ke air limbah.

Kedua, air yang sangat lunak mengubah perilaku deterjen. Surfaktan anionik yang tidak lagi terikat kesadahan menghasilkan busa lebih banyak pada dosis yang sama, sehingga dosis yang disusun untuk air sadah perlu ditinjau ulang setelah pelunak air dipasang. Pernyataan ini berasal dari prinsip kimia umum dan dicatat di peta sumber.

Ketiga, regenerasi memakai air. Publikasi Universitas Nebraska menyebut sekitar 50 galon (sekitar 190 L) air per regenerasi untuk pelunak air rumah tangga; pada pelunak air komersial, air bilas yang dibutuhkan bergantung pada volume resin., Air ini termasuk dalam neraca air laundry.

Cara uji di lapangan

Kesadahan umumnya diukur dengan titrasi kolorimetri memakai larutan EDTA: indikator ditambahkan ke sampel, lalu titran diteteskan sampai warna berubah. Titrasi ini memakai sifat EDTA yang mengikat kalsium dan magnesium dengan perbandingan 1 : 1, sifat yang sama dengan yang dipakai dalam perhitungan pengkelat di bab kimia pembersih. Strip uji memberi hasil cepat dengan mencocokkan warna strip pada tabel, dengan ketelitian yang lebih rendah. Besi diukur dengan kit uji besi atau fotometer, segera setelah sampel diambil, karena besi fero cepat teroksidasi; bila tidak dapat segera diuji, sampel diawetkan menurut petunjuk kit.

Hasil uji dicatat bersama tanggal, jam, sumber air, dan titik pengambilan: air baku, keluaran pelunak air, dan keluaran filter besi bila ada. Keluaran pelunak air yang kesadahannya mulai naik menunjukkan resin mendekati jenuh, regenerasi tidak berjalan baik, atau katup bypass terbuka. Catatan ini menjadi bagian log operasi yang dibahas di bab konsistensi operasi.

Contoh kerja: beban kesadahan harian dan natrium yang ditambahkan

Sebuah laundry memakai 8 m³ air per hari untuk tahap cuci dan bilas yang ingin dilunakkan. Kesadahan air baku 250 mg/L CaCO₃ dan ditargetkan mendekati nol.

Beban kesadahan harian adalah volume dikalikan konsentrasi:

$$m = 8.000\ \text{L} \times 250\ \text{mg/L} = 2.000.000\ \text{mg} = 2{,}0\ \text{kg CaCO}_3$$

Karena satu grain setara 64,8 mg, beban ini sama dengan $2.000.000/64{,}8 \approx 30.900$ grain per hari, satuan yang sering dipakai lembar data pelunak air.

Misalkan lembar data resin menyatakan kapasitas operasi 50 g CaCO₃ per liter resin pada dosis garam tertentu. Nilai ini ilustrasi; kapasitas nyata bergantung pada jenis resin dan dosis garam. Untuk regenerasi setiap dua hari, beban yang harus ditampung adalah 4,0 kg, sehingga volume resin yang diperlukan $4{,}0/0{,}050 = 80$ L, belum termasuk faktor cadangan. Resin yang lebih kecil harus diregenerasi lebih sering.

Natrium yang ditambahkan dihitung dari pertukaran satu ion kalsium dengan dua ion natrium. Setiap 100,09 mg CaCO₃ setara dengan $2 \times 22{,}99 = 45{,}98$ mg natrium, sehingga faktornya $45{,}98/100{,}09 \approx 0{,}46$. Untuk air 250 mg/L, natrium yang ditambahkan sekitar $0{,}46 \times 250 \approx 115$ mg/L, atau $0{,}115 \times 8.000 \approx 920$ g natrium per hari. Pemeriksaan kewajaran: $0{,}46 \times 17{,}12 \approx 7{,}9$ mg/L per gpg, sesuai dengan angka sekitar 8 mg/L per gpg dari publikasi penyuluhan.

Contoh kerja lapangan

Contoh di bawah memakai tabel konversi, rumus beban, dan aturan perlakuan bab ini; angka keadaan yang bukan dari sumber ditandai angka latihan, dan hitungannya dicatat di peta sumber pengembangan.

Contoh 1: air sumur hotel dan air PDAM. Hasil uji air sumur sebuah hotel menunjukkan kesadahan total 220 mg/L dan alkalinitas 260 mg/L, keduanya setara $\text{CaCO}_3$; air PDAM cadangan 90 mg/L dan 60 mg/L (angka latihan). Menurut aturan bab ini, kesadahan karbonat sama dengan nilai yang lebih kecil di antara kesadahan dan alkalinitas:

$$H_k = \min(H, A), \qquad H_{nk} = H - H_k$$

Air sumur: $H_k = 220$ mg/L dan $H_{nk} = 0$. Air PDAM: $H_k = 60$ mg/L dan $H_{nk} = 30$ mg/L. Seluruh kesadahan air sumur adalah kesadahan karbonat, jenis yang paling cepat membentuk kerak pada elemen pemanas mesin dan pemanas air terpusat. Air 220 mg/L juga tergolong sangat sadah menurut klasifikasi korpus, sehingga pengkelat di dalam formula lebih tepat sebagai pelengkap pelunak air daripada penggantinya, dan pengkelat di mesin tidak melindungi pemanas air terpusat.

Contoh 2: beban kesadahan per siklus di laundry rumah sakit. Program linen rumah sakit untuk beban 50 kg memakai enam kali pengisian dengan total 600 L air berkesadahan 180 mg/L setara $\text{CaCO}_3$, dan hanya cuci utama 100 L yang diberi pengkelat (angka latihan). Dengan rumus beban bab ini:

$$m = 600\ \text{L} \times 180\ \text{mg/L} = 108.000\ \text{mg} = 108\ \text{g CaCO}_3$$

Cuci utama hanya membawa $100 \times 180 = 18.000$ mg atau 18 g, sehingga sekitar 90 g, lima per enam beban kesadahan, masuk melalui tahap tanpa pengkelat, termasuk bilasan. Untuk 10 siklus sehari, beban kesadahan sekitar 1,08 kg $\text{CaCO}_3$. Angka ini menjelaskan mengapa kalsium tetap dapat tertinggal di kain walaupun dosis pengkelat cuci utama sudah dihitung, dan menjadi dasar menilai pelunak air untuk seluruh air proses.

Contoh 3: besi di sumur laundry rumah sakit. Sumur laundry sebuah rumah sakit berisi besi terlarut 3,5 mg/L, mangan 0,3 mg/L, dan pH 7,2; air PDAM cadangan membawa sisa klorin (angka latihan). Perbandingan dengan standar sekunder US EPA yang dikutip bab ini:

$$\frac{3{,}5}{0{,}3} \approx 12, \qquad \frac{0{,}3}{0{,}05} = 6$$

Besi sekitar 12 kali dan mangan 6 kali batas itu, sehingga noda cokelat dan lubang setelah pemutihan peroksida patut diwaspadai. Polifosfat hanya untuk besi di bawah 2 mg/L. Penyaringan greensand efektif sampai sekitar 10 mg/L dengan syarat pH di atas 6,8, dan syarat itu terpenuhi; mangan memerlukan oksidasi lebih kuat menurut data media saring. Besi 3,5 mg/L masih di bawah sekitar 5 mg/L yang dapat ditangani sebagian pelunak air, tetapi batas itu hanya untuk besi fero yang belum terkena udara atau klorin. Begitu air bercampur dengan air PDAM berklorin, besi yang teroksidasi mengotori resin, dan klorin sendiri merusak resin. Rangkaian yang aman adalah pengolahan besi, penghilangan klorin, lalu pelunak air. Pekerjaan pada katup kontrol dilakukan setelah aliran air dan listrik diisolasi sesuai prosedur lokasi.

Contoh 4: angka 12 tanpa satuan di log. Log harian laundry hotel mencatat "kesadahan 12" tanpa satuan (angka latihan). Dengan tabel konversi:

$$12\ \text{gpg} \approx 205\ \text{mg/L}, \qquad 12\ ^\circ\text{dH} \approx 214\ \text{mg/L}, \qquad 12\ ^\circ\text{fH} = 120\ \text{mg/L}$$

Bila 12 mg/L, air tergolong lunak; bila 120 mg/L, agak sadah; bila 205 atau 214 mg/L, sangat sadah menurut klasifikasi korpus. Keputusan pengkelat dan pelunak air berbeda untuk keempat tafsiran. Catatan itu tidak dipakai; air diuji ulang, dan satuan kit ditulis di kolom log bersama tanggal, jam, sumber air, dan titik pengambilan.

Salah tafsir yang sering muncul

Salah tafsir pertama adalah memperlakukan masalah air sebagai masalah bahan kimia. Menambah dosis atau menaikkan suhu mungkin berhasil sementara, tetapi memperbesar beban sistem dalam jangka panjang.

Salah tafsir kedua adalah menganggap pelunak air menyelesaikan semua masalah air. Pelunak air dirancang untuk kesadahan; besi tinggi justru mengotori resin dan menurunkan kapasitasnya, dan klorin bebas merusaknya.,,

Salah tafsir ketiga adalah menilai air dari penampilannya. Air berbesi fero tampak jernih ketika keluar dari keran dan baru berubah warna setelah teroksidasi.

Salah tafsir keempat adalah menulis angka kesadahan tanpa satuan. Angka 12 dapat berarti mg/L, gpg, °dH, atau °fH, dengan perbedaan hampir dua kali lipat antara °fH dan °dH.

Hubungan dengan bab lain

Bab 1 · Air & Pengolahan Air menjelaskan cara memilih parameter mutu air dan mengambil sampel yang mewakili. Bab 8 · Kimia memberi dasar konsentrasi dan satuan yang dipakai pada konversi. Di rak Laundry, bab ini menjadi dasar perhitungan pengkelat di bab kimia pembersih, masalah besi di bab oksidator, kerak di bab utilitas, pembacaan gejala kusam dan kuning di katalog gejala, serta beban natrium di bab limbah cair.

Latihan dan pembahasan

Tuliskan rumus, satuan, dan asumsi yang dipakai. Angka dalam soal adalah data latihan.

1. Hasil kit uji menunjukkan 14 °dH. Nyatakan dalam mg/L CaCO₃, gpg, dan mmol/L.
2. Air memiliki kesadahan total 180 mg/L CaCO₃ dan alkalinitas 120 mg/L CaCO₃. Berapa kesadahan karbonat dan nonkarbonatnya?
3. Sebuah laundry memakai 5 m³ air per hari dengan kesadahan 160 mg/L CaCO₃. Hitung beban kesadahan harian dalam kilogram dan grain, lalu volume resin bila kapasitas operasinya 45 g CaCO₃ per liter dan regenerasi dilakukan setiap tiga hari.
4. Hitung natrium yang ditambahkan pelunak air pada soal 3 dalam mg/L dan gram per hari.
5. Setelah pelunak air dipasang, linen putih tetap menguning dan muncul lubang kecil setelah pemutihan peroksida. Hasil uji menunjukkan kesadahan keluaran pelunak air 5 mg/L. Apa yang harus diperiksa berikutnya, dan mengapa?
6. Operator melaporkan deterjen berbusa berlebih sejak pelunak air dipasang, padahal dosis tidak berubah. Jelaskan penyebabnya dan tindakan yang tepat.

Kunci jawaban beralasan

1. $14 \times 17{,}85 \approx 250$ mg/L CaCO₃. Dalam gpg, $250/17{,}12 \approx 14{,}6$ gpg, atau langsung $14 \times 1{,}0426 \approx 14{,}6$ gpg. Dalam mmol/L, $250/100{,}09 \approx 2{,}50$ mmol/L.
2. Alkalinitas lebih kecil daripada kesadahan, sehingga kesadahan karbonat sama dengan alkalinitas, yaitu 120 mg/L CaCO₃. Kesadahan nonkarbonat adalah sisanya, $180 - 120 = 60$ mg/L CaCO₃. Bagian 120 mg/L inilah yang paling cepat membentuk kerak ketika air dipanaskan.
3. Beban harian $5.000 \times 160 = 800.000$ mg $= 0{,}80$ kg CaCO₃, atau $800.000/64{,}8 \approx 12.300$ grain. Untuk tiga hari, $3 \times 0{,}80 = 2{,}4$ kg, sehingga volume resin $2{,}4/0{,}045 \approx 53$ L. Kapasitas 45 g/L adalah angka latihan; angka nyata diambil dari lembar data resin.
4. Natrium $0{,}46 \times 160 \approx 74$ mg/L, dan $0{,}074 \times 5.000 \approx 370$ g per hari. Kelebihan garam dari regenerasi belum termasuk.
5. Kesadahan sudah terkendali, sehingga yang diperiksa berikutnya adalah besi dan mangan di air baku, keluaran pelunak air, keluaran tangki air panas, dan air masuk mesin, karena pipa dan tangki berkarat dapat menambah besi setelah pelunak air. Besi mengatalisis penguraian peroksida dan dapat menimbulkan noda kuning kecokelatan. Bila besi tinggi, resin pelunak air juga perlu diperiksa, karena oksida besi dapat mengotori resin dan tidak hilang dengan larutan garam.
6. Setelah air dilunakkan, surfaktan tidak lagi terikat oleh kalsium dan magnesium, sehingga surfaktan bebas bertambah pada dosis yang sama dan busa meningkat. Tindakan yang tepat adalah meninjau ulang dosis deterjen dengan uji hasil cuci dan pemeriksaan busa pada bilasan pertama, bukan menghentikan pelunak air. Pengkelat dalam formula baru boleh dikurangi setelah log menunjukkan kesadahan keluaran pelunak air konsisten rendah dan besi rendah, dan dosis minimum tetap disisakan untuk pengendalian logam dan untuk menutup kebocoran kesadahan bila resin mulai jenuh.

Referensi