jenisfiltrasi

1 | P a g e

[email protected] www.1keran.com

istem penanganan air bersih adalah suatu mekanisme tertentu yang bertujuan untuk mencapai standard yang dinginkan terhadap air baku baik secara manual maupun otomatis di suatu tempat (treatment plant).

Dasar perencanaan sistem water treatment ini mengacu kepada tiga hal yaitu kualitas air baku, kualitas air produk dan kapasitas produksi berdasarkan total beban alat plumbing yang dibutuhkan

Untuk itu di dalam artikel ini akan ditemui beberapa perbedaan dalam hal jumlah, jenis spesifikasi teknis maupun urutan alat-alat, namun prinsip dasar maupun cara kerja dari masing-masing alat dapat dikatakan sama.

I. DASAR PERENCANAAN WTP

A. Kualitas Air baku

Kualitas air baku menjadi sangat penting karena merupakan parameter awal desain terutama untuk menentukan sistem pre-treatmentdan desain sistem reverse osmosis. Semakin baik kualitas air bakunya maka sistem akan menjadi lebih sederhana dan biaya treatment akan menjadi lebih ekonomis dan sebaliknya jika kualitas air baku buruk, maka sistem semakin kompleks dan membutuhkan lebih banyak biaya.

Pada umumnya ada 3 macam air baku yang digunakan yaitu air olahan PAM, air olahan mandiri dan air tanah. Dari ketiganya yang paling rawan adalah air tanah, karena sering kali kondisinya tidak stabil. Tetapi walau menggunakan air olahan PAM-pun, sebaiknya tetap dilakukan pemeriksaan berkala guna kepentingan analisa performa alat water treatment yang akan digunakan.

Parameter yang di analisa hanya parameter Fisika dan Kimia, sedangkan untuk parameter mikrobiologi diasumsikan bahwa sumber baku yang ada mengandung unsur mikrobiologi.

B. Kualitas Air Produk

Kualitas atau baku mutu air produk yang digunakan akan mengacu kepada standard Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 atau produsen peralatan yang menggunakan air produk, misalnya Hemodyalisa mengacu pada standard AAMI (Association for Advancement of Medical Instrument) dan Perhimpunan Nefrolog Indonesia (PERNEFRI).

C. Kapasitas Produksi

Jumlah alat plumbing yang ada menjadi dasar perhitungan. Adapun perhitungan beban alat plumbing yang ada mengacu pada Standard Nasional Indonesia / SNI NO. 03-7065-2005.

S

2 | P a g e


II. JENIS FILTRASI Prinsip dasar water treatment mengacu pada teknologi filtrasi yang terbaru. Yaitu menggunakan teknologi filtrasi dari tingkat partikel, molekul dan ionik..

Gambar 1. Bagan filtrasi dari berbagai tingkat. Semakin ke bawah ukuran zat yang difiltrasi semakin kecil, sampai pada ion valensi satu.

A. Filtrasi Tingkat Partikel

Filtrasi tingkat partikel adalah filtrasi paling pertama sebelum masuk ke sistem berikutnya. Treatment ini sering juga disebut pre-filter, dan berfungsi memperbaiki kualitas air pada sifat-sifat fisika.

1. Filter pasir / Sand filter a. Fungsi : Menghilangkan kekeruhan (turbidity) dengan daya hingga 30 micron. b. Kriteria desain

i. Media : Silica Sand ii. Ukuran : 0,8-2,36 mm 8 x 30 Mesh

1,18-2,36 mm 8 x 16 Mesh iii. Warna : Putih

Kekeruhan berasal dari adanya suspended solid matter dan koloid dalam air. Jika tidak ada sistem dalam WTP maka dapat menyumbat filter lanjutan sehingga beban filter lanjutan menjadi bertambah berat, karena tidak ada pre-filter di awal sistem.

3 | P a g e


2. Filter Karbon aktif / Activated carbon Filter a. Menyerap bau, rasa, warna, sisa klorin b. Kriteria desain

i. Media : Activated carbon ii. Ukuran : 12 x 40,08 x 30 Mesh iii. Warna : Hitam

Karbon aktif akan mengadsorbsi bau, rasa dan sisa klorin. Sifat bau yang ditimbulkan oleh aktivitas organik juga dapat dihilangkan dengan catatan masih dalam ambang batas air bersih (bukan air kotor / waste water). Karbon yang berongga, menyebabkan partikel-partikel itu masuk dalam celah-celahnya sehingga hanya air dan ion-ion yang sangat renik yang melewati filter. Bahan media karbon biasanya berasal dari arang batok kelapa atau batu bara.

Zat organik yang dapat diserap karbon disebut juga sebagai KMnO4 dalam analisa air. KmnO4 ini berasal dari aktivitas mikroorganisme seperti algae, dan jasad renik lainnya. Aktivitas organik yang melibatkan oksigen bersifat korosif sehingga merusak peralatan-peralatan dari logam. Karbon aktif adalah salah satu cara untuk menanggulangi keadaan ini selain koagulasi dengan Al2(SO4), sedimentasi dan khlorinasi.

Gambar 2. Pressure filter kapasitas besar berikut kontrol otomatis

3. Softener Filter

a. Menghilangkan kesadahan / kapur b. Kriteria desain

i. Media : Resin Kation (merk Lewatit atau Purolite) ii. Service Rate : tergantung nilai zat padat terlarut (Total Dissolve Solid / TDS)

Softener filter diharapkan mampu menghilangkan kesadahan total dalam air yang berasal dari ion Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, Mn+. Kesadahan ini menyebabkan laksative (rasa mual dan mencret) ketika dikonsumsi, kerusakan (timbul kerak / scalling) pada perlengkapan pipa air panas dan ketel, pemborosan pemakaian sabun dan detergen serta merusak peralatan seperti autoclave. Walaupun softener ini dapat menghilangkan ion-ion kesadahan, tetapi tetap dimasukkan dalam filtrasi tingkat partikel karena menggunakan pressure filter standard, tidak menggunakan membran.

4 | P a g e


B. Filtrasi Tingkat Molekul

Filtrasi tingkat molekul ini menyaring zat yang lebih kecil lagi dibanding filter tingkat partikel biasa. Filter yang sudah umum dikenal adalah Mikron Filter (dari ukuran 10 - 0,1 m), sedangkan yang teknologinya berkembang mulai tahun 2008 disebut Ultrafiltration (dari ukuran 0,1 0,01 m). Mikron filter biasanya menggunakan cartridge / bag filter, sedangkan ultrafiltration menggunakan membran UF. Mikron filter sebenarnya dapat pula digolongkan dalam filtrasi ukuran partikel, jika pori yang digunakan dapat meloloskan molekul dan hanya menahan partikel saja. Filtrasi tingkat ini sudah mulai menggunakan membran.

Membran ialah sebuah penghalang selektif antara dua fasa. Membran memiliki ketebalan yang berbeda-beda, ada yang tebal dan ada juga yang tipis serta ada yang homogen dan ada juga ada heterogen. Ditinjau dari bahannya membran terdiri dari bahan alami dan bahan sintetis. Bahan alami adalah bahan yang berasal dari alam misalnya pulp dan kapas, sedangkan bahan sintetis dibuat dari bahan kimia, misalnya polimer.

Membran berfungsi memisahkan material berdasarkan ukuran dan bentuk molekul, menahan komponen dari umpan yang mempunyai ukuran lebih besar dari pori-pori membran dan melewatkan komponen yang mempunyai ukuran yang lebih kecil. Larutan yang mengandung komponen yang tertahan disebut konsentrat dan larutan yang mengalir disebut permeat. Filtrasi dengan menggunakan membran selain berfungsi sebagai sarana pemisahan juga berfungsi sebagai sarana pemekatan dan pemurnian dari suatu larutan yang dilewatkan pada membran tersebut.

Gambar 3. Housing Filter Cartridge / Mikron Filter

Mikrofiltrasi merupakan pemisahan partikel berukuran micron atau submicron.Bentuknya lazim berupa cartridge, gunanya untuk menghilangkan partikel dari air yang berukuran 0,04 sampai 100 mikron. Asalkan kandungan pdatan total terlarut tidak melebihi 100 ppm. Filtrasi cartridge merupakan filtrasi mutlak. Artinya partikel padat akan tertahan, terkadang cartridge yang berbentuk silinder itu dapat dibersihkan. Cartridge tersebut diletakkan di dalam wadah tertentu (housing). Bahan cartridge beraneka : katun, wool, rayon, selulosa, fiberglass, poly propilen, akrilik, nilon, asbes, ester-ester selulosa, polimer hidrokarbon terfluorinasi.

5 | P a g e


Dalam Ultrafiltrasi air baku akan ditekan (pressure) melalui pipa kapiler (membran) dalam tabung plastik. Ukuran yang beredar di pasaran berkisar dari 0.01 0.05 m (sebagai perbandingan seutas rambut manusia memiliki diameter 50 m berarti poros ini 5000 kali lebih kecil). Kontaminan yang melebihi ukuran poros tersebut akan dibiarkan diluar membran dan dibuang sebagai reject water. Zat padat terlarut, garam dan ion-ion masih dapat melalui membran ini. Keuntungan terbesar dari ultrafiltrasi dibanding filtrasi biasa (mikron filter) adalah air yang

dihasilkan lebih steril.

Pori-pori membran UF sangat kecil, sehingga bakteri dan bahkan virus terlalu besar untuk melewati membran ini (lihat gambar 6). Banyaknya pori-pori dalam sebuah modul UF ditentukan dalam tingkat aliran yang diinginkan (service flow rate). Tergantung aplikasinya, modul UF memiliki ukuran berbeda tergantung kapasitas filtrasinya. Sehingga kebutuhan semua WTP dapat dipenuhi.

Tidak seperti mikron filter yang bersifat disposable / habis pakai buang, sistem ultrafiltrasi dapat di-backwash dan di-flushing agar membran kembali ke kondisi awal setelah jenuh oleh partikel yang menyumbat pori-porinya. Gambar disamping memperlihatkan bagaimana membran UF bekerja saat melakukan filtrasi / service.

Air baku akan ditekan memasuki modul dari bawah. Proses ini disebut Dead End. Selama filtrasi residu akan berada tetap dalam hollow fiber (casing membran) sementara filtrat / air produk akan dikeluarkan.

Untuk backwash (aliran air dibalik) ada dua macam. Yaitu backwash awal (primary backwash) atau dikenal dengan istilah forward flush / flushing.

Flushing :

Membersihkan residu dalam hollow fibre Menguras hollow fibre itu sendiri

Backwash :

Membersihkan pori-pori membran dengan membalik arah air dari luar ke dalam membran.

Gambar 5. UF sedang melakukan Backwash & Flushing

Gambar 4. UF sedang melakukan Filtrasi / Service

6 | P a g e


Gambar 6. Perbandingan ukuran bakteri/virus dengan pori-pori membran ultrafiltrasi

Gambar 7. Penampang membran UF

C. Filtrasi Tingkat Ion

Filtrasi tingkat ion adalah nanofiltration dan reverse osmosis. Nanofiltrasi sendiri jarang digunakan dalam industri water treatment, yang umum adalah reverse osmosis. Mungkin karena nanofilter tidak maksimal dalam penyaringan karena berukuran 0,01 0,001 sedangkan RO memiliki ukuran pori-pori yang lebih kecil yaitu 0,001 0,0001 atau sampai sepersepuluh ribu mikron.

Reverse Osmosis Sistem adalah sistem penyaringan air baku melalui membran TFC (Thin Film Composite). Dengan tekanan tinggi, sehingga menghasilkan air yang murni. Membran tersebut menyaring zat-zat Kimia (organik & anorganik), garam, serta ion-ion yang terlarut dalam air.

7 | P a g e


Gambar 8. Bagan proses osmosis dan osmosis balik (reverse osmosis / RO)

Sistem RO ini hanya dapat bekerja dengan baik apabila air baku yang dikelola jernih dan tidak banyak mengandung padatan terlarut. Apbila air terdapat banyak padatan terlarut maka membran mudah mengalami penyumbatan (fouling), dan pengerakan (scalling).

Untuk menghindari terjadinya penyumbatan dan pengerakan maka diperlukan pengolahan awal atau pre-treatment. Sistem yang baik akan dilengkapi dengan sistem antiscalant dan anti fouling. Dalam sistem RO biasanya disertai pemasangan filtrasi tingkat partikel berupa cartridge filter berukuran 5 10m dengan harapan kerja membran menjadi lebih ringan. Adapun prosesnya mirip dengan proses ultrafiltrasi, hanya saja tekanan yang digunakan lebih tinggi dan pori-pori membrannya lebih kecil.

Gambar 9. Penampang membran RO dan alur proses air dalam membran

jenisfiltrasi

Documents