air laut

reverse osmosis atau osmosis terbalik penyaring air modern

Reverse osmosis atau  osmosis terbalik penyaring air modern.
Reverse osmosis RO (Osmosis terbalik) adalah suatu metode penyaringan yang dapat menyaring berbagai molekul besar dan ion-ion dari suatu larutan dengan cara memberi tekanan pada larutan ketika larutan itu berada di salah satu sisi membran seleksi(lapisan penyaring). Proses tersebut menjadikan zat terlarut terendap di lapisan yang dialiri tekanan sehingga zat pelarut murni bisa mengalir ke lapisan berikutnya. Membran seleksi itu harus bersifat selektif atau bisa memilah yang artinya bisa dilewati zat pelarutnya (atau bagian lebih kecil dari larutan) tapi tidak bisa dilewati zat terlarut seperti molekul berukuran besar dan ion-ion. Osmosis adalah sebuah fenomena alam yang terjadi dalam sel makhluk hidup dimana molekul “solvent” (biasanya air) akan mengalir dari daerah berkonsentrasi rendah ke daerah Berkonsentrasi tinggi melalui sebuah membran semipermeabel. Membran semipermeabel ini menunjuk ke membran sel atau membran apa pun yang memiliki struktur yang mirip atau bagian dari membran sel. Gerakan dari “solvent” berlanjut sampai sebuah konsentrasi yang seimbang tercapai di kedua sisi membran.reverse osmosis nano smart filter

Reverse osmosis adalah sebuah proses pemaksaan sebuah solvent dari sebuah daerah konsentrasi “solute” tinggi melalui sebuah membran ke sebuah daerah “solute” rendah dengan menggunakan sebuah tekanan melebihi tekanan osmotik. Dalam istilah lebih mudah, reverse osmosis adalah mendorong sebuah solusi melalui filter yang menangkap “solute” dari satu sisi dan membiarkan pendapatan “solvent” murni dari sisi satunya.

Proses ini telah digunakan untuk mengolah air laut untuk mendapatkan air tawar, sejak awal 1970-an.

Proses kerja Osmosis

Osmosis adalah proses alami. Ketika dua cairan konsentrasi yang berbeda dipisahkan oleh sebuah membran semipermeabel, cairan memiliki kecenderungan untuk bergerak dari rendah ke konsentrasi zat terlarut tinggi untuk keseimbangan potensial kimia.

Secara formal, reverse osmosis adalah proses memaksa pelarut dari daerah konsentrasi zat terlarut tinggi melalui membran semipermeabel ke daerah konsentrasi zat terlarut rendah dengan menerapkan tekanan melebihi tekanan osmotik. Aplikasi terbesar dan paling penting dari reverse osmosis adalah pemisahan air murni dari air laut dan air payau, air laut atau air payau bertekanan terhadap satu permukaan membran, menyebabkan transportasi garam-menipis air melintasi membrane dan munculnya air minum dari sisi tekanan rendah.

Membran yang digunakan untuk reverse osmosis memiliki lapisan padat dalam matriks polimer – baik kulit membran asimetris atau lapisan interfasial dipolimerisasi dalam membran tipis-film-komposit – di mana pemisahan terjadi. Dalam kebanyakan kasus, membran ini dirancang untuk memungkinkan air hanya untuk melewati melalui lapisan padat, sementara mencegah bagian dari zat terlarut (seperti ion garam). Proses ini mensyaratkan bahwa tekanan tinggi akan diberikan pada sisi konsentrasi tinggi membran, biasanya 2-17 bar (30-250 psi) untuk air tawar dan payau, dan 40-82 bar (600-1200 psi) untuk air laut, yang memiliki sekitar 27 bar (390 psi) tekanan osmotik alam yang harus diatasi.Proses ini terkenal karena penggunaannya dalam desalinasi (menghilangkan garam dan mineral lainnya dari air laut untuk mendapatkan air tawar), namun sejak awal 1970-an itu juga telah digunakan untuk memurnikan air segar untuk aplikasi medis, industri, dan domestik.

Osmosis menjelaskan bagaimana pelarut bergerak antara dua solusi yang dipisahkan oleh sebuah membran permeabel untuk mengurangi perbedaan konsentrasi antara solusi. Ketika dua solusi dengan konsentrasi yang berbeda dari zat terlarut dicampur, jumlah total zat terlarut dalam dua solusi akan terdistribusi secara merata di jumlah total pelarut dari dua solusi. Daripada mencampur dua solusi bersama-sama, mereka dapat dimasukkan ke dalam dua kompartemen di mana mereka dipisahkan dari satu sama lain dengan membran semipermeabel. Membran semipermeabel tidak memungkinkan zat terlarut untuk berpindah dari satu kompartemen ke lainnya, namun memungkinkan pelarut untuk bergerak.Karena kesetimbangan tidak dapat dicapai oleh pergerakan zat terlarut dari kompartemen dengan konsentrasi zat terlarut tinggi untuk yang satu dengan konsentrasi zat terlarut rendah, itu bukan dicapai dengan pergerakan pelarut dari daerah konsentrasi zat terlarut rendah ke daerah-daerah konsentrasi zat terlarut tinggi.Ketika pelarut bergerak jauh dari daerah konsentrasi rendah, hal itu menyebabkan daerah-daerah untuk menjadi lebih terkonsentrasi. Di sisi lain, ketika pelarut bergerak ke daerah-daerah konsentrasi tinggi, konsentrasi zat terlarut akan menurun. Proses ini disebut osmosis. Kecenderungan untuk pelarut mengalir melalui membran dapat dinyatakan sebagai “tekanan osmotik”, karena analog mengalir disebabkan oleh perbedaan tekanan. contoh Osmosis adalah difusi.

Dalam reverse osmosis, dalam setup yang sama seperti yang di osmosis, tekanan diterapkan ke kompartemen dengan konsentrasi tinggi. Dalam hal ini, ada dua kekuatan yang mempengaruhi gerakan air: tekanan yang disebabkan oleh perbedaan konsentrasi zat terlarut antara dua kompartemen (tekanan osmotik) dan tekanan eksternal diterapkan.

Sumber [id.wikipedia.org]

Mengubah air laut dan asin menjadi air minum dengan SWRO

Mengubah air laut dan asin menjadi air minum dengan SWRO Sea Water Reverse Osmosis
Masyarakat Pulau Mandangin kini sudah dapat menikmati air minum dan dapat mengkonsumsi langsung dari sambungan pipa rumah. Kementerian Pekerjaan Umum melalui Ditjen Cipta Karya telah membangun Instalasi Pengolahan Air Laut menjadi air minum di Desa Pulau Mandangin, Sampang, Jawa Timur.

Selama ini, masyarakat mengkonsumsi air hujan, air laut, dan air galon yang dibeli dengan harga tinggi untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari. Air merupakan salah satu kebutuhan yang sangat penting dalam kehidupan manusia. Khususnya air bersih yang dapat memberikan rasa nyaman. Hal itu ditegaskan Menteri Pekerjaan Umum Djoko Kirmanto saat meresmikan

Instalasi Pengolahan Air laut, didampingi oleh Gubernur Jawa Timur Soekarwo, Dirjen Cipta Karya Budi Yuwono, Direktur Pengembangan Air Minum Ditjen Cipta Karya Danny Sutjiono, dan Bupati Sampang Noer Tjahja.

Program penyulingan air laut atau sea water reserve osmosis (SWRO) merupakan salah satu program percontohan nasional yang dicanangkan oleh kementerian PU. Program tersebut salah satu upaya pemerintah untuk mengatasi kelangkaan air baku untuk penyediaan air minum, khususnya di daerah terpencil atau rawan sumber air baku.

“Program ini sebagai upaya untuk mengatasi kelangkaan ketersediaan air minum di daerah terpencil. Selama ini masyarakat di pulau keci termasuk masyarakat Pulau Mandangin bersusah payah mendapatkan pasokan air tawar dari daratan,” tambah Djoko Kirmanto.Penyulingan air laut menjadi air tawar ini merupakan teknologi baru. Kini, sekitar 18.000 jiwa di Pulau Mandangin dapat menikmati air minum dengan tarif Rp 9.000 per kubik. Tarif tersebut jauh lebih murah dan mudah. Sebelumnya, masyarakat Pulau Kambing tersebut membeli air minum mencapai Rp 75.000 per kubik.Instalasi pengolahan air dengan teknologi SWRO di Pulau Mandangin baru memproduksi air dengan kapasitas lima liter per detik dan bisa ditingkatkan menjadi 10 liter per detik, bergantung dari kebutuhan yang nantinya berkembang. Teknologi penyulingan air laut menjadi air minum di pulau seluas 4 km2 ini baru bisa dilaksanakan, setelah PLN mengoperasikan aliran listrik selama 24 jam .Proses teknologi pengelolaan air laut menjadi air minum sesuai dengan standar kualitas. Proses tersebut sangat sederhana dengan tahap penyulingan untuk menghilangkan kadar garam atau keasinan air laut melewati substansi membran. Pada prinsipnya, proses penjernihan air dari sumber air termasuk air laut yakni Biochemical,aktivasi microorganisme, adsorption, sedimentasi dan straining. Proses akhir yakni melewatkan air laut murni melewati unit tapis halus yang disebut proses Sea Water Reverse Osmosis (SWRO)

Solusi kelangkaan air Baku Daerah kepulauan Teknologi Sea Water Reverse Osmosisini juga menjadi solusi kelangkaan air baku masyarakat kepulauan. Dengan rekayasa teknologi yang sudah dibuktikan mampu dilakukan oleh kontraktor lokal, SWRO dengan porositas membran tahap nano filtrasi maupun reverse osmosis menghasilkan kualitas air siap minum.

Total Dissolved Solids (TDS) atau kandungan mineral anorganik menunjukkan angka 140 mg/lt dimana angka ini menyamai produk air minum kemasan merek terkenal”, ungkapnya di depan wartawan. Sementara itu Direktur Jenderal Cipta Karya Budi Yuwono menambahkan, saat ini terjadi kelangkaan air baku di kota-kota besar maupun di kawasan khusus. “Air baku semakin langka di kepulauan Indonesia, yang ada pun tidak tawar. Apalagi kita memiliki ribuan pulau. Maka sudah saatnya memberanikan diri menggunakan teknologi pengolah air laut menjadi air minum seperti di Pulau Mandangin ini”, tegas Budi. Kepala PMU Satuan Kerja Pengembangan Sistem Penyediaan Air Minum (SPAM) Kawasan Khusus, Irman Jaya, menerangkan bahwa nano filtrasi adalah teknologi penyaringan dengan menggunakan air bertekanan dan membrane semipermiabel berukuran 0,001 mikron (1 mikron = 1/1.000 milimeter) sehingga mampu menyaring partikel-partikel ikutan, termasuk virus, bakteri, bahan kimia dan logam berat. “Untuk air baku berupa sungai cukup sampai tahap ultra filtrasi, namun untuk mengolah air laut yang mengandung garam harus dengan nano filtrasi hingga reverse Osmosis yang memiliki kepadatan membrane hingga 0,0001 mikron”, jelas Irman.11 Spa M Jatim Peresmian SWRO Desa Pulau Mandangin menjadi bagian dari rangkaian kunjungan Menteri Pekerjaan Umum (PU) Djoko Kirmanto dalam meresmikan 11 SPAM senilai Rp 121 miliar di delapan kabupaten di Jawa Timur (Jatim).

Peresmian dipusatkan di Instalasi Air Minum (IPA) Driyorejo, Gresik, Jatim pada Jumat (10/8) sore. SPAM yang diresmikan berlokasi di Driyorejo Gresik, Pulau Mandangin Sampang, Sekaran Lamongan, Tegal Gede Jember, Puger Jember, Sawahan Madiun, Grogol Kediri, Donorejo dan Kebonagung Pacitan, Doko Blitar serta Pagerwojo Tulungagung.Djoko Kirmanto mengatakan, total seluruh SPAM tersebut memiliki kapasitas aliran air 375 liter per detik sehingga dapat melayani 30 ribu Sambungan Rumah (SR) baru atau setara 150 ribu jiwa. Penambahan layanan baru 150 ribu jiwa tersebut penting dalam upaya pemenuhan penambahan target pelayanan 4 juta jiwa dalam 2,5 tahun kedepan di Jatim. “Di Jawa Timur, dari 37,6 juta penduduknya, masih ada 14 juta jiwa yang belum memiliki akses air minum aman,” ungkap Menteri PU. Berdasarkan target pembangunan millennium (MDGs) bidang air minum, pada 2015, cakupan layanan di Jatim harus 73 persen. Hingga akhir 2011, layanan baru mencapai 62,6 persen, sehingga butuh tambahan pelayanan terhadap 4 juta jiwa dalam waktu yang tersisa. “Tambahan layanan baru ini, masih jauh dari sasaran yang kita inginkan, untuk itu perlu upaya lebih serius dari kita

semua untuk kedepannya,” ucap Djoko Kirmanto. Selain meresmikan 11 SPAM, dalam kesempatan yang sama, Menteri PU juga meresmikan penggunaan dua instalasi pompa banjir yaitu Kalitutup Barat dan Kalitutup Timur di Gresik serta penandatangangan nota kesepahaman SPAM regional antara Direktur Jenderal (Dirjen) Cipta Karya dengan delapan bupati/walikota. Dirjen Cipta Karya juga menyerahkan satu arm roll truck dan dua container kepada Pemerintah Kota Probolinggo sebagai penghargaan kepada kota tersebut sebagai pemenang II Kategori Kota Sedang/Kecil Penilaian Kinerja Pemerintah Daerah Pekerjaan Umum tahun lalu bidang Cipta Karya. Turut hadir dalam acara tersebut, Gubernur Jatim Soekarwo, Dirjen Cipta Karya Budi Yuwono, Dirjen Sumber Daya Air Mohammad Hasan, Direktur Pengembangan Air Minum Ditjen Cipta Karya Danny Sutjiono, Direktur Pengembangan Penyehatan Lingkungan Permukiman Ditjen Cipta Karya Sjukrul Amin dan Bupati Gresik Sambari Halin.

Sumber [ciptakarya.pu.go.id]

Pemurnian air laut menjadi air tawar dan bersih

Tanaman, hewan dan manusia membutuhkan air tawar yang mengandung sedikit (jumlah minimum) mineral bagi kelangsung-an hidupnya. Persediaan air tanah tergantung dari sistem pemurnian air secara alami. Manusia mungkin menyimpan atau menghemat air tawar dengan membuat bendungan-bendungan dan waduk-waduk, tetapi di berbagai bagian dunia bahaya kekurangan air tetap terjadi. Problem ini merupakan masalah yang akut pada daerah yang berarea sempit tetapi berpenduduk sangat padat. Meskipun curah hujan di daerah itu sedang, tak cukup air tawar untuk memenuhi ke-butuhan seluruh penduduk. Tambahan pula, kekurangan air tawar ini   makin terasa meningkat dari hari ke hari. Ada tuntutan terus-menerus untuk meningkatkan produksi pangan dalam rangka memenuhi kebutuhan pangan penduduk dunia yang makin bertambah. Hal ini antara lain dapat diperoleh dengan mengairi dan menanami daerah-daerah yang bercurah hujan sedikit, atau disebut intensifikasi pertanian. Makin tinggi taraf hidup manusia, disadari bahwa kebutuhan air tawar makin meningkat. Oleh karena itu, para ahli tanah terus berusaha mencari tandon air bawah tanah yang baru. Sementara itu, para ilmuwan mencoba ber-bagai cara untuk memproduksi air tawar dari tandon air alami yang terbesar di dunia, yaitu laut (KOGAN 1974).

SIKLUS AIR DI ALAM
Laut merupakan tandon air alami terbesar di dunia dan terus menerus diuapkan oleh radiasi sinar matahari. Uap air yang terbentuk segera membubung tinggi ke udara. Pada waktu mencapai lapisan atmosfir di atas, temperaturnya makin merendah sehingga uap air tersebut mengembun membentuk awan. Karena ada perbedaan tekanan udara di atas laut dan di atas daratan, awan-awan akan bergerak ke arah daratan dan akhirnya mencapai dataran tinggi atau daerah pegunungan. Ketika udara di dataran tinggi menurun, awan akan berubah menjadi butiran-butiran air yang kemudian jatuh ke bumi sebagai hujan. Sebagian air yang mencapai tanah segera menguap oleh panas tanah, sebagian lagi mungkin tinggal di atas permukaan tanah atau meresap ke dalam tanah. Hal ini tergantung dari sifat permukaan tanah tersebut. Apabila struktur tanah berpori-pori, air dapat meresap sampai mencapai lapisan batuan yang kedap air dan memben-tuk tandon air di bawah tanah, atau mengalir ke kaki bukit dan muncul di permukaan tanah sebagai mata air. Sejumlah air yang merembes ke dalam tanah diserap oleh akar-akar tanaman, kemudian kembali ke atmosfir sebagai uap air melalui penguapan pada daun—daunnya. Air hujan yang tinggal di atas permukaan tanah ber-gabung sebagai aliran menuju sungai dan akhirnya mencapai laut. Air limbah industri dan rumah tangga dibuang melalui selokan selokan ke sungai dan akhirnya juga kembali ke laut (BATES & EVANS 1976).

BEBERAPA CARA PEMURNIAN AIR LAUT
Pada dasarnya, prinsip permurnian air laut adalah memisahkan garam dari air laut sehingga diperoleh air tawar, yang dapat dilakukan seperti berikut :

1.Penyulingan
Percobaan pertama untuk memisahkan garam dari air laut adalah meniru cara alam, yaitu dengan menguapkan air laut kemudian mengembunkan uapnya kembali. Ketika air laut dipanaskan, hanya air yang menguap, garam-garam yang   terlarut tetap tinggal dalam larutan (air laut). ADIWIREJA (1984) mengemukakan suatu cara sederhana untuk menyuling air laut . Pada alat suling ini, bagian dalam wadah perebus air laut dilengkapi dengan pipa-pipa tegak untuk memperluas permukaan air yang dipanaskan. Dengan perluasan ini dapat diperoleh banyak uap air dalam waktu relatif singkat. Alat suling ini dapat dipergunakan sebagai perlengkapan kapal penangkap ikan atau penyediaan air minum di perkampungan-perkampungan nelayan yang jauh dari sumber air tawar. Bahan bakar seperti kayu, arang batu, minyak tanah dapat dipergunakan sebagai tenaga pemanas pada alat ini. Kemudian, cara ini dikembangkan untuk mesin-mesin suling yang menggunakan bahan bakar minyak atau tenaga matahari (solar system). Pada umumnya, bahan bakar minyak sangat mahal sehingga dicari berbagai cara untuk menghemat bahan bakar tersebut, misalnya : a. Memasukan kembali air pendingin ke dalam tempat pendidih air. Karena air pendingin tersebut telah me-nyerap panas dari uap air berarti sudah ada pemanasan awal, sehingga pemasukan kembali air ini sebagai sumber uap dapat menghemat waktu dan tenaga pemanas. b. Memanaskan air di bawah tekanan atmosfir. Pada tekanan atmosfir (760 mm Hg), air mendidih pada temperatur 100° C. Tetapi, bila tekanannya dinaikkan menjadi dua kali (1520 mm Hg), air tidak mendidih sampai temperatur mencapai 120,1° C. Sebaliknya, apabila tekanan udara dikurangi menjadi separuhnya, penguapan akan segera terjadi, ini dikenal dengan sebutan ‘penguapan secara kilat’ (flash evaporation). Penguapan bertambah cepat apabila tekanan udara dikurangi lagi (KOGAN 1974).

Pada dasarnya, pengurangan tekanan udara pada berbagai tingkatan dilakukan untuk menghemat bahan bakar. Prinsip ini digunakan pada mesin penguap dengan cara kilat bertahap (multiflash evaporation) seperti ditunjukkan dalam Gambar 4. Air laut yang dididihkan, darimana uap terjadi, mengalir sepanjang alat ini dari satu arah, sementara itu temperaturnya perlahan-lahan diturunkan. Pada saat yang sama, tempera-tur air laut pendingin perlahan-lahan meningkat ketika mengalir dari arah sebalik-nya dan sebagian dimasukan kembali untuk sumber uap. Kemungkinan menghemat bahan bakar minyak juga dapat dibuat de-ngan menghubungkan mesin ini pada generator listrik yang digerakkan oleh turbin uap air. Disini ada penghematan yang saling menguntungkan, temperatur rendah dari uap air yang keluar dari turbin sangat baik sebagai sumber air tawar, air asin yang menuju mesin penguap dapat digunakan untuk mengembunkan uap tersebut dan pada waktu yang sama juga dipanaskan.

2.Pembekuan
Bila air asin didinginkan sampai temperatur di bawah 0° C, hanya air yang mem-beku menjadi es. Garam-garam terlarut tetap tinggal dalam larutan. Jika es dapat dipisah-kan dari air asin yang tidak dapat membeku, air tawar akan dihasilkan ketika es dicairkan kembali. Pada air, panas laten untuk menca-ir jauh lebih rendah daripada panas laten untuk menguap, dan temperatur normal bagi air laut adalah lebih dekat dengan titik beku air daripada titik didihnya, sehingga cara ini lebih menghemat bahan bakar daripada cara pemurnian air laut dengan cara penyulingan.

menunjukkan prinsip pemisahan air tawar dari air laut dengan cara pembekuan. Untuk efisiensi tenaga pendi-gin, air laut sebelum masuk ke tempat pembekuan telah didinginkan dalam tabung pendingin oleh air tawar dingin dan air asin dingin hasil dari proses pemisahan ini. Tetapi, beberapa kesukaran teknis harus ditanggulangi sebelum prinsip ini dapat dipakai secara umum. Kesulitan terjadi pada waktu-memisahkan kristal-kristal kecil es dari air asin. Kristal-kristal tersebut cenderung berlekatan satu dengan yang lain dan mengurung air asin di antara mereka. Di antara berbagai cara yang telah dicoba, ada dua cara yang dapat dikemukakan disini, yaitu : a. Mencuci kristal-kristal es tersebut dengan air tawar, meskipun ini berarti pemborosan air tawar yang dihasilkan. b. Memisah-kan kristal-kristal es dari air asin dengan cara dipusingkan dengan menggunakan mesin pemusing (centrifuge) (KOGAN 1974).

3.Ionisasi
Pada proses ionisasi, air asin dialirkan melalui bilik-bilik sempit. Di antara kedua sisi bilik tersebut dialirkan arus listrik langsung (direct electric current). Arus itu menyebabkan ion Natrium serta ion-ion bermuatan positif yang lain dan ion klorine serta ion-ion bermuatan negatif berpindah menuju membran-membran yang berderet di dalam bilik tadi. Membran listrik positif diatur berselang-seling dengan membran listrik negatif. Pemisahan garam terjadi antara dua membran. Pada dua bilik yang mengapit membran-membran ini, kepekatan garam menjadi tinggi sehingga pemisahan air tawar dan air asin terjadi pada bilik yang berselang-seling. Memurnikan air laut dalam jumlah besar dengan cara ionisasi adalah sangat mahal. Tetapi, cara ini sangat berguna pada keadaan darurat (Gambar 7), karena alat yang digunakan sangat kecil dan ringan (KOGAN 1974).

4.Cara lain.
Berbagai cara untuk memisahkan garam dari air laut telah dicoba. Penguapan meru-pakan cara pertama yang digunakan dan ba-nyak digunakan untuk berbagai jenis mesin penyuling. Proses-proses lain misalnya, secara osmosa, pengembunan secara kimiawi dan pemisahan dengan larutan organik merupakan cara-cara di antara berbagai cara yang sedang diuji saat ini (KOGAN 1974).

Sumber [oseanografi.lipi.go.id]

Pages:« Prev1234