Teknologi SWRO / Air Laut
Sea Water RO - RO Air Laut
Desalinasi adalah proses pemisahan yang digunakan untuk mengurangikandungan garam terlarut dari air garam hingga level tertentu sehingga air dapatdigunakan. Desalinasi air laut mengacu pada proses pembuatan air minum dari airlaut asin. Garam-garam dan kotoran lainnya dikeluarkan melalui proses yangdikenal sebagai Reverse (RO) filtrasi membran Osmosis.
Desalinasi yang menggunakan sistem Reverse Osmosis (RO) lebih kompleks jika dibandingkan dengan sistem RO yang digunakan untuk memurnikan air tawar. Sistem RO yang dipakai dalam desalinasi, air laut yang akan diolah diperlukan pengelolaan awal (pre treatment) sebelum diteruskan ke bagian RO karena masih mengandung partikel padatan tersuspensi, mineral, plankton dan lainnya.
Setelah melalui tahap pre-treatment, air laut disalurkan ke membran RO dengan pompa yang bertekanan tinggi sekitar 55 dan 85 bar, tergantung dari suhu dan kadar garamnya. Air yang keluar dari membran RO ada dua jenis, yang pertama berupa air tawar dan yang kedua adalah air yang berkadar garam tinggi (brine water).
Sistem ini merupakan pengembangan dari sistem distilasi biasa, yaitu air laut dipanaskan untuk menguapkan air laut dan kemudian uap air yang dihasilkan dikondensasi untuk memperoleh air tawar yang ditampung di tempat terpisah sebagai hasil dari proses distilasi dan dikenal sebagai air distilasi, seperti gambar berikut.
Pada sistem distilasi bertingkat (Multistage Flash Distillation System), air laut dipanaskan berulang-ulang pada setiap tingkat distilasi dimana tekanan pada tingkat sebelumnya dibuat lebih rendah dari tingkat berikutnya. Contohnya sistem ini dapat dibangun sampai lebih dari sepuluh tingkat.
Evaporator (penguap) dibagi dalam beberapa stage (tahap). Gambar di atas memperlihatkan empat tahap evaporator. Setiap tahap selanjutnya dibagi menjadi flash chamber yang merupakan ruangan yang terletak dibawah pemisah kabut dan bagian kondensor yang terletak diatas pemisah kabut.
Air laut dialirkan dengan pompa ke dalam bagian kondensor melalui tabung penukar panas dan hal ini menyebabkan terjadi pemanasan air laut oleh uap air yang terjadi dalam setiap flash chamber. Kemudian air laut selanjutnya dipanaskan dalam pemanas garam dan kemudian dialirkan ke dalam flash chamber tahap pertama. Setiap tahap dipertahankan dengan kondisi vakum tertentu dengan sistem vent ejector, dan beda tekanan antara tahap-tahap dipertahankan dengan sistem vent orifices yang terdapat pada vent penyambung pipa yang disambung di antara tahap-tahap.
Air laut yang telah panas mengalir dari tahap bertemperatur tinggi ke tahap bertemperatur rendah melalui suatu bukaan kecil antara setiap tahap yang disebut brine orifice, sementara itu penguapan tiba-tiba (flash evaporates) terjadi dalam setiap chamber. Dan air laut pekat (berkadar garam tinggi) keluar dari tahap terakhir dengan menggunakan pompa garam (brine pump).
Uap air yang terjadi dalam flash chamber pada setiap tahap mengalir melalui pemisah kabut, dan mengeluarkan panas laten ke dalam tabung penukar panas sementara air laut mengalir melalui bagian dalam dan kemudian uap berkondensasi. Air yang terkondensasi dikumpulkan dalam penampung dan kemudian dipompa keluar sebagai air tawar yang siap digunakan untuk kebutuhan harian anda.
Pada zaman modern seperti saat ini, proses desalinasi difokuskan pada pengembangan cara yang efektif untuk menyediakan air bersih untuk digunakan di wilayah yang memiliki keterbatasan air salah satu contohnya daerah pesisir.
Desalinasi: Pengolahan Air Asin dan Air Payau menjadi Air Tawar
Seperti tertera di artikel kami sebelumnya bahwa penerapan teknologi pengolahan air itu diperlukan untuk mengatasi masalah air bersih di Indonesia, salah satunya adalah dengan cara mengolah air asin (air laut) dan air payau menjadi air tawar, pengolahan air ini disebut desalinasi (desalination atau desalinization).
Desalinasi (Pengolahan Air Asin dan Air Payau menjadi Air Tawar)
Air asin merupakan larutan yang mengandung beberapa jenis zat terlarut seperti garam-garam, yang jumlahnya rata-rata 3 sampai 4,5 % (sedang air payau dibawah 3% diatas 0,05%). Dengan desalinasi maka air tawar dipisahkan dari air asin. Karena "desalinasi adalah proses pemisahan yang digunakan untuk mengurangi kandungan garam terlarut dari air asin dan juga air payau hingga level tertentu sehingga air dapat digunakan sebagai air bersih".
Desalinasi adalah proses pemisahan yang digunakan untuk mengurangikandungan garam terlarut dari air garam hingga level tertentu sehingga air dapatdigunakan. Desalinasi air laut mengacu pada proses pembuatan air minum dari airlaut asin. Garam-garam dan kotoran lainnya dikeluarkan melalui proses yangdikenal sebagai Reverse (RO) filtrasi membran Osmosis.
Proses desalinasi melibatkan tiga aliran cairan, yaitu umpan berupa airgaram (misalnya air laut), produk bersalinitas rendah, dan konsentrat bersalinitastinggi. Produk proses desalinasi umumnya merupakan air dengan kandungangaram terlarut kurang dari 500 mg/l, yang dapat digunakan untuk keperluandomestik, industri, dan pertanian. Hasil sampingan dari proses desalinasi adalah
brine
.
Brine adalah larutan garam berkonsentrasi tinggi (lebih dari 35000 mg/lgaram terlarut).Para air umpan garam diambil dari sumber kelautan atau bawah tanah. Halini dipisahkan oleh proses desalinasi menjadi dua aliran output: rendah salinitasair dan aliran produk konsentrat sangat garam. Penggunaan desalinasi mengatasiparadoks yang dihadapi oleh masyarakat pesisir banyak, yang memiliki akses kesuplai praktis tak habis-habisnya air garam tetapi tidak memiliki cara untuk menggunakannya.
brine
.
Brine adalah larutan garam berkonsentrasi tinggi (lebih dari 35000 mg/lgaram terlarut).Para air umpan garam diambil dari sumber kelautan atau bawah tanah. Halini dipisahkan oleh proses desalinasi menjadi dua aliran output: rendah salinitasair dan aliran produk konsentrat sangat garam. Penggunaan desalinasi mengatasiparadoks yang dihadapi oleh masyarakat pesisir banyak, yang memiliki akses kesuplai praktis tak habis-habisnya air garam tetapi tidak memiliki cara untuk menggunakannya.
Meskipun beberapa zat terlarut dalam air, seperti kalsiumkarbonat, dapat dihilangkan dengan pengobatan kimia, unsur umum lainnya,seperti natrium klorida, membutuhkan metode yang lebih teknis canggih, yangdikenal sebagai desalinasi. Di masa lalu, kesulitan dan biaya menghapus garamterlarut dari air membuat berbagai perairan garam sumber air minum tidak praktis.Namun, mulai tahun 1950-an, desalinasi mulai muncul secara ekonomi praktisuntuk penggunaan biasa, dalam keadaan tertentu.Air produk dari proses desalinasi air umumnya kurang dari 500 mg / 1padatan terlarut, yang cocok untuk sebagian besar menggunakan domestik,industri, dan pertanian
Pengolahan air laut dengan alat Sea Water Reverse Osmosis (SWRO) atau lebih sering disbut RO AIR LAUT . Alat pengolahan air laut penting karena air merupakan sumber daya alam yang sangat vital bagi kehidupan di bumi. Sumber air dapat diperoleh dari air laut, air tanah, mata air, air sungai, dan air danau.
Air laut merupakan air yang di dalamnya terlarut berbagai zat padat dan gas, contoh : dalam 1000 gram air laut akan terdapat 35 gram senyawa terlarut yang secara kolektif disebut garam, atau di dalam air laut 96,5 persen berupa air dan 3,5 persen berupa zat-zat terlarut.
Manusia sering dihadapkan pada situasi yang sulit dimana sumber air tawar / air bersih sangat terbatas dan di lain pihak terjadi peningkatan kebutuhan air minum serta minimnya pengetahuan pengolahan air laut. Bagi masyarakat yang tinggal di daerah pantai, pulau kecil seperti kepulauan seribu jakarta air tawar merupakan sumber air yang sangat penting. Sering terdengar ketika musim kemarau mulai datang maka masyarakat yang tinggal di daerah pantai atau pulau kecil-kecil mulai kekurangan air. Air hujan yang merupakan sumber air tawar yang telah disiapkan di bak penampung air hujan namun tidak dapat mencukupi kebutuhan pada musim kemarau. Bahkan yang lebih parahnya lagi bagi masyarakat yang tinggal di Timur Tengah yang merupakan daerah gurun pasir yang susah sekali untuk mendapatkan sumber air, apa lagi air bersih.
Padahal kita mengetahui bahwa sebenarnya sumber air laut itu begitu melimpah, kenyataan menunjukkan bahwa ada banyak daerah pemukiman yang justru berkembang pada daerah pantai. Melihat kenyataan semacam itu manusia telah berupaya untuk pengolahan air laut / air payau menjadi air tawar mulai dari yang menggunakan teknologi pengolahan air laut seperti desalinasi air laut ( menyuling air laut ), filtrasi dan ionisasi (pertukaran ion). Sumber air asin/payau yang sifatnya sangat melimpah telah membuat manusia berfikir untuk mengolahnya / mengubah air laut menjadi air tawar. Sehingga dengan adanya pengolahan air laut menjadi air bersih akan mudah untuk mendapatkan air minum meskipun tidak seperti air minum yang telah ada di daratan.
Untuk memenuhi kebutuhan akan air tawar para ahli telah mengembangkan sistem pengolahan air laut/payau dengan teknologi membran semipermeabel. Membran (selaput) semipermeabel adalah suatu selaput penyaring air skala molekul yang dapat ditembus oleh molekul air dengan mudah, akan tetapi tidak dapat atau sulit sekali dilalui oleh molekul lain yang lebih besar dari molekul air.
Desalinasi menggunakan sistem sea water atau RO air laut adalah proses untuk menghilangkan kadar garam berlebih dalam air untuk mendapatkan air yang aman untuk dikonsumsi. Seringkali proses desalinasi air laut menghasilkan garam dapur sebagai hasil sampingan. Ada beberapa metode desalinasi air laut yang banyak digunakan saat ini antara lain dengan cara Distilasi, Evaporasi, Desalinasi dengan menggunakan membran yaitur everse osmosis (RO), Distilasi membran dan Elektrodialisis (ED). Harga energi yang terus meningkat menyebabkan proses tersebut menjadi tidak kompetitif.
Sementara itu teknologi membran pada saat ini sedang berkembang dengan pesatnya, hal ini disebabkan karena kegunaannya yang strategis pada proses pemisahan. Dibandingkan teknologi pemisahan lainnya, teknologi membran menawarkan keunggulan seperti pemakaian energi yang rendah, sederhana dan ramah lingkungan. Pada gambar disamping dapat dilihat perbandingan biaya operasi desalinasi untuk menghasilkan air minum berdasarkan ukuran pabrik. Untuk umpan air laut, RO memberikan biaya terendah pada kapasitas di bawah 3 MGD (Million gal/day). Di atas 3 MGD teknologi lain seperti ME (Multiple effect evaporation) dan MSF (Multistage Flash) masih kompetitif. Sementara itu untuk pengolahan air payau, RO dan ED mempunyai biaya pengolahan cukup rendah. Perlu dicatat juga bahwa, saat ini ada kecenderungan menurunnya harga membran dari tahun ke tahun sehingga biaya desalinasi dengan membran menjadi ekonomis.
Kelemahan pada proses desalinasi air laut dengan menggunakan membran adalah pada penggunaan dan pemilihan membran yang tepat dan terjadinya fouling dan polarisasi konsentrasi serta umur membran. Fouling didefinisikan sebagai deposisi irreversibel dari partikel yang tertahan pada atau di dalam pori membran dan akan merusak daya hantar membran tersebut, sehingga dapat menyebabkan hambatan transport ion melewati permukaan membran. Terjadinya fouling disebabkan oleh adanya ion penyebab fouling (asam humat, koloid), ion tersebut bergerak ke membran, tinggal pada daerah elektropositipnya (membrane kation).
Polarisasi konsentrasi yaitu berkurangnya elektrolit pada permukaan membran, sehingga tahanan meningkat drastis terhadap rapat arus. Polarisasi konsentrasi menyebabkan efisiensi arus merosot, konsumsi energi meningkat, perpindahan ion yang dikehendaki menurun. Peneliti di Amerika Serikat dan Korea telah membuat sebuah membran yang dapat mengurangi biaya penyaringan garam dari air laut. Membran ini terbuat dari material baru berbasis-polisulfon yang tahan terhadap klorin. Dengan material ini beberapa tahapan desalinasi yang memakan banyak biaya tidak diperlukan lagi.
Proses desalinasi air laut yang paling umum adalah Reverse Osmosis atau umumnya disebut SWRO, yaitu dengan mendesak air laut melewati membran-membran semi-permeabel untuk menyaring kandungan garamnya. Meski banyak energi yang diperlukan untuk menjalankan pabrik-pabrik desalinasi yang berskala besar, namun tetap tidak dapat menaikkan jumlah persediaan air bersih, sementara di seluruh dunia, lebih dari 1 milyar orang tidak memiliki akses terhadap air yang aman dan bersih.
Salah satu kekurangan dari membran-membran desalinasi yang digunakan sekarang ini adalah penyumbatan membran dari waktu ke waktu yang disebabkan oleh pertumbuhan alga atau selaput-biologis bakteri. Penambahan klorin membunuh mikroorganisme dalam air tetapi juga merusak membran yang berbasis-poliamida. Jadi klorin biasanya dihilangkan dari air sebelum dilewatkan pada membran dan kemudian ditambahkan kembali ke dalam air setelah melewati membran.
Sebuah membran baru, yang berbasis polisulfon, menjanjikan untuk menjadikan proses yang rumit dan memakan biaya ini tidak diperlukan lagi. “Polisulfon memiliki ketahanan terhadap klorin yang lebih baik dibanding poliamida karena rantai utamanya terdiri dari cincin-cincin aromatik dan ikatan karbon, sulfur dan oksigen yang kuat,” (Ho Bum Park, pimpinan salah satu tim peneliti di Universitas Ulsan, Korea Selatan). Dengan demikian, polisulfon tidak mengandung ikatan-ikatan amida yang sensitif terhadap serangan klorin cair. Polisulfon sebelumnya telah digunakan untuk desalinasi, tetapi air tidak mengalir dengan baik melalui material ini. Ini diatasi dengan merubah cara pembuatan polimer ini, kata Benny Freeman, yang memimpin tim peneliti lain di Universitas Texas Austin. “Dulunya, gugus-gugus hidrofil ekstra ditambahkan ke polimer setelah polimerisasi sehingga menempatkan gugus-gugus ini pada posisi yang paling tidak stabil. Sebagai gantinya, kami memadukan gugus-gugus ini kedalam monomer, sehingga ketika polimerisasi terjadi gugus-gugus ini berpadu secara langsung dengan struktur polimer.”
Polimer yang baru ini telah dipatenkan oleh tim peneliti ini dan Freeman berharap material ini akan memiliki kegunaan dan dikomersialkan dalam jangka waktu tiga tahun ke depan. “Membran yang sangat tahan terhadap klorin ini dapat menghilangkan tahapantahapan proses yang memakan banyak biaya dan secara signifikan meningkatkan daya tahan membran yang digunakan dalam desalinasi.
Reverses Osmosis RO
Desalinasi Air Laut Menjadi Tawar, desalination atau desalinization adalah proses yang menghilangkan kadar garam berlebih dalam air untuk mendapatkan air tawar yang dapat dikonsumsi. Salah satu sumber yang berpotensi dijadikan sumber air bersih adalah air laut. Air laut adalah sumber air terbesar di muka bumi sementara air tawar yang tersedia dianggap akan semakin berkurang seiring berkembangnya populasi manusia. Proses produksi air bersih dengan metode desalinasi dilakukan melalui beberapa tahapan, meliputi pengambilan air laut, pengolahan awal air laut, proses pemisahan garam, dan pengolahan akhir.
Ukuran yang biasa digunakan untuk menentukan tinggi-rendahnya kadar garam dalam air laut adalah ppm (part per million) dan digolongkan dalam 3 bagian yaitu:
1. Air laut berkadar garam rendah: 1000 ppm < air laut < 3000 ppm
2. Air laut berkadar garam sedang: 3000 ppm < air laut < 10.000 ppm
3. Air laut berkadar garam tinggi: 10.000 ppm < air laut < 35.000 ppm
Ada beberapa proses dalam desalinasi ini, namun yang banyak untuk saat ini hanya ada dua, yaitu:
1. Reverse Osmosis System
Pengolahan air laut dengan alat Sea Water Reverse Osmosis (SWRO) atau lebih sering disbut RO AIR LAUT . Alat pengolahan air laut penting karena air merupakan sumber daya alam yang sangat vital bagi kehidupan di bumi. Sumber air dapat diperoleh dari air laut, air tanah, mata air, air sungai, dan air danau.
Air laut merupakan air yang di dalamnya terlarut berbagai zat padat dan gas, contoh : dalam 1000 gram air laut akan terdapat 35 gram senyawa terlarut yang secara kolektif disebut garam, atau di dalam air laut 96,5 persen berupa air dan 3,5 persen berupa zat-zat terlarut.
Manusia sering dihadapkan pada situasi yang sulit dimana sumber air tawar / air bersih sangat terbatas dan di lain pihak terjadi peningkatan kebutuhan air minum serta minimnya pengetahuan pengolahan air laut. Bagi masyarakat yang tinggal di daerah pantai, pulau kecil seperti kepulauan seribu jakarta air tawar merupakan sumber air yang sangat penting. Sering terdengar ketika musim kemarau mulai datang maka masyarakat yang tinggal di daerah pantai atau pulau kecil-kecil mulai kekurangan air. Air hujan yang merupakan sumber air tawar yang telah disiapkan di bak penampung air hujan namun tidak dapat mencukupi kebutuhan pada musim kemarau. Bahkan yang lebih parahnya lagi bagi masyarakat yang tinggal di Timur Tengah yang merupakan daerah gurun pasir yang susah sekali untuk mendapatkan sumber air, apa lagi air bersih.
Padahal kita mengetahui bahwa sebenarnya sumber air laut itu begitu melimpah, kenyataan menunjukkan bahwa ada banyak daerah pemukiman yang justru berkembang pada daerah pantai. Melihat kenyataan semacam itu manusia telah berupaya untuk pengolahan air laut / air payau menjadi air tawar mulai dari yang menggunakan teknologi pengolahan air laut seperti desalinasi air laut ( menyuling air laut ), filtrasi dan ionisasi (pertukaran ion). Sumber air asin/payau yang sifatnya sangat melimpah telah membuat manusia berfikir untuk mengolahnya / mengubah air laut menjadi air tawar. Sehingga dengan adanya pengolahan air laut menjadi air bersih akan mudah untuk mendapatkan air minum meskipun tidak seperti air minum yang telah ada di daratan.
Untuk memenuhi kebutuhan akan air tawar para ahli telah mengembangkan sistem pengolahan air laut/payau dengan teknologi membran semipermeabel. Membran (selaput) semipermeabel adalah suatu selaput penyaring air skala molekul yang dapat ditembus oleh molekul air dengan mudah, akan tetapi tidak dapat atau sulit sekali dilalui oleh molekul lain yang lebih besar dari molekul air.
Desalinasi menggunakan sistem sea water atau RO air laut adalah proses untuk menghilangkan kadar garam berlebih dalam air untuk mendapatkan air yang aman untuk dikonsumsi. Seringkali proses desalinasi air laut menghasilkan garam dapur sebagai hasil sampingan. Ada beberapa metode desalinasi air laut yang banyak digunakan saat ini antara lain dengan cara Distilasi, Evaporasi, Desalinasi dengan menggunakan membran yaitur everse osmosis (RO), Distilasi membran dan Elektrodialisis (ED). Harga energi yang terus meningkat menyebabkan proses tersebut menjadi tidak kompetitif.
Sementara itu teknologi membran pada saat ini sedang berkembang dengan pesatnya, hal ini disebabkan karena kegunaannya yang strategis pada proses pemisahan. Dibandingkan teknologi pemisahan lainnya, teknologi membran menawarkan keunggulan seperti pemakaian energi yang rendah, sederhana dan ramah lingkungan. Pada gambar disamping dapat dilihat perbandingan biaya operasi desalinasi untuk menghasilkan air minum berdasarkan ukuran pabrik. Untuk umpan air laut, RO memberikan biaya terendah pada kapasitas di bawah 3 MGD (Million gal/day). Di atas 3 MGD teknologi lain seperti ME (Multiple effect evaporation) dan MSF (Multistage Flash) masih kompetitif. Sementara itu untuk pengolahan air payau, RO dan ED mempunyai biaya pengolahan cukup rendah. Perlu dicatat juga bahwa, saat ini ada kecenderungan menurunnya harga membran dari tahun ke tahun sehingga biaya desalinasi dengan membran menjadi ekonomis.
Kelemahan pada proses desalinasi air laut dengan menggunakan membran adalah pada penggunaan dan pemilihan membran yang tepat dan terjadinya fouling dan polarisasi konsentrasi serta umur membran. Fouling didefinisikan sebagai deposisi irreversibel dari partikel yang tertahan pada atau di dalam pori membran dan akan merusak daya hantar membran tersebut, sehingga dapat menyebabkan hambatan transport ion melewati permukaan membran. Terjadinya fouling disebabkan oleh adanya ion penyebab fouling (asam humat, koloid), ion tersebut bergerak ke membran, tinggal pada daerah elektropositipnya (membrane kation).
Polarisasi konsentrasi yaitu berkurangnya elektrolit pada permukaan membran, sehingga tahanan meningkat drastis terhadap rapat arus. Polarisasi konsentrasi menyebabkan efisiensi arus merosot, konsumsi energi meningkat, perpindahan ion yang dikehendaki menurun. Peneliti di Amerika Serikat dan Korea telah membuat sebuah membran yang dapat mengurangi biaya penyaringan garam dari air laut. Membran ini terbuat dari material baru berbasis-polisulfon yang tahan terhadap klorin. Dengan material ini beberapa tahapan desalinasi yang memakan banyak biaya tidak diperlukan lagi.
Proses desalinasi air laut yang paling umum adalah Reverse Osmosis atau umumnya disebut SWRO, yaitu dengan mendesak air laut melewati membran-membran semi-permeabel untuk menyaring kandungan garamnya. Meski banyak energi yang diperlukan untuk menjalankan pabrik-pabrik desalinasi yang berskala besar, namun tetap tidak dapat menaikkan jumlah persediaan air bersih, sementara di seluruh dunia, lebih dari 1 milyar orang tidak memiliki akses terhadap air yang aman dan bersih.
Salah satu kekurangan dari membran-membran desalinasi yang digunakan sekarang ini adalah penyumbatan membran dari waktu ke waktu yang disebabkan oleh pertumbuhan alga atau selaput-biologis bakteri. Penambahan klorin membunuh mikroorganisme dalam air tetapi juga merusak membran yang berbasis-poliamida. Jadi klorin biasanya dihilangkan dari air sebelum dilewatkan pada membran dan kemudian ditambahkan kembali ke dalam air setelah melewati membran.
Sebuah membran baru, yang berbasis polisulfon, menjanjikan untuk menjadikan proses yang rumit dan memakan biaya ini tidak diperlukan lagi. “Polisulfon memiliki ketahanan terhadap klorin yang lebih baik dibanding poliamida karena rantai utamanya terdiri dari cincin-cincin aromatik dan ikatan karbon, sulfur dan oksigen yang kuat,” (Ho Bum Park, pimpinan salah satu tim peneliti di Universitas Ulsan, Korea Selatan). Dengan demikian, polisulfon tidak mengandung ikatan-ikatan amida yang sensitif terhadap serangan klorin cair. Polisulfon sebelumnya telah digunakan untuk desalinasi, tetapi air tidak mengalir dengan baik melalui material ini. Ini diatasi dengan merubah cara pembuatan polimer ini, kata Benny Freeman, yang memimpin tim peneliti lain di Universitas Texas Austin. “Dulunya, gugus-gugus hidrofil ekstra ditambahkan ke polimer setelah polimerisasi sehingga menempatkan gugus-gugus ini pada posisi yang paling tidak stabil. Sebagai gantinya, kami memadukan gugus-gugus ini kedalam monomer, sehingga ketika polimerisasi terjadi gugus-gugus ini berpadu secara langsung dengan struktur polimer.”
Polimer yang baru ini telah dipatenkan oleh tim peneliti ini dan Freeman berharap material ini akan memiliki kegunaan dan dikomersialkan dalam jangka waktu tiga tahun ke depan. “Membran yang sangat tahan terhadap klorin ini dapat menghilangkan tahapantahapan proses yang memakan banyak biaya dan secara signifikan meningkatkan daya tahan membran yang digunakan dalam desalinasi.
Reverses Osmosis RO
Desalinasi Air Laut Menjadi Tawar, desalination atau desalinization adalah proses yang menghilangkan kadar garam berlebih dalam air untuk mendapatkan air tawar yang dapat dikonsumsi. Salah satu sumber yang berpotensi dijadikan sumber air bersih adalah air laut. Air laut adalah sumber air terbesar di muka bumi sementara air tawar yang tersedia dianggap akan semakin berkurang seiring berkembangnya populasi manusia. Proses produksi air bersih dengan metode desalinasi dilakukan melalui beberapa tahapan, meliputi pengambilan air laut, pengolahan awal air laut, proses pemisahan garam, dan pengolahan akhir.
Ukuran yang biasa digunakan untuk menentukan tinggi-rendahnya kadar garam dalam air laut adalah ppm (part per million) dan digolongkan dalam 3 bagian yaitu:
1. Air laut berkadar garam rendah: 1000 ppm < air laut < 3000 ppm
2. Air laut berkadar garam sedang: 3000 ppm < air laut < 10.000 ppm
3. Air laut berkadar garam tinggi: 10.000 ppm < air laut < 35.000 ppm
Ada beberapa proses dalam desalinasi ini, namun yang banyak untuk saat ini hanya ada dua, yaitu:
1. Reverse Osmosis System
Desalinasi yang menggunakan sistem Reverse Osmosis (RO) lebih kompleks jika dibandingkan dengan sistem RO yang digunakan untuk memurnikan air tawar. Sistem RO yang dipakai dalam desalinasi, air laut yang akan diolah diperlukan pengelolaan awal (pre treatment) sebelum diteruskan ke bagian RO karena masih mengandung partikel padatan tersuspensi, mineral, plankton dan lainnya.
Setelah melalui tahap pre-treatment, air laut disalurkan ke membran RO dengan pompa yang bertekanan tinggi sekitar 55 dan 85 bar, tergantung dari suhu dan kadar garamnya. Air yang keluar dari membran RO ada dua jenis, yang pertama berupa air tawar dan yang kedua adalah air yang berkadar garam tinggi (brine water).
Air tawar selanjutnya dialirkan ke tahapan post treatment untuk diolah kembali agar sesuai dengan standar yang diinginkan. Sedang brine water dibuang melalui Energy Recovery Device. Aliran Brine Water ini masih memiliki tekanan yang tinggi. Tekanan yang tinggi ini dimanfaatkan oleh Energy Recovery Device untuk membantu pompa bertekanan tinggi sehingga tidak terlalu besar memakan daya listrik. Karenanya desalinasi dengan tekonlogi RO ini dianggap yang paling rendah konsumsi daya listriknya diantara sistem desalinasi lainnya.
2. Multistage Flash Distillation System
2. Multistage Flash Distillation System
Sistem ini merupakan pengembangan dari sistem distilasi biasa, yaitu air laut dipanaskan untuk menguapkan air laut dan kemudian uap air yang dihasilkan dikondensasi untuk memperoleh air tawar yang ditampung di tempat terpisah sebagai hasil dari proses distilasi dan dikenal sebagai air distilasi, seperti gambar berikut.
Pada sistem distilasi bertingkat (Multistage Flash Distillation System), air laut dipanaskan berulang-ulang pada setiap tingkat distilasi dimana tekanan pada tingkat sebelumnya dibuat lebih rendah dari tingkat berikutnya. Contohnya sistem ini dapat dibangun sampai lebih dari sepuluh tingkat.
Evaporator (penguap) dibagi dalam beberapa stage (tahap). Gambar di atas memperlihatkan empat tahap evaporator. Setiap tahap selanjutnya dibagi menjadi flash chamber yang merupakan ruangan yang terletak dibawah pemisah kabut dan bagian kondensor yang terletak diatas pemisah kabut.
Air laut dialirkan dengan pompa ke dalam bagian kondensor melalui tabung penukar panas dan hal ini menyebabkan terjadi pemanasan air laut oleh uap air yang terjadi dalam setiap flash chamber. Kemudian air laut selanjutnya dipanaskan dalam pemanas garam dan kemudian dialirkan ke dalam flash chamber tahap pertama. Setiap tahap dipertahankan dengan kondisi vakum tertentu dengan sistem vent ejector, dan beda tekanan antara tahap-tahap dipertahankan dengan sistem vent orifices yang terdapat pada vent penyambung pipa yang disambung di antara tahap-tahap.
Air laut yang telah panas mengalir dari tahap bertemperatur tinggi ke tahap bertemperatur rendah melalui suatu bukaan kecil antara setiap tahap yang disebut brine orifice, sementara itu penguapan tiba-tiba (flash evaporates) terjadi dalam setiap chamber. Dan air laut pekat (berkadar garam tinggi) keluar dari tahap terakhir dengan menggunakan pompa garam (brine pump).
Uap air yang terjadi dalam flash chamber pada setiap tahap mengalir melalui pemisah kabut, dan mengeluarkan panas laten ke dalam tabung penukar panas sementara air laut mengalir melalui bagian dalam dan kemudian uap berkondensasi. Air yang terkondensasi dikumpulkan dalam penampung dan kemudian dipompa keluar sebagai air tawar yang siap digunakan untuk kebutuhan harian anda.
Pada zaman modern seperti saat ini, proses desalinasi difokuskan pada pengembangan cara yang efektif untuk menyediakan air bersih untuk digunakan di wilayah yang memiliki keterbatasan air salah satu contohnya daerah pesisir.
Desalinasi: Pengolahan Air Asin dan Air Payau menjadi Air Tawar
Seperti tertera di artikel kami sebelumnya bahwa penerapan teknologi pengolahan air itu diperlukan untuk mengatasi masalah air bersih di Indonesia, salah satunya adalah dengan cara mengolah air asin (air laut) dan air payau menjadi air tawar, pengolahan air ini disebut desalinasi (desalination atau desalinization).
Desalinasi (Pengolahan Air Asin dan Air Payau menjadi Air Tawar)
Air asin merupakan larutan yang mengandung beberapa jenis zat terlarut seperti garam-garam, yang jumlahnya rata-rata 3 sampai 4,5 % (sedang air payau dibawah 3% diatas 0,05%). Dengan desalinasi maka air tawar dipisahkan dari air asin. Karena "desalinasi adalah proses pemisahan yang digunakan untuk mengurangi kandungan garam terlarut dari air asin dan juga air payau hingga level tertentu sehingga air dapat digunakan sebagai air bersih".
Proses desalinasi melibatkan tiga aliran cairan, yaitu umpan berupa air asin (misalnya air laut) ataupun air payau, produk bersalinitas rendah, dan konsentrat bersalinitas tinggi. Produk proses desalinasi umumnya merupakan air dengan kandungan garam terlarut kurang dari 500 mg/l, yang dapat digunakan untuk keperluan industri, pertanian, dan domestik (kebutuhan air yang digunakan pada tempat-tempat hunian pribadi untuk memenuhi keperluan sehari-hari). Hasil sampingan dari proses desalinasi adalah brine. Brine adalah larutan garam berkonsentrasi tinggi (lebih dari 35000 mg/l garam terlarut). Metoda yang digunakan pada proses pengolahan air ini disebut desalinasi air asin.
Dalam pemisahan air tawar dari air asin (desalinasi air asin) dan air payau (desalinasi air payau), ada beberapa teknologi proses desalinasi yang telah banyak dikenal yaitu antara lain: porses distilasi atau penguapan, teknologi proses dengan menggunakan membran, proses pertukaran ion dll. Proses desalinasi dengan cara distilasi adalah pemisahan air tawar dengan cara merubah phase air, sedangkan pada proses dengan membran yakni pemisahan air tawar dari air asin ataupun air payau dengan cara pemberian tekanan dan menggunakan membran Reverse Osmosis (Osmosa Balik / Osmosis Terbalik) atau dengan cara elektrodialisa.
Teknologi desalinasi dengan cara distilasi biasanya memerlukan energi yang sangat besar untuk perubahan fase. Harga energi yang terus meningkat menyebabkan proses tersebut menjadi tidak kompetitif. Sementara itu teknologi membran Reverse Osmosis (RO) atau Osmosis Terbalik / Osmosa Balik pada saat ini sedang berkembang dengan pesatnya, hal ini disebabkan karena kegunaannya yang strategis pada proses pemisahan. Dibandingkan teknologi pemisahan lainnya, teknologi membran Reverse Osmosis (RO) atau Osmosa Balik atau Osmosis Terbalik menawarkan keunggulan seperti pemakaian energi yang rendah, sederhana dan ramah lingkungan
Pengolahan air asin menjadi air tawar (desalinasi) menggunakan teknologi membran Reverse Osmosis (RO) atau Osmosa Balik
Teknologi pengolahan air asin dengan teknologi membran Reverse Osmosis(RO) atau Osmosis Balik banyak dipakai di banyak negara seperti Amerika, Jepang, Jerman dan Arab. Teknologi ini banyak dipakai untuk memasok kebutuhan air tawar bagi kota-kota tepi pantai yang langka sumber air tawarnya. Pemakai adalah kapal laut, industri farmasi, industri elektronika, dan rumah sakit. Tentu saja di Indonesia juga teknologi pengolahan air ini telah dipakai, bahkan oleh Kementrian Kelautan kita. Jika anda membutuhkan alat pengolahan air asin dengan teknologi membran Reverse Osmosis (RO) (Osmosa Balik / Osmosis Terbalik) silahkan klik halaman depan kami..
Keunggulan teknologi membran Reverse Osmosis (RO) (Osmosa Balik / Osmosis Terbalik) adalah kecepatannya dalam memproduksi air, karena menggunakan tenaga pompa. Kelemahannya adalah penyumbatan pada selaput membran oleh bakteri dan kerak kapur atau fosfat yang umum terdapat dalam air asin atau laut. Untuk mengatasi kelemahannya tersebut, pada unit pengolah air Reverse Osmosis (RO) atau osmosa balik (osmosis terbalik) selalu dilengkapi dengan unit anti pengerakkan dan anti penyumbatan oleh bakteri.
Pada proses desalinasi menggunakan membrane Reverse Osmosis (RO) atau Osmosa Balik (Osmosis Terbalik), air pada larutan garam (air asin) dipisahkan dari garam terlarutnya dengan mengalirkannya melalui membran water-permeable. Permeate dapat mengalir melalui membran akibat adanya perbedaan tekanan yang diciptakan antara air asin (umpan) bertekanan dan produk, yang memiliki tekanan dekat dengan tekanan atmosfer.
Dalam pemisahan air tawar dari air asin (desalinasi air asin) dan air payau (desalinasi air payau), ada beberapa teknologi proses desalinasi yang telah banyak dikenal yaitu antara lain: porses distilasi atau penguapan, teknologi proses dengan menggunakan membran, proses pertukaran ion dll. Proses desalinasi dengan cara distilasi adalah pemisahan air tawar dengan cara merubah phase air, sedangkan pada proses dengan membran yakni pemisahan air tawar dari air asin ataupun air payau dengan cara pemberian tekanan dan menggunakan membran Reverse Osmosis (Osmosa Balik / Osmosis Terbalik) atau dengan cara elektrodialisa.
Teknologi desalinasi dengan cara distilasi biasanya memerlukan energi yang sangat besar untuk perubahan fase. Harga energi yang terus meningkat menyebabkan proses tersebut menjadi tidak kompetitif. Sementara itu teknologi membran Reverse Osmosis (RO) atau Osmosis Terbalik / Osmosa Balik pada saat ini sedang berkembang dengan pesatnya, hal ini disebabkan karena kegunaannya yang strategis pada proses pemisahan. Dibandingkan teknologi pemisahan lainnya, teknologi membran Reverse Osmosis (RO) atau Osmosa Balik atau Osmosis Terbalik menawarkan keunggulan seperti pemakaian energi yang rendah, sederhana dan ramah lingkungan
Pengolahan air asin menjadi air tawar (desalinasi) menggunakan teknologi membran Reverse Osmosis (RO) atau Osmosa Balik
Teknologi pengolahan air asin dengan teknologi membran Reverse Osmosis(RO) atau Osmosis Balik banyak dipakai di banyak negara seperti Amerika, Jepang, Jerman dan Arab. Teknologi ini banyak dipakai untuk memasok kebutuhan air tawar bagi kota-kota tepi pantai yang langka sumber air tawarnya. Pemakai adalah kapal laut, industri farmasi, industri elektronika, dan rumah sakit. Tentu saja di Indonesia juga teknologi pengolahan air ini telah dipakai, bahkan oleh Kementrian Kelautan kita. Jika anda membutuhkan alat pengolahan air asin dengan teknologi membran Reverse Osmosis (RO) (Osmosa Balik / Osmosis Terbalik) silahkan klik halaman depan kami..
Keunggulan teknologi membran Reverse Osmosis (RO) (Osmosa Balik / Osmosis Terbalik) adalah kecepatannya dalam memproduksi air, karena menggunakan tenaga pompa. Kelemahannya adalah penyumbatan pada selaput membran oleh bakteri dan kerak kapur atau fosfat yang umum terdapat dalam air asin atau laut. Untuk mengatasi kelemahannya tersebut, pada unit pengolah air Reverse Osmosis (RO) atau osmosa balik (osmosis terbalik) selalu dilengkapi dengan unit anti pengerakkan dan anti penyumbatan oleh bakteri.
Pada proses desalinasi menggunakan membrane Reverse Osmosis (RO) atau Osmosa Balik (Osmosis Terbalik), air pada larutan garam (air asin) dipisahkan dari garam terlarutnya dengan mengalirkannya melalui membran water-permeable. Permeate dapat mengalir melalui membran akibat adanya perbedaan tekanan yang diciptakan antara air asin (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. Kebutuhan energi utama adalah untuk memberi tekanan pada air umpan. Desalinasi air payau membutuhkan tekanan operasi berkisar antara 250 hingga 400 psi, sedangkan desalinasi air laut memiliki kisaran tekanan operasi antara 800 hingga 1000 psi. Air hasil olahan desalinasi dengan teknologi membaran Reverse Osmosis (RO) atau Osmosis Balik ini sudah bebas dari bakteri dan dapat langsung diminum.