pengolahan air laut

Desalinasi dan Destilasi Air Laut Solusi Krisis Air bersih

Desalinasi dan Destilasi Air Laut Solusi Krisis Air bersih, Desalinasi dan destilasi merupakan Salah satu cara untuk mendapatkan sumber air yang layak untuk keperluan hidup sehari-hari adalah dengan mengolah air laut menjadi air tawar. Proses pengolahan air laut menjadi air tawar lebih dikenal dengan istilah Desalinasi. Desalinasi air laut yaitu mengurangi kadar garam yang terkandung pada air laut sampai pada level tertentu sehingga air laut tersebut layak untuk dipergunakan seperti halnya air tawar. Sebagaimana diketahui, air laut adalah sumber air terbesar di muka bumi sementara air tawar yang tersedia dianggap akan semakin berkurang seiring berkembangnya populasi manusia.
Dalam proses desalinasi atau destilasi air laut 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

Sedang air laut yang berkadar garam dibawah 1000 ppm dikategorikan sebagai air tawar (fresh water) yang layak dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari. Semakin tinggi kadar garam dalam air laut akan semakin tinggi pula biaya yang dibutuhkan untuk mengolah air laut menjadi air tawar.

Proses Desalinasi Air Laut
Ada beberapa proses dalam desalinasi air laut ini, namun yang banyak untuk saat ini hanya ada dua, yaitu:

1. Multistage Flash Distillation System
Sistem ini merupakan pengembangan dari sistem distilasi air laut 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.
Pada sistem distilasi air laut 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 adalah sistem MSF yang disederhanakan yang aktualnya dibangun sampai lebih dari sepuluh tingkat.

desalinasi air laut
Evaporator (penguap) dibagi dalam beberapa stage (tahap). Biasanya proses destilasi air laut ini menggunakan 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.

2. Reverse Osmosis System (Sea Water Reverse Osmosis)
Desalinasi air laut yang menggunakan sistem Sea Water Reverse Osmosis (SWRO) lebih kompleks jika dibandingkan dengan sistem Reverse Osmosis yang digunakan untuk memurnikan air tawar. Sistem RO yang dipakai dalam desalinasi air laut , Sebelum 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. Berikut adalah alat desalinasi air laut yang memanfaatkan teknologi Sea Water Reverse Osmosis (SWRO).

seawater reverse osmosis
Setelah melalui tahap pre-treatment, air laut disalurkan ke membranSWRO dengan pompa yang bertekanan tinggi sekitar 55 dan 85 bar, tergantung dari suhu dan kadar garamnya. Air yang keluar dari membran SWRO ini berupa air tawar dan 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 air laut dengan tekonlogi RO ini dianggap yang paling rendah konsumsi daya listriknya diantara sistem desalinasi lainnya.

Sumber [google.com]

Pengolahan air laut dengan Sea Water Reverse Osmosis (SWRO)

Pengolahan air laut dengan alat Sea Water Reverse Osmosis (SWRO) . 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.

TEKNIK PENGOLAHAN AIR LAUT MENJADI AIR BERSIH / AIR MINUM

Proses pengolahan air laut / air payau menjadi air bersih atau sering dikenal dengan istilah desalinasi air laut dapat dikelompokkan menjadi 3 (tiga) macam yaitu:

1. Pengolahan air laut Proses destilasi air laut (penyulingan)

Proses destilisasi air laut memanfaatkan energi panas untuk menguapkan air asin. Uap air tersebut selanjutnya didinginkan menjadi titik-titik air dan hasil ditampung sebagai air bersih yang tawar.

2. Pengolahan air laut Proses penukar ion

Pada tahun 1852, Way menemukan bahwa menghilangkan ammonia dalam larutan air yang meresap melalui tanah sesungguhnya berupa pertukaran ion dengan kalsium yang terkandung di dalam sejenis silica tertentu dalam tanah. Dewasa ini penukapengolahan air lautran ion pada air sudah menjadi proses konversi kimia yang sangat bermanfaat. Proses ini digunakan secara luas dan skala besar di industry

Teknik penukar ion memanfaatkan proses kimiawi untuk memisahkan garam dalam air laut. Pada proses ini ion garam (Na Cl) ditukar dengan ion seperti Ca+2 dan SO4-2. Materi penukar ion berasal dari bahan alam atau sintetis. Materi penukar ion alam misalnya zeolit sedangkan yang sintetis resin (resin kation dan resin anion).

Proses pertukaran ion merupakan reaksi kimia yang ionnya terhidrata dan bersifat mobil bergerak di dalam zat padat, dipertukarkan atas dasar ekuivalen dengan ion yang bermuatan sama yang terdapat di dalam larutan air. Zat padat mempunyai struktur seperti jala terbuka dan ion yang bergerak itu menetralisir muatan, atau muatan potensial, gugus yang terpasang di dalam matriks zat padat itu disebut penukar ion.

a)      Pertukaran kation

Pertukaran kation berlangsung bila kation yang bergerak dan bermuatan posirif terikat pada gugus yang bermuatan negative di dalamnya penukar ion saling bertukar dengan kation lain terdapat di dalam larutan air laut.

b)      Pertukaran anion

Proses pertukaran ion berlangsung bila anion bergerak, bermuatan negatif yang melekat pada gugus bermuatan positif di dalam resin, penukar kalor saling bertukar dengan anion di dalam larutan.

3. Pengolahan air laut Proses filtrasi (filter air laut)

Proses ketiga ini lebih dikenal dengan Sea Water Reverse Osmosis sistem osmosis balik (Reverse Osmosis). Sea Water Reverse Osmosis (SWRO) adalah salah satu teknologi pengolahan air laut menjadi air tawar yang paling sering digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum. Keistimewaan dari proses pengolahan air laut ini adalah mampu menyaring molekul yang lebih besar dari molekul air.

Pengolahan air laut dengan Sea Water Reverse Osmosis (SWRO)

Teknologi pengolahan air laut / Sea Water Reverse Osmosis menggunakan proses membrane.  Pemisahan air dari kandungan mineral dan mikro organisme yang tidak dikehendaki didasarkan pada proses penyaringan dengan skala molekul. Untuk menghasilkan air tawar(air murni), pemompaan dilakukan dengan tekanan tinggi ke modul membrane yang mempunyai dua outlet yaitu outlet yang menhasilkan air tawar (air bersih) dan outlet yang menghasilkan air garam/mineral yang telah dipekatkan.

Dalam proses membrane, terjadi proses penyaringan air laut berdasarkan ukuran molekul, yaitu partikel yang molekulnya lebih besar dari molekul air, seperti ;

1. Larutan garam/mineral

2. Zat organik tertentu

3. Bakteri, virus, yrogen, dll

Aplikasi  utama pengolahan air laut dengan Sea Water Reverse Osmosis adalah menghilangkan larutan garam/desalinasi dengan efek tambahan untuk menghilangkan zat-zat serta organisme lainnya. Biasanya filter air Reverse Osmosis terdiri dari 3 sistem, yaitu :

1. Pengolahan air tawar ( tap water Osmosis)

2. Pengolahan air payau ( brackish water treatment)

3. Pengolahan air laut ( sea water treatment)

Dalam proses filtrasi atau teknologi membran dikenal elektrodialisis dan reverse osmosis. Dari dua teknologi membran tersebut reverse osmosis yang paling sering dipakai saat ini sebagai teknologi sea water reverse osmosis (SWRO)

Pada tahun 1748, Ilmuwan Perancis  Abbe Nollett, menemukan peristiwa reverse osmosis yang alami. Proses pengolahan air laut ini terjadi ketika aliran air melalui suatu membran semi permeable ke larutan konsentrat yang kemudian airnya menjadi tawar. Lebih dari 200 tahun kemudian, peristiwa ini telah dikenali sebagai cara untuk mengolah / pengolahan air laut, air asin, air payau, atau air yang berwarna.

Cara Kerja Reverse Osmosis : Daya penggerak di belakang reverse osmosis memberikan tekanan hidrostatik yang berbeda. Tanpa adanya pengaruh dari tekanan luar, air asin seperti yang terlihat pada gambar akan menerobos membran untuk menetralkan/menawarkan / pemurnian air laut yang mengandung  garam melalui  proses osmosis. Perbedaan pada permukaan air dalam kaitan dengan perpindahan ini disebut dengan osmotic pressure head, dan tekanan hidrostatik yang menyebabkan kenaikan pada permukaan air adalah osmotic pressure. Dalam beberapa kasus air laut yang  mempunyai kandungan garam tinggi, tekanan osmotis dapat menjadi sebesar  1000 psi.

Sumber [aneka sumber]

Pages:« Prev12