Desalinasi, mengolah air laut menjadi air tawar
Sumber air yang secara kuantitas tidak terbatas adalah air laut, walaupun kualitasnya sangat buruk karena banyak mengandung kadar garam atau TDS (Total Dissolved Solid) sangat tinggi. Untuk mengatasi masalah tersebut salah satu cara adalah dengan penerapan teknologi pengolahan air. Proses pengolahan air laut menjadi air tawar tersebut dikenal sebagai proses desalinasi.
Air asin atau air payau adalah larutan yang mengandung beberapa jenis zat terlarut seperti garam-garam, yang jumlahnya rata-rata 3 sampai 4,5%. Desalinasi berarti pemisahan air tawar dari air asin. Dalam pemisahan air tawar dari air asin.
Desalinasi Air Laut Dengan Proses Osmosis Balik (Reverse Omosis, RO)
1. Pinsip Dasar Reverse Osmosis
Apabila dua buah larutan dengan konsentarsi encer dan konsentrasi pekat dipisahkan oleh membran semi permeable, maka larutan dengan konsentrasi yang encer akan terdifusi melalui membran semi permeable tersebut masuk ke dalam larutan yang pekat sampai sampai terkesetimbangan konsentarsi. Phenomena tersebut dikenal sebagai proses osmosis.
Sebagai contoh misalnya, jika air tawar dan air laut (asin) dipisahkan dengan membran semi permeable, maka air tawar akan terdifusi ke dalam air asin melalui membran semi permeable tersebut sampai terjadi kesetimbangan. Daya pengggerak (driving force) yang menyebabkan terjadinya aliran /difusi air tawar ke dalam air asin melalui membran semi permeable tersebut dinamakan tekanan osomosis. Besarnya tekanan osmosis tersebut tergantung dari karakteristik membran, temperatur air, dan konsentarsi garam yang terlarut dalam air.
Apabila pada suatu sistem osmosis tersebut, diberikan tekanan yang lebih besar dari tekanan osmosisnya, maka aliran air tawar akan berbalik yakni dari dari air asin ke air tawar melalui membran semi permeable, sedangankan garamnya tetap tertinggal di dalam larutan garammya sehingga menjadai lebih pekat. Proses tersebut dinakanan osmosis balik (reverse osmosis).
Suatu membran (selaput) yang memungkinkan lewatnya hanya jenis-jenis molekul tertentu disebut membran semipermeabel. Apabila dua buah larutan dengan konsentrasi encer dan konsentrasi pekat dipisahkan oleh membran semipermeabel, maka larutan dengan konsentrasi encer akan terdifusi melalui membran semipermeabel dan masuk ke dalam larutan yang pekat sampai terjadi kesetimbangan konsentrasi. Peristiwa ini dikenal dengan proses osmosis. Sebagai contoh, jika air tawar dan air laut (asin) dipisahkan dengan membran semipermeabel, maka air tawar akan terdifusi ke dalam air asin sampai terjadi kesetimbangan.
2. Proses Desalinasi Sistem Revese Osmosis (RO)
Di dalam proses desalinasi air laut dengan sistem osmosis balik (RO), tidak memungkinkan untuk memisahkan seluruh garam dari air lautnya, karena akan membutuhkan tekanan yang sangat tinggi sekali. Oleh karena itu pada kenyataanya, untuk mengasilkan air tawar maka air asin atau air laut dipompa dengan tekanan tinggi ke dalam sutu modul membrane osmosis balik yang mempunyai dua buah outlet yakni outlet untuk air tawar yang dihasilkan dan outlet untuk air garam yang telah dipekatkan (reject water).
Di dalam membrane RO tersebut terjadi proses penyaringan dengan ukuran molekul, yakni partikel yang molekulnya lebih besar dari pada molekul air, misalnya molekul garam dan lainnya, akan terpisah dan akan terikut ke dalam air buangan (reject water). Oleh karena itu air yang akan masuk kedalam membran RO harus mempunyai persyaratan tertentu misalnya kekeruhan harus nol, kadar besi harus < 0,1 mg/l, pH harus dikontrol agar tidak terjadi pengerakan calsium dan lainnya.
Di dalam prakteknya, proses pengolahan air minum dengan sistem reverse osmosis terdiri dari dua bagian yakni unit pengolahan pendahuluan dan unit RO. Oleh karena air baku yakni air laut, terutama yang dekat dengan pantai masih mengandung partikel padatan tersuspensi, mineral, plankton dan lainnya, maka air baku tersebut perlu dilakukan pengolahan pendahuluan sebelum diproses di dalam unit RO. Unit pengolahan pendahuluan tersebut terdiri dari beberapa peralatan utama yakni pompa air baku, bak koagulasi-flokulasi, tangki reaktor (kontaktor), saringan pasir, filter mangan zeolit, dan filter untuk penghilangan warna (color removal), dan filter cartridge ukuran 0,5 µm. Sedangkan unit RO terdiri dari pompa tekanan tinggi dan membran RO, serta pompa dosing untuk anti scalant, dan anti biofouling dan sterilisator ultra violet (UV).
Air baku (air laut) dipompa ke bak koagulasi-flokulasi untuk mengendapakan zat padat tersuspenssi, selanjutnya di alirkan ke rapid sand filter, selanjutnya ditampung di dalam bak penampung. Dari bak penampung air laut dipompa ke pressure filter sambil diinjeksi dengan larutan 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. Selain itu dijinjeksikan larutan anti scalant, anti biofouling yang dapat berfungsi untuk mencegah pengkerakan serta membunuh mikroorganisme yang dapat menyebabkan biofouling di dalam membrane RO.
Dari pressure filter, air dialirkan ke saringan filter multi media agar senyawa besi atau mangan yang telah teroksidasi dan juga padatan tersuspensi (SS) yang berupa partikel halus, plankton dan lainnya dapat disaring. Dengan adanya filter multi media ini, zat besi atau mangan yang belum teroksidasi dapat dihilangkan sampai konsentrasi <0,1 mg/l. Zat besi dan mangan ini harus dihilangkan terlebih dahulu karena zat-zat tesebut dapat menimbulkan kerak (scale) di dalam membran RO..
Dari filter multimedia, air dialirkan ke filter penghilangan warna. Filter ini mempunyai fungsi untuk menghilangkan warna senyawa warna dalam air baku yang dapat mempercepat penyumbatan membran RO. Setelah melalui filter penghilangan warna, air dialirkan ke filter cartridge yang dapat menyaring partikel dengan ukuran 0,5 µm.
Setelah melalui filter cartridge, air dialirkan ke unit RO dengan menggunakan pompa tekanan tinggi sambil diinjeksi dengan zat anti kerak dan zat anti biofouling. Air yang keluar dari modul membran RO ada dua yakni air tawar dan air buangan garam yang telah dipekatkan (reject water). Selanjutnya air tawarnya dipompa ke tangki penampung sambil dibubuhi dengan khlorine dengan konsentarsi tertentu agar tidak terkontaminasi kembali oleh mikroba, sedangkan air garamnya dibuang lagi ke laut.
Air asin atau air payau adalah larutan yang mengandung beberapa jenis zat terlarut seperti garam-garam, yang jumlahnya rata-rata 3 sampai 4,5%. Desalinasi berarti pemisahan air tawar dari air asin. Dalam pemisahan air tawar dari air asin.
Desalinasi Air Laut Dengan Proses Osmosis Balik (Reverse Omosis, RO)
1. Pinsip Dasar Reverse Osmosis
Apabila dua buah larutan dengan konsentarsi encer dan konsentrasi pekat dipisahkan oleh membran semi permeable, maka larutan dengan konsentrasi yang encer akan terdifusi melalui membran semi permeable tersebut masuk ke dalam larutan yang pekat sampai sampai terkesetimbangan konsentarsi. Phenomena tersebut dikenal sebagai proses osmosis.
Sebagai contoh misalnya, jika air tawar dan air laut (asin) dipisahkan dengan membran semi permeable, maka air tawar akan terdifusi ke dalam air asin melalui membran semi permeable tersebut sampai terjadi kesetimbangan. Daya pengggerak (driving force) yang menyebabkan terjadinya aliran /difusi air tawar ke dalam air asin melalui membran semi permeable tersebut dinamakan tekanan osomosis. Besarnya tekanan osmosis tersebut tergantung dari karakteristik membran, temperatur air, dan konsentarsi garam yang terlarut dalam air.
Apabila pada suatu sistem osmosis tersebut, diberikan tekanan yang lebih besar dari tekanan osmosisnya, maka aliran air tawar akan berbalik yakni dari dari air asin ke air tawar melalui membran semi permeable, sedangankan garamnya tetap tertinggal di dalam larutan garammya sehingga menjadai lebih pekat. Proses tersebut dinakanan osmosis balik (reverse osmosis).
Suatu membran (selaput) yang memungkinkan lewatnya hanya jenis-jenis molekul tertentu disebut membran semipermeabel. Apabila dua buah larutan dengan konsentrasi encer dan konsentrasi pekat dipisahkan oleh membran semipermeabel, maka larutan dengan konsentrasi encer akan terdifusi melalui membran semipermeabel dan masuk ke dalam larutan yang pekat sampai terjadi kesetimbangan konsentrasi. Peristiwa ini dikenal dengan proses osmosis. Sebagai contoh, jika air tawar dan air laut (asin) dipisahkan dengan membran semipermeabel, maka air tawar akan terdifusi ke dalam air asin sampai terjadi kesetimbangan.
2. Proses Desalinasi Sistem Revese Osmosis (RO)
Di dalam proses desalinasi air laut dengan sistem osmosis balik (RO), tidak memungkinkan untuk memisahkan seluruh garam dari air lautnya, karena akan membutuhkan tekanan yang sangat tinggi sekali. Oleh karena itu pada kenyataanya, untuk mengasilkan air tawar maka air asin atau air laut dipompa dengan tekanan tinggi ke dalam sutu modul membrane osmosis balik yang mempunyai dua buah outlet yakni outlet untuk air tawar yang dihasilkan dan outlet untuk air garam yang telah dipekatkan (reject water).
Di dalam membrane RO tersebut terjadi proses penyaringan dengan ukuran molekul, yakni partikel yang molekulnya lebih besar dari pada molekul air, misalnya molekul garam dan lainnya, akan terpisah dan akan terikut ke dalam air buangan (reject water). Oleh karena itu air yang akan masuk kedalam membran RO harus mempunyai persyaratan tertentu misalnya kekeruhan harus nol, kadar besi harus < 0,1 mg/l, pH harus dikontrol agar tidak terjadi pengerakan calsium dan lainnya.
Di dalam prakteknya, proses pengolahan air minum dengan sistem reverse osmosis terdiri dari dua bagian yakni unit pengolahan pendahuluan dan unit RO. Oleh karena air baku yakni air laut, terutama yang dekat dengan pantai masih mengandung partikel padatan tersuspensi, mineral, plankton dan lainnya, maka air baku tersebut perlu dilakukan pengolahan pendahuluan sebelum diproses di dalam unit RO. Unit pengolahan pendahuluan tersebut terdiri dari beberapa peralatan utama yakni pompa air baku, bak koagulasi-flokulasi, tangki reaktor (kontaktor), saringan pasir, filter mangan zeolit, dan filter untuk penghilangan warna (color removal), dan filter cartridge ukuran 0,5 µm. Sedangkan unit RO terdiri dari pompa tekanan tinggi dan membran RO, serta pompa dosing untuk anti scalant, dan anti biofouling dan sterilisator ultra violet (UV).
Air baku (air laut) dipompa ke bak koagulasi-flokulasi untuk mengendapakan zat padat tersuspenssi, selanjutnya di alirkan ke rapid sand filter, selanjutnya ditampung di dalam bak penampung. Dari bak penampung air laut dipompa ke pressure filter sambil diinjeksi dengan larutan 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. Selain itu dijinjeksikan larutan anti scalant, anti biofouling yang dapat berfungsi untuk mencegah pengkerakan serta membunuh mikroorganisme yang dapat menyebabkan biofouling di dalam membrane RO.
Dari pressure filter, air dialirkan ke saringan filter multi media agar senyawa besi atau mangan yang telah teroksidasi dan juga padatan tersuspensi (SS) yang berupa partikel halus, plankton dan lainnya dapat disaring. Dengan adanya filter multi media ini, zat besi atau mangan yang belum teroksidasi dapat dihilangkan sampai konsentrasi <0,1 mg/l. Zat besi dan mangan ini harus dihilangkan terlebih dahulu karena zat-zat tesebut dapat menimbulkan kerak (scale) di dalam membran RO..
Dari filter multimedia, air dialirkan ke filter penghilangan warna. Filter ini mempunyai fungsi untuk menghilangkan warna senyawa warna dalam air baku yang dapat mempercepat penyumbatan membran RO. Setelah melalui filter penghilangan warna, air dialirkan ke filter cartridge yang dapat menyaring partikel dengan ukuran 0,5 µm.
Setelah melalui filter cartridge, air dialirkan ke unit RO dengan menggunakan pompa tekanan tinggi sambil diinjeksi dengan zat anti kerak dan zat anti biofouling. Air yang keluar dari modul membran RO ada dua yakni air tawar dan air buangan garam yang telah dipekatkan (reject water). Selanjutnya air tawarnya dipompa ke tangki penampung sambil dibubuhi dengan khlorine dengan konsentarsi tertentu agar tidak terkontaminasi kembali oleh mikroba, sedangkan air garamnya dibuang lagi ke laut.