Mekanisme kerja adsorpsi zeolite terhadap ion Ca2+
Hampir semua wilayah di Indonesia, air tanahnya mengandung besi (Fe) dan mangan (Mn) cukup tinggi. Di dalam air kedua logam ini selalu ada bersama-sama. Bagi manusia kedua logam adalah esensial tetapi juga dapat mengganggu jika jumlahnya sangat besar. Konsentrasi Fe atau Mn sebesesar 1 mg/L saja dapat menyebabkan air terasa pahit-asam, berbau tidak enak dan berwarna kuning kecoklatan.
Fe dan Mn dalam air biasanya diturunkan dengan cara aerasi air pada pH>7 sehingga kedua logam ini mengendap sebagai oksidanya. Proses lain adalah mengikat Fe dan Mn dengan suatu cation exchanger. Kedua cara ini memerlukan sarana, peralatan dan bahan yang mahal, sedangkan penyaringan konvensional menggunakan pasir dan ijuk hanya dapat memperbaiki kualitas fisik air seperti kekeruhan.
Zeolit adalah salah satu penukar ion alami yang banyak tersedia. Misalnya, di Bayah, Kabupaten Lebak, zeolit sangat berlimpah berupa pecahan sisa batuan besar-besar yang diekspor. Kemampuan zeolit sebagai ion exchanger telah lama diketahui dan digunakan sebagai penghilang polutan kimia. Dalam air, zeolit juga ternyata mampu mengikat bakteri E. coli. Zeolit banyak digunakan untuk berbagai aplikasi pada industri diantaranya zeolit digunakan pada industri minyak bumi sebagai ‘cracking’, pada industri deterjen sebagai penukar ion, pelunak air sadah, dan pada industri pemurnian air, serta berbagai aplikasi lain.
Karbon Aktif atau Arang Aktif merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95% karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan pada suhu tinggi. Daya serap karbon aktif ditentukan oleh luas permukaan partikel dan kemampuan ini dapat menjadi lebih tinggi jika terhadap arang tersebut dilakukan aktifasi dengan bahan-bahan kimia ataupun dengan pemanasan pada temperatur tinggi.
Dalam setiap satu gram karbon aktif, pada umumnya memiliki luas permukaan 500-1500 m2, sehingga sangat efektif dalam menangkap partikel-partikel yang sangat halus berukuran 0.01-0.0000001 mm.
Karbon aktif dipakai dalam proses pemurnian udara, gas dan larutan atau cairan, dalam proses recovery suatu logam dari biji logamnya, dan juga dipakai sebagai support katalis. Dipakai juga dalam pemurnian gas dan udara, safety mask dan respirator, seragam militer, adsorbent foams, industri nuklir, electroplating solutions; deklorinasi, penyerap rasa dan bau dari air, aquarium, cigarette filter, dan juga penghilang senyawa-senyawa organik dalam air. Sesuai dengan salah satu fungsi di atas, maka karbon aktif juga dipakai di Unit CO2 Removal pada Pabrik Ammonia.
Jika kedua material adsorben tersebut diuji untuk menjerap atau mengadsorpsi logam-logam berat akan mempunyai perbedaan kapasitas penjerapannya. Apabila dilihat dari sifat fisika-kimianya antara zeolite dan karbon aktif, maka yang akan lebih unggul menjerap logam berat adalah zeolite. Hal ini dapat dibuktikan dari hasil penelitian yang telah dilakukan, yaitu perbandingan kapasitas penjerapan zeolite dengan karbon aktif terhadap logam Cu dan Zn. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa kapasitas penjerapan zeolite terhadap logam Cu dan Zn lebih banyak dibandingkan karbon aktif. Adapun factor-faktor yang menyebabkan kapasitas penjerapan antara zeolite dengan karbon aktif berbeda antara lain disebabkan oleh:
§ Luas permukaan
Semakin luas permukaan adsorben, semakin banyak asorbat yang diserap, sehingga proses adsorpsi dapat semakin efektif. Semaki kecil ukuran diameter partikel maka semakin luas permukaan adsorben.
§ Ukuran partikel
Makin kecil ukuran partikel yang digunakan maka semakin besar kecepatan adsorpsinya. Ukuran diameter dalam bentuk butir adalah lebih dari 0.1 mm, sedangkan ukuran diameter dalam bentuk serbuk adalah 200 mesh.
§ Waktu Kontak
Semakin lama waktu kontak dapat memungkinkan proses difusi dan penempelan molekul adsorbat berlangsung lebih baik. KOnsentrasi zat-zat organic akan turun apabila kontaknya cukup dan waktu kontak biasanya sekitar 10-15 menit.
§ Distribusi ukuran pori
Distribusi pori akan mempengaruhi distribusi ukuran molekul adsorbat yang masuk kedalam partikel adsorben. Kebanyakan zat pengasorpsi atau adsorben merupakan bahan yang sangat berpori dan adsorpsi berlangsung terutama pada dinding-dinding pori atau letak-letak tertentu didalam partikel tersebut.
