1133_teknologi membran pemurnian air.pdf
TRANSCRIPT
-
HortomoWidiotrnoko
TEKNOLOGI
lllilB[[lfPEMURNIAN AIRDEIONISASIELEKTRODIALISISOSMOSIS . BALII(ULTRA FILTRASIDESALINASI
AIR MINUMPANGAN . PERTANIANKtMtA . PROSSFARMASI . MEDIK
USTAKAAN .III(ARSIPAN
AWATIMUR
.,4"
ERBIT ANDI OFFSET YOGYAKARTA
-
J. HoitornO"'C. Widlotrn'oko
? it
oefuArcAETA
TEIfiOLOGI
[ilBnlilPEMURNIAN AIRDEIONISASIELEKTRODIALISISOSMOSIS . BALII(ULTRA FILTRASIDESALINASIAIR MINUMPANGAN - PERTANIANKlM16.',PROSS''r 'f'FARMAS.I,- 'MEDII(ELEKTRONII(A
t{rr'!riir lr.
PENERBIT ANDI.OFFSETr *r
l(hls't ()R,,\ 5lBIDANG DPP
s 7 0ic 2r"i1
* -*'!
:jr i
-
tTeh no lo g i M enb r a n Pe m ur ni.a.tOlelu A-J. Hortormo
i
M.C. Vidiatnoko ii-
Hak Cipta A rc94 pda penulis,Dilarong memprbanyak xbagian a.tuu eluruh isi buku ini dalam bentukagpun, tunpa izin tc*ulis dari pnulb.
Edisi PertumqCetakan Pertamq 1994
Penerbit:ANDI OFFSETJl. ko 38-40, Telp. (0270 61881, N2Il2 Facs (0274) 8,282Yogaharta 55281
Peretakan:AATDI O?FSETJl. ko 38-40, Telp. (0270 61881,8f.282 Facs (0220 NAl2Yryakartn 55281
Pusat Penjualan:-
Unit KanuasANDI OFFSETJl. Beo 4O, Telp. (0274) 61881,8ilt2 Facs (0274) UZ82Yogaharta 55%)1
-
YT. AAIDIPRATITA TRI*ARSA MULIAGrbn Ville Blok BG No. 2U,Telp. (021) 566922A, 5669229 Facs (021) 5669227Jakartu Barat 11570
ISBN: 979-533-173-6
Bingkisan n autflr ffiungilberirama salnm saflti, ,nengenanghiilup-teladan bakti insani, almarhum llotno Sutop anitro,
I(iswma dan Dein-sg,lan segenaP Suru masa lampauku'tanpa leccuali, peiim$ahan bagi ayah-ibu dan saudnra-
sauilari teriring peluk-kaslh, demi manfaat sepenuh, segenaPdiri j ati: lanrimu d a ffirto-p"n**elut ip-tek-b alwr, dalam
r angka kej ay aan ii*ii-b angsfl-negat a, dan p er ad_ab an cin -
l.#Iofcf Perrbinean porprrrr+rnj Jawr TinurI T.A. t9e6 / t9,7
l'I
i
i
t,
tot *it umat rgr:llpp, Percikat cahaya lGmuliaan Pen-X ;"\ ; ;tPta setnesfi*la....
ll,*, l$16 ti , ,l+
ttr
Pcrpudtlur Draralfrrr Timur
MILINPEftPUS'T^XAAN DATIAII
JAWA TIdur
r*=e^.-
a' .\
-
PRAWACANA
Negara kita merupakan daerah tropis basah yang kaya air. Tetapi untukpenggunaan tertentu, yang diperlukan bukan sembarangan air, me-lainkan beqprasyarat tertentu. Justru yang masih merupakan tantanganialah sumberdaya manusia dan ipteknya.
Pembangunan industri dan dinamika kota serta desa mengintensif-kan campur tangan manusia atas sumberdaya alam. Air bersih di alamdipergunakan bagi aneka keperluan. Sebagian kembali lagi ke alam,namun sudah terkotori dan tercemar. Tanpa pemrosesan yang memadaioleh manusia, air yang tercemar itu membebani bahkan melampauikesanggupan alam untuk membersihkannya lagi.
Kota dan pemukiman terus berkembang. Sayang acapkali sumber-daya airnya bermutu buruh kurang sehat dan bersih. Sarana air minumPDAM (ledeng) lebih kerap tidak menyentuh sejumlah besar waqga. Bilamasuk pury mutunya bervariasi, terkadang amat buruk. Air ledeng kitatidak layak minum langsung sebagaimana di negara lain. Sesuatu masihharus dilakukan untuk nremperbaiki mutunya. Ftral serupa berlaku bagiindustri.
-
Pencemaran air sumur penduduk di berbagai kota oleh limbah in_i:*::::' T,:[:iffi ffi ,ll, l' nt n i rava alser e* i tu n t u ntas asar
serentak dengan itu, karena air tanah banyak disedot oreh industrisampai hotel, tidak jr"g, sumur wa{ga sekitai terkena aaipak. Karautidak kering, bag-daerih p"r-rkai. dekat pesiJ-t"*"r,ri intrusi(perembesan) airlaut.Di daerah pedesaan pun terundung masalah air. Bila ada purymutunya cenderung makin merosot. p#anian t rg n.,;Ln intensifmenggunakan pup"\ dan pestisida, bila tida[ c!rm^i--ai daram
lelsgunatannya maka akan memberikan residu u"i"^-urrrrn kimiaberbahaya-bagi kesehatan dan kehidupan waqga. Berum lagi b,a diseki tarnya berm uncu ra n pab ri k-pabri k yJ ng m enggerontorkan rimbahnyatanpa kontrol.Air semakin berrnasalah. Kemudian muncul trend baru dalam da-
:TrT, lalu, yaitu airminum dalam kemasan, plastik botolan. laba besarterjanji dari air yang dijuar mahar itu. semura rremang air pegununganyang diproses desinfektan memakai ozonisasi. Tetapi ;";U"gr" terjadipula masalah air dalam kemasan ir,, Lr=.,u yang tidak terjamin lagimutunya.
T__ T"\ \r-Lg dari 100 merk beredardi pasaran. Tetapi apa lacur?'Iernyata kebersihan.dan.kesehatannya, sebagaimana aiu.it Lr, be$a_gai media dan diteliti Tg"" potvl yi.xl, "ampai BATAN, tidak terjamin100% pula' Teriadinya.kasus
3danya jamur p&imw nigricua, kotoran,bakteri' telah menimlukan *trt p-i*i"-ng yang meminumnya. Menu-rut risert BATAN bahkan air-airbotor* it" I.i, yir,g;;;;;""gcacahzat radioaktif. Radium 226bertohaya, r*,t Konsumen -zzo,1uti Dn).Bila demikian, untuk apa membul"g
"r"g b"li air botolan (apalagi di_il[HilffL}3ffi$ri mutunya uLr, aitpada air *u*;d;!sur"y*sKemudian muncur bisnis baru: menjuar piranti f,ter ke ibu-iburumahtangga dengan merk-merk dan janji ua.,nai. i;;;; yang tidakkritis' mudah dijadikan sa.saran. Apakah b".r.. mutunya terjamin? sejauhTu"l kontror-nya dari wakru te r,riaktul Apakah u"di;il;.i ro.,r"r,_sional segala kontarninan dapat musna?
judkan pembersihan-pemurnian air. Waqga masyarakat penting danperlu mengetahuinya.
Iptek membran mampu menyajikan air dengan mutu bermacam-macEun. Tekniknya dapat reverce osmosis (RO), ultrafiltrasi (UF) dansebagainya- Biasanya unit/modul peralatan dirancang dan dipasangsesuai keadaan khas dan maksud penggunaan khususnya. Alat jadi mul-tiguna tidak 100% menjamin efektifnya pencapaian tujuan tertentu.
Khalayak masyarakat perlu mengetahui apa dan bagaimana air itu,apa saja kontaminannya, apa prasyarat air untuk penggunaan (rumah-tangga/industri) tertentu, baru dari situ memilih dan menggabungkarymerancang serta memasang sistem instalasi. Menggunakan sistem yangtak sesuai dengan kondisi dan tujuan berarti kesia-siaan. Hal-hal tersebutdipaparkan berurut dalam bab-bab buku tipis ini. Dengan demikianpilihan teknik sistem, modul serta jenis dan keluasan membrannya,lengkap dengan cara operasi dan perawatan serta kontrol mutunya,merupakan satu kesatuan bulat. Iptek terapan membran selalu berham-piran menyeluruh demikian.
Penulis yang bertahun-tahun terlibat litbang dan terapan mem-brary termasuk pendalaman di mancanegara kawasan Pasifik, menyaji-kan buku ini juga berkat dorongan para sejawat. Terima kasih kepadapara sahabat di berbagai PTN-PTS dari Sumatera sampai Irian. Bantuanjuga banyak diperoleh dari teman-teman pakar membran di berbagainegara. Mereka pun patut menerima penghaqgaan tulus penulis. Kepadaayah, ibu, saudara, segenap keluaqga, penulis memperoleh semangat danpengorbanan tak terperi. Terima kasih pula kepada ANDI Offset yangberiasa memungkinkan simakan iptek membran untuk pemumian air inisampai kepada pembaca yang budiman.
Terapan iptek membran untuk bidang lain misalnya pemisahangas (pemisahary pervaporasi, distilasi membran) walau kini di Amerika,Eropa dan ]epang meningkat 35% tiap tahun, tidak termasuk dalampaparanbuku ini. Buku ini khusus untukair.
Mutu air dan lingkungan air umumnya, patut memicu perhatiandan tindakan kita bersama. Teknologi pembersihan dan pemurnian airmemerlukan makin banyak kalangan (muda utamanya) yang jeli, pandai,terlibat, terampil, berdedikasi, menggarapnya sepenuh hati demi keseiah-teraan masyarakat dan manusia. Pelibat mutu air tidak hanya me-mikirkan diri sendiri, tetapi juga orang lain. Pakar mutu air tidak hanya
-.,*..I{:1,_TF?Y penulis men)rusun buku Tekzol ogi- Menbrot pe-murna n A,r ini. Iptek membran serrakin tnendy dan piawii dalam mewu-
-
Membran Pemurnian Air
mempensalahkan pengotor dan perusak mutu air, tetapi aktual mengam_bil tanggung jawab turut memperbaikinya pula.Mutu air di masyarakat tidak dapat dibiarkan makin mercsot dan
merugikan kesejahteraan serta peradab'an. Teknorogi me*b-., merupa-kan samna ampuh mengatasinyi. o_
Kita dapat menuntaskan permasalahan air, karena kita mampu,bila mau- sumberdaya alam air Indonesia amat kaya. nahmat Tuhant:*lu I mengandaikan partisipasi kita untuk *"ngor'uh.yu se"a- fr.,g-sional dan efektif, efisien, dan ekonomis. Kuncinyi iptu(-e-uran. Airp?yurr, asin,- gambut, air kotor, limbah, combe-ran'""kulip,r.,, denganlakuan 1e.1b-ran polimer dapat diubah menjadi air bersih, Lhat, murni.Kenapa tidak?
Tangerang 28 Oktober 7992csw-A)H
DAFTAR ISI
PRAWACANADAFTAR ISIDAFTAR GAMBARDAFTARTABELBAB I MUTU AIR DI ALAM DIG ARAP "/BAB II AIR BERSIH MLIRNI CARA TRADISION AL v= -BABITI'MISTERI"PROSESMEMBRAN .BABIV OSMOSISBAUKDANDESAUNASIBABV ULTRANISASIDANNANOFILTRASIBABVI ELEKTRODIALISISBAB VII DEIOMSASI KONTINYUPUSTAKA RTIJUKANLAMPIRAN 1. KIT ANALISIS AIR'/LAMPIRAN 2. ANEKA STANDAR AIR (DAN PERATIJRAN
PEMERINTAN vLAMPIRAN 3. STATE OF THE ART MEMBRAN SMUNIALAMPIRAN 4. FORMAT DIKLAT MEMBRANLAMPIRAN 5. KUANTIFIKASI KONVENSIONA L ME MBR ANLAMPIRAN 6. UBAH SATUAN: TEKMK INTERNASIONALLAMPIRAN 7. BENCANA IVIELANDA DI TAHLIN2OOO
ulviiixxi1
2533436987
1071131,1,7
119131't39743151757
-
DAFTAR GANTBAR
Gambar 1.Gambar2.Gambar3.Gambar4.Gambar5.Gambar6.GambarT.GambarS.Gambar9.Gambar 10.Gambar 11.Gambar 12.Gambar 13.Gambar 14.Gambar 15.Gambar16.Gambar 17.Gambar 18.Gambar 19.Gambar20.C,ambar21.Gambar22.
Kimiawi Pembuatan Sirkit ElekhonikPe&andingan Aneka Teknologi Pemumian AirPenyaring Cepat dan CochraneBagan Tradisional Penjernihan AirCiri Kebuhrhan Khlor AirKhlor Residu dan BreakpointSpekbum Salinitas AirFilEr Carbidge Tipe WinrTeori OsmosisBalikStruktur Molekul Poliamida Aromatik]ulat Operasi pH MembranCarhidge Osmosis Balik Lilit-SpiralKonstmksi Permeator Hollow FiberKonfi gurasi Membran TubularOsmosis Balik Plate and FrameModul RO Tipe Paket StandarKecilB"g"n AlirOsmosis Balik UmumProduktvitas Permeator Seiring WaktuContoh Sistem Tritahap iL2Desalinasi denganPTT lebih35000 ppmDesain Membran Permeator Modul PaketTeknologi Membrary Ukur:an Pori serta BerbagaiRanah Penerapannya
232427282930%3946494951515252535355fi65ffi
-
Gambar23.Gambar24.Gambar25.Gambar25.Gambar27.Gambar28.Gambar29.Gambar 30.Gambar 3I.Gambar32.Gambar33.
Gambar34.
Gambar35.Gambar36.Gambar37.Gambar 38.Gambar39.Gambar40.Gambar 41.Gambar42.Gambar43.Gambar44.Gambar45.Gambar 46.Gambar47.Gambar48.
SEM Membran UF AnisotropBagan Proses ul&afiltrasi ReoveryMembran Plat Datar BerkerangkaCarhidgeMembran UF-SWFotomikrograf Membran HFFPori Membran UF (SEM)-HitachiModel (BULFIS) tvlembran NFBagan Sistem UFRagam Opemsi UFKurva Kinerja Sistem HFF laju AlirTetapBugrn Alir Sistem Poles Terpusakrya pada IndustriFarmasiBagan Alir Sistem poles Terpusat pada IndustriElektronikaBagan Membran Kation dan AnionPengaruh Potensial DC atas Larutan NaCI/FDOED Sistem StackPasangan Sel pada EDGrafik Tahanan pasangan SelGejala Kinetikpada Membran AnionPola Pembiayaan ED TeoritisPilihan Bagan Alir prosesBagan AlirPrmes Balikan EDPencuci ElektrodaAliran Paralel-SeriJalinan Kirchhoff Stack ElekbodialisisProses DeionisasiCara Kerja Deionisasi Kontinyu
72727373747676777879
8188899097y2E29798
'99101r031,04108110
Tabel3r
Tabel &lTatr,|4-ZTabel 4-3Tabel FlTabel12Tabel !3Tabel 5-{Tabel F5
a
13l31620.,,'
4053v6371,
757883u
DAFTAR TABEL
Tabel l-1 :Tabel l-2:Tabel 1-3:Tabel l-4:Tabel l-5:Tabel 16:
Berbagai Kotoran dalam AirParameter Fisik AirParameterKimia AirParameter Benfuk GasIsi Formulir Analisis Cuplikan AirGnade /Taraf Kemurnian AirI-aju AlirSebagai Fungsi Luas Filteq, dan AnekaBidangPemakaianPengelompokan Sistem Osmosis Balik UmumData Minimum Mutu AirunhrkDesain Sistem ROKonsumsi Energr dan Perhitungan Biaya Osmosis BalikPerbandingan Antara RO, UF dan lv[FMembran Pemumian Air (UDPerbandingan antar Ragam Operasi UFRangkuman Cara Pemantauan Parameter AIat UFl.embar Log Sistem tlF
-
MUTU AIRDI ALAMDIGARAP
Air adalah sumber ke$Cgpql, Air merupakan senyawa sederhlna (HzO),te@rnaUaAe=-=-fqut t"fp=qi.Air bersih daLaii murni merupiSan bahanyang semqkin psn!!1g. juga langka, dengan makin maiunya iptek,masyarakat dan peradab-an industri. Sebaliknya, berkat perkembanganiptek, mutu air pun dapat diperbaiki. Belym pernah di dalam sejarahmanusia dapat memurnikan air seperti sekarang ini. Air murni amatpenting bagi industri kimia, farmasi, Pangan sampai elektronika. Air ber-sih makin menjadi tuntutan kehidupan seseharl
Bila Et;r membersihkan, memberi lakuan tertenhr, memurnikan air,sebenarnya yang kita tangani bukan airnya par se, tetapi kotoran-nya-Bagaimana memisahkan kotoran tersebut, itulah kiat iptek mutakhir'
\lt n ,.',';. ;;KOTORAN DI AIRKotoran tak dikehendaki ada dalam air. Ada banyak sekali
kotoran. Lazimnya kadar kotoran tersebut tidak besar. Airbersih di alamjarang mengandungpadatan total terlarut (PTT) lebih daripada 500 ppm(bagran tiap juta) atau 0,05%. Bandingkan dengan.bahan kimia biasa,yang PA @ro-anatisis) sekalipun, semisal NaOH, kotorannya bisa sampait%.kotoran dalam air relatif sedikit, tentu saja kecuali air kotor, air lim-bah atau air laut (PTT dapat 50.000 PPm).
-
Kelo
mpo
kKo
tota
n
/O-
Org
anik
\\ A
- An
orga
nik/
sum
bern
ya
/O-
Org
anik
\(A
- Ano
rgan
ik j
AIR
MIN
UM(LA
NGSU
NC)
PAM
TAK
.D
IMIN
UMLA
NG
SUNC
AIR
PEN
DIN
GIN
DAN
PEM
RO
SES
KEM
BALI
/BU
ANG
KE
DAU
R AL
AM
Kesa
daha
n,PT
T, p
artik
el
gen,
sifa
t kor
o-si
f d ik
ontro
la
dirif
l. Te
rlaru
tG
aram
Anor
gani
kBi
lasa
n m
iner
alda
n ta
ngka
pan
CO2
uda
ra, s
e-
hing
ga s
ada
h,alk
ali,
min
eral
.
Bata
s:PT
T 50
0 pp
mke
sada
han
200
ppm
sulfa
t 100
ppm
Flu
orid
aI p
pm p
" 7-8
Yang
pen
ting
akn
i pH
serta
Sifa
t kor
osi
dan
kera
kpe
ntin
g Za
tha
ram
en
yeba
bkan
pertu
mbu
han
mik
roba
dan
Teka
nan
tingg
iboi
ler
me
mPr
asya
-ra
tkan
keci
lnya
kand
unga
nke
sada
han,
alk
ali,
gara
m
Berb
agai
upa
ram
eter
p",
(berac
un,
loga
m b
erat
),su
lfat (
koros
i),ha
rus
min
imum
.
rasi
F"/M
n,
kesa
daha
n air,
loga
m b
erat
dien
dapk
an.
Khlo
rinas
isi
anid
a.
Tabe
l l-7
2 Be
rbag
ai K
otor
an il
alam
air
(Alam
) Men
tah
l>t
o T U".t p tr TJ o 5 c { !, p E H. I 0" E [, U ,q lo I D' U l_
Sisa
pup
uk n
itrat
,fo
sfat
, sulfa
t.Pe
ning
kata
n ga
-ra
m d
ari l
imba
hru
maht
angg
a,na
trium
, khl
orid
ada
n fo
sfat
. Bua
ng-
an
indu
stri
ter-
uta
ma
loga
m.
Salin
itas
(khlo-
rida)
dari
laut
dan
intru
si k
e air
ta-
na
h. P
engu
raia
nN
menia
di a
mo-
niu
m d
an n
itrat
Bata
s in
ise
ring
dila
mpa
ui. Ti
dakb
oleh
ada
loga
m b
erat
dan
sian
ida
be-
racu
n.
Nitr
attid
ak b
oleh
lebi
h da
ripad
a10
ppm
sela
kuN
. Amon
ia m
mg;
gang
gu k
hlo-
rinas
i
Untu
k iri
gasi,
PTT
takb
oleh
besa
r, a
pala
gidi
dae
rah
ke-
ring.
Uns
urte
rtent
um
isal
nya
boro
nm
en
SEan
tSu
tana
man
terte
ntu.
Dal
am s
iste
mpe
ndin
gin.
Fe,
Mn
me
nye
babk
anbe
rcak
no
dapa
da k
ain
(teks
til).
lndu
stri
kim
ia,
farm
asi d
anele
ktro
nik
me
-nuntu
tke
mur
nian
tingg
i/mut
lak.
Kond
ensa
tha
rus
dibe
rila
kuan
ula
ns.
Kore
ksi
pH "
sesu
ai d
osis.
Tath
ara
me
nye
babk
aneutro
fikas
ida
nau.
Amon
iabe
rbah
aya
bagi
ikan
. PP
Tiu
ga ta
k bo
leh
berle
biha
n.Fa
ktor
ling
-ku
ngan
hidu
pm
aki
n vi
tal.
Pelu
naka
n de
-n
gan
penu
kar
ion,
iuga
deio
nisa
si da
nde
alka
lisas
i.o
smo
sis
balik
Elek
trodi
alisi
s.D
istil
asi.
Amon
iak
dan
nitr
at d
iuba
hse
cara
oks
idas
i dan
biol
ogis.
Baha
n org
anik
(larut
)Ko
tora
n ala
mia
hha
sil u
raia
n ba
han
hew
ani d
an n
a-
bati,
menim
bul-
kan
warn
a s
erta
asa
m h
umat
(hu-
mus)
dan
fulva
t.Li
mba
hru
maht
angg
a,ba
han
biol
ogis,
dete
rJen
, sa
bun.
Wam
a, b
auda
n ra
sa
sesu
ai
kead
aan
loka
l.R
acun
,pe
stisi
da,
org
anol
ogam
,ha
rus
tak
ada
.Fe
nol
berta
haya
.
Tida
k te
rlalu
fata
l. ia
ngan
berb
au d
anbe
rtuih
.
Pras
yara
t pro
-se
s be
rane
kara
gam
. Zat
org
anik
seda
ng, t
akbe
rtaha
yauntu
k pe
ndi-
h8ln
.
Men
ggan
ggu
(peny
umba
tanda
n fo
ulin
g)pe
nuka
ran
ion
an
org
anik.
Perlu
PnS
ence
ran
ata
u la
kuan
kont
rol
oks
igen
(terse
rap),
bau,
buih
/bus
a,jug
a pe
ng-
hila
ngan
racu
n.
[,esta
rikan
lingk
unga
nI hi
duo
seha
t
Flok
ulas
i di
-ik
uti s
edi
-m
en
tasi
,filt
rasi,
flot
asi,
RO
(osm
cisba
lik),
ultr
a-filt
rasi,
kar
bon
adi
tif, l
akua
nbi
olog
is, d
es-
truks
i kim
ia(oz
onisa
si,kh
lorin
asi,
PK),
feba
kan
nertu
kere
n io
n.
-
Lim
bah
indu
stri
Pros
s Pa
n8an
,pe
rtani
an(in
tensif
l, pup
uk,
peny
amak
ankt
rlit,
pabr
ikke
rtas,
bah
anki
mia
org
anik,
lem
akm
inya
k,pe
laru
t R
esid
upe
siisid
a
Zato
rgan
rkba
nyak
, pad
ape
ndin
gina
nm
enga
kibat
kan
peng
enda
pan
kesa
daha
nm
enjad
i ker
ak.
Det
erjen
menim
bulka
nbu
ih
2. S
uspe
nsi
Kolo
id (O
dan
A}L,
ernp
ung,
oks
ida-
si b
esi d
an m
a-
n8a
n.M
akro
mol
ekul
(polim
er) d
anpa
rtike
l org
anik
ala
mia
h.Li
mba
h in
dust
rike
ram
ik d
anke
rtas
Llm
bah
pada
t.
Keru
hlAi
rmin
um(P
AM) s
erin
gta
k ba
ik m
utu
-nya
!Ke
keru
han
1
ppm
mula
ida
patd
ilihat
.
Bole
h a
dase
dikit
kolo
idte
rsis
a
Berla
in-
laia
nan
Pras
yara
tnya
.
Penu
kar
ion
dapa
tte
rsum
bat
dan
foul
ing
I\'am
a!Ba
han
org
anik
me
ngS
anSg
uBO
D,(ke
butuh
ano
ksig
en b
iokl-
mia
).
Pros
esflo
kula
sila
kuan
penS
uran
San
T'O
D.Ul
trafilt
rasi.
rl o F o F ,t o 5 I t0 E' t o E d x tr !t tr H d I I 9, E !, ts U ,a te B l9 r5
Anor
gani
k(A)
Baha
n ala
mia
h m
i-sa
lnya
pas
ir. B
a-ha
n in
dust
ricu
cian
bat
ubar
a,lim
bah
perta
mba
ngan
slud
ge,
kapu
r,de
bu, b
ilasa
n,ce
robo
ng a
sap
dan
lain
-lain
.Pa
rtike
l hew
ani
dan
naba
ti.pr
oduk
indu
stri
dan
rum
aht
anse
a
Har
usdi
hila
ngka
n!Be
lum
ada
kand
unga
nse
dikit
parti
kel a
ma
tha
lus
Pras
yara
t se-
sua
i pro
ses.
Deb
u da
pat
me
ngg
anSS
uda
lam
pen
di-
ngi
nan
resi
r-ku
lasi
.
Air b
oile
r te-
kana
n re
nda
hbo
leh
sedi
kita
da p
artik
el.
Baha
n org
anik
me
n88
an88
uBO
D.Pe
ngen
dapa
nbe
rlebi
han
dida
sar d
anau
dan
sun
gai
mem
bunu
ho
rgan
isme,
telu
r ika
n.Ek
olog
i dap
atru
sak
Sedi
men
tasi
dan
peny
arin
g-a
n.
Susp
ensi
Org
anik
(O)
Parti
kel o
rgan
is-m
e,
hew
ani a
tau
naba
ti.Pr
cxlu
k da
nlim
bah
indu
stri
serta
rum
aht
anss
a
Flar
usdi
hila
ngka
nBe
bera
papa
rtike
l dap
aldi
tole
rir
Pras
yara
tdi
hila
ngka
n.[{a
rusdi
hila
ngka
n.Pe
ngen
dapa
ndi
das
arda
nau
me
nye
babk
anpe
ngu
raia
n(an
aerob
ik)
Sedi
men
tasi
filtra
si.La
kuan
biol
ogis
ata
sBO
D,
3. B
enda
hid
up
-
mik
roba
Cang
gang
, viru
s,ba
kter
i, m
uba
,pr
otoz
oa,
mik
rofu
ngsi
sela
lu a
da d
i air
ala
m. P
asti
ada
bila
cuku
pza
thar
a, m
isal
nya
limba
hru
maht
angg
a.
Har
us d
ibat
asi
bila
untu
kair
min
um. D
apat
muncu
llagi
di
PiPa
dist
ribus
i.Be
ntuk
pato
gen
dan
E.co
li ha
rus
lilang
.
Pras
yara
tle
bih
luna
kte
tapi
per
lukh
lorin
asi
un
tuk
me
nce
gah
pertu
mbu
han,
apa
lagi
pad
aair
yang
terk
onta
mi-
na
si.
Tak
pent
ing
pada
pro
ses
indu
stri.
Pem
rose
san
PanS
anm
enuntu
tm
utu
se
perti
air
min
um,
Tak
pent
ing
kecu
ali
pertu
mbu
han
Ean8
8an8
yang
liar
.
Viru
s da
nba
kter
i ente
rikha
rus
diku
rang
i.
Dik
uran
gi d
e-nga
n la
kuan
biol
ogis.
Mik
rofilt
rasi,
Dis
infe
ksi
deng
an k
hlor
,o
zon
dan
bios
ida
lain
.
Caha
yam
em
perc
epat
pertu
mbu
han
gang
gang
. Bak
teri
besi
dari
sum
ur
dan
pipa
bes
i.Ba
kter
i bel
eran
gbi
la a
naero
bik.
Gan
ggan
g da
nia
mur
mik
rom
enye
babk
anba
u da
n ra
sa.
Dap
atm
enim
bulka
nle
ndir
pada
sist
empe
ndin
gin
resi
rkul
asi.
Ster
ilisas
iultr
avio
let
ata
u ra
dias
i
Bent
ukke
hidu
pan
tingg
i/bes
ar.
Ikan
. caci
ng,
ient
ik s
era
ngg
a,ku
tu a
ir dl
l.Ta
nam
an a
irte
rapu
ng d
anbe
raka
r,
Har
usdi
hila
ngka
n.O
rgan
isme
keci
lte
rkad
ang
tak
berb
ahay
ate
tapi
per
ludi
hila
neka
n.
Dih
ilang
kan
dari
air
pend
i-n
gin
seca
rape
nyar
inga
n.
Har
usdi
hila
ngka
n.Bu
kan
ma
sala
h.Sa
ring.
-, o ts'
E' o o m o 5 tt { t, 5 t o rt tr tD tr lf d a * 'D ts U oq tD I le f6
4. G
asO
z da
n CO
z se
lalu
ada
. Sum
berb
a-w
ah
tana
h ba
nyak
CQ, a
da y
ang
HzS
. Cas
NH
r da-
pat b
eras
al d
ari
pem
busu
kanb
io-
logi
s ata
u lim
bah
indu
stri.
Pertu
mbu
han
gang
ganS
menga
mbi
l CG
zda
n m
enam
bah
Oz
sam
pai l
ewat
jenuh
pad
a si
ang
hari,
dan
seba
lik-
nya
pad
a m
ala
mha
ri.
Jara
ngpe
ntin
g.Am
onia
meru
sakb
auda
n ra
sa.
COz
dan
Oz
menam
bah
kese
gara
n ra
sa.
Tak
ma
sala
hka
ndun
gan
khlo
r (CI
z)se
ring
tingg
i.
Terk
adan
gSO
zm
enim
bulka
nm
asa
lah
pada
sist
em re
sirk
u-la
si.
Oz
dan
COz
dihi
lang
kan
deng
ande
gass
ing
ata
udi
beri
baha
nki
mia
. Dos
ing
am
on
ia u
ntu
km
en
gatu
r pH
.
Bias
anya
buka
n m
asa
lah
Peng
hila
ngan
8as
sca
ra
term
al a
tau
me
kani
s, a
tas
COzd
an O
r.Pe
nieb
akan
kim
ia,
mis
alny
a O
zde
ngan
su
lfita
tau
hidr
azin
.D
ekhl
orin
asi
deng
anka
rbon
akt
if.Pe
nuka
ran
ion.
-
8 TeknologiMembran PemurnianAir
Air sumur dalam ialah air yang telah merembes melalui lapisan-lapisan mrn bArsarul air sumber, masuk ke tanah. Selama perem-besan, bahan-bahan organiknya hilang. Air sumur?alhm ilapat diminumkarena telah bebas bakte{. Sebaliknya, air sumur dangkal biasa (beberapameter/belasan meter saja) tidak boleh diminum menrah.
Air sumur dalam selama perembesannya iuga melarutkan danmembawa berbagai mineral, apalagi karena sifahrya asam (COz terlarut).Air demikian memiliki PTT (Padatan Total Terlarut) ti.g$, dan PTT itusebagian besar adalah kalsium bikarbonat. Bila keasaman hilang, air akanbersifat sadah (sementara). Kesadahan cenderung membentuk kerakdalam pipa dan ketel, walau tak menimbulkan korosi. Air sumur dalamsering banyak mengandung besi dan rrumgan yangTita terkena udaramaka lama-lama akan membentuk endapan kuning coklat. Air sumurdalam juga mengandung silika dari pelarutan pasir halus.-
Lapisan tanah itu tipis dan yang di bawahnya terdapat batuankedap air, menghasilkan hir yang khas pula. Air itu biasanya berwarnakekuningan, berbuih/busa. Air demikian, yang berasal dari daerah yangjauh dari kota (jadi bukan karena pencemar/limbah), lazim disebut cirtanah Moor (bukan dari daerah berkapur).
Hujan yang jatuh ke tanah, airnya menesap, tertimbun di kolamatau "situn, lalu mengalir lagi. Karena dasar tanahnya batuan kedap aiq,hanya sedikit PTT-nya. Jadi kesadafrgnnya pun lebih rendah daripada airsumur dalam. Keasaman aimya (pn rendah) membuatnya korosif. I(an-dungan oqganiknya cukup besar, warnanya kekuningan. Bahan organikcenderung aktif permukaan, maka berbuih. Kotoran organik itu 6er-macarn-macrm jenisnya, dari yang berukuran molekul kecil sampai yangkoloid. Juga banyak asam humat dan fulvatnya.
Air Moor tak harus di pegunungan. Yang penting bahran dibawahnya (lapisan tanah hanya tipis) bersifat kedap air, bukan-lgrpur.
$ir pegunungary dari mata air, dari resapan ke batuan berkapurbiasanya jernih, kebiruan oleh partikel terlarut di dalamngr. Alcibatbilasan saat perembesan, air pegunungan amat tinggi alkalinitas dankesadahannya. Terkadang kandungan organiknya juga tinggi. Airpegunungaf,j"su berkandungan partikel batuan halus, berkad# silikatinggi, dapat difilter.
Air permukaan lain lagi. Ini misalnya air sungai, danau, kanal,bahkan teluk yang jauh sekali meniorok ke daratan. Air demikian
Mutu Air di Alam Digarap
biasanya arirat keruh, PTT-nya besar. Seringkali sudah tercemar olehkotoran lain seperti limbah industri, koii dan rumahtangga, sabun dandeterjen, fosfat, residu pupuk dan pestisida, logam berat, amonia, nitrit,fenol bahkan bakteri berbahaya.
Bilasan dari daerah pe6wahan mengandung residu nihag fosfat,pupuk dan sebagainya, sehingga menurut standar WHO (PBB) tak layakdiminum. Kandungan sulfat dan kalsiumnya juga tinggi, maka sebagaiair industri tak memenuhi syarat pula. Air permukaan juga banyak me.ngandung organik dari limbah manusia, peternakan, pabrik pengolahmakanan dan lainlain. Dari perkotaan juga masuk deterjen, limbahlim-bah lain, sehingga kadar oksigen merosot sementara kadar amonianyanaik. Nilai kalium permanganat dan BOD-nya meningkat drastis.
Air permukaan juga terkontaminasi kotoran-kotoran lain yangsukar dibersihkan dengan pengendapan saja. Deterjen mengganggu kerjaresin penukar ion, juga'asam humatnya. Mutu bakteriologisnya jugamenguatirkan, perlu selalu disterilisasi. Limbah rumahtangga yang kayagaram serta fosfat memacu pertumbuhan ganggang dan sebagainya. Dimasyarakat yang makin maju, limbah industri beracun berbahayamerupakan ancaman gawat bagi air permukaan. Peraturan dan pelak-sanaan pelestarian lingkungan hidup harus semakin diperketat bagi in-dustri.
Air daerah kering biasanya berkandungan bahan anoqganik (A)besar tetapi kandungan organiknya (O) kecil. Uji permanganat memangdapat memberikan hasil tinggi, tetapi bukan karena oqganiknyi,melainkan karena adanya banyak reduktor anoqganik. Air daerah keringdapat jernih, dapat pula keruh.
Air sumur daerah kering sering banyak mengandung HzS.Terkadang air itu hangat, bahkan panas. PTT-nya berlain-lainan. pTTdapat meningkat apabila terjadi intrusi air laut, walau gejala tersebut takhanya berlaku untuk daerah kering. Di beberapa negara Afrika, misalnyaI,ibya, intrusi air laut dapat sampai berpuluh kilometer menjorok kedaratan akibat penyedotan sumurbor. Kota seperti Jakarta pun terancamintrusi demiKan.
PIT juga dapat mengakibatkan pembilasan mineral. Kadar kalsium(misalnya sebagai sulfat, di Iran) dapat sampai beribu-ribu ppm (bagianper juta).
-
10 Teknologi Membran Pemurnian Air
Kandungan oksigen kecil sering menyebabkan larutnya besi (Fe)dan mangan (Mn) pada sumur dalam. Di daerah kering tertentu, misal-nya di Arab Saudi, didapati pula belerang dan HzS tings pada air sumurdalamnya. Airnya dapat panas, sampai 50oC. Begitu pula PTT akibatsilika/pasir, apalagi di daerah kering padang pasir yang sering tertimpabadai pasir. Di Iran, sungai-sungainya yang bersumber di gurun, jugabembah-ubah mutunya.
Afu di daerah tropik basah, yang banyak turun hujan, misalnya diAfrika Barat dan Indonesia/Asia Tenggara, PTT-nya jarang amat tinggi.Akan tetapi air tanah atau air sumur dalamnya tidak terlalu terpengaruholeh curah hujan.
Air permukaan tropik basah biasanya mengandung sangat banyakbahan-bahan erosi, PTT dapat tinggr, kandungan organiknya juga tinggi.Di daerah persawahan, atau bekas sawah yang dijadikan permukiman,kandungan organik-anorganiknya sangat besar, bahkan terkadang ber-bau dan keruh. Pada awal musim hujan, PTT meningkat drastis, dapatsampai berpuluh ribu ppm. Tak pelak pula, kandungan mikroba danbibit penyakit iuga besar. Di kota-kota besar seperti Medan, Palembang,Jakarta, Semarang, Surabaya, Ujungpandang dan sebagainya, kandunganzat berbahaya akibat limbah industri harus juga dicurigai. Pengaturan in-dustri dan limbahnya harus terus diperketat, pelaksanaannya harusterkontrol dan terbuka bagi masyarakat.
Di daerah tertentu di daerah bopik, misalnya di Sumatera danKalimantan yang banyak tanah gambutrrya, keasaman air bersifat eks-trim. Hanya tanaman tertentu dapat tumbuh. Penjernihan sering meng-hasilkan kerak keras yang amat banyak. Di daerah Nusa Tenggara Timur,juga di bagian Jawa tertentu, kandungan PTT kapurnya amat tinggi pula.
Pada dasarnya air di daerah tropik (basah) sangat berwariasimutunya. Itulah sebabnya macrm lakuan atas airnya juga berbeda-beda,khas masing-masing. Penentunya selain faktor alam (enis tanah, sumberair, curah hujan, dan lainJain), juga faktor manusia (sawah, kota, ih-
'dustri). Yang pasti kontaminan oqganisme dan bakterinya tinggi.Air payau di daerah pantai. Kota-kota padat penduduk di pesisir,
dengan dinamika indushinya, semakin menuntut tersedianya fasilitas airbersih (selain listrik, telepon/komunikasi dan transportasi). Bila sumberair tawar tak memadai maka harus diupayakan dari sumber air payau.Hal ini terutama merupakan tanggung jawab pemerintah bagi warganya
Mutu Air di Alam Digarap
yang telah membayar pqiak, tanpa menutup kesempatan partisipasipihak swasta apabila kemampuan pemerintah terbatas padahal kebututr-an rakyat tak mungkin ditunda-tunda. PTT air Payau sangat ti.ggsehingga diperlukan lakuan yang mernadai agar dapat diperoleh air yangbermutu.
PILIHAN LAKUAN AIRUntuk menghasilkan air bersih (bahkan murni) dari sumber air
alam, terdapat berbagai pilihan teknik lakuan. Masing-masing memilikiciri khas, keunggulan dan keterbatasan sehingga terkadang perludigabung. Metode lakuan itu ialah filbasi, distilasi, penukaran ion,elektrodialisis, osmosisbalik dan ultrafiltrasi, disinfeksi/sterilisasi.
Filtrasi atau penyaringan merupakan cara klasik untuk meng-hilangkan kotoran yang tidak larut. Filhasi dapat digunakan sebagai carapokok pembersihan air, disertai pralakuan semisal pengendapan dansebagainya. Dapat pula filtrasi dijadikan kelengkapan tambahan carapembersihan lain, misalnya sebelum atau sesudahnya. Cara pembersihanlain itu dilakukan untuk menghilangk an zat-?at terlarutrya.
Distilasi juga merupakan cara lama untuk memurnikan air. Dis-tilasi dapat untuk menawarkan (desalinasi) air Payau dan air laut,asalkan cukup tersedia eneqgi murah untuk itu, karena untuk perubahanfasa (distilasi) diperlukan kalor tak sedikit. Untuk kaitan farmasi/medik,misalnya injeksi dan obat, diperlukan air a-pirogen (bebas mikroba ber-bahaya) yang dapat dipenuhi dengan distilasi. Akan tetapi perkembang-an iptek mutakhir memungkinkan teknik lain yang lebih. murah, yaknidengan membran osmosis balik dan sebagainya. Cara distilasi diper-gunakan bila kondisinya memadai, karena biayanya relatif mahal.
Penukaran ion merupakan cara ideal asalkan PPT tak terlalu besar,tak lebih dari 700 ppm. Sistem resin dan modul serta regeneran (penyegarresin) semua harus tepat. Kotoran oqganik dapat juga dihilangkan. Airterhasil dapat amat mumi, bebas ion.
Elektrodialisis dapat dipergunakan bagi air payau sampai belasanribu ppm dan produknya adalah air minum dengan PPT sekitar20O ppm.Elektrodialisis dapat digunakan selaku pralakuan bagi teknik penukaranion.
11
-
Osmosis balik (RO) baik untuk lakuan air baku PpT 700 ppm keatas, mislnya air payau sampai air laut. Ro juga baik untuk ppr rendah,namun berkotoran organik banyak. PPT dapat dihilangkan sampaiggqlbeberapa persen saja dan zat organiknya dihitangkin. uttrafiliasi(UF) dipakai sebagai poles akhir agar terhasil air murni. -
Disinfeksi (sterilisasi) berperan untuk menghancurkan (mem-bunuh) mikroba dan bibit penyakit dalam air. proses membran tidakmembunuh organisme atau gulma air lainnya.
Pemurnian (penjernihan) air lazim dilakukan tidak hanya dengansatu teknik saja, melainkan menggunakan cara gabungan. Lakuan terten-tu.harus-didahului pralakuan memadai tertentu. Apirag untuk terapan|1itis, mi_salnya untuk air yang diproses elekronis dan farmasi sampaibioteknologis yang airnya harus betul-betul murni, menuntut sederelanmetode permurnian. walaupun kotorarurya sedikit, air ruahnya banyak,agar produknya bermutu maka metode dan teknologinya harus benar-benar efektif dan efisien.
Biaya pemumian air tergantung atas berbagai faktor. pertama,biaya pengaliran melintasi segenap sistem dan komponennya. Kedua,biaya pemurniannya sendiri, yang ditentukan oleh bahan baku dan mutuprodyk yang dituiu. Biaya bahan kimia dan energi perlu diperhirungkan.Demikian pula biaya bagi limbahnya.
Bila maksud utama pemurnian ialah penghilangan pTT (padatanTotal rerlarut), biayanya terutama pada proses pemurniannya sendiri. Inimisalnya termasuk untuk deionisasi, desalinisasi air laut dan semacam-nya. Bila produknya lebih murni, biayanya membesar. Dari 200 ppm ke 1ppm dapat setara biaya dari 1 ppm ke 0,1 ppm. (Ultramurni). Mlkin mu-tlak kemurnian produk harus dicapai, biayanya pun makin meningkat.Setiap jenis air mempunyai biaya khas masing-maiing.
BERBAGAI TARAF MUTUUntuk menggarap air alam, meningkatkan mutunya sesuai tujuary
pertama-tama harus diketahui dulu kotoran dan kontaminan di dalam-nya. Berbagai parameter mutu harus disimak dan dipantau. parameter-parameter tersebut menentukan/mempengaruhi pemilihan pncseslakuary operasi dan biayanya. Parameter air yang penting ialahparameter fisik, kimia, biologis dan radiologis.
/Mutu Air di Alam Digarap
Pertama kita tinjau parameter fisik air fiabel 1-2)
Parameter Sifat dan pengaruh keterangan
l. Bau&rasa
2. Warna
3. Kekeruhan
4. Koloid
Menandakan teriadinya perubah-an tertentu dalam air, tetapi tidakada satuan pengukurnyaMempengaruhi sikap orang yangmeminumnya (estetik takmenarik).Bahan tersuspensi tak larut padaairpermukaan.Bahan tersuspensi, mirip larutanseiati karena dapat melintasikertas saring.
Simakan secara inderawi pembaudan pencecap saja.
Diuii dengan larulan bakutertentu di lab, misalnya Nessler.
Diukur on-Iina, aneka teknik
Partikel berukuran 0, I mikronsampai seperseiu ta milimeter,memperlihatkan geiala Tynda ll,luas permukaan amat besar,bergerak bila diberi ieniangpotensial listrik
Parameter kimia merupakan kelornpok parameter yang pentinguntuk memerikan mutu air. Dikenal ada parametu nonspuifik danparameter spaifik. Parameter nonspesifik dalam praktek layak dan cukupmemadai disimak secrra online pada alat/modul pembersih air, agarotomatis selalu dapat dilihat dan diikuti dengan mudah. Sekaitanparameter spesifik sekarang sudah ada be$agai piranti dan zat kimiapenguji cepat dan praktis. Operator pembersih/pemumi air harus dilatihsebaik-baiknya sehubungan praktek kimia praktis di dalam memantaumutu air Gabel 1-3)
Parameter(non-sneifikl
Sifat dan pengaruh Keterangan
l. Daya hantarelektrclitefD
Konsentrasi ionhidrrrgen (fl{)
Ukuran zat terionisasi totaldalam air, merupakan carapemantauan dan pengendalianmutu. Mempengaruhi berbagailakuan airdan mutu bagi anekapenggunaan airnya.Ukuran sifat asam /basa laru t-an, mempengaruhi pnrses danpensgunaan produk
Diukur (onJine) secarakonduktivitas.
MonitorpH selalu ada padapemumi airyangbaik
13
-
l4 Teknologi Membran Pemu rnian Air
3. Kesadahan
Alkalinitas
Keasaman mineral
Besi (Fc)
t adanya garam larutm dan magnesium
pemanfaatan dilingkungan industri maupunrumahtangga. Menyebabkan
serta keralcUkuran banyaknya pengaruhion atasmutu air, tidakpeduli
is ion alkalinyaKontaminasi air permukaanakibat limbah industri ataupertambangan. Mempengaruhipipa, boiler dan lainJain,menimbulkan korosi.
Mempengaruhi rasa air danmembentuk kerak Biasanyaberbentuk besi karbonat. Air
jernih tetapi lamaJamakarena terkena udara kemudianmuncul partikel merah
akibat terjadinyaferri oksida / hidroksida. Bilaada zat organik dalam air, dapattetap melayangJayang takmengendap, beberapa di
ranya merupakan suspensikoloid.Seperti besi
lkan rasa, ganaspipa logam.
Mirip tembaga.kesadahan air,
membentuk keralc Harusdihilangkan dari air yang
ng diprdses, dapatilakukan dengan cara
penukaran ion.Seperti kalsium, tetapi lebihmengubah rasa air.Dapat amat korosif bagi turbin.Mudah Iolos dari penukar ion.
ukur di lab. dan onJine.
Dapatdipantau onJine.
pH meter sebagai ind ikator dankonhol.
langkan dengan koagulasifiltrasi, dapat dengan
asi bila ada bersamakarbon dioksida dalam
. Dapat dikontrol denganion pula.
t dijaga tetap dalam la-tan dengan pengkompleksan,
kai EDTA atau NTAiknya dikurangi bila untuk
Mangan (M")Tembaga (C.)
*:qGLKalsium (G)
Magnesium (Mu)
Natrium (Na)
r rumahtangga,
Mutu Air di Alam Digarap 15
t3. Silika
14. Logamberacun
t5. Khlorida (Cl)
16. Fluorida (F)
17. Nitrat
18. Amonia (danaminaatsir)
19. Fosfat
Membentuk kerak pada turbindan mesin.
Arsen, kad mium, timbel,khrom, barium, selenium seringterdapati. Kontrol pada sumberPencemarharus ketat(limbah / lingkungan hidup).Mempengaruhi rasa air. Amatkorosif, dapat menembuslapisan pelindung konstruksibesi baja.
Untuk air minum, dikontrolagarsekitar I ppm saia. Bila le-bih besar maka akan amat ko-rosif, menimbulkan sakit gigicades atau gi8is.
Berbahaya bagi kesehatan, apa-lagi bayi (bayi biru). StandarWHO menetapkan maksimurr50 ppm. Penyebabnya adalahadanya nitrat dari residu pupuLIni merupakan pertanda khasberlangsu ngnya pencemarian.Ada dua \entuk ioniksebagaiamonium (pn di bawal7,2)atau tak- ionik/NHe (pldi atasl0J). Di antara kedua pH ituada dalam dua bentuk Bentuktak-ionik membunuh ikan. Bilaair mengandunS amonia, ia-nSan dikhlorinasi, sebab dapatterbentuk khloramin yang.matberacun. Amonia bersifatkorosif serta memacupertumbuhanbakteri.Dalam iumlah sedikit memangmenopang k hidupan.Tetapibila terlalu banyak akanmenyebabkan pertu mbuhanSan8ganS meniadi liar danteriadilah eutrofikasi. Fosfat adadalam berbagai bentulq yaituorthofosfa t, fosfat kondensasi,fcfatorganik
Dimonitor on-line, Iayakdihilangkan dari air yangsedangdiproses.Bila perlu dianalisis lab.
Penukar ion efisien lebihbefingsi atas ion trervalensibanyak daripada atas ionvalensi tunggal seperli khlorida.Ini lazim disebul gelincir resin.
Secara terbatas dapat diatasidengan penukar ion.
Amonia terdapat pada airtempat terjad inya penguraianbiologis zat organik bernitrogeryterutama dari sumber limbahrumahtangga dan pertanian.Amina atsir, misalnya hidrazin,sengaia dimasukkan ke airberoksigen agar koncai turbinmesin pabrik tercegah darikomsi.
Residu pupukdapatmencemari air Permukaan.
-
Senyawaan fenolik
Deterjen(Surfaktananionik)
Asam humat(humus)
Mempengaruhi air minum. Baudan rasanya santat mengtant-gu. Standarair minum WHO
Uji laboratorium.
maksimumnya Q001 mgllPpm).
terlalu beracun tetapi Contohnya ABS. Dapat disimakih /busanya menttanggu. i lab. Deterjen anionik
Mengganggu flokulasi olehkoagu lan. Mengganggu bahkan
kerja resin
ieen dari air.Jenis dan BM-nya beragam.Mempengaruhi pipa Jiuran air.Mempengaruhi teknologipenukaran ion dan pralakuan.Sulit diatasi dengan penukar ion.
Pengukuran dengan serapanatau ditrasi dengan
lium permanganat. Dapal
ton.
pula dengan spektrofometri UV.Penentua n spektrofotometri.23. Asam
ligninsulfonat
Gas terlarut. Air di alam mengandung sejumlah tertentu gas-gasyang terdapat di atmosfer. Terkadang dijumpai juga amonia bebas,hidrogen sulfida atau metana, terutama bila keidaannya anaerobik danu$.jeri telah_bekerja. Biasanya perlu dilakukan oksigenisasi. Adanya gasoksigen dan karbon dioksidalah yang paling diperhatikan (tabel r
-
Informasi perihal mutu air dinyatakan dalam satuan besaran ter-tenhr.
Konduktivitas atau dayahantar merupakan ukuran kemampuanmengalirkan arus listrik, menandakan banyaknya ion. Ia dapat dijadikanukuran padatan total terlarut (PTT), menyatakan jumlah garam di dalam-nya. Tentu saja pencemar organik yang relatif kurang mengion, tak dapatdipantau dengan baik. Senyawa anorganik pun berlainan sumbangannyapada dayahantar, tergantung faktor derajat ionisasi, muatan lisbik ion-nya, serta mobili-tasnya. Dayahantar juga bersesuaian dengan suhu,biasanya untuk 25oC.
Resistivitas atau tahanan jeniq dinyatakan dalam satuan Ohmdikalikan satuan panjang. Dalam hal air, makin murni air ihr, makin besartahanannya
Resistivitas ialah kebalikan konduktivitas. Satuan resistivitasumumnya mega ohm
-
20 Teknologi Membran pemurnian Air
Warna -
skala HazenKekeruhan skala NTUD-ayahantar
__ ps/cm(pada25oC)PH
PPT-
-
ppm(pada 18"C)Kesadahan totalKalsiumMagnesiumNatriumKalium
Keasaman mineral ekivalenAlkalinitas total
Alkalinitas PP
BikartonatKarbonatHidroksidaSulfatKhlorida
ppm (bagiantiap juta)
Nitrat
Karbon dioksida bebasSilikaBesi totalBesi larutanTembagaAluminiumKhlorbebasOksigen terserap g iam 2f C)
Si OzF"FE
C,AIClzOz
Mutu Air di Alam Digarap
Bermacam-m;icam dan tidak boleh diambil-alih begitu saja tanpamenyimak penggunaan khasnya. Profesional di Indonesia harus ieli dankonsisten, sekaligus sadar bahwa masih banyak peraturan di negara kitayang sudah usang ditinjau dari segi perkembangan iptek mutakhir"Adalah juga tanggung iawab Menristek, dan lain-lain untuk turut serLamenanganinya dengan serius dan piawai. Standar antarinstansi perlu di-serasikan satu sama lain. Aneka statuta, Petuniuk, sPcsifikasi, peraturan,niscaya makin kongruen serta menzaman.
Seberapa iauh air dimurnikan? Sesuai" _bahan baku, pcnggunaanproduk serta sistem yang dipakai, berbagai parameter air harusdirekayasa. Prosesnya acapkali merupakan kombinasi. Sistem pcmurnianyang memadai dapat mencapai produk mendekati HzO teoritis. ]adi,pemurnian air itu seperti "pengilangan". Makin mumi, makin mahalpemilihan proses untuk maksud tertentu perlu mempertimbangkan segiteknis dan ekonomisnya. Air minum misalnya, tak perlu air mumi.
Kohlrausch (1894) telah membuat air murni/ dengan 25 kali dis-tilasi berurut dalam bejana kuarsa. Jasa karya klasik Kohlrausch tersebutialah:
1. Pengukuran hantaran listrik diterima sebagai sarana uji mutu air.2. Mutu air mutlak mumi disebut air konduktivitas.3. Tersingkapnya kekeliruan kesimpulan banyak pakar bahwa dayahan-
tar merupakan petunjuk tak ada segenap kotoran tersuspensi dan ter-larut.
Pengukuran dayahantar hanya menunjukkan ada tidaknya terlarutionik, bukan kotoran organik atau biologis. Itulah sebabnya kini makindianut empat spesifikasi prasyarat air murni berikuL Sistem Lorch.Dikenal iuga ada sistem-sistem lain, tetapi sistem ini yang jelas terkuan-tifikasi, tidak berbasis manasuka, serta dihasilkan dari air (bermutu)minum. Cirinya: (1) Dibuat dengan sistem pemurnian yang beredar luas,(2) Sesuai untuk aneka terapan khas ilmiah, kedokteran dan industri, (3)Satuannya internasional/Sl, (4) Dapat diukur dengan piranti danpraktekanalisis lazimnya.
27
-
n ' Teknologi Membran Pemurnian Air
Tabel 1-6: Gradelfaraf Kemurnian Air Iorch).
Untuk mencapai taraf air murni mutlah berbagai karya bersarnaantara ahli kirnia, ahli fisika dan insinyur/teknisi telah berbuatr, penger-jaan dapat cepat, efisiery aman dan ekonomis. Sekaitan dengan hal ituperanan iptek membran paling rnutlak. Selain berpuluh bidang lain yangmemetik manfaat, bidang pemurnian dan pembersihan air berkembanglantaran majunya ilmu dan teknologi membran, yang menderu dalambeberapa dasawarsa terakhir ini (prestasi generasi muda "babyboom').
Grade I Grade 2 Crade 3 Grade 4Satuan Air murni
kimia/biologisAir murnikimia, adasedikit organik
Air murni de-ngan sedikitpadatan dangas terlarut
Air murni de-ngan sedikitpadatanterlarut $, danCOz dalamumpan
Dayahantar ( pS/cm)Resistivitas 25oC(MO/cm)Organik terlarut,oksigen terserap(pp-)Padatan suspensi(ppm)Julat pHCacah bakteri (kolonitiap 100 ml)Silika $02 (ppm)
Logam reriik terlarut(ppm)Koloid
CQ (ppm)
Kaiian mutu
0,055
18
limit deteksi
limit deteksi
7nol
< 0,002
< 0,003
linrit deteksi
linrit deteksi
dayahantar,pH,'s. & ToD
0,055
l8
< 0,1
limit deteksi
6,5 -7
-
Membran Pemurnian Air
I}DEIOMSASI
t-xl t'lr8r
15}v7\osMosrsBALIK ULTRAFILTRASI
Gambar-2: Perbandingarl aneka teknorogi pemurnian air sekaitan ciri pmg-hilangan kotoran fkontaminaT liasanya perru penggabungan agar 4etctis din
ekonomis. (T eknologi membran mu t akhir)
MIKROFILTRASI
Bab IIAIRBERSIHMURNICARATRADISIONAL
Apa itu air bersih/mumi? Seberapa bersihlmurni? Tentu saja hal ini ber-wajah rangkap:a). Perihal mutu aimya per se,b). Menunjuk pada cara/teknik pemurniannya.
Pada bab terdahulu telah dipaparkan garis besar masalah mutu airperse. Perihal teknik pemurnian air antara lain terurai dalam buku Anuntuk lndustri Pangan (F.G. Winarno, Gramedia,1986). C-ara-cara pember-sihan/pemurnian serta analisis mutu air yang termuat dalam buku itulahyang dimaksudkan konvensional-tradisional. Jadi yang dimaksudkantradisional bukan harus apa yang dilakukan di desa terpencil belaka.
PELUNAKANAIR SADAHKesadahan air disebabkan oleh garam-garam kalsium dan atau
magnesium, bikarbonat, sulfat, khlorida. Penghilangan kesadahan secaratradisional dilakukan dengan proses kapur/soda abu, proses zeolit,proses resim organik/polimer. Semua ini proses kimia penukaran ion.Pada proses soda abu, garam dijadikan benhrk yang mengendap. Padaproses zeolit, ion kalsium/magnesium diganti dengan nahium dari zeolitNa-nya. Dengan resin, ion-ion garam juga ditukar.
-
26 Teknologi Membran Pemurnian Air
Pada proses soda abu terkadang ditambahkan CO2 (dapat juga dariatmosfcr). Rcaksinya:
Ca(OH)z + Mg/C-a (HCOe)z ->
CaCQ + Mg (OH)z + HzOMg/Ca(SOa)
->Mg(OH)z
+ CaCe + NazSOacoz + ca (oH)z
->
caCQ + Hzo
Terkadang ditambah pula zat penggumpal (koagulan) seperti tawas/fil-ter alum, ferrosulfat, nakium aluminat dan sebagainya. Proses demikiantidak boleh digabungkan sembarangan dengan proses teknologi mem-bran mutakhir, sebab dapat merusak modul permeator/membrannya.
Prcses penukaran ion dapat dengan zeolit-Na (produknya lalumengandung natrium), atau resin penukar ion (kation/anion). Prtrses-proses hadisional b"gr"i hanya baik untuk keperluan kecil-kecilan. Untukindustri, pelunakan air sadah dengan cara tradisional seperti itu tidakdapat diterima lagi, apalagi untuk industri kimia, pangart obat danelektronika. Cara tradisional tidak dapat menghilangkan kontaminansecara semPurrE.
Teknik resin memang terus dikembangkan dan disempurnakarld ijadikan kontinyu, otomatis, ditopang kontrol berkom puter.PENJERNITIANAIR U/
Di dasawarsa 1950-1960-an dulu, menjernihkan air sumur misal-nya, ditempuh dengan cara sederhana, yakni melewatkan air ke beberapabak. Bak pertama, penambaha_n tawas/aluminium sulfat. Pada air sadahberkapur, p.osesr,ya efektif (pH tinggil. Pertama, pada kesadahan terjadireaksi:
Alz (SOr): + Ca(HCOa)z --, Al(OFI)s + CaSOr + COz
Dengan cara itu maka kandungan besi akan berubah' menjadi ferro(valensi 2) yang.bersifat koloid, yang kemudian mengendap berwarnakuning-coklat. Kbloid lain pun turut menggumpal dan mengendap.
Air kemudian dialirkan ke bak kedua. Bak ini berisi baftr, kerikil,ijul pasir. Penyaring pasir itu disusun baik, sehingga produknyasungguh jernih, bersih, dan tak menimbulkan kerak pada alat dapur dansebagainya.Itulah inovasi ala dulu.
i
27Air Bersih-Murni Cara Tradisional
Perbaikan teknis Penyaringan pasir ialah dalam ruPa Penyaringpasir cepat, dengan tekanan. mtei Ueitetanan itu dipakai pada industri-inausfi konveisional. Bentuk bejana penyaringnya (tahan tekanantinggi) dapat berupa tanki tegak, ta-nki. terguting, penyaring achrane dansebagainya, dengan berbagai modifi kasinya'
produk
Gambar 3z Penyaring cepat tipe tanki tetguling dan cochrane'konueasianal-tradisional.
Padadasamya,PDAM(PerusahaanDaerahAirMinum)diIn-donesia, yang biasanya berbahan baku air sungai (permukaan)' prosesnyajuga fadisio"nal demikian. Teknologi lama dan terlalu repot mengurus'pe"nambaha n zat-zatkimia penuniaignya. Karena iaringan distribusinya
iula s.raan banyak yang tua Oerdisawarsa), maka agar tidak terlalu'p"I*n akibat tor,tui.ir,itinya
.di !!4alanan, kerapkali penambahanlakuan khlorinasi (sucihamanya) tertlu diperbesar sehingga ketika sam-p"i ai rumahtangga konsumenbaunya rnuiitt menyengat' Mutu kekeruh-an, kandungar, H*a/biologisnya, iuga acapkali sangat parah' Sama
ffiW
-
28
sekali tidak boleh diminum langsung.(Bandingkan hal ini dengan air dinegara lainnya, air ledeng yang ada di jalan dan taman boleh diminumlangsung karena sehat). Di Indonesia, hal demikian, kurang jelas me-ngapa dan sampai kapan disempurnakan/diperbaiki. Memelihara in-stalasi yang ada pun kita masih terengah-engah. Soal kuantitas dankualitas air bersih bagi warga negara Republik Indonesia sampai detik inimasih kurang bila dibandingkan dengan rekan-rekan dan tetangga lain.
Pengolahan air minum di Indonesia yang mestinya tersedia baik(kualitas/kuantitas) bagi hampir 200 juta warga negara dan bangsa In-donesia, dewasa ini masih sangat tradisional. Sementara iptek sudah sam-pai taraf PDAM ozon dan membran dan setarafnya, di Indonesia masihdengan dasar pengendapan, ditambah sedikit sentuhan kimia belaka.Kaum muda Iayak prihatin, sebab di negara tropik basah yang sebagianbesar wilayahnya adalah air tetapi fasilitas air bersihnya masih terbatas;air botolan dijual lebih mahal daripada BBM dan itu pun tidak selalu ter-jamin mutunya. Catatan: Tentu saja tantangan pertama ditujukan kepadapara aNi/insinyur teknik lingkungan (penyehatan) serta ahli/dokterkesehatan masyarakat.Karya nyata diminta oleh bangsa yang telah men-didikmereka.
E@[ il#[-l---'{--,u.^Gambar 4z Bogan sederhana prosa tratlisionol pmjernihan oir @DAM).
KHLORINASILagi-lagi secara tradisional, air jernih dan bersih tersebut masih
harus disucihamakary di Indonesia lazimnya dengan khlorinasi. Mes.kipun memakai unit proses mahal atau murah manual atau elektronihtetap saja metode khlorinasi adalah metode tua, tradisional. Cara pe-nyulihamaun (sterilisasi) iengan kilorinasi sering tidak dapat d"i-gabungkan (tidak cocok lagi) dengan iptek membran mutakhir yangsemakin populer. Hati-hati, jangan langsung menggunakan air PDAM(edeng) sebagai umpan masuk ke piranti/sistem membran. Membrannyabisa rusak! Catatan: Menjelang Abad 21, era iptek, makin mendesakuntuk berpikir ulang perihal sistem penyediaan air bersih/air minum di
29Teknolosi Membran Pemurnian Air Air Bersih'Murni Cara Ttadisional
Khlorina si ai r m in um,/ bersih !9{ uf yan .':o!1*.11 3 :it 1t::":i, :"";0""' f#ff;il'oiii ;::*#;;; i i:f,"1i.'**;j
"],1*, [:"#ilfiil ;H:il;;;r*'u*p i "g' Tfr3 *' u""-foigl] Y:; l.i::"I;]:ff ffi T#,ilid;:"aql;i;ii,,pt-'-;::r::f":?;5liilli'3:';l*";i:lHff lgXil?H#,'Gi3il-n'o.*'."'io';"i'111'.1"1i*nio"'#t:*bentuK DuDuKr -,,=._X'il;;
,'r* air bereaksi dengan khloc baruatau gas (khlor)' Zat r -- ^--L^-Lor r.rmhrrh mikroba.
:::: r:il H fi il; ;;"" "ir ,n "" gt'a mbat tu mbuh m ikroba'
tresidukhlor
,--c-----
penambahankhlor 4
Gambar * Ciri kebutuhan lhlor air'
ru kemudian
lndonesia seclra menyeluruh' Komplikasi akibat tidak memadainya
mutu (dan iumlah) "#il"*in'
*tu'lt!""tt'uung memberi biaya tambah-an teramat besac rct;;; b;gi industri' **uh sekit' dan lain-lain
yang
modern (silakan kaii)'
':*l"ml;T:1'fflJiH'Ti;:li:r:I:H;;; il"*t iri"*urkan surrida dan mik-roba Pun hilang'
-
kNorsisa O5
(ppm)0A
0,3
02
O1
Gambar 6z Khor Raidu dan l*lorinasi brenkpoint
30 Teknologi Membran Pemurnian Air
Bila memakai gas khlor (Clz):
Clz+HzO:HOCI+H+ +Cl-FIOCI itulah bentuk aktif sucihamanya, maka pH diatur. HOCI dalam airmengurai:
HOCI=H++OCl-Disosiasi sukar terjadi bila pH s 6.
Khlor dengan amonia bereaksi membentuk khloramina(mono/diltri):
HOCI HOCI HOCINFIg ---+ NHzCI NHCIz
--+NClsKhlor (hipokhlorit) juga bereaksi dengan zat organik, protein dansebagainya. Khlor dalam air yang tergabung dengan senyawaan nitrogendi sebu t khlor-terika t (combined).
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9khlor yang ditambahkan (ppm)
Air Bersih-Murni Cara lYadisional
Pada khlorina.si, te4adi urutan tahapan reaksi:
(1). Penguraian khlor oleh reduktor, belum nampak ada residu khlor,
31
(2).(3).
(4).(s).
tiada daya sucihamanYa.Terbentuk kompleks organik, daya sucihama kecil'Terjadi reaksi d"ngup imonia /senyawaan bernitrogen, membentukkhloroamina.Penguraian khloroamina /khloroorganik.Terietuk khlor bebas dan komples khloroorganik scsudah break-point (titik terendah Penurunan residu karena reaksi tahap 4)'
Berbagai alat khlorinator dapat dibuat unhrk meneteskan/me-ngalirkan kfrlor ke dalam air, katakan sejumlah ppm (bagian tiap iuta)sia.
Asal dicamkan: untuk umPan sistem membran, air yang dikhlo-rinasi dapat merusak, maka perlu dihilangkan Bq:i- khlomya' Perluada modifikasi bila teknik tradisional hendak diiodohkan dengan caraiptekmutakhir.
Modifikasi desinfeksi non-khlor iuga dapat dilakukan, tetapitetap harus cermat simakan dan analisis paramaternya'
i.rga
Hal-ha] rinci perihal lakuan tmdisional teknologi peniemihan/pembensihan (bukan pemurnian) air dapat ditanyakan ke PDAM setem-pat. Bab-bab'berikui ini menyaiikan uraian sekaitan membran saia"Teknik baru lain, namun bukan-membr:an, misalnya oksidasi, ultraviolet,ozonisasi, dan lain-lain, tidak terlalu penting dan penad disinggung padabuku ini.
i,o
Residu Gabungan
-
Ab III,'MTSTERI''PROSESMEMBRAN
Manusia berilmu karena meniru alam. Juga dalam hal membran.Membran alamiah di tubuh kita saja banyak dan vital, seperti membransekeliling inti sel, organel dalam sel, iuga syaraf, dan lain-lain. Yangpaling jelas ialah kulit yang sedemikian luas itu. Kulit manusia sekitar 2meter persegi, beratnya 2 kilogram. Fungsinya mengatur suhu badiirdengan pendinginan penguapan, tempat sintesis katalitik vitamin D,pelindung terhadap infeksi, dan lain{ain. sifat permeabilitas kulit jugaamat piawai. Kulit berstruktur kompleks; ada kelenjar peluh, folikel ram-but, saluran lemak, dan lain-lain; berlapis-lapis lokanya.
Kulit mudah terkena gangguan dari luar. Kecelakaary terbakarbukanlah hal yang mustahil. Dapatkah manusia membuat gantinya?Upaya membuat selimut pelindung yang biokompatibel dan bersifatserupa sudah lama digencarkan. Ada yang memprosesnya dari kolagen,di antaranya disusun ulang Prof. Terumo (epang). Iuga grupMasschusetts (kolagen/turunan kondroitin), Dow Corning (poliglikolat)Uniaka (epang/khitin) dan lain-lain. Belum satu pun yang sungguhmemuaskan. Itulah kulit yang hebat, membran asli alam kita. Belum lagimembran di usug ginjal, paru-paru, mata dan sebagainya. Memb,riinsungguh merupakan misteri yang menantang!
-
v Teknologi Membratr Pemurnian Air
--
st'r.ua b.lngsa^terpi]rat iptek rnembran sintetis, yang dimurai ditirrp., 1tn11 scjak 1950-an dijayakan lagi di Amerika. neL#ekan pakarAustralia juga gencar menghidupt
-
Teknolo gi Membraq Pernelsias4ll
arus searah (DC). Aliran air menyusuri membran (tangensial) sedangkanaliran ionnya tegaklurus membran (menembus). Elektoaialisis b alikan(EDR/reversal) ialah ED dengan kutub-kutub elektrodanya dibalik secaramendaur, berulang dalam )angka waktu tertentu, sehingga membalikkanarah gerak ionnya pada stack membran.
tlltrafiltrasi (UF) iuga merupakan proses bertekanan untukmemisahkan (atau memekatkan) Iarutan yang mengandung koloid danbahan berberat molekul tingg.UF menahan zat tak-ionik tetapi melolos-kan zat ionik tergantung BM batas (cut ot'fl membrannya. Cut offmembran ftu spesifik membran yang menggambarkan rejeksi terlarut ter-tentu atau menentukan spesi yang tertahan bila BM-nya lebih besardaripadanya. Batas BM itu tidak tajam sekali tetapi tergantung pula padaukuran, benruk dan muatan parti\el. Penyaring (siarc) molekul. terlarutdemikian sanggup menghilangkan zat 10 sampaiJQ00.Fali lebih kecildaripada filter membran mikropori biasa.
Ultrafilter merupakan membran permeabel liat, tipis, selektif.Koloid, mikroba dan pirogen terutama dihilangkan, sedangkan kon-t11g;tan-tqnJglgs. Berbagai jenis batas eksklusi (tolakan) ukuran dapatdiperoleh. Uf acapkali dipakai sebagai bagian sistem air terpusat danpemolesan akhir setempat. UF meningkatkan kinerja sistem RO dan bedresim DI (Deionisasi, lihat Bab 7) dengan drastis mengurangi zatpenyebab fouling dalam air.
AIR GARAM PEKAT SALINITAS 30O.OOO
36
30.0003.0003003030,30,03
Ket. *) = urrpar boiler tekanan tinggi.
Gambar 7: Spektrum salinitas air (dalam mglL atau ppm).
Nanofiltrasi (NF) atau pelunakan membran merupakan teknologimuda. Nano berarti sepermilyaq, menunjuk ukuran porinya. Nanofilterialah membran bertekanan-sangat rendah, hanya melewatkan partikel dibawah 1 nanonieter (10-3 mikron), berciri membran UF dan RO.
AIR I-AIITAIR PAYAI]AIRDAPATMINTIMAIR PROSES INDUSTRIAIR DEIONISASIAIR I
'I ,TRAMI IRNI INDI ISTRI PR.)qFq +\
AIR III -TR AMI IRNI INDI ISTRI FI FKTRNNIII( A
37"IVIi steri" Proses Membran
Membran NF bekeria pada iulat cut off' BM lebih tinggi daripada ROia""it dan merejeksi ^ kuat' ion-ion dwivalen (kalsium/magnesium)'sedangkan rejeksi ion ekavalen iauh lebih lambat'
Mikrofittrasi merupakan pemisahan partikel berukuran mikronatau submikron, dijelaskar', teUitt tanl't pada sub-bab berikut'
Dialisis memanfaatkan beda konsentrasi ion pada tiap lisimembranuntukmencampakkaniontertenhr.Dialisismenahanke-ilu"yur.u" bahan terlarut tetpi melolor*l terlarut-mikro (BM kecil) danair. Dialisis terutama digunakan dalam bidang kedokteran'
Membran transport-tergabung (CTM)' yang saat ini belum mudahdiperoleh secara komirsial, ti"^i*fttu" satu lenis ion-atau molekul ter-iuiit au.i yang lain lewat adanya suatu Pembu*:,kiPi y.ang tertautdalam membrir. Membran begini sangat cerah untuk industn Pen8am-bilan logam, mauPun lakuan [;bah ganas berlogam dan sebagainya'
Walaupun deionisasi (resin) tidak termasuk teknologi membran(padahal iuga berbasis polimer), namun iuga dibahas di Bab.7' Hal ituf;;;
"i.i?.-akhir ini'temuan kreatif-inovatif manusia telah meng
hadirkan teknologi deionisasi-kontinyu, yang seruPa namun tak samadengan ED.
MIKROFILTRASIBentuknya lazim berupa cartridg-e'- Sunanya untuk menghilangkan
partikel dari aii bersih (tetan aiUeri pritatcuan; yang berukuran 0'M sam-pai 100 mikron, u*itu" t-at"tgull PTT (padatan total terlarut) tidakmelebihi 100 ppm. Air minumFer.a dapat dialirkan melaluinya agari"it u"ottt*ffiffi'u;l; il;;;. i;Ld""s L"t iae" vang berbentuksilinder itu dapat iibersihkan. Cartridge terJebut diletakkan di dalamwadah tertentu taiseUut rumahan, Uutsing)' Blll cartridge beraneka:katun, wool, rayon, setulosu, fiberglas+ PP' akrilik' nilon' asbes' ester-ester selulosa, juga polimer Ndrokarbon terfluorinasi'
]enis-pnis cartridge terkelompokkan:(1). Cartridgelilian,(2). Cartridge raiut-lekatan-teriurai'(3). cartridge remb;Lrpori',(kertas saring khusus, media nirpintal,
membrln, berkarbon dan sebagainya)'
-
38 Teknologi Membran Pemurnian Air
Cartridge lilitan memakai benang yang disikat sehingga serat-seratnya berjurai, lalu dililitkan pada inti logam berlubang-lubang. Polapelilitan, tegangary panjang serat, ciri serat dan jumlahnya menehtukankemampuan penghilangan kotoran. Tipe lilitan dapat memfilter sampai10 mikroru tetapi seratnya sendiri terkadang lepas (migrasi media).Padatan yang tersaring juga dapat lepas lagi apabila operasi dihentikandan diawali lagi.
cartrid ge raju t-lekat-jurai, berbentuk ma triks kontinyu seki tar inti,terkadang rapat seratnya berjenjang dari bagian luar (pinggir) ke dalam(tengah). Ini memperpanjang umur filter dan partikel teriebak sesuaiuaurannya di tempat-tempat tertentu. ]enis cartridge demikian ada yangabsolut, yakni filterprofil. Filtrasi dalam dicapai dengan mengatur rapat-nya. Filter begini terkadang terlalu rendah rapatan bagian luarnya atauterlalu mampat bagian dalamnya (sehingga Iekas buntu). Filtei profillTu mengubah-ubah diameter serat dan ukuran porinya. pori tetap yangdi bagian dalam membuat filtrasi sempuma, sampai 0,5 - gO mikron.
Cartridge berlembaran berpori ada beberapa tipe. pertama, kertassaring berlipat (wiru), sampai !30 mikron. Biasa untuk filtrasi minuman(gin, whiskey, air minum, industri minuman), air pendingin industri,kolam rnanq. Kedua, media tak dipintar (poiiester,'polipripilena, danseba-gainya) $eng3n daya saring 1 sampi eO mikroru
""t"t koiam renangmodern dan lainJain.Kelig4 cartridge 1e1!ran, biasanya di bawah 2 miknrn. Bahannyaester selulos4 nilory polisulfon, akrilih poriviniliden fluorida, dan lain-
lain.(rlapat sampai e2 mikron: lihat gambar). Digunakan di pabrik far-masi dan makanan. Cartridge filter membran niiln baru daiat sampaiO(X mikron kelasnya.
Keempat, cartridge yang berisi karbon aktif. Biasanya untuk meng-hilangkan rasa, bau serta khlor (sisa sucihama).
wadah filter lazim dari baja karbon, baja stainless, dilapisi plastiktertentu. Pola aliran biasanya dari luar/pinggir ke tengah, agar per-mukaan penyaringnya maksimum.
Sealing dapat dilakukan dengan beberapa cara:(a). seal cincin-o (dari silikon, dan sebagainya) ditempatkan di bagian
diameter luar leher carhidge atau pada fitting laki ii ujungnya. Eealini biasanya untuk tipe membran sehingga tetap kencang rialau barudisterilisasi uap.
Tr{istrf Proses Membran
Seal kompresi (kempa), disertai pegas, biasanya untuk cartridge tipelilit dan jurai.Cartridge dua lubang dipasang pada batang penyangga, diberi gas-ket, disekrup kencang, tetap terkunci di tempat. Ini biasanya untukcartridge tipe pori mampat.
Ada pula jenis cartidge khusug misalnya berbentuk lempeng-lem-peng cakram filter membran, disusun dalam bejana bertekanan, sampaisekitar 20 plat, dengan berbagai kapasitas aliran. Millipore membuat 12kelompok membran berdasar ukuran porinya.
Memilih filter niscaya mempertimbangkan maksud pemakaian,bahan, kemampuan penyaringan/pemisahan, ukuran luas filter dansebagainya. Usia filter yang lebih awet dapat diperoleh dengan hampirandesain:
1). Filter-dalam, misalnya tipe lilit dan jurai untuk pralakuan.2). Luas lebih besar, pada filter wiru (lipatan) untuk poles akhir.
39
G).(c).
Gambar 8 z Fitter cartridge terdiri atas inti PP , tutup plastik, filter uiru estoselulosu, pmgemban poliat er, sal cincin-o silikon (millipord. Kemampuan
sampai 0,2 mikron.
-
Dalam hal ini bila harus memilih maka lebih baik memilih yangtipe wiru, karena lebih luwes terhadap kontaminan dan bebas migrasimedia serta bocor/lepasnya kotoran.
Tabel 3-7: Laju alir sebagai fungsi luas filter, ilan aneknbidnng pemalaian.
Penerapan Laiu (fluks)
Air pendingin industriAir pencuci farmasiAir pencuci semikonduktorAirumpan boier
03 -0,8 t/(menit.m3)0,t5 - o,220,1,5 - 0,220,15 - 0A5
Dalam memilih dan memasang filter, lebih baik kapasitas filternyayang terlalu besar, agar awet. Juga perlu dipertimbangkan soal bebaskorosi, tahan khlor, usia serta jaminan layanan pe*slhaurrnya (yangmembuat/menjual).
-
Filter cartridge dioperasikan mula-mula dengan tekanan 0,1 bardan maksimal 3 bar. Bila selisih (drop) tekanan meicapai 2bar, berartisekitar 90% kemampuan filter telah digunakan. Filter 50 sampai 100 mik-ron mampu menahan berat kotoran sampai 50 gram. Bila'lebih makaberarti membuka peluang ada yang lolos.
Filter cartridge digunakan pada air yang terah diberi prarakuan.Beberapa contohnya:1). penghilangan khlor dari air, dilewatkan karbon aktif, filter 5-25 mi-
kron.2). Besi dan mangan dapat mengendap, juga p{gCuk korosi pipa, makaperlu difilter.3). Kolam renan& filternya 25-50 mikron.4). Air untuk minuman b-er\arbonat, agar bening dan kandungan karbondioksida awet seterah- dibuka tutupnya. Biia ada paaatl terrarut
-maka begitu dibuka ay,an ngQoss. otefi sebab itu pehu difilter baik-baik.5). Sebagai pendukung sistem pemurnian air canggih (lihat bab-bab
berikut).
llvlisteri' hoses Membran
Tabel 3-2:
PANCAGATRA SISTEM PEMURNIAN AIRLAYANAN IASA CIPTEK MEMBRAN) BASIS POLIMER
. ANALISISSASARANAnalisis mutakhir atas kontaminan dan ciri air baku.Teropong kotoran penting sekaitan terapan dan standarkhas.Uji-uji lapangan piawai sesuai spek indushi konsisten.
: laporan dan evaluasi rinci menyeluruh.. DESAINDANREKAYASA
Pncposal dan proyeksi biaya kapital/operasi.Rekomendasi desain sistem handal, efisiery efektif.Keunggulan kompetitif sistem dan biaya terhadap pesa_
' i.g.. KONSTRUKSIDANEREKSI/INSTALASI
Pembuatan dan penyiapan piranti prarakitan.Ereksi plant di lapangan.Start uap dan trial production.
. OPERASIDANANALISISMUTUPelatihan operator dan penunjangnya.Optimasi proses-produk, pralakuan, pascalakuan.Trouble shooting expertise dan analisis mutu.Support chemicals.
. PEMELIHARAANDANPERBAIKANPemeliharaan, pembersihan permeator.
- Perbaika& penggantian modul dan konhol.Upgrading dan upscaling kapasitas sistem.Antisipasl kebutuhan baru pada saahrya.
47
-
IOSMOSISBALIKDANDESALINASI
Osmosis balik atau ra)erse osmosis (RO), yang akhir-akhir ini makinterkenal bagi lakuan air, dilaksanakan dengan memberikan tekanan(lebih tinggi daripada tekanan osmosis) atas larutan, sehingga air murnimenealir melintasi membran semipermeahel ke sisi yang ence1. 1r.imerupakan proses fisis yang memisahkan zat terlarut dari pelarub:rya.Membran hanya dilalui pelarut sedangkan terlarutnya, baik elektrolitmaupun organik, akan ditolak (rejeksi).
Teknologinya, air baku dimasukkan ke piranti bejana yang berisimembran semi permeabel. Hanya air, disebut permeat, melintasimembran, sedangkan kotoran direjeksi ke konsentrat (pekatan). ROdioperasikan secara kontinyu.
Osmosis balik (RO) dapat mengurangi PW air baku sampai 99Vo, /Iazimnya reieksi 95% dapat dicapai. Rejeksi bakteri, virus dan pirogenoleh membran dapat 1007o, kecuali ada bocoran pada seal mekanisnyaatau membran rusak. Air laut PTf 50.000 ppm pun, setelah pralakuanmemadai, dapat diubah menghasilkan air yang dapat diminum. Airberkotoran organik maupun mineral dapat diolah dengan RO.
Osmosis balik memurnikan air PTT di atas 200 ppm. Bagipenggunaan air dengan prasyarat murni biologis (bebas organisme),
-
44 Teknologi Membran Pemurnian Air
rnisalnya di bidang farmasi, kedokteran dan elektronika, RO dapatrhengganti kedudukan distilasi, dengan biaya jauh lebih murah dan lebihcepat operasinya. RO merupakan cara paling murah untuk menawarkanair laug termasuk di kapal, rig-rig pengeboran minyak lepas pantai, hoteldan villa di pesisir indah permai. Energi bagi RO praktis hanya.,energiuntuk pemompaan, tak ada perubahan fasa. Biaya operasi hanya untukbahan kimia dan proses pralakuan.
POLIME& RIWAYATMU DUIURO masa kini dipakai untuk bergudang pemanfaatan, dari
Penawaran air laut, pembuatan air ultramurni untuk industri obat, biotekdan elektronika, untuk mengambil kandungan berharga limbah pabrik,rhembuat pekatan juice buah, air proses industri sampai air boiler danratusan lainnya. Osmosis balik adalah kaisar pemurnian era iptek. ROmembanjiri dunia. t
Tiada kemajuan yang gratis. Sukses osmosis balik berbuah dariperjalanan panjang, dari semangat ingin tahu di laboratorium ke produkdan terapan komersial.
Kisahnya berawal pada pertengahan Abad 18, dua abad lalu: AbbeNollet, cedekia yang mempelajari difusi lewat membran binatang. Seratustahun liemudian ahli biologi ]erman, Moritz Traube, melakukan kajianserupa, menggunakan membran sintetis. Kemudian tahun 1870 Pfeffermembuat pengukuran kuantitatif pertama atas gejala osmosis. Membran-nya dibuat dengan mengendapkan ferrosianida pada batu. Data yangdiperoleh amat menakjubkan untuk ukuran alat sederhananya. Berbagailarutan organik (karbohidrat dan protein) dan elekholit. Teorimenyeluruh tentang laru&an encer dan sifat-sifabrya dikembangkan olehiltnuwan Belanda, Van't Hoff, pemenang Nobel kimia pertama. Setelahifu perkembangannya datar. Kalangan termodinamika terus menyimakhakikat tekanan/gejala osmosis. Para pakar lalu hanyut ke pesonapeneli tian bidang-bidang lain.
Sementara itu selama dan sesudah Perang Dunia II, kimia polimermaju pesat. Pengukuran tekanan osmosis merupakan srana penyidikanpolimer-polimer baru. Orang pun kembali ingat untuk r46:mbuat mem-b@yang menjanjikanledakan sukses k6;ffiISejak itulah, di dasawarsa 1950-an, l diberbagai laboratorium kelas wahid, dilakukan riset-riset serius atas ber-bagai proses membran: osmosis balik, ultrafiltrasi, elektrodialisit peng-
Osmosis Balik dan Desalinasi
uraian air, peningkatan reaksi oleh enzima diemban membran,pemisahan gas sarnpai pervaporasi. Semua kajian mendasar itulahpangkal-tolak segala sukses empirik berikutnya.
Osmosis balik mulai bergerak ke terapan praktis diawali E.].Breton/C.E. Reid (1958) yang memperlihatkan rejeksi garam dan fluksmembran CA (Selulosa Asetat) dengan tekanan umpan cukup tinggi. Halitu didorong lag oleh penemuan pembuatan unit proscs membranpiawai. S. Loeb/S. Sourirajan (1950) membuat membran CA asimetrikdengan fluks tinggi. Pada membran berstruktur pori terbuka selaku pe-ngemban dilapiskan kulit tipis membran rapat di sahr sisinya. Hebathasilnya, yaitu reieksi garam besar, fluks baik, stabil. Amat praktis. Awal195&an dibuat membran film datar dengan konsep modul plat dankerangka (UCLA). Tahun 1954 ditemukan teknik dan piranti bentuktabung.
Pabrik percobaan pertama dibuat UCLA tahun 1965. Minat atasiptek membran meluas. Dari kalangan ilmuwan (kimia/fisika) ke para in-sinyur / teknisi dan wiraswastawan.
Teknik dan piranti baru, lilit spiral, dikembangkan oleh Culf GAdan Du Pont (1955-1967). Kemudian Du Pont juga merintis H'FF (hollowfine fibu). Dipakai membran Aramid.
Pabrik RO komersial pertama tahun 1968 di San Diego oleh HavensIndustries, sistemnya tabung/pipa, pompa tekanan tinggi dan segenapinstrumentasi.penunjangnya.
Sejak itu berkembang perusahaan-perusahaan membran sepertiDDS, Dow, Filrntec, Millipore, Nitto, Osmonics, Toray, Toyobo, UOP dansebagainya. Pustaka dan jurnal ilmiah meningkat pesat. Kegiatan ilmiahdan industri berlipat ganda.
KONSEPDASARBesarnya tekanan osmosis larutan:
n=(7,72(t+273)Imidengan J[ tekanan osmosis (psi), t suhu fC; dan X mi jumlah molalitassegenap kandungan ionik/nonionik di larutan. Tekanan osmosismeningkat sesuai konsentrasi. Dalam hal air alam (dalam'natriumkhlorida), setiap kenaikan mg/liter (ppm) akan meningkatkan tekananosmosis sekitar Q01 psi (O07 kPa).
45
i
-
46 Teknoloci Membran Pemurnian Air
Hubungan tekanan osmosis terpampang pada gambar berikut ini:
aliranosmotik
kesetimbanganosmotik
tekan
rlr
Ganrbar 9:Teori Osrnsis Balik
Sebenamya istilah osmosis balik atau ret)erse osmosis merupakan salahkaprah, karena pemberian tekanan untuk mengimbangi tekanan osmosistersebut hanya mengakibatkan aliran pelarut (air terscbut), bukan zat ter-larutnya.Istilahyangtepat ialahpiemosmosis. )i
Analisis teoritis osmosis balik biasanya diungkapkan secara ter-modinamika proses tak-reversibel tetapi gaya dorong persamaanfluksnya (beda potensial, dan lain-lain) dinyatakan dalam termodinamikakeadaan setimbang. Lihat lampiran di bagian belakang buku ini. )ugaharus diterapkan termodinamika setimbang sekaitan kesetirribanganIokalnya. Atas rejeksi garam pada sistem membran akibat jenjangantekanan, ada setidaknya tiga pola uraian:(a). U. Mertens dkk (MIT), cf. lampiran juga (1,966)(b). RJ. Raridon, L. Dresser, K.A. Krausi igSO(c). K.S. Spieglerdan O. Kedem 0,960.Bila disederhanakan, persamaannya menjadi:
.AFw=Pw;(ap-Ar)
dengan Fw fluksi air, Pw koefisien permeabilitas membran bagi air, d luasmembran, t tebal membran.
Begitupun untuk garam, namun alirannya difusif, dan itu seban-ding dengan beda konsentrasi melintasi membran. ]adi menambah
Osmosis Balik dan Desalinasi
tekanan akan rirempercepat aliran air tetapi aliran garamnya tetap danmutu produknya meningkat. Kesebandingan dengan luas membran, danterbalik terhadap tebal, menunjukkan pentingnya bagi desain dankonstruksi membran yang efektif. Sebaliknya, fluks air merosot bilasalinitas umpan bertambah, karena tekanan osmosisnya lebih besar.
Berbagai mekanisme aliran proses osmosis balik telah diajukanorang. Dari Sourirajan, Gregor/Gregor, Lonsdale, Krazen/Eisenmann,Kanizarwa, dan lain-lain. Sampai sekarang masih terus dinamis diskusiperihal mekanisme khas aneka proses itu. Model-model terus diperinci,dan belum ada yang final memuaskan. Para sejawat Amerika, Eropa, danJepang,-semua memeras otak dan tenaga. Teoretisi Indonesia, kapan?
Persentasi rejeksi garam menentukan muhr produk.
Rejeksi gararn = 100 - lewatan garam
_
C umpen -
C produkrr,OC umpan
Laju rejeksi ialah nisbah konsentrasi terlarut dalam umPan terhadap kon-sentrasi terlarut dalam produk. Rejc'ksi terlarut besarnya tergantungmembran, reconvery, konsentrasi umPan, valensi ion-ion dalam terlarut(yang kecil lebih tak direjeksi) dan banyak lagi.
'Biotonyu makin besar laju recovery, makin banyak air produk dariumpan tertentu. Faktornya antara lain mutu air dan persentase kejenuhanfoulan membran kritisnya (misalnya kalsium sulfat, strontium sulfat,barium sulfat) pada konsentrabxya.
Banyaknya air umpan untuk laju air produk tertentu (disebutkapasitas pabrik nominal) serta recoverynya diperoleh dari:
|umlah air diperlukur, = WPersentase recovery
Catatan: Contoh persoalan (latihan).1). Air umpan ke sistem RO mengandung 2500 ppm PTT. Air produk
berkonsentrasi Pfi 85 mg/liter. Berapa persen rejeksi garam? Berapalewatan garam?
47
-
48 Teknologi Membran Pemurnian Air
2). M-utu air sumber sistem Ro memprasyaratkan pengaliran umPan 800m3/hari untuk memperoleh 500 mo/hari produk. Berapa laiurecovery?
3). Sistem^RO air payau bekerja pada laju recovery 70vo. Agar terhasil2000 mrlhari, berapa keperluan air sumbernya?
Bila membrannya berporositas lebih kecil, makin banyakzatlkotoran organik dalam air yang dapat dihilangkan. Batas lewatan itudisebut MWC atau Molecular Weight Cut+ff (batas berat molekul). Zatyang BM-nya di atas MWC akan tercampak, tak dapat melewati (per-measi) membran. Begitu pula sehubungan bahan kimia sintetis organikatau SOC (Synthetic Organic Chemicals) yang meruPakan pencemar ber-bahaya akibat industri yang ada di air alam, terlebih-lebih air permukaan.Kantor Lingkungan Hidup AS memprasyaratkan tidak ada soC dalamair minum.lrulah sebabnya teknologi membran lazim menetapkan MWC100. Artinya soc yang BM-nya di atas 100 tidak ikut masuk ke airminum. Makin lama ba tas MWC ini cenderung diperkecil.
MEMBRAI{ OSMOSIS BALIKMembran RO dibuat dari berbagai bahan seperti CA, CDA, CTA,
PA (poliamida), poliamida aromatis, polieteramida, polieteramina,polieterurea, polifenilene oksida, polifenilen bibenzimidazol, dan sebagai-nya. Membran komposit film tipis terbuat dari berbagai bahan polimeruntuk substratnya ditambah polimer lapisan fungsional di atasnya.Pemilihan polimernya, baik komopolimer, kopolimer, polimer-blok,polimer-gralt, modifikasi, blend dan sebagainya, sangat banyak (ribuan)jenisnya, dan itu pun masih harus dilihat pula cara pembuatan, distribusiLerat molekul, pialakuan bahan dan lainlain yang mempengaruhi sifatakhir produk membrannya. Dalam kajian penulis di Australia, Parasejawat litbang membran di sana tampak ieli mengubah sifat membran,bahkan dengan lakuan surfaktan, walau bahan dasarnya sederhana.Hasilnya tampak efektif. Kita di Indonesia perlu lebih inovatif.
Dulu C.E. Reid (Florida), lalu Lneb/Souriraian (1952) membuatmembran CA asimetrik, terus diikuti kalangan Du Pont dengan kriteriamembran RGnya:
Rejeksi garam baik, fluks (aliran) air baik.Tipis namun kuat (struktur asimetrik).Fabrikasi bernisbah luas/volumbesar (HFF, film tipis).
1.2.3.
Osmosis Balik dao Desalinasi
4. Ranah operasi luas: kandungan ion air, tekanan, suhu.5. Awetberoperasi.5. Tahan serangan kimia danbiologis.7. Luwes untukaneka kebutuhan dan kondisi.8. Semurahmungkin.
Jenis-jenis polimer permeator yang dikenal terkelompokkan men-iadi berbagai macam, seperti polimer sintetis, oqganik, tertaut-nibogen,aromatik, linier, polimer kondensasi termasuk polihidrazida aromatilgpoliamida aromatik. Jumlah dan jenis gugusnya (meta/para), kedudukangugus ionik dan lain-lain "dimainkan' untuk meraut sifat akhir.
49
' [@-atau
Gambar 70: Struktur molehil pliamida nromttik.
Kimia membran CA makin banyak asetilnya, makin besar rejeksigaram dan lebih rendah fluks airnya. Membran selulosis lebih mur:ah dantahan khlor (kurang 1 ppm) tetapi mudph terserang biologr+ terhidrolisis,atau CA menjadi selulosa dan asam asetat karena air, apalagi bila p"ekstrim (tinggi/rendah), dan airnya agak panas' Maka perlu pralakuanasam atas airnya.
HO-l-ll-NC
OH-il-lCN
'121rrI ''fl
l--s{-ilrl-
ir
R ionik
Gambar 11: Julat ory6i f @nklmin) ouka mentbrm.
-
50 Teknologi Membran Pemurnian Air
HaI serupa juga untuk menerangkan daerah kerja membran PA/ TFC, dansebagainya. Persoalan ketahanan biologis/kimia merupakan hal utama.
Membran mengalami perubahan karena memamPat dan fouling(sumbat). Pemampatan atau fluks-meroxf itu serupa dengan "PerayaPan"plastik/logam bila terkenai beban tegangan kompresi. Makin besartekanan dan suhu, biasanya tak reversibel pada satu tahun per&ama,makin mampatlah membrannya. Normalnya, membran bekerja pada julat21 sampai 35oC (di ahs itu fluks meningkat drastis).
Fouling membran itu diakibatkan oleh zat-zat dalam air baku,misalnya kerak, pengendapan koloid, silt, oksida logam, organik, silikadan sebagainya. Agar tak lekas fouling, perlu pralakuan air. Operasipiranti membran mengandaikan operator yang piawai. Membran yangmengalami fouling d itandai oleh merosotnya produktivitas, peningkatanAp modulnya, atau lolosnya garam. Semua itu perlu analisis dan pember-sihan secara berkala dan jitu. Pemasangan membran harus diikutiperawatan/pemeliharaan yang setimpal, agar membran produktif sertaawet. Kandungan oksidator dan khlor dalam air baku juga terusdikonhol.
Ada empat konfigurasi membran, yaitu lilit spiral (SW), serat ber-lekuk (HFF), tabung/pipa serta plat-kerangka. Yang kini lazim untuklakuan air minum ialah SW dan HFF. Mengenai pembuatan dan mor:fologi membrannya secara rinci dapat disimak di berbagai jurnal ilmiah.Berbagai kiat diperlukan untuk menghasilkan membran film asimetrik,serat berlekuk asimehik, membran graft, sampai yang komposit dan yangdinamis. Dari segi kemampatan (luas/volume), urutarutya:
modulplat -----
Ca 155 -]Z*]
modul plpu --
335 m:/m:modul lilit spiral
- - -
1000 *]Z*]modul HFF
-
15500 m2lm3
. Membran lilit spiral (SW) terdiri atas dua lembaran membranyang terpisah oleh penyangga berpori yang direkatkan pada ketigasisinya (membentuk sampul), sedangkan sisi keempat ditautkan denganperekat ke pipa plastik berlekuk yang mengumpulkan air produknya.Beberapa amplop direkatkan, dikumpar/lilitkan pada pipa, membentukspiral. Banyak modul spiral dihubungkan secara seri dalam tabung ber-fiberglass.
Osmosis Balik dan Desalinasi
Forbatas air ya u ,/ lrcrsih
G ambar 72 : Car t ri d ge O smo si s B al ik Litit - Spiral.
Pcrintis teknologi ini ialah ROGA/UOP, OWRT, dan sebagainya.Modul begini penerapannya terutama pada dcsalinasi (penawaran) airpayau dan air laut, dijadikan air industri dan air minum.
Modu1 serat berlekuk (HFF) merupakan bundel mampat ribuanserat tipis menyejajar mengitari inti distribusi air umpan. Tiap serabutserat diletakkan dalam bentuk U dan ujung-ujungnya dibungkus wadahpipa resin epoksi. Lalu bundel dibungkus kain dan kasa, diletakkandalam bejana tahan tekanan tinggi tcrbuat dari baja stainless terlapisepoksi.
,plat rrirtttl3,,
ulnPiur
e'rat lekuk
51
Pa\
\ cincin-O
I
tapis alirar
1 -s-
lunbtr pipa cpoksi
lllok Prrropang,' Ilerpori
) platuiungprodukX':;",*-A/i
blok mnsuahPrPa umpar !p"tt
Gambar 13: Konstruksi permeator hollora fbu.
-
52 Teknologi Membran Pemurnian Air
Serat bcrlekuk tersebut setiPis rambut, dapat dari poliamidaaromatik (Du Pont), selulosa asetat (Dow) dan sebagainya. Untukpenawaran air laut, yang bertekanan besar, dindingnya lebih tebal. Satupermeator tunggal hanya merupakan komponen kecil dari keseluruhanmodul lengkap.
Membran bentuk pipa (tubular) ialah membran yang dipasang dibagian dalam pipa. Air umPan masuk di bagian dalam. Membran beginitidak ekonomis bagi pengolahan air minum, tetapi banyak digunakandalam industri, terutama untuk lakuan limbah, pengambilan bahan kimiaberharga dari aliran proses, pemekatan whey keju dan sebagainya. Walaurelatif mahal, tetapi sifat kurang fouling dan mudah dicuci amat menarik.Perusahaan yang membuatnya adalah, misalnya, PCI (Por