mekanisme membran ro dan elektrodialisis pbpam

11
PERTANYAAN 1. Sua tu industri ber maks ud me manfaat kan ef luen pengolahan ai r li mbah ya ng te la h memenuhi baku mutu sebagai air baku untuk kebutuhan domestik (karyawan), proses  produksi dan boiler. Industri tersebut sedang menimbang teknologi membran RO dan elektrodialisis. Coba Saudara elaskan mekanisme penyisihan kontaminan pada ke dua membran tersebut dan berikan saran berkaitan dengan kualitas raw water, pretr eatmen t,  permeat dan biaya operasi. JAWABAN 1. REVERSE OSMOSIS (RO) Re!erse osmosis merupakan proses pemisahan berbagai pen"emar dari dalam air dengan "ara melewatkan air pada suatu membran yang bersifat semipermeabel, kualifikasi  enis membran ini hanya melewatkan atom yang sangat ke"il  dan kelompok atom seperti molekul air, molekul organik ke"il, gas, serta ion yang telah terhidrasi tidak mampu melewati membran. #emisahan Oleh $embran Re!erse Osmosis (RO) %ika pada proses osmosis yang teradi adalah perpindahan pelarut dari larutan yang lebih en"er (potensial kimia rendah) ke larutan yang lebih pekat (potensial kimia tinggi), sedangkan pada proses re!erse osmosis yang teradi adalah sebaliknya& pelarut dipaksa berpindah dari larutan pekat ke larutan yang lebih en"er dengan bantuan tekanan. 'mumnya besar tekanan yang diberikan minimal kali lipat tekanan osmosis larutan.

Upload: tiffany-burris

Post on 02-Jun-2018

222 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 1/11

PERTANYAAN

1. Suatu industri bermaksud memanfaatkan efluen pengolahan air limbah yang telah

memenuhi baku mutu sebagai air baku untuk kebutuhan domestik (karyawan), proses

 produksi dan boiler. Industri tersebut sedang menimbang teknologi membran RO dan

elektrodialisis. Coba Saudara elaskan mekanisme penyisihan kontaminan pada ke dua

membran tersebut dan berikan saran berkaitan dengan kualitas raw water, pretreatment,

 permeat dan biaya operasi.

JAWABAN

1. REVERSE OSMOSIS (RO)

Re!erse osmosis merupakan proses pemisahan berbagai pen"emar dari dalam air 

dengan "ara melewatkan air pada suatu membran yang bersifat semipermeabel, kualifikasi

 enis membran ini hanya melewatkan atom yang sangat ke"il dan kelompok atom seperti

molekul air, molekul organik ke"il, gas, serta ion yang telah terhidrasi tidak mampu melewati

membran.

#emisahan Oleh $embran Re!erse Osmosis (RO)

%ika pada proses osmosis yang teradi adalah perpindahan pelarut dari larutan

yang lebih en"er (potensial kimia rendah) ke larutan yang lebih pekat (potensial kimia

tinggi), sedangkan pada proses re!erse osmosis yang teradi adalah sebaliknya& pelarut

dipaksa berpindah dari larutan pekat ke larutan yang lebih en"er dengan bantuan tekanan.

'mumnya besar tekanan yang diberikan minimal kali lipat tekanan osmosis larutan.

Page 2: Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 2/11

Page 3: Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 3/11

superior dibandingkan proses lainnya. Oleh karena itu proses RO menadi sistem yang

diaplikasikan se"ara luas dalam proses desalinasi.

TEORI DASAR REVERSE OSMOSIS

4ila dalam beana dimasukkan dua larutan yang berbeda konsentrasi dan

dipisahkan oleh suatu sekat yang dapat dilalui oleh "airan (membrane semi permeable),

maka akan teradi perpindahan "airan dari konsentrasi rendah menuu konsentrasi yang

lebih tinggi. #erpindahan akan berlangsung hingga ter"apai kesetimbangan, hal ini dapat

terlihat dengan adanya perbedaan tinggi larutan sebelum dan sesudahnya. #eristiwa ini

disebut osmosis. 4esarnya tekanan untuk menghasilkan perbedaan tinggi disebut tekanan

osmosis atau osmoti" pressure (5). 6ekanan osmosis spesifik untuk setiap "airan (larutan),

tergantung dari konsentrasi dan enis larutan.

'ntuk memperoleh larutan dengan konsentrasi lebih rendah maka diperlukan

dri!ing for"e untuk melawan tekanan osmosis tersebut, agar teradi aliran balik atau

osmosa balik (Inggris 7 Re!erse Osmosis). Sehingga dalam sistem ini diperlukan tekanan

yang "ukup tinggi, hingga men"apai 8/ kg"m*.

$embran RO terbuat dari lembaran+lembaran yang berbeda pada setiap

lapisannya. 9engan ukuran pori+pori terke"il hingga /,///1 mi"ron, membuat membrane

mampu menyaring partikel besar maupun ke"il hingga seukuran bakteri dalam air.

omponen+komponen akan terpisah berdasarkan ukuran dan bentuknya, dengan bantuan

tekanan dan selaput semi+permeable. :asil pemisahan berupa retentate (bagian dari

"ampuran yang tidak melewati membran) dan permeate (bagian dari "ampuran yang

melewati membran). 4ahan membran yang digunakan biasanya adalah selulosa asetat,

komposit, poliamida, dan lain+lain, dengan modul tubular, spiral wound, flat sheet, atau

hollow fiber.

9esalinasi dengan teknologi RO menggunakan bahan kimia antara lain ;sam

Sulfat (:*SO<), ;nti s"alant, S$4S (Sodium $eta 4i+Sulfit), =aOCl, dan Sodium

:idroksida (=aO:) untuk membantu pengaturan p:, penghilang kerak, dan pembunuh

 bakteri, alga, serta mi"roorganisma.

Page 4: Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 4/11

PRINSIP KERJA REVERSE OSMOSIS

#rinsip kera proses re!erse osmosis ini merupakan kebalikan dari proses osmosis

 biasa. #ada proses osmosis biasa teradi perpindahan dengan sendirinya dari "airan yang

murni atau "airan yang en"er ke "airan yang pekat melalui membran semi+permeable.

;danya perpindahan "airan murni atau en"er ke "airan yang pekat pada membran semi+

 permeable menandakan adanya perbedaan tekanan yang disebut tekanan osmosis.

>enomena tersebut membuat para ahli berpipir terbalik, bagaimana "aranya agar dapat

memisahkan "airan murni dari komponen lainnya yang membuat "airan tersebut bersifat

 pekat. 9engan penambahan tekanan pada larutan yang pekat, ternyata "airan murni dapat

melalui membran semi+permeable yang nerupakan kebalikan dari proses osmosis. ;tas

dasar tersebut teknologi ini disebut re!erse osmosis (osmosis terbalik ).

riteria unuk kera membran bisa dilihat dari deraat impermeabilitas, yaitu

seberapa baik membran menolak aliran dari larutan pekat& dan dari deraat

 permeabilitasnya, yaitu berapa mudahnya material murni melalui aliran menembus

membran. $embran selulosa asetat merupakan bahan membran yang baik dari segi

impermeabilitas dan permeabilitasnya. 4ahan membrane lainnya yaitu etyl+"ellulose,

 poly!inyl al"ohol, methyl polymethar"ylate dan sebagainya.

0ambar . Sistem Re!erse+Osmosis

4eberapa sistem re!erse+osmosis yang sering dipergunakan, yaitu?

Page 5: Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 5/11

• 6ubular, dibuat dari keramik, karbon atau beberapa enis plastik berpori. 4entuk tubular 

ini mempunyai diameter bagian dalam (inside diameter) yang ber!ariasi antara 1@

(,*mm) sampai dengan sekitar 1@ (*A,<mm).

• :ollow fibre

• Spiral wound• #late and frame

#ada proses pemisahan menggunakan RO,membran akan mengalami perubahan

karena memampat dan menyumbat (fouling). #emampatan atau fluks merosot itu serupa

dengan perayapan plastiklogam ketika terkena beban tegangan kompresi. $akin besar 

tekanan dan suhu biasanya membran makin mampat dan menadi tidak re!ersible.

 =ormalnya membran bekera pada suhu *1+A deraat Cel"ius. >ouling membran dapat

diakibatkan oleh Bat+Bat dalam air baku seperti kerak, pengendapan koloid, oksida logam,

 bahan organik dan silika. Oleh sebab itu "airan yang masuk ke proses re!erse+osmosis harus

terbebas dari partikel+partikel besar agar tidak merusak membran. #ada prakteknya, "airan

sebelum masuk ke proses re!erse+osmosis dilakukan serangkaian pengolahan terlebih dahulu,

 biasanya dilakukan pretreatment dengan koagulasi dan flo"kulasi yang dilanutkan dengan

adsorbsi karbon aktif dan mikrofiltrasi.

#ada suatu saat membran akan mengalami kotor, akibat dari adanya material+material

yang tidak bisa lewat. :al ini yang menyebabkan tersumbatnya membran. otoran yang

terbentuk gumpalan kotoran, kerak atau hasil proses hidrolisa. 'ntuk mengembalikan

kekondisi semula dilakukan pembersihan dengan menggunakan larutan pembersih yang

khusus. 4ahan ini bisa melarutkan kotoran tetapi tidak merusak membran yang biasanya

terbuat dari enBim. #roses pen"u"ian dilakukan dengan meresirkulasi larutan pen"u"i ke

membran selama kurang lebih <A menit.

euntungan metode RO berdasarkan kaian ekonomi antara lain?

• 'ntuk umpan dengan padatan terlarut total di bawah <// ppm, Re!erse Osmosis

merupakan perlakuan yang murah.

• 'ntuk umpan dengan padatan terlarut total di atas <// ppm, dengan perlakuan awal

 penurunan padatan terlarut total sebanyak 1/2 dari semula, RO lebih menguntungkan

dari proses deionisasi.

Page 6: Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 6/11

Page 7: Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 7/11

akan tertahan oleh membran "ation+permeable. ompartemen dibuat berselang+seling antara

yang berkonsentrasi ion yang lebih besar atau lebih ke"il daripada konsentrasi ion di umpan.

Sebagai hasilnya, aliran dari sta"k mengandung air produk, yang mempunyai konsentrasi

elektrolit rendah, dan larutan garam, yang mempunyai konsentrasi elektrolit tinggi. Sel dalam

sta"k disambungkan dengan aliran paralel. 0as sering terbentuk pada elektroda, seperti hidrogen

 pada katoda dan oksigen serta klor pada anoda.

Sebuah membran elektrodialisis bersifat berpori, tipis, matriks terbuat dari resin penukar 

ion sintetis. $atriks membran "ation+permeable mempunyai muatan negatif karena ionisasi dari

site penukar kation. ation yang dapat ditukar dengan ruang pori sebanding dengan muatan

negatif matriks. %ika arus mengalir, kation masuk ke pori dan menembus membran sehingga gaya

 perpindahan elektrik kation lebih besar daripada gaya tarik antara kation dan membran "ation+

 permeable. %ika matriks bermuatan negatif, dia akan menolak anion. $embran anion+permeable

dibuat dengan "ara yang sama, di mana anion dapat menembus, tetapi kation akan tertahan.

Page 8: Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 8/11

0ambar A. #roses lektrodialisis.

#roses pemisahan ion dalam suatu larutan dengan menggunakan alat elektrodialisis pada

 prinsipnya adalah dengan memanfaatkan perbedaan kemampuan ion untuk melewati rangkaian

membran penukar ion dengan dri!ing for"e perpindahan ionnya adalah perbedaan potensial

listrik. #roses elektrodialisis sangat bergantung pada hal 3 hal prinsip sebagai berikut ?

1. 0aram yang terlarut dalam air adalah terdiri dari ion 3 ion (positif maupun negatif)

*. Ion 3 ion dalam larutan bergerak ke arah elektroda yang memiliki muatan listrik yang

 berlawanan dengan muatan ion tersebut.. $embran yang digunakan dibuat agar bersifat selektif terhadap anion atau kation.

$embran yang digunakan dalam proses elektrodialisis adalah membran penukar ion atau

ion eD"hange membranes. $embran penukar ion ada dua, yaitu membran penukar kation dan

membran penukar anion. $embran penukar ion umumnya dibuat dari proses "rosslinking

 polymer dengan menambahkan gugus fungsi untuk masing 3 masing membran. $embran

 penukar kation diberikan gugus fungsi negati!e sedangkan membran penukar anion diberikan

gugus fungsi positif. %ika membran penukar ion diletakkan dalam suatu larutan elektrolit, afinitas

membran penukar ion tersebut akan berbeda untuk setiap enis ion bermuatan berbeda. ation

atau ion bermuatan positif akan bergerak menembus membran penukar kation karena adanya

Page 9: Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 9/11

gugus fungsi negati!e di dalam membran. Sedangkan anion dalam larutan elektrolit akan tertolak 

oleh membran penukar kation karena memiliki muatan yang sama dengan gugus fungsi negatif 

yang dimiliki oleh membran penukar kation.

Page 10: Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 10/11

DAFTAR PUSTAKA

• ;meridia, In", 1.  Production of Organic or Amino Acid by Bipolar Membrane

 Electrodialysis. 9iambil dari internet di alamat http?www.ameridia."omhtmleb".html

• ;meridia, In". 1. The Bipolar Membrane.9iambil dari internet di alamat

http?ameridia."omhtmlebp.htm

Page 11: Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 11/11

MAKALAH PBPAM

“MEKANISME PENYISIHAN KONTAMINAN PADA MEMBRAN

REVERSE OSMOSIS DAN ELEKTRODIALISIS”

DISUSUN OLEH:

 ='R'E >;%RI R;$;9:;=I *1//11*1//<*

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

FAKLTAS TEKNIK 

UNIVERSITAS DIPONEGORO

21!