Laporan SKI Februari 2015TEKNOLOGI 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 danpemurniandarisuatu larutan yang dilewatkan pada membran tersebut.Beberapa keunggulan teknologi membran: Pemisahan dapat dilakukan secara continue Konsumsi energi umumnya relatif rendah Proses membran dapat dengan mudah digabungkan dengan proses pemisahan lainnya (hybrid processing) Pemisahan dapat dilakukan dengan kondisi operasi yang dapat diatur Mudah dalam scale up Tidak memerlukan bahan tambahan Pemakaiannya mudah diadaptasikan karena material penyusun membran yang bervariasiKekurangan teknologi ini antara lain adalah fluks dan selektivitas, karena pada proses pemisahan menggunakan membran umumnya fenomena yang terjadi adalah fluks berbanding terbalik dengan selektivitas. Semakin tinggi fluks sering kali berakibat menurunnya selektivitas, dan sebaliknya. Sedangkan yang diinginkan dalam proses pemisahan berbasis membran adalah mempertinggi fluks dan selektivitas.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja membran antara lain:1. Ukuran molekul2. Bentuk molekul3. Bahan membran4. Karakteristik larutan5. Parameter operasional (tekanan, suhu, konsentrasi,pH, ion strength, polarisasi)Teknologimembran dalam pengolahan air dan limbah merupakan proses pemisahan secara fisika yang memisahkan komponen yang lebih besar dari yang lebih kecil. Berbagai jenis proses membran dikategorikan berdasarkandriving force, jenis dan konfigurasi membran dan kemampuan penyisihannya. Proses membran dipergunakan dalam sistem pengolahan air minum dan air buangan seperti dalam proses desalinasi, pelunakan, penyisihan bahan organik, penyisihan warna, partikel dan lain-lain. Proses membran telah ada sejak 25 tahun yang lalu dan saat ini proses tersebut telah mengalami perkembangan yang pesat.Proses membran dapat diklasifikasikan berdasarkandriving forceuntuk menyokong proses pengolahan air. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan teknologi membrane adalah: Tekanan Daya listrik Suhu Gradien konsentrasi Kombinasi lebih dari satudriving forceProses membran dengan menggunakan tekanan dan tenaga listrik hanya tersedia secara komersial dan telah umum dipergunakan untuk proses pengolahan air minum dan buangan.Proses membran yang paling umum adalah proses yang dijalankan dengan tekanan, dimana tekanan di dalam dan di luar membran berbeda.Berdasarkan ukuran pori membrane, membran dapat dibagi menjadi empat tipe:1. Reverse osmosis(RO)2. Nanofiltration(NF)3. Ultrafiltration (UF)4. Microfiltration (MF)Reverse osmosismerupakan proses filtrasi yang paling baik, yang dapat menyisihkan partikel-partikel berukuran 1Aosampai 10Ao, demikian pula dengan ultrafiltrasi yang mampu menyisihkan partikel berukuran 10Aosampai 1000Ao. Virus influenza dapat disisihkan oleh alat ini. Mikrofiltrasi dapat juga menyisihkan bakteri, pseudomonas dan bakteri-bakteri lainnya.Dalam proses filtrasi membran ini, terhadap air yang akan diolah harus dilakukan pengolahan pendahuluan supaya partikel-partikel yang berukuran besar tidak ikut masuk, sehingga tidak mengganggu kinerja alat yang nantinya akan merusak membran.

Tabel 1. Ukuran Materi-materi yang Dapat Dipisahkan oleh Proses Membran

Materi yang akan dipisahkanPerkiraan ukuran (nm)Proses

Ion1-20Difusi ataureverse osmosis

Organik terlarut5-200Difusi

Organik koloidal yang tidak terlarut200-10000Aliran berpori

Materi koloid & partikulat75000Aliran berpori

Tabel 2. Teknologi Pemisahan dengan Membran untuk Pengolahan Air Buangan

FeatureMFUFNFROPer-vaporation

Pemisahan zat padat tersuspensiSangat baikTidak praktisTidak praktisTidak praktisTidak cocok

Pemisahan zat organic terlarutTidak cocokSempurnaSangat baikSangat baikBaik

PemisahanVolatile Organic Carbon (VOC)Tidak cocokBurukCukupCukup-baikSangat baik

Pemisahan zat inorganic terlarutTidak cocokTidak cocokBaik (untuk garam inorganic terlarut)Sangat baik (pemisahan 90-99%)Tidak cocok

Efek tekanan osmosisTidak adaKecilSignifikanHighTidak ada

Batasan konsentrasitotal solid sampai dengan 5%total organic sampai dengan 50%sampai dengan 15%sampai dengan 15%Tidak cocok

Kualitas PermeateSangat baikSangat baikBaikSangat baikSangat baik

Tekanan Kerja1-3 bars3-7 bars5-10 bars15-70 bars