BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Bagi manusia air adalah salah satu kebutuhan utama. Hal ini

dikarenakan manusia tidak hanya membutuhkan air untuk kebutuhan tubuh

(minum) tetapi juga membutuhkan air untuk berbagai kebutuhan lain,

seperti mencuci, memasak, dan lainnya. Manusia sering dihadapkan pada

situasi yang sulit ketika sumber air tawar sangat terbatas dan di lain pihak

terjadi peningkatan kebutuhan. Selain itu, mengingat bahwa berbagai

penyakit dapat dibawa oleh air kepada manusia yang memanfaatkannya,

maka tujuan utama penyediaan air bersih atau air minum bagi masyarakat

adalah untuk mencegah penyakit yang dibawa oleh air. Penyediaan air

bersih selain kuantitas kualitasnya pun harus memenuhi standar yang

berlaku. Air minum yang memenuhi baik kuantitas maupun kualitas sangat

membantu menurunkan angka kesakitan penyakit perut terutama penyakit

diare. Sehingga pengawasan terhadap kualitas air minum agar tetap

memenuhi syarat kesehatan.

Debit air sebagian sungai di Indonesia pada beberapa tahun terakhir

berkurang jauh dibanding 15-20 tahun lalu disebabkan adanya kerusakan

lingkungan di hulu sungai. Secara keseluruhan, kondisi hulu sungai yang

berada dalam kondisi baik saat ini hanya 15 persen sampai 20 persen.

Sebagian besar kawasan hulu sungai di Indonesia adalah milik masyarakat,

sehingga mereka merusaknya dengan sesuka hati.

Berdasarkan hasil pemantauan kualitas air sungai (PKA) di 33 provinsi

yang dilakukan oleh pusat sarana pengendalian dampak lingkungan

(Sarpedal) Kementerian Lingkungan Hidup tahun 2011, sebanyak 32 dari 51

sungai besar di Indonesia saat ini tercemar berat, 16 sungai tercemar sedang-

berat, dan hanya satu sungai yang masih memenuhi standar baku mutu,

yakni sungai Lariang di Sulawesi Tengah.

Pencemaran sungai yang terjadi di Indonesia merupakan ancaman besar

bagi kesehatan masyarakat mengingat tidak sedikit PDAM di Indonesia

1

yang mengambil bahan baku airnya berasal dari sungai. Dengan tingginya

tingkat pencemaran air sungai memberi dampak pada kesehatan manusia

yang memanfaatkan airnya antara lain semakin meningkatnya tingkat

kematian bayi akibat diare.

Sebagai contoh adalah PDAM kota Surabaya yang mengambil bahan

baku airnya dari Kali Surabaya. Hal ini sudah jelas bertentangan dengan

syarat kelayakan air minum dimana air minum harus berasal dari bahan

baku air kelas I sedangkan Kali Surabaya memiliki kelas air II.

Permasalahan yang terjadi tidak hanya berhenti pada ketidaklayakan mutu

air minum yang dikonsumsi oleh masyarakat melainkan juga tingginya

biaya yang harus dikeluarkan untuk mendapatkan air dengan kualitas yang

kurang baik.

Belakangan ini, terdapat rencana kenaikan tarif bahan baku mutu air di

beberapa PDAM di Indonesia seperti yang terjadi di PDAM Kota Surabaya.

Kenaikan tarif baku mutu akan berdampak pada kenaikan ongkos produksi.

Jika memang pengaruhnya tidak signifikan, maka harga air PDAM bisa

dikendalikan. Kalau tidak bisa diatasi akibat kenaikan tarif baku mutu yang

tinggi, tentu akan bisa mempengaruhi harga jual air PDAM ke konsumen.

Rencana kenaikan tarif bahan baku mutu yang tinggi, tidak dibarengi

dengan peningkatan kualitas bahan baku mutu air. Bahkan saat ini ada

kecenderungan kualitas bahan baku mutu yang berasal dari Sungai Surabaya

ini semakin menurun.

Lembaga Kajian Ekologi dan Konservasi Lahan Basah  atau

Ecological Observation and Wetlands Conservation (Ecoton) menyarankan

untuk mengkaji ulang pemanfaatan air sungai Surabaya sebagai bahan baku

mutu air PDAM pasalnya, pencemaran yang terjadi sudah semakin parah.

Hal ini dibuktikan dengan telah terjadinya feminisasi ikan  yang disebabkan

limbah urin perempuan yang mengkonsumsi pil kontrasepsi, terkena bahan

kimia seperti pestisida, PCB, logam berat, deterjen, plastilizer (bahan

pembuat plastik) dan shampo serta obat-obatan kimia. Ini terjadi karena Kali

Surabaya selama hampir 30 tahun terakhir menjadi saluran pembuangan

2

limbah kimia industri, tempat sampah besar dan WC Umum yang  bebas

dibuangi kotoran manusia, air kencing dan sampah.

Untuk itu diperlukan suatu alternative pemenuhan kebutuhan air bersih

dan air minum yang berkualitas dan tidak membahayakan masyarakat.

Mengingat melimpahnya sumber daya air yang berasal dari laut, maka perlu

dikaji tentang kemungkinan dimanfaatkannya air laut sebagai bahan baku

pemenuhan kebutuhan air bersih bagi masyarakat serta kelebihan yang

mungkin didapat ketika menggunakan air laut sebagai bahan baku air

PDAM. Proses pengolahan air asin menjadi air tawar disebut proses

Desalinasi air laut yang salah satunya dilakukan dengan sistem osmosis

balik.

1.2 Rumusan masalah

a. Bagaimana tingkat kualitas dan ketersediaan air laut untuk dimanfaatkan

sebagai bahan baku pemenuhan kebutuhan air bersih dan air minum di

masyarakat?

b. Bagaimana manfaat yang ditimbulkan (kesehatan dan finansial) dari

pengolahan air laut menjadi air bersih atau air minum jika dibandingkan

dengan air sungai?

c. Proses seperti apa serta alat apakah yang diperlukan dalam proses

pemanfaatan air laut menjadi air bersih dan air minum dengan cara

osmosis balik?

1.3 Tujuan

a. Mengetahui kemungkinan dimanfaatkannya air laut sebagai bahan baku

pemenuhan air bersih di masyarakat ditinjau dari kualitas dan tingkat

ketersediaannya

b. Mengetahui pengertian pengolahan air laut dengan system osmosis

balik

c. Mengetahui manfaat (kesehatan dan finansial) pengolahan air laut

sebagai sumber bahan baku air bersih dan air minum dibandingkan

dengan air sungai

3

d. Mengetahui metode/proses pengolahan air laut dengan system osmosis

balik serta peralatan yang digunakan dalam mengolah air laut menjadi

air bersih ataupun air minum

1.4 Manfaat

a. Memberikan alternative pilihan dalam mengatasi permasalahan

meningkatnya biaya pembelian bahan baku air untuk pemenuhan

kebutuhan air bersih yang dibarengi penurunan kualitas air sungai

sebagai bahan baku awal

b. Memberikan solusi terhadap permasalahan kesehatan yang mungkin

muncul akibat rendahnya kualitas bahan baku air yang dikonsumsi

masyarakat untuk kebutuhan sehari-harinya

c. Sebagai sumber referensi bagi pembaca tentang pengolahan air laut

dengan system osmosis balik serta manfaatnya

4

BAB 2

KAJIAN TEORI

2.1 Pengertian Air Laut

Laut adalah kumpulan air asin dalam jumlah yang banyak dan luas yang

menggenangi dan membagi daratan atas benua atau pulau.(Kamus Besar

Bahasa Indonesia Edidi keempat-2008 ). Jadi laut merupakan air yang

menutupi permukaan tanah yang sangat luas dan umumnya mengandung

garam dan berasa asin. Biasanya air mengalir yang ada di darat akan

bermuara ke laut.

Air laut merupakan campuran dari 96,5% air murni dan 3,5% material

lainnya seperti garam-garaman, gas-gas terlarut, bahan-bahan organik dan

partikel-partikel tak terlarut.Air laut mengandung garam, oleh karena itu

rasanya menjadi asin. Rata-rata air laut mengandung 3,5 % garam. Artinya

dalam setiap 1 kg air laut kandungan garamnya sebanyak 35 gram.

2.2 Perbedaan Air Laut dengan Air Tawar

a. Air laut mempunyai rasa asin, sedangkan air tawar tidak. Hal ini

karena air laut mengandung kadar garam sebanyak 3,5 %, sedangkan air

tawar tidak mengandung garam.

b. Kuantitas air laut di bumi jauh lebih besar dari pada jumlah air tawar.

97% air di bumi adalah air laut, dan hanya 3% berupa air tawar.

c. Air laut lebih padat dari pada air tawar, karena kadar garam yang

terkandung dalam air laut menambah massa namun tidak mempengaruhi

volume dari air laut tersebut.

d. Air laut mengandung ion terlarut lebih besar dari pada air tawar. Ion-ion

yang keberadaannya melimpah di dalam air laut adalah natrium, klorida,

magnesium, sulfat, dan kalsium.

e. Kandungan unsur kimia dalam air laut: Clorida (Cl), Natrium (Na),

Magnesium (Mg), Sulfur (S), calium (Ca), Kalsium (K), Brom (Br),

Carbon (C), Cr, B. Sedangkan kandungan unsur kimia dalam air tawar:

zat kapur, besi, timah, magnesium, tembaga, sodium, chloride, dan

chlorine.

5

2.3 Manfaat Pengelolaan Air Laut

1. Memberikan solusi terhadap krisis air bersih. Dengan adanya

pengelolaan air laut menjadi air tawar yang dapat dikonsumsi

masyarakat dapat mengatasi adanya krisis air bersih.

2. Pengelolaan air laut menjadi air tawar yang layak konsumsi bisa

mengurangi penggunaan air bawah tanah yang diyakini sebagai

penyebab utama penurunan tanah di beberapa tempat di Indonesia.

3. Dalam penggelolaan air laut yang mengandung garam menjadi air

tawar ini bisa menghasilkan garam dapur yang juga dapat dikonsumsi.

4. Pengelolaan air laut menjadi air tawar ini juga bisa menjadi sebuah

kesempatan bisnis yang menguntungkan bagi perusahaan air minum

nasional maupun internasional untuk mampu menyediakan air minum

sehat bagi pelanggannya

2.4 Definisi Desalinasi Air Laut Dengan Sistem Osmosis Balik

Desalinasi merupakan suatu teknologi pengolahan air. Desalinasi

merupakan proses untuk mendapatkan air dengan kemurnian tinggi atau

untuk memperoleh air bersih dari air yang memiliki kadar garam tinggi,

seperti air laut. Ada beberapa penjelasan tentang desalinasi ini, salah

satunya yaitu mengartikan bahwa Desalinasi berarti hanya suatu proses

pemisahan air tawar dari air asin. Ada juga yang mengartikan bahwa

desalinasi merupakan proses untuk menghilangkan kandungan garam di air

yang terdiri dari cation (ion positif) dan anion (ion negative).

Menurut Retno, 2001 Proses desalinasi biasanya digunakan untuk

mengolah air laut menjadi air bebas mineral yang dapat dikonsumsi oleh

manusia.

Ada beberapa teknologi dalam proses desalinasi, yakni proses distilasi

atau penguapan, teknologi proses dengan menggunakan membrane atau

filtrasi, dan proses pertukaran ion. Proses desalinasi dengan cara distilasi

adalah metode pemisahan dengan cara memanaskan air laut untuk

menghasilkan uap air, yang selanjutnya dikondensasi untuk menghasilkan

air bersih.. Sedangkan pada proses dengan cara membrane adalah

6

pemisahan air laut dengan air tawar dengan cara pemberian tekanan dan

menggunakan membran reserve osmosis atau dengan cara elektrodialisa.

Pada sistem desalinasi dengan menggunakan membrane RO, air pada

larutan garam dipisahkan dari garam terlarutnya dengan mengalirkannya

melalui membran water-permeable. Permeate dapat mengalir melalui

membran akibat adanya perbedaan tekanan yang diciptakan antara umpan

bertekanan dan produk, yang memiliki tekanan dekat dengan tekanan

atmosfer. Sisa umpan selanjutnya akan terus mengalir melalui sisi reaktor

bertekanan sebagai brine. Proses ini tidak melalui tahap pemanasan ataupun

perubahan fasa.

Reverse osmosis (Osmosis terbalik) adalah sebuah istilah teknologi yang

berasal dari osmosis. Osmosis adalah sebuah fenomena alam dalam sel

hidup di mana molekul "solvent" (biasanya air) akan mengalir dari daerah

berkonsentrasi rendah ke daerah Berkonsentrasi tinggi melalui sebuah

membran semipermeabel. Membran semipermeabel ini menunjuk ke

membran sel atau membran apa pun yang memiliki struktur yang mirip atau

bagian dari membran sel. Gerakan dari "solvent" berlanjut sampai sebuah

konsentrasi yang seimbang tercapai di kedua sisi membran.

Reverse osmosis adalah sebuah proses pemaksaan sebuah solvent dari

sebuah daerah konsentrasi "solute" tinggi melalui sebuah membran ke

sebuah daerah "solute" rendah dengan menggunakan sebuah tekanan

melebihi tekanan osmotik. Dalam istilah lebih mudah, reverse osmosis

adalah mendorong sebuah solusi melalui filter yang menangkap "solute"

dari satu sisi dan membiarkan pendapatan "solvent" murni dari sisi satunya.

Reverse osmosis merupakan suatu metode pembersihan melalui

membran semi permeable. Pada proses membran, pemisahan air dari

pengotornya didasarkan pada proses penyaringan dengan skala molekul,

dimana suatu tekanan tinggi diberikan melampaui tarikan osmosis sehingga

akan memaksa air melalui proses osmosis terbalik dari bagian yang

memiliki kepekatan tinggi ke bagian yang mempunyai kepekatan rendah.

Selama proses tersebut terjadi, kotoran dan bahan yang berbahaya akan

dibuang sebagai air tercemar (limbah). Molekul air dan bahan mikro yang

7

berukuran lebih kecil dari Reverse Osmosis akan tersaring melalui

membran. Di dalam membran Reverse Osmosis tersebut terjadi proses

penyaringan dengan ukuran molekul, yakni partikel yang molekulnya lebih

besar daripada molekul air misalnya molekul garam, besi dan lainnya, akan

terpisah dan dalam membran osmosis balik harus mempunyai persyaratan

tertentu, misalnya kekeruhan harus nol, kadar besi harus <0,1>.

2.5 Peralatan Desalinasi dengan Sistem Osmosis Balik

Untuk merakit suatu unit RO diperlukan beberapa alat pendukung

seperti : Mesin Las, Bor listrik, Alat potong/gergaji, Obeng, Palu, Lem,

Kunci, Gurinda dan alat pertukangan.

Pompa Jet Pump Pompa Semi Jet Pompa Celup

Gambar 1. Pompa Air Baku dan Pompa Celup

8

Tangki Reaktor Tangki Kimia dan Pompa Dosing

Gambar 2. Tangki Reaktor, Tangki Kimia dan Pompa Dosing

Gambar 3. Filter Pasir, Mangan dan Carbon Gambar 4. Cartridge Filter

9

Gambar 5. Membran Tabung Gambar 6. Unit RO

Gambar 7. Generator Listrik 10 KVA 380 V dan Panel Listrik

2.6 Proses Desalinasi Air Laut dengan membran Reverse Osmosis atau

filtrasi

Reverse osmosis (Osmosis balik) adalah sebuah istilah teknologi yang berasal

dari osmosis. Osmosis adalah sebuah fenomena alam dalam sel hidup di mana

molekul "solvent" (biasanya air) akan mengalir dari daerah berkonsentrasi

rendah ke daerah Berkonsentrasi tinggi melalui sebuah membran

semipermeabel.

Dalam penyaringan terdiri dari dua unit, yaitu unit pengolahan awal dan unit

osmosa balik. Unit pengolahan awal terdiri dari pompa air baku, tangki

reaktor (kontaktor), saringan pasir, filter mangan zeolit, filter untuk

penghilangan warna (color removal), dan filter cartridge ukuran 0,5 µm.

Sedangkan unit osmosa balik terdiri dari pompa tekanan tinggi, membran

Osmosa Balik, pompa dosing klorine, dan sterilisator ultra violet (UV).

10

Berikut ini adalah gambaran susunan dari unit reverse osmosis.

Gambar 8. Proses Desalinasi Air laut dengan Reverse Osmosis

Air baku (air laut) dipompa ke tangki reaktor (kontaktor), sambil diinjeksi

dengan larutan klorin atau Kalium Permanganat agar zat Besi atau Mangan

yang larut dalam air baku dapat dioksidasi menjadi bentuk senyawa oksida

Besi atau Mangan yang tak larut dalam air serta untuk membunuh

mikroorganisme yang dapat menyebabkan biofouling (penyumbatan oleh

bakteri) di dalam membran Osmosa Balik.

Dari tangki reaktor, air dialirkan ke saringan pasir cepat agar senyawa Besi

atau Mangan yang telah teroksidasi dan juga padatan tersuspensi (SS) yang

berupa partikel halus, plankton dan lainnya dapat disaring. Air yang keluar

dari saringan pasir selanjutnya dialirkan ke filter Mangan Zeolit. Dengan

adanya filter Mangan Zeolit ini, zat Besi atau Mangan yang belum teroksidasi

di dalam tangki reaktor dapat dihilangkan sampai konsentrasi < 0,1 mg/l. Zat

Besi dan Mangan ini harus dihilangkan terlebih dahulu karena dapat

menimbulkan kerak (scale) di dalam membran Osmosa Balik. Air dialirkan ke

filter penghilangan warna. Filter ini mempunyai fungsi untuk menghilangkan

senyawa warna dalam air baku yang dapat mempercepat penyumbatan

11

membran Osmosa Balik. Setelah melalui filter penghilangan warna, air

dialirkan ke filter cartridge yang dapat menyaring partikel dengan ukuran 0,5

µm.

Air dialirkan ke unit Osmosa Balik dengan menggunakan pompa tekanan

tinggi sambil diinjeksi dengan zat anti kerak (antiskalant) dan zat anti

biofouling. Air yang keluar dari modul membran Osmosa Balik yakni air

tawar dan air buangan garam yang telah dipekatkan. Selanjutnya air tawarnya

dipompa ke tangki penampung sambil dibubuhi dengan klorine dengan

konsentarsi tertentu agar tidak terkontaminasi kembali oleh mikroba,

sedangkan air garamnya dibuang lagi ke laut.

2.7 Keunggulan dan Kelemahan Sistem Osmosis Balik

2.7.1 Keunggulan Sistem Osmosis Balik

Beberapa keunggulan yang didapat berdasarkan kajian ekonomi

dan hasil yang dicapai, untuk proses pengolahan air dengan metode

reverse osmosis adalah sebagai berikut :

a. Mengurangi kebutuhan laboratorium,

b. Dapat mencapai pada tekanan tinggi,

c. Dapat mengurangi kandungan garam, karbonat, total hardness,

sulfat, dannitrat dari air umpan. Zat-zat yang tidak terlarut

dalam air juga dipisahkan seperti koloid dan bakteri.

d. Untuk umpan padatan total terlarut di bawah 400 ppm, osmosis

balik merupakan perlakuan yang murah.

e. Untuk umpan padatan total terlarut di atas 400 ppm, dengan

penurunan padatan total terlarut 10% semula, osmosis balik

sangat menguntungkandibanding dengan deionisasi.

f. Untuk umpan berapapun konsentrasi padatan total terlarut,

disertai kandungan organic lebih daripada 15 g/liter, osmosis

balik sangat baik untuk praperlakuan deionisasi.

g. Osmosis balik sedikit berhubungan dengan bahan kimia,

sehingga lebih praktis.

12

2.7.2 Kelemahan Sistem Osmosis Balik

Kelemahan yang sering didapat pada pengolahan air menggunakan

metode reverse osmosis adalah sering terjadinya penyumbatan

(fouling/clogging) karena bahan – bahan tertentu pada permukaan

membran seperti membran berkerak karena pengendapan garam

terlarut dalam air karena konsentrasi air cukup pekat dan batas

kelarutan terlampaui. Kerak dapat berupa kalsium karbonat atau

sulfat,silika, dan kalsium klorida, dan perawatannya lebih mahal

dibandingkan dengan pengolahan secara konvensional. Selain itu air

umpan harus diolah terlebih dahulu untuk menghilangkan partikulat-

partikulat, Operasi RO membutuhkan material dan alat dengan

kualitas standar yang tinggi, serta terdapat kemungkinan terjadi

pertumbuhan bakteri pada membran itu sendiri.

13

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Jumlah air laut yang melimpah dapat dimanfaatkan sebagai alternatif

bahan baku pemenuhan kebutuhan air bersih bagi masyarakat. Salah satu

proses pengolahan air asin menjadi air tawar disebut proses desalinasi air

laut. Ada beberapa teknologi dalam proses desalinasi, yakni proses distilasi

atau penguapan, proses dengan menggunakan membran atau filtrasi (reserve

osmosis), dan proses pertukaran ion.

Membahas lebih jauh, Reverse osmosis adalah sebuah proses

mengalirkan sebuah solvent dari sebuah daerah konsentrasi solute tinggi

melalui sebuah membran ke sebuah daerah solute rendah dengan

menggunakan sesbuah tekanan, dan pada membran pemisahan air dari

pengotornya didasarkan pada proses penyaringan dengan skala molekul

sehingga bahan yang molekulnya lebih besar daripada molekul air akan

terpisah. Peralatan yang dibutuhkan untuk proses ini antara lain pompa air

baku (jet pump atau semi-jet pump), pompa celup, tangki reaktor, tangki

kimia pompa dosing, filter pasir, mangan dan carbon, cartridge filter,

memban tabung, unit RO, generator listrik 10 KVA 380 V, dan panel listrik.

Proses desalinasi membran RO ini mempunyai banyak manfaat, baik

dari segi finansial, efisiensi, dan kesehatan. Untuk umpan padatan total

terlarut di bawah 400 ppm, osmosis balik merupakan perlakuan yang murah,

serta mengurangi kebutuhan laboratorium, sehingga dapat menekan biaya

yang dikeluarkan. Dalam prosesnya desalinasi membran RO dapat memberi

hasil yang lebih baik dari proses lain, dapat mendukung proses lain, dan

sedikit berhubungan dengan bahan kimia sehingga lebih praktis dan efisien.

Dengan empat tahap penyaringannya, proses ini dapat mengurangi

kandungan garam, karbonat, total hardness, sulfat, dannitrat, zat-zat yang

tidak terlarut dalam air, seperti koloid dan bakteri, dari air umpan, sehingga

bermanfaat bagi kesehatan.

14

3.2 Saran

Air laut dapat digunakan sebagai alternatif sumber air bersih bagi

masyarakat, karena ketersediaan dan manfaatnya, bagi ekonomi, efisiensi,

dan kesehatan. Air laut perlu melalui proses pengolahan yang baik agar

menjadi air yang layak digunakan, bahkan dikonsumsi. Salah satu

pengolahannya adalah dengan desalinasi membran reserve osmosis.

15

DAFTAR PUSTAKA

http://evisapinatulbahriah.wordpress.com/2012/06/04/desalinasi-air-laut-melalui-

metode-osmosis-terbalik/

http://www.scribd.com/doc/73747670/Reverse-Osmosis

www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/Buku10Patek/04RO.pdf

http://www.suarapembaruan.com/home/perlu-dipikirkan-pengelolaan-air-laut-

jadi-air-minum/11219

http://jatim.tribunnews.com/2012/02/13/tarif-bahan-baku-naik-tarif-air-pdam-

bisa-naik

http://www.surabayapost.co.id/?

mnu=berita&act=view&id=5ad03ec1c23ae2ca900498a0f5c8a9d5&jenis=c81e728

d9d4c2f636f067f89cc14862c

file:///D:/IKMA%20smstr%205/TUGAS/PAM%20DAN%20SANITASI/

Pengolahan%20Air%20Laut/Tercemarnya%20Sungai-sungai%20Kita!%20-

%20Harian%20Analisa.htm#.UHVrZ_Ib3IU

http://dc376.4shared.com/doc/bJVu9qAg/preview.html

http://www.anneahira.com/pengertian-laut.htm

http://translate.google.co.id/translate?hl=id&langpair=en|id&u=http://

en.wikipedia.org/wiki/Seawater

http://www.scribd.com/doc/92804979/Sifat-air

http://id.wikipedia.org/wiki/Sumber_daya_air

http://kornelisekopatty.blogspot.com/2012/07/desalinasi-air-laut.html

http://kukuhthoriq.wordpress.com/2010/03/22/air-bersih-dari-laut/

16