Kombinasi Membran dan Ozon Teknologi Pengolahan Air Bersih Modern

Pertumbuhan penduduk dari tahun ke tahun semakin meningkat, sehingga kebutuhan akan air bersih semakin bertambah. Di Indonesia kebutuhan air untuk setiap orang mencapai 40-120 liter setiap harinya.


Namun persediaan air bersifat terbatas dan tersebar secara tidak merata secara ruang dan waktu, diakibatkan adanya perbedaan iklim dan kemampuantanah menyimpan air. Tidak hanya itu, pencemaran lingkungan juga menyebabkan sumber air bersih semakin sedikit.

Selama ini, air bersih yang kita konsumsi hasil dari instalasi pengolahan air secara konvensional yaitu menggunakan koagulasi-flokulasi, penyaringan pasir lambat, penyaringan pasir cepat serta penyaringan tingkat tinggi.

Namun, banyak keterbatasan yang harus dihadapi jika menggunakan pengolahan konvensional diantara yaitu membutuhkan luas lahan besar, operasional dan perawatan yang rumit hingga kontaminasi bahan kimia yang ditambahkan selama proses pengolahan yang dapat mencemari lingkungan.

Dari permasalahan tersebut, muncul suatu pemikiran untuk pengembangan lebih lanjut mengenai pengolahan air bersih dengan teknologi baru yang aman dan efisien.
Dewasa ini, teknologi yang sekarang sudah banyak digunakan oleh negara-negara maju adalah teknologi membran.

Teknologi membran merupakan teknologi yang bisa menurunkan konsentrasisenyawa organik dan anorganik pada air tanpa penambahan bahan kimia dalam pengoperasiannya.

Membran bisa diartikan juga sebagai alat pemisah berupa penghalang yang bersifat selektif yang dapat memisahkan dua fase yang berbeda seperti cari dan padatan.

Teknologi membran memiliki keuntungan dibanding pengolahan air dengan konvensional, yaitu membutuhkan lahan yang jauh lebih kecil dibandingkan pengolahan konvensional.Bahkan, dalam penerapannya, air hasil olahan dari teknologi membran dapat langsung diminum.
Pada prinsipnya, suatu zat yang akan dipisahkan (atauistilah dalam membranfeed)dialirkan ke dalam membran kemudian terpisah sesuai dengan konfigurasi yang digunakan. Proses pemisahan itu akan menghasilkan dua zat yang terpisah yaitu hasil yang diinginkan atau permeatedan residunya.
Dalam pengolahan air bersih dengan teknologi membran, maka yang disebut feedadalah air baku, permeat adalah air bersih yang sudah diolah dan residunya adalah senyawa organik dan anorganik.

Namun, membran pada periode tertentu jika terus menerus digunakan dan beban konsentrasi senyawa organik dan anorgnaikyang terlalu besar, membran akan mengalami penurunan kinerja dan mengakibatkan membran tidak bisa memisahkan senyawa organik dan anorganik secara maksimal. Ini disebabkan oleh adanya senyawa-senyawa yang menumpuk pada pori-pori membran sehingga air tidak bisa lewat. Peristiwa ini dinamakan fouling.
Oleh karena itu dibutuhkan pre-treatment (pengolahan awal) sebelum masuk ke membran sehingga dapat mengurangi beban pada membran dalam pemisahan senyawa organik dan anorganik secara maksimal pada pengolahan air bersih.

Alternatif pilihan pre-treatment yang umum digunakan adalah koagulasi dan ozon, penggunaan ozon memiliki banyak keuntungan. Penggunaan koagulasi sebagai pretreatment dapat mengakibatkan terbentuknya lumpur. Selain itu, koagulasi membutuhkan wilayah yang besar.
Penggunaan ozon dipilih karena tidak membutuhkan area yang besar dan tidak menghasilkan residu kimia pada air yang sudah diolah.

Untuk mengetahui apakah kombinasi membran dan ozon dapat mengolah air baku menjadi menjadi air bersih, dilakukan pengujian dengan instalasi reaktor pengolahan air dengan kombinasi membran ozon sebagai berikut.
(a) wadah tempat penampungan air baku, (b) pompa, (c) pressure gate, (d) modul membran, (e) penampung air bersih hasil dari pengolahan melalui ozon dan membran, (f) compressor, (g) ozon generator, (h) ozon flow meter.

Desain alat dibuat sedemikian rupa sehingga memudahkan penelitian. Dalam pembuatan alat pengolahan air tersebut, diperlukan pompa untuk menyedot air yang sebelum diolah menuju ke tempat membran.

Dalam penggunaan membran, ada beberapa jenis yang digunakan, diantara yaitu:

  1. Mikrofiltrasi (MF) Membran jenis ini memiliki diameter pori mulai dari 0,05 μm sampai 5 μm dan beroperasi pada tekanan berkisar 0,1-3 bar. Membran jenis ini mampu menyisihkan partikel namun tidak dapat menyisihkan molekul. 
  2. Ultrafiltrasi (UF) Membran jenis ini memiliki diameter pori berukuran lebih besar dari 0,05 μm dan lebih kecil dari 1 nm dan beroperasi pada tekanan berkisar 1-8 bar. Karena porinya lebih kecil dari mikrofiltrasi maka tekanan osmotiknya bertambah. Membran jenis ini mampu menyisihkan makromolekul, protein, dan koloid sebagai tambahan dari partikel. 
  3. Nanofiltrasi (UF) Membran jenis ini memiliki diameter pori mulai dari 0,5 nm sampai 2 nm dan beroperasi pada tekanan berkisar 5-25 bar. Nanofiltrasi merupakan proses diantara reverse osmosis (RO) dan ultrafiltrasi. 
  4. Reverse Osmosis (RO) Membran jenis ini lebih padat, tanpa pori dan menyisihkan molekul lebih kecil dari nanofiltrasi
Pada penelitian ini, digunakan membran ultrafiltrasi. Membran ultrafiltrasi banyak digunakan untuk mengolah air permukanaan karena dapat menghasilkan air minum yang aman.

Dalam pengujian ini, air baku yang digunakan berasal dari Waduk Jatibarang Semarang. Waduk Jatibarang terletak di Kecamatan Gunung Pati, Kecamatan Mijen, dan Kota Semarang tepatnya di Sungai Kreo, sub DAS dari DAS Garang, dengan volume tampungan 20.400.400 m3. 

Uji karateristik air waduk jatibarang dilakukan untuk mengetahui konsentrasi parameter wajib air minum sesuai dengan standar baku mutu sesuai Permenkes No 492 Tahun 2010 dan PP Nomor 82 Tahun 2001. Setelah dilakukan pengujian, ada 6 parameter yang tidak sesuai dengan baku mutu diantaranya yaitu total koliform, kekeruhan, pH, TSS, COD, dan BOD. Untuk lebih lengkap bisa dilihat tabel dibawah ini.
Setelah dilakukan persiapan, pengujian dilakukan dengan mengamati 5 parameter. Pengamatan Fecal Coli dapat dinyatakan dan diwakili juga dengan Total Koliform, sehingga pengujian dilakukan tanpa mengamati fecal coli walaupun dari data uji karakteristik nilai fecal coli melebihi baku mutu.

Tahapannya yaitu, pengujian parameter awal kembali air dari waduk sebelum dilakukan pengolahan (feed). Kemudian, dilakukan pengujian paramater sampel air waduk yang sudah dipretreatment dengan ozon. Dan yang terakhir yaitu dengan pengujian sampel air yang sudah melewati membran (Permeat Akhir).

Setelah itu dihitung nilai efisiensi penurunan konsentrasi setiap paramater pada saat melewati ozon dan setelah melewati membran. Berikut rumus yang digunakan.
Ket : R = Efisiensi Penurunan, Cp = Konsetrasi sesudah, Cf = Konsentrasi sebelum

Setelah didapatkan data yang diinginkan, data disajikan dengan tabel. Berikut data hasil pengujian dan efisiensi penurunan konsentrasi per parameter.
Dari data yang sudah diteliti, diketahui bahwa parameter yang diuji setelah melalui pengolahan kombinasi ozon dan membran telah memenuhi baku mutu sesuai Permenkes 492 Tahun 2010 dan PP No 82 2001. Selain itu efisiensi yang dihasilkan juga sudah sangat baik sebesar 80 % lebih. Oleh karena itu, kombinasi ozon dan membran dapat digunakan sebagai pengolahan air bersih dan aman.

Penulis, Rahmat Tubagus Hakiem, S.T., KNOWLEDGE MANAGEMENT Penerapan Teknologi Konstruksi
Daftar Pustaka :
Crissan, Patricia .2017. Kombinasi Ozon dan Teknologi Membran Ultrafiltrasi untuk Pengolahan Air Minum Studi Kasus : Waduk Jatibarang Semarang. (Skripsi). Semarang: Departemen Teknik Lingkungan, Universitas Diponegoro
Davis, M.L. 2010. Water and Wastewater Engineering: Design Principle and Practice. McGraw Hill New York.
Ditjend Cipta Karya Dinas PU. 2000. Kriteria Perencanaan.
Gao W., H Liang, J. Ma, M. Han, Z.L. Chen, Z.S Han, G B. Li. 2011. Membrane fouling control in ultrafiltration technology for drinking water production: a review, Desalination 272 1-8. Elsevier.
Peraturan Menteri Kesehatan No. 492/MENKES/PER/IV/2010.
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82 Tanggal 14 Desember tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air
Radjenović, J., Petrović, M., Barceló, D. 2009. Fate and distribution of pharmaceuticals in wastewater and sewage sludge of the conventional activated sludge (CAS) and advanced membrane bioreactor (MBR) treatment. Water research 43 (3) 831–841.
Xiao, F., Yi, P., Pan, X.R., Zhang, B.J., Lee, C. 2010. Comparative Study Of The Effects Of Experimental Variables On Growth Rates Of Aluminum And Iron Hydroxide Flocs During Coagulation And Their Structural Characteristics. Desalination 250 (3), 902-90


GRATIS !!!
Dapatkan update artikel terbaru IlmuBeton.com:

Jangan lupa Konfirmasi melalui link Aktivasi yang kami kirimkan ke email Anda

0 Response to "Kombinasi Membran dan Ozon Teknologi Pengolahan Air Bersih Modern"

Post a Comment

Silahkan tinggalkan komentar berupa saran, kritik, atau pertanyaan seputar topik pembahasan. Hanya komentar dengan Identitas yang jelas yang akan ditampilkan, Komentar Anonim, Unknown, Profil Error tidak akan di approved

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel