Возможно ли получать две разные подсети от ISP и разделить коммутатором на роутер?
У вас для каждой подсети должен быть шлюз по-умолчанию, куда вы маршрутизируете ваш трафик (ну или шлюз один - но тогда схему подробнее в студию). Т.е. на уровне IP это разные сети - l3 петли нет. 
Но что более важно, свич, скорее всего неспроста отдаёт вам два шнурка, скорее всего внутри у него идёт разделение VLAN, т.е. провайдер отдаёт две сети, каждая в своём тегированном VLAN, и каждый порт скоммутирован с соотв. портом который идёт в маршрутизатор но уже без тега. Т.е. они как бы в двух разных свичах - l2 петли тоже нет.
Петли не будет, главное, как уже выше писали, не бриджевать порты на роутере. Только я до сих пор не понял, чем то, что вы хотите сделать отличается от того, что уже есть?