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