EFISIENSI PROSES PENGOLAHAN AIR DENGAN TEKNOLOGI REVERSE OSMOSIS
Laporan Praktikum
Disusun untuk memenuhi salah satu tugas Praktikum Analitik Proses
Oleh:
Kelompok 3-3A-ANK
Devia Fataya M.J 211431010 Diana Alfiah 211431011 Diva Nabilla A. 211431012 Fachrel Muhammad F 211431013
Dosen Pembimbing Eko Andrijanto, LRSC., Ph.D.
PROGRAM STUDI DIPLOMA III ANALIS KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2023/2024
I. TUJUAN PRAKTIKUM
1. Mampu mengukur TDS, DHL, kesadahan dan pH larutan secara kontinyu pada proses pengolahan air baku menjadi air minum
2. Mampu mengukur efisiensi proses reverse osmosis pada proses pengolahan air minum 3. Mampu menghitung persen recovery dengan mengukur laju umpan dan laju produk
yang diperoleh.
II. DASAR TEORI 2.1 Air
Air adalah senyawa penting bagi makhluk hidup. Air yang terdapat di alam tidak selalu memenuhi baku mutu air. Hal ini disebabkan karena banyaknya pencemaran yang terjadi pada air, terutama air tanah. Kontaminasi pada air dapat berupa mikroorganisme, gas terlarut, mineral, serta zat organik dan anorganik yang dapat merubah karakteristik air. Parameter fisika yang penting dalam air yang perlu diperhatikan adalah daya hantar listrik (DHL), pH, kesadahan, dan total dissolved solid (TDS).
2.2 Daya Hantar Listrik (DHL)
Apabila suatu larutan mengandung zat elektrolit, maka larutan tersebut dapat menghantarkan listrik. Larutan elektronik adalah suatu zat yang terurai dalam bentuk ion-ion dan dapat menghantarkan arus listrik. Nilai DHL sangat dipengaruhi oleh jenis dan banyaknya ion yang terlarut dalam air. Semakin banyak ion-ion yang terlarut, maka nilai DHL akan relatif besar. Ion yang memiliki muatan besar dan berukuran kecil akan menaikkan nilai DHL (Majalis, 2005).
2.3 Zat Padat Terlarut (ZPT)
ZPT atau zat padat terlarut dapat menggambarkan kadar zat padat terlarut dalam suatu larutan. Nilai ZPT dapat diperoleh berdasarkan hasil konversi dari nilai DHL.
Hubungan antara DHL dan ZPT dapat dinyatakan dengan perkiraan besarnya harga ZPT = 0,65 X DHL (Lehr et. al dalam Sudadi, 2003).
2.4 pH
pH merupakan derajat yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebebasan suatu larutan. Larutan dengan pH < 7 bersifat asam, sedangkan larutan dengan pH > 7 bersifat basa. Pada umumnya ion yang menyebabkan air bersifat basa adalah ion bikarbonat, ion karbonat, dan ion hidroksil (Achmad, 2004). Pada umumnya air minum mempunyai pH 7 atau bersifat netral. Air minum yang terlalu asam atau basa akan menimbulkan rasa pahit sehingga tidak layak minum (Sudadi, 2003).
2.5 Kesadahan
Air dikatakan sadah jika mengandung kalsium dan magnesium dalam bentuk garam karbonat. Selain ion kalsium dan magnesium, penyebab kesadahan juga bisa merupakan ion logam lain maupun garam-garam bikarbonat dan sulfat. Kesadahan dapat diketahui dengan metode titrasi kompleksometri menggunakan EDTA sebagai titran.
2.6 Reverse Osmosis
Salah satu teknologi pengolahan air yang memiliki kinerja yang cukup tinggi yaitu dengan menggunakan teknologi membran. Beberapa keunggulan dari pemisahan dengan menggunakan membran adalah tidak memerlukan penambahan bahan kimia dan tidak membutuhkan energi yang besar [9]. Pada dasarnya membran merupakan barier semipermeable yang mampu melewatkan komponen tertentu namun menahan komponen yang lain. Hal ini dipengaruhi oleh mekanisme pemisahan serta ukuran bahan yang dipisahkan. Berdasarkan cara pemakaiannya membran dibagi menjadi lima jenis, yaitu Mikrofiltrasi (MF), Ultrafiltrasi (UF), Nanofiltrasi (NF), Reverse Osmosis (RO), dan Elektrodialisis (ED).
RO mampu menyisihkan banyak jenis molekul dan ion besar dari larutan dengan memberikan tekanan pada larutan yang berada pada salah satu sisi membran semipermeabel. Pada proses produksi Ultra Pure Water, RO memiliki peran penting dalam menyisihkan sebagian besar pengotor, terutama mineral dan padatan terlarut.
RO mampu menyingkirkan berbagai macam kontaminan aestetik yang menimbulkan rasa yang tidak sedap, wana dan bau seperti rasa asin atau soda yang disebabkan oleh klorida dan sulfat. Selain itu, RO mampu menyingkirkan semua jenis bakteri dan virus.
Hal ini dikarenakan pori membran RO memiliki ukuran yang lebih kecil dibandingkan ukuran bakteri dan virus. RO juga mampu menyingkirkan sebagian besar bahan kimia non organik seperti garam, metal, dan mineral. RO efektif digunakan untuk menyingkirkan kontaminan yang menyangkut kesehatan seperti arsenik, absestos, atrazine (pestisida), timbal, fluoride, merkuri, nitrat, dan lain-lain. Dengan kemampuannya tersebut, RO merupakan teknologi pengolahan air yang sangat umum digunakan untuk menghasilan air yang berkualitas tinggi
Kinerja membran RO merupakan faktor yang paling penting untuk menentukan efisiensi dari seluruh proses RO. Proses RO mengkonsumsi sejumlah besar energi untuk mengatasi tekanan osmotik air umpan, mengembangkan bahan membran yang memungkinkan permeabilitas air tinggi yang telah menekankan secara konsisten.
Parameter yang dapat digunakan untuk mengetahui kinerja membran diantaranya efisiensi membran (% salt rejection) dan % recovery. Efisiensi membran dapat menggambarkan kemampuan membran untuk menyaring molekul atau ion-ion terlarut dalam air. Sedangkan untuk mengetahui seberapa besar penjrunan pada setiap zat dapat diketahui melakui % reject.
III. ALAT DAN BAHAN
Alat Bahan
Satu set alat Reverse Osmosis Gelas ukur 500 mL
Gelas kimia 250 mL Konduktometer
Air
IV. PROSEDUR KERJA
4.1 Kran Pembukaan 3/3 (Full)
4.2 Kran Pembukaan 2/3
4.3 Kran Pembukaan 1/3
V. DATA PENGAMATAN 6.1 Pengukuran Laju Alir
Tabel 6.1 Pengukuran Laju Alir Membran Bukaan
Keran (%)
Sampel Hasil Pengukuran Laju Alir
(mL/menit)
Rata-Rata Laju Alir (mL/menit)
Permeat (Qp)
33,3
1 585
585
2 585
66,7
1 660
660
2 660
100
1 1080
1080
2 1080
1 4.200
Konsentrat (Qr)
33,3 2 4.200 4.200
66,7
1 4.140
4.120
2 4.140
100
1 3.000
3.000
2 3.000
Umpan (Qf)
33,3
1 4.785
4.785
2 4.785
66,7
1 4.800
4.800
2 4.800
100
1 4.080
4.080
2 4.080
Keterangan : Qf = Qp + Qr
6.2 Pengukuran DHL dan TDS Awal
Tabel 6.2 Pengukuran DHL dan TDS Awal
Sampel DHL (μS/cm) TDS (mg/L)
Air ledeng 354,8 226,9
6.3 Pengukuran DHL
Tabel 6.3 Pengukuran DHL Membran Bukaan
Keran (%)
Sampel Hasil Pengukuran
DHL (μS/cm) Rata-Rata DHL (μS/cm)
Permeat (Qp)
33,3
1 27,29
27,73
2 28,16
66,7
1 23,27
22,67
2 22,07
100
1 17,58
19,85
2 22,12
Konsentrat (Qr)
33,3
1 398
399,4
2 400,8
66,7
1 399,3
398,65
2 398
100
1 462,8
461,3
2 459,8
6.4 Pengukuran TDS
Tabel 6.4 Pengukuran TDS Membran Bukaan
Keran (%)
Sampel Hasil Pengukuran
TDS (mg/L) Rata-Rata TDS (mg/L)
Permeat
33,3
1 17,44
17,435
2 17,43
1 14,12
(Qp) 66,7 2 14,94 14,53
100
1 14,20
12,7
2 11,20
Konsentrat (Qr)
33,3
1 257,1
257,2
2 257,3
66,7
1 256,1
256,35
2 256,6
100
1 294,4
295,3
2 296,2
Gambar 1. Grafik Pengaruh Bukaan Kran terhadap Laju Alir dan TDS
Gambar 2. Grafik Pengaruh Bukaan Kran terhadap Laju Alir dan DHL 0
50 100 150 200 250 300 350
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
0 50 100 150
TDS (mg/L)
Laju Alir (L/menit)
Bukaan keran
Bukaan Keran Terhadap Parameter Uji
Debit Produk Debit Reject TDS Produk TDS Reject
0 100 200 300 400 500
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
0 50 100 150
DHL(us/cm)
Laju Alir (L/menit)
Bukaan Keran
Bukaan Keran Terhadap Parameter Uji
Debit Produk Debit Reject DHL Permeat DHL Konsentrat
VII. PENGOLAHAN DATA 7.1 Salt Rejection
% 𝑆𝑎𝑙𝑡 𝑅𝑒𝑗𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 33,3%) = (1 − 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑃𝑒𝑟𝑚𝑒𝑎𝑡
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑈𝑚𝑝𝑎𝑛 ) 𝑥 100%
% 𝑺𝒂𝒍𝒕 𝑹𝒆𝒋𝒆𝒄𝒕𝒊𝒐𝒏 (𝑩𝒖𝒌𝒂𝒂𝒏 𝑲𝒆𝒓𝒂𝒏 𝟑𝟑, 𝟑%)
= (1 − 17,435
226,9) 𝑥 100%% 𝑆𝑎𝑙𝑡 𝑅𝑒𝑗𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 33,3%)
= 92,31%
% 𝑺𝒂𝒍𝒕 𝑹𝒆𝒋𝒆𝒄𝒕𝒊𝒐𝒏 (𝑩𝒖𝒌𝒂𝒂𝒏 𝑲𝒆𝒓𝒂𝒏 𝟔𝟔, 𝟕%)
= (1 − 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑃𝑒𝑟𝑚𝑒𝑎𝑡
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑈𝑚𝑝𝑎𝑛 ) 𝑥 100%% 𝑆𝑎𝑙𝑡 𝑅𝑒𝑗𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 66,7%)
= (1 − 14,53
226,9) 𝑥 100%% 𝑆𝑎𝑙𝑡 𝑅𝑒𝑗𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 66,7%) = 93,55%
% 𝑺𝒂𝒍𝒕 𝑹𝒆𝒋𝒆𝒄𝒕𝒊𝒐𝒏 (𝑩𝒖𝒌𝒂𝒂𝒏 𝑲𝒆𝒓𝒂𝒏 𝟏𝟎𝟎%)
= (1 − 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑃𝑒𝑟𝑚𝑒𝑎𝑡
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑈𝑚𝑝𝑎𝑛 ) 𝑥 100%% 𝑆𝑎𝑙𝑡 𝑅𝑒𝑗𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 100%)
= (1 − 12,7
226,9) 𝑥 100%% 𝑆𝑎𝑙𝑡 𝑅𝑒𝑗𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 100%) = 94,40%
7.2 Nilai % Recovery Laju Alir
% 𝑅𝑒𝑐𝑜𝑣𝑒𝑟𝑦 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 33,3%) = 𝐿𝑎𝑗𝑢 𝐴𝑙𝑖𝑟 𝑃𝑒𝑟𝑚𝑒𝑎𝑡
𝐿𝑎𝑗𝑢 𝐴𝑙𝑖𝑟 𝑈𝑚𝑝𝑎𝑛 𝑥 100%
% 𝑅𝑒𝑐𝑜𝑣𝑒𝑟𝑦 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 33,3%) = 585
4.785 𝑥 100%
% 𝑅𝑒𝑐𝑜𝑣𝑒𝑟𝑦 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 33,3%) = 12,23%
% 𝑅𝑒𝑐𝑜𝑣𝑒𝑟𝑦 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 66,7%) = 𝐿𝑎𝑗𝑢 𝐴𝑙𝑖𝑟 𝑃𝑒𝑟𝑚𝑒𝑎𝑡
𝐿𝑎𝑗𝑢 𝐴𝑙𝑖𝑟 𝑈𝑚𝑝𝑎𝑛 𝑥 100%
% 𝑅𝑒𝑐𝑜𝑣𝑒𝑟𝑦 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 66,7%) = 660
4.800 𝑥 100%
% 𝑅𝑒𝑐𝑜𝑣𝑒𝑟𝑦 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 66,7%) = 13,75%
% 𝑅𝑒𝑐𝑜𝑣𝑒𝑟𝑦 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 100%) = 𝐿𝑎𝑗𝑢 𝐴𝑙𝑖𝑟 𝑃𝑒𝑟𝑚𝑒𝑎𝑡
𝐿𝑎𝑗𝑢 𝐴𝑙𝑖𝑟 𝑈𝑚𝑝𝑎𝑛 𝑥 100%
% 𝑅𝑒𝑐𝑜𝑣𝑒𝑟𝑦 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 100%) = 1.080
4.080 𝑥 100%
% 𝑅𝑒𝑐𝑜𝑣𝑒𝑟𝑦 (𝐵𝑢𝑘𝑎𝑎𝑛 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑛 100%) = 26,47%
VII. PEMBAHASAN
Devia Fataya Miftahul Jannah (211431010)
Pengolahan air di Laboratorium Instrumen Analitik, Teknik Kimia Bawah dilakukan dengan teknologi Reverse Osmosis. Pada praktikum kali ini dilakukan pengukuran efisiensi proses tersebut. Keunggulan dari teknologi Reverse osmosis ini dari teknologi yang lain adalah energi yang dibutuhkan relatif rendah, minimnya permasalahan korosi alat, kemudahan dalam penggantian dan pemasangan serta instalasinya yang mudah terintegrasi dengan sistem yang ada (C.B. Rasrendra &
Hanggara Sukandar, 2002). Selain itu perbandingannya dengan osmosis pada umumnya adalah proses Reverse Osmosis mengandalkan perbedaan tekanan sebagai driving force utamanya, dimana osmosis hanya mengandalkan perbedaan konsentrasi (Ariyanti, 2011).
Gambar 1. Diagram Proses Reverse Osmosis Sumber: FilterWater.com
Proses Reverse Osmosis merupakan proses solution-diffusion atau zat terlarut (garam) dan pelarut (air) terlarut secara sempurna pada permukaan membran dan masing- masing akan berdifusi melewati membran. Membran Reverse Osmosis didefinisikan sebagai membran semipermeabel yang mampu melakukan pemisahan air dari larutan garam dengan tekanan yang lebih tinggi dari tekanan osmosa larutan garam. Pemisahan komponen terlarut berukuran 0,001 sampai 0,01 µm dan partikel yang berat molekulnya rendah dapat dilakukan oleh membran Reverse Osmosis. Apabila membran semipermeabel memisahkan pelarut (air) dan air garam, maka pelarut (air) dan air garam akan mendifusi membran dan mengencerkan larutan garam. Peristiwa ini disebut Peristiwa Osmosa. Apabila tekanan air garam lebih tinggi dari tekanan osmosa, air yang terdapat dalam air garam didorong menuju air garam melalui membran semipermeabel maka peristiwa ini disebut Reverse Osmosa (Robiatun, 2003). Selama proses tersebut terjadi, kotoran dan bahan yang berbahaya akan dibuang sebagai air tercemar (limbah).
Sistem membran reverse yang dipakai dapat berupa membran hollow fibre, lempeng/plate atau berupa spiral wound. Membran ini mampu menurunkan kadar zat pencemar hingga 95-98%. (Syahid dkk, 2019).
Alat Reverse Osmosis terdiri atas beberapa bagian yaitu filtrasi, Reverse Osmosis (membran), dan pompa. Air yang masuk dari kran akan melewati tahap filtrasi untuk menyaring pengotor yang ukurannya besar, sehingga akan menyisakan pengotor yang berukuran kecil yang tidak tersaring oleh tahap filtrasi ini seperti bakteri atau virus, dan ion-ion dari zat terlarut yang ada pada air. Tahap filtrasi ini juga berfungsi untuk mengurangi beban kerja pada membran, sehingga akan memperpanjang waktu pakai membran semipermeabel pada unit Reverse Osmosis.
Untuk mengukur efisiensi, dilakukan variasi bukaan kran yaitu 1/3, 2/3, dan 3/3.
Pada setiap bukaan kran parameter yang diuji adalah laju alir konsentrat (reject) dan permeat (produk), total solid terlarut (TDS), dan DHL.
Pada selang konsentrat, laju alir (Qr) pada bukaan kran ⅓ diperoleh sebesar 4.200 mL/menit, pada bukaan kran ⅔ sebesar 4.120 mL/menit, dan pada bukaan kran full sebesar 3.000 mL/menit. Sedangkan pada selang permeat, laju alir (Qp) pada bukaan kran
⅓ diperoleh sebesar 585 mL/menit, pada bukaan kran ⅔ sebesar 660 mL/menit, dan pada bukaan kran full sebesar 1.080 mL/menit. Menurut Heitmann (1990) dalam Sari (2010), tekanan mempengaruhi laju alir bahan pelarut yang melalui membran itu. Laju alir meningkat dengan terus meningkatnya tekanan, dan mutu air olahan (permeat) juga semakin meningkat. Semakin tinggi tekanan suatu membran, maka semakin besar pula fluks yang dihasilkan permeat.
Setelah laju alir diukur, dilakukan sampling pada setiap bukaan kran untuk mengukur DHL dan TDS. TDS adalah ukuran zat terlarut organic dan anorganik yang ada di dalam larutan, yang biasanya ditunjukkan dalam part per million (ppm) atau mg/L (Sari, 2015). Jika tujuan RO sendiri adalah untuk menghasilkan air dengan kemurnian tertinggi, TDS juga dapat menunjukkan adanya pengotor. Semakin kecil nilai TDS maka proses filtrasi pada membran berjalan semakin baik karena dapat menahan senyawa terlarut di dalam larutan. Sedangkan pengukuran DHL bertujuan untuk mengukur kemampuan ion dalam air untuk menghantarkan listrik serta memprediksi kandungan mineral dalam air.
Nilai DHL dan TDS pada setiap bukaan kran dapat dilihat pada Tabel 6.2 dan Tabel 6.3. Pada permeat, nilai DHL dan TDS lebih kecil dibandingkan konsentrat yang membuktikan bahwa zat yang terlarut dan ion dalam air berhasil ditahan oleh membran dan keluar sebagai konsentrat (reject) sehingga nilai DHL dan TDS nya tinggi.
Salt rejection dalam sistem Reverse Osmosis merupakan persentase jumlah garam yang ditolak oleh membran. Menurut ROchemicals Technologies (2018) salt reject sebesar 95-99% menunjukkan bahwa sistem Reverse Osmosis yang digunakan baik, semakin besar nilai persennya maka semakin baik alat yang digunakan. Namun umumnya salt rejection berada pada rentang 85-98% tergantung sistem RO dan jenis garam yang difilter. Dari hasil pengukuran didapat salt reject pada bukaan kran ⅓, ⅔, dan 3/3 sebesar 92,31%; 93,55%; dan 94,40%. Hal ini menunjukkan bahwa sistem Reverse Osmosis (RO) yang dimiliki masih cukup efisien untuk digunakan.
%Recovery menunjukkan persentase air umpan yang diubah menjadi permeat.
Pada percobaan ini, diperoleh % recovery pada bukaan kran ⅓, ⅔, dan 3/3 sebesar 12,23%; 13,75%; dan 26,47%. Hal ini menunjukkan bahwa air kran yang disaring oleh membran pada sistem reverse osmosis ini hanya mampu mengkonversi air umpan
menjadi permeat pada rentang 12,66 - 28,09% sedangkan sisanya menjadi konsentrat (reject).
Diana Alfiah (211431011)
Teknologi membran banyak dipakai dalam proses pemisahan, pemurnian dan pemekatan pada industri kimia dan pangan. Adanya keunggulan dari teknologi ini seperti tidak adanya fase yang berubah dari komponen yang dipisahkan juga penggunaan suhu yang rendah. Menurut Cheryan (1998) dalam Sefentry (2020) berdasarkan cara pemakaiannya membran terbagi menjadi lima jenis, yaitu Mikrofiltrasi (MF), Nanofiltrasi (NF), Ultrafiltrasi (UF), Reverse Osmosis (RO) dan Electrodialysis (ED)
Salah satu teknologi membrannya yaitu Reverse Osmosis (RO). Membran Reverse Osmosis didefinisikan sebagai membran semipermeabel yang mampu melakukan pemisahan air tawar dari larutan garam yang tekanan lebih tinggi dari tekanan osmosis larutan garam dengan bantuan tekanan yang sudah ditentukan. Pemisahan komponen terlarut berukuran 0,001 hingga 0,01 um dan partikel yang berat molekulnya rendah dapat dilakukan oleh membran ini (Sefentry, 2020). Keunggulan dari metode ini adalah energi yang digunakan relatif rendah, minimnya permasalahan korosi alat, kemudahan dalam penggantian dan pemasangan serta instalasinya yang mudah terintegrasi dengan sistem yang ada. Teknologi ini diaplikasikan dalam pemanfaatan air keran menjadi air demineral. Digunakan tekanan yang beroperasi sebesar 5,27 kg/cm2 atau 75 psi.
Pada proses operasi Reverse Osmosis (RO) ini terdapat dua aliran yaitu aliran konsentrat dan aliran permeat. Aliran konsentrat merupakan aliran air yang tidak lolos membran semi-permeable yang memiliki kandungan ipn, garam dan koloid lainnya.
Sedangkan aliran permeat merupakan hasil pemisahan membran semipermeabel RO yang berhasil lolos dari membran tersebut.
Pada praktikum ini dilakukan percobaan RO di laboratorium teknik kimia bawah.
Pengujian yang dilakukan adalah nilai TDS dan DHL. Kedua nilai ini akan menentukan kualitas membran dengan melihat keberadaan ion dalam air. Pada percobaan ini dilakukan percobaan analisis pengaruh bukaan kran terhadap nilai DHL maupun TDS pada air yang sudah disaring.
Pada permeat bukaan ⅓ dengan laju alir 585 mL/menit didapat TDS 17,435 mg/L dan DHL 27,73 uS/cm dan pada konsentrat dengan laju alir 4.200 mL/menit didapat TDS 257,2 mg/L dan DHL 399.4 uS/cm. Pada bukaan tersebut didapat %salt reject 92,31%
dan %recovery 12,23%.
Pada permeat bukaan ⅔ dengan laju alir 660 mL/menit didapat TDS 14,53 mg/L dan DHL 22,67 uS/cm dan pada konsentrat dengan laju alir 4.120 mL/menit didapat TDS256,35 mg/L dan DHL 398,65 uS/cm. Pada bukaan tersebut didapat %salt reject 93,55% dan %recovery 13,75%.
Pada permeat bukaan full dengan laju alir 1080 mL/menit didapat TDS 12,7 mg/L dan DHL 19,85 uS/cm dan pada konsentrat dengan laju alir 3.000 mL/menit didapat TDS 295,3 mg/L dan DHL 461,3 uS/cm. Pada bukaan tersebut didapat %salt reject 94,40%
dan %recovery 26,47%.
Jika dilihat dari nilai %salt project juga %recovery didapat bahwa semakin terbuka krannya maka hasil yang didapatkan akan semakin bagus. Hal ini juga dapat dibuktikan
dengan nilai TDS dan DHL pada permeat yang kian turun seiring dengan besarnya bukaan. Namun, jika kran terbuka terlalu full akan menyebabkan kebocoran membran dikarenakan laju alir dari kran akan semakin besar dan membran akan bekerja secara maksimal dan dikhawatirkan membran overwork dan tidak bisa dipakai karena bocor.
Diva Nabilla Azzahra (211431012)
Teknologi membran banyak digunakan di industri, salah satunya yaitu teknologi membran reverse osmosis. Reverse osmosis merupakan perpindahan pelarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah dengan adanya tekanan eksternal. Berbeda dengan osmosis yaitu perubahan pelarut dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi dengan tekanan osmosis atau natural pressure. Membran yang dipakai pada teknologi membran yaitu mikrofiltrasi, nanofiltrasi, ultrafiltrasi, reverse osmosis. Pada teknologi membran reverse osmosis perpindahan pelarut melalui membran semipermeabel.
Keunggulan dari metode ini adalah energi yang digunakan relatif rendah, minimnya permasalahan korosi alat, kemudahan dalam penggantian dan pemasangan serta instalasinya yang mudah terintegrasi dengan sistem yang ada. Teknologi ini diaplikasikan dalam pemanfaatan air keran menjadi air demineral. Digunakan tekanan yang beroperasi sebesar 5,27 kg/cm2 atau 75 psi. Pada proses operasi Reverse Osmosis (RO) ini terdapat dua aliran yaitu aliran konsentrat dan aliran permeat. Aliran konsentrat merupakan aliran air yang tidak lolos membran semi-permeable yang memiliki kandungan ion, garam dan koloid lainnya. Sedangkan aliran permeat merupakan hasil pemisahan membran semipermeabel RO yang berhasil lolos dari membran tersebut.
Pada praktikum ini menguji dua parameter yaitu TDS (Total Dissolved Solid) dan DHL (Daya Hantar Listrik. Kedua parameter ini akan menentukan kualitas membran. Kemudian dilakukan variasi bukaan keran 1/3, 2/3, dan 3/3 (full).
Berdasarkan tabel 6.3 dan tabel 6.4 diperoleh nilai TDS dan DHL dari permeat yang lebih kecil dibandingkan dengan konsentrat. Hal ini menunjukkan bahwa ion-ion berhasil disaring atau di filtrasi oleh membran dan reverse osmosis berjalan dengan baik. Lalu dari data yang diperoleh dapat dihitung % salt rejection dan % Recovery. % salt rejection merupakan persentase jumlah garam yang ditolak oleh membran. Didapat
% salt rejection secara berturut-turut untuk bukaan 1/3, 2/3, dan 3,3 yaitu 92,31% ; 93,55% ; 94,40%. Sedangkan % recovery bukaan 1/3, 2/3, dan 3/3 secara berturut-turut yaitu 26,47% ; 12,23% ; 13,75%.
Besar % salt rejection sebaiknya berada diatas 95%, pada praktikum masih berada dibawah 95%. Faktor faktor yang mempengaruhi kinerja membran antara lain tekanan, suhu, kecepatan laju alir atau cross flow, konsentrasi larutan, dan pengolahan awal (pre-filtrasi).
Fachrel Muhammad Firdaus (211431013)
Teknologi membran reverse osmosis digunakan untuk memisahkan zat tersuspensi dalam air seperti ion, garam, koloid dengan menggunakan tekanan sebagai pendorong atau disebut driving force sehingga air dapat melewati membran dan berpindah dari larutan konsentrasi tinggi ke larutan konsentrasi rendah. Osmosis
merupakan proses perpindahan air dari larutan yang konsentrasinya rendah menuju larutan yang konsentrasinya tinggi dikarenakan adanya tekanan osmosis. Proses perpindahan ini melalui membran semipermeabel, dimana proses perpindahan air akan berhenti setelah konsentrasi kedua larutan sama. Sedangkan, RO membutuhkan tekanan hidrostatik lebih besar daripada perbedaan tekanan osmotiknya sehingga air bisa mengalir dari larutan yang konsentrasinya lebih tinggi melalui membran semipermeabel.
Pada percobaan ini parameter yang diujikan adalah TDS (Total Dissolved Solid) dan DHL (Daya Hantar Listrik). TDS (Total Dissolved Solid) adalah jumlah padatan terlarut (organik dan anorganik) dalam suatu larutan, sedangkan DHL (Daya Hantar Listrik) adalah kemampuan suatu zat (larutan, gas atau logam) untuk menghantarkan listrik. DHL suatu larutan dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti konsentrasi, mobilitas ion, valensi ion dan suhu (Mc.Cabe dkk, 1985).
Pada percobaan ini dilakukan variasi bukaan keran 1/3 , 2/3 dan 3/3 bukaan (full). Pada setiap bukaan diukur laju alir dari permeat dan konsentratnya. Pada laju alir permeat pada bukaan 1/3 diperoleh laju alir sebesar 585 mL/menit, pada bukaan 2/3 diperoleh laju alir sebesar 660 mL/menit dan pada bukaan 3/3 diperoleh laju alir sebesar 1080 mL.menit. Pada laju alir konsentrat pada bukaan 1/3 diperoleh laju alir sebesar 4200 mL/menit, pada bukaan 2/3 diperoleh laju alir sebesar 4120 mL/menit dan pada bukaan 3/3 diperoleh laju alir sebesar 3000 mL/menit. Pada setiap bukaan memiliki tekanan yang berbeda - beda, dan menghasilkan laju alir yang berbeda - beda. Hal ini sesuai dengan pernyataan menurut Heitmann (1990), bahwa tekanan mempengaruhi laju alir bahan pelarut yang melalui membran itu. Laju alir meningkat dengan terus meningkatnya tekanan, dan mutu air olahan (permeate) juga semakin meningkat.
Tekanan memegang peranan penting bagi laja permeate yang terjadi pada proses membran. Semakin tinggi tekanan suatu membran, maka semakin besar pula fluks yang dihasilkan permeate (Nassa dan Dewi, 2004).
Pada setiap bukaan dilakukan sampling pada aliran permeat dan konsentratnya untuk dilakukan pengukuran TDS dan DHL nya. Berdasarkan tabel 6.3 dan tabel 6.4 diperoleh nilai TDS dan DHL dari permeat lebih kecil dibandingkan dengan konsentrat.
Hal ini menunjukkan bahwa membran sistem reverse osmosis berhasil menahan partikel dan ion yang mengalir, dengan diperoleh nya TDS dan DHL yang lebih kecil dibandingkan konsentrat yang lebih besar.
Dari data yang telah diperoleh bisa didapatkan % salt rejection yang merupakan persentase jumlah garam yang ditolak oleh membran. Pada pengujian ini, diperoleh % salt rejection untuk 1/3 bukaan kran sebesar 92,31%; 2/3 bukaan kran sebesar 93,55%;
dan 3/3 bukaan kran sebesar 94,40%. Berdasarkan standar salah satu industri water reverse osmosis yaitu “puretec” mengatakan bahwa Salt Reject yang baik yaitu berkisar pada range 95 - 99%, namun hal ini juga harus disesuaikan dengan alat yang digunakan.
Namun berdasarkan literatur tersebut dapat dikatakan peroleh %salt reject yang didapat belum cukup efisien sehingga perlu dilakukan proses cleaning, sehingga nantinya bisa diperoleh %salt reject yang lebih besar.
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan
1. Nilai DHL permeat (product) lebih kecil dibandingkan nilai DHL dari konsentrat (reject) dengan nilai masing-masing permeat pada bukaan ⅓ , ⅔ dan 3/3 27,73;22,67;
dan 19,85 μS/cm. Pada konsentrat 399,4;398,65; juga 461,3 μS/cm.
2. Nilai TDS permeat (product) lebih kecil dibandingkan nilai TDS dari konsentrat (reject) dengan nilai masing-masing permeat pada bukaan ⅓ , ⅔ dan 3/3 17,435;14,53;
dan 12,7 mg/L. Pada konsentrat 257,2;256,35;295,3 mg/L.
3. %Salt project menunjukkan efisiensi dari penyaringan mineral dalam air oleh membran.
Nilai %Salt yang diperoleh ada pada rentang 92,31-94,40%
4. %Recovery laju alir dengan bukaan keran full, ⅓ dan ⅔ berturut-turut 26,47;12,23;13,75%
DAFTAR PUSTAKA
Arfiantinosa, Nassa., dan Dwirianti, Dewi., 2004, “Pengaruh Trans Membrane Pressure dan Permeabilitas Pada Rejeksi Membran Ultrafiltrasi: Skripsi”, Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya.
C.B. Rasrendra & Hanggara Sukandar, 2002, Desalinasi dengan Reverse Osmosis Tekanan Rendah, Departemen Teknik Kimia Institut Teknologi Bandung
D. Ariyanti and I. N. Widiasa, “Aplikasi teknologi Reverse Osmosis untuk Pemurnian Air Skala Rumah Tangga,” Teknik, vol. 32, no. 3, pp. 193–197, 2011.
Heitmann, Gunter – Hans. (1990). Saline water Processing. New York: VCH Publishers.
McCabe, W.I. and Smith, J.C. 1985. Unit Operation of Chemical Engineering. 4th edition.
McGraw Hill Book Company. Singapore
P. D. A. Sari, Puspito, Deffi, and Ariyani, “Penjernihan Air Sungai Epicentrum Dengan Metoda Reverse Osmosis,” Universitas Bakrie, 2015.
Robiatun, 2003, Membran Reverse Osmosis dalam Proses Desalinasi Airl Laut, Bulletin Penelitian Vol. XXV No.3, Desember 2003.
Syahid, dkk. (2019). Pengolahan Air Minum Sistem Reverse Osmosis di Pesantren Hidayatullah Gowa. Jurnal Teknologi Terapan untuk Pengabdian Masyarakat, Vol. 2, No. 2.
