Permeate RO yang sangat murni cenderung agresif terhadap pipa besi, tembaga, hingga semen. Kuncinya: atur LSI, pH, alkalinitas, dan kekerasan kalsium hingga setimbang.
Desalinasi menghasilkan air yang nyaris tanpa mineral—terutama dari membran reverse osmosis (RO) dan distilasi termal. Hasilnya kerap sedikit asam (pH 6–7), sangat rendah kalsium, magnesium, dan alkalinitas—sehingga bersifat agresif terhadap jaringan distribusi (www.sciencedirect.com) (www.researchgate.net).
Dipakai tanpa post‑treatment, air “lunak” seperti ini akan melarutkan mineral pelindung di pipa dan memicu pelepasan logam berbahaya seperti timbal dan tembaga—bahkan meningkatkan kebocoran jaringan (www.researchgate.net). Biaya korosi pada pipa besi tuang di utilitas AS saja ditaksir mencapai US$325 miliar selama 20 tahun (www.researchgate.net).
Karena itu, remineralisasi—mengatur pH, alkalinitas, dan kekerasan (hardness) kalsium—menjadi langkah wajib untuk menjadikan air desalinasi “non‑korosif” bagi jaringan besi tuang, tembaga, dan semen (www.researchgate.net).
Fine-Mesh vs Wedge-Wire Intake Desalinasi: Efisiensi & Perlindungan Ikan
Indeks kejenuhan kalsit sebagai jangkar
Parameter utama yang dipakai operator adalah Langelier Saturation Index (LSI)—indeks kesetimbangan kalsium karbonat. Definisi ringkasnya: LSI = pH – pHs (pHs adalah pH saat air—dengan Ca²⁺ dan alkalinitas terukur—tepat jenuh CaCO₃). Interpretasinya: LSI > 0 cenderung membentuk kerak (scale), LSI = 0 seimbang, LSI < 0 melarutkan CaCO₃ dan bersifat korosif (nepis.epa.gov) (nepis.epa.gov).
Contohnya, LSI = +0,6 diklasifikasikan “sangat mengerak”, sedangkan LSI = –3,6 “sangat korosif” (www.carbotecnia.info). Praktiknya, target industri biasanya sedikit positif (+0,2 sampai +0,5) agar terbentuk film CaCO₃ tipis yang pasif tanpa scaling berlebihan (nepis.epa.gov) (nap.nationalacademies.org). Pedoman historis menyebut LSI ≈ +0,5 “cukup memuaskan”, sementara > +1,0 berisiko scaling berlebih (nap.nationalacademies.org) (nepis.epa.gov).
Indeks pendamping yang sering dipakai: Aggressiveness Index (AI) dengan rumus AI = pH + log10(A × H), A = alkalinitas total (mg/L sebagai CaCO₃), H = kekerasan kalsium (mg/L sebagai CaCO₃) (nepis.epa.gov). Ambangnya: AI < 10 “sangat agresif”, 10–12 “moderat agresif”, AI ≥ 12 “non‑agresif” untuk pipa semen/asbes semen (nepis.epa.gov) (nap.nationalacademies.org). Ambang ini kurang lebih setara dengan LSI ≈ 0.
Ryznar Stability Index (RSI ≈ 2·pHs – pH) memberi pembagian serupa: RSI > 7 cenderung korosif, RSI < 6 cenderung scaling. Ringkasnya, distribusi aman dicapai saat air berada “di sekitar” kejenuhan CaCO₃ (LSI ≈ 0, AI ≈ 12) (nepis.epa.gov) (nap.nationalacademies.org).
Perilaku agresif permeate RO tanpa penyesuaian
Permeate RO tanpa perlakuan umumnya memiliki LSI jauh di bawah nol (LSI ≪ 0)—sangat korosif. Dalam satu kasus, pH ~6,0 dan hardness nyaris nol memunculkan LSI negatif; setelah pH dinaikkan dan Ca ditambahkan, LSI ≈ 0 dan pelepasan besi turun drastis (www.researchgate.net) (www.researchgate.net).
Penting dicatat: indeks berbasis kalsit seperti LSI tidak menangkap semua mekanisme korosi. Pada tembaga/tembaga‑paduan, menaikkan alkalinitas secara “buta” demi LSI bisa justru memperparah pelindian tembaga. Satu studi pilot menunjukkan pendekatan berbasis rasio Larson (pH‑alkalinitas) malah meningkatkan pelepasan tembaga; aerasi untuk menaikkan pH tanpa menambah HCO₃⁻ terbukti lebih efektif di kasus itu (www.researchgate.net).
Target kimia air dan standar Indonesia
Regulasi Indonesia (Permenkes 492/2010) mensyaratkan pH 6,5–8,5 dan kesadahan ≤ 500 mg/L (id.scribd.com). Untuk kendali korosi, praktik umum menargetkan pH ~7,5–8,5 serta alkalinitas/kesadahan minimal ~50–100 mg/L sebagai CaCO₃ untuk mencapai LSI ≈ 0. Banyak sistem desalinasi mengejar hardness 30–80 mg/L (sebagai CaCO₃) dan alkalinitas serupa sehingga AI ≥ 12 (non‑agresif) (www.researchgate.net) (nepis.epa.gov).
Total dissolved solids (TDS) lazimnya tetap rendah (~200–300 mg/L, seperti pada kasus Ras Laffan) sehingga pengaruh kekuatan ion terhadap LSI minimal. Target praktis ini selaras dengan anjuran “LSI sedikit positif” (~+0,2 sampai +0,5) (h2owarehouse.co.za) (nepis.epa.gov).
Penyesuaian pH, alkalinitas, dan kekerasan
pH adjustment: permeate awal biasanya pH ~6–7. Menaikkan ke 7,5–8,5 diperlukan untuk LSI dan stabilitas disinfektan. Opsi: stripping CO₂ (aerasi) untuk mengurangi asam karbonat—seperti menara kemas di Ras Laffan setelah kontak batu kapur (www.researchgate.net); atau dosing NaOH/soda ash (Na₂CO₃) bila masih kurang, yang di Ras Laffan disuntik ke jalur bypass untuk fine‑tuning pH target (www.researchgate.net) (www.researchgate.net). pH juga bisa diturunkan dengan injeksi CO₂ bila overshoot, meski jarang diperlukan pada permeate RO.
Alkalinitas & hardness: jalur paling “alami” adalah pelarutan batu kapur (calcite dissolution). Reaksi kuncinya: CO₂ + H₂O + CaCO₃ → Ca²⁺ + 2HCO₃⁻. Praktik umum: sebagian permeate diasamkan (CO₂ atau H₂SO₄) lalu dialirkan ke kontak granuler batu kapur untuk melarutkan CaCO₃ dan menaikkan Ca²⁺ serta HCO₃⁻ bersamaan (www.researchgate.net). Ras Laffan memanfaatkan CO₂ gas buang (MSF vent‑gas) untuk mengasamkan air sebelum kontak batu kapur; takaran CO₂ dihitung stoikiometrik hingga level bikarbonat yang diinginkan (www.researchgate.net) (www.researchgate.net).
Alternatif lain (kurang populer kini) adalah dosing susu kapur Ca(OH)₂—lebih merepotkan dan kaustik—sehingga banyak pabrik beralih ke filter batu kapur yang lebih ramah operator (www.researchgate.net). Skema asam sulfat (H₂SO₄) minor + kontak batu kapur juga dilaporkan efektif “mengoreksi keseimbangan kalko‑karbonat” dengan biaya rendah (www.researchgate.net).
Penambahan mineral langsung (mis. CaCl₂ atau MgCl₂) menaikkan hardness tanpa menambah alkalinitas, sehingga pH/alkalinitas perlu dikontrol terpisah. Pada air payau, Mg²⁺ juga bisa dipasok via MgCl₂ atau filter dolomit (dengan beberapa manfaat kesehatan dan alkali setelah reaksi) (www.researchgate.net).
Setelah penambahan, CO₂ berlebih harus dikeluarkan (degas) untuk mencegah pH turun—Ras Laffan menggunakan menara stripping kemas (www.researchgate.net). Air kemudian dibaur (blend) dengan distilat bypass dan disetel dengan NaOH sesuai kebutuhan (www.researchgate.net) (www.researchgate.net).
Catatan penting: menaikkan pH saja (tanpa menambah Ca²⁺/HCO₃⁻) kurang efektif melindungi besi; kombinasi pH + karbonat (yang tercermin di LSI) yang menentukan.
Open vs Subsurface Intake SWRO: Analisis Biaya, Risiko, dan Kualitas
Studi kasus Ras Laffan dan angka operasional
Pabrik desalinasi Ras Laffan (40 MIGD) mengirimkan air akhir dengan Ca²⁺ ≈ 26–28 mg/L, bikarbonat ≈ 72–88 mg/L (sebagai CaCO₃), TDS ~190 mg/L (TDS 188–192 ppm), dan pH ~7,7–7,8—memberi LSI sekitar nol (terhitung ~+0,1), dinilai non‑korosif untuk besi tuang (www.researchgate.net) (www.researchgate.net). Praktik ini juga memenuhi peraturan Indonesia (pH 6,5–8,5; hardness ≤ 500 mg/L) (id.scribd.com).
Material pipa: implikasi spesifik
Besi tuang/baja: lindungi dengan LSI ≥ 0. Kelebihan karbonat tipis mencegah depasivasi besi; Ca ≈ 20–30 mg/L dan alkalinitas ≈ 50–100 mg/L (sebagai CaCO₃) pada pH ~8 biasanya membentuk film pelindung tipis (www.researchgate.net) (nepis.epa.gov).
Semen/AC (asbes‑semen): air “lapar” (Ca dan alkalinitas rendah) akan melarutkan Ca(OH)₂ dari matriks semen. LSI ≈ 0 memicu deposit CaCO₃ yang menutup pori dan melindungi lapisan. Kriteria “non‑agresif” AC umumnya AI ≥ 12 (≈ LSI ≥ 0) (nap.nationalacademies.org) (nepis.epa.gov). Standar lain seperti DIN 4030 memberi kriteria tambahan untuk beton.
Tembaga: perilaku berbeda. Pada air beroksigen, besi dan tembaga umumnya pasif pada pH > 9, namun batas operasional minum lazimnya pH < 9 dan faktor lain (pitting, galvanik) ikut bermain; EPA mencatat “pada nilai lebih tinggi dari 9, besi dan tembaga biasanya terlindungi” (nepis.epa.gov). Menambah alkalinitas berlebihan justru bisa memperparah pelepasan tembaga pada pipa baru—studi pilot menegaskan strategi menaikkan pH lewat aerasi/NaOH tanpa menambah banyak HCO₃⁻ lebih efektif; kisaran pH praktik lapangan ~7,5–8,5 membantu menurunkan kelarutan timbal dan korosi tembaga umum (www.researchgate.net) (nepis.epa.gov). Banyak sistem juga memberi inhibitor ortofosfat atau polifosfat untuk membentuk film pelindung pada logam (nepis.epa.gov), dengan dosis ortofosfat yang umum ~1–3 mg/L.
PVC/plastik umumnya inert terhadap pH/scale, namun fitting tembaga/kuningan pada jaringan tersebut tetap terpapar kimia air yang sama.
Operasional: dari membran ke dosing
Air desalinasi modern banyak bersumber dari RO air laut maupun air payau—menggunakan sistem membran seperti RO, NF, dan UF yang lazim di instalasi industri dan kota. Pada air laut, unit sea water RO menghasilkan permeate sangat murni yang membutuhkan post‑treatment remineralisasi; pada air payau, brackish RO memainkan peran serupa dalam skala TDS hingga ~10.000.
Untuk pretreatment air permukaan/air tanah sebelum RO, banyak operator mengandalkan ultrafiltration agar membran utama stabil. Di hilir, pengaturan bahan kimia (CO₂, H₂SO₄, NaOH, CaCl₂/MgCl₂) menuntut akurasi, sehingga injeksi kimia umumnya memakai dosing pump agar set point pH, alkalinitas, dan hardness tercapai konsisten. Komponen pendukung seperti water treatment ancillaries membantu integrasi degasser, contactor batu kapur, dan jalur bypass dengan aman.
Beberapa fasilitas juga menamai membran spesifik untuk kinerja dan ketersediaan suku cadang—membran RO/UF dari Filmtec Dupont atau Toray merupakan contoh umum di pasar.
Verifikasi: indeks dan pelepasan logam
Monitoring gabungan indeks (LSI, AI) dan uji pelepasan logam nyata memberi kepastian. Dalam satu uji jaringan, menaikkan LSI dari –2 ke +0,5 setelah remineralisasi menurunkan kadar tembaga dan timbal hingga “tak berarti” (www.researchgate.net).
Kimia Hijau di Desalinasi: Antiscalant Biodegradable & Brine RO
Ringkasan angka target dan praktik
LSI target: sekitar nol, idealnya sedikit positif (+0,2–+0,5) untuk keseimbangan CaCO₃ (nepis.epa.gov) (h2owarehouse.co.za).
pH target: ~7,5–8,5 (regulasi Indonesia 6,5–8,5) (id.scribd.com).
Alkalinitas (sebagai CaCO₃): tipikal 50–100 mg/L; Hardness (sebagai CaCO₃): sering 50–150 mg/L (setara Ca ≈ 20–50 mg/L). Batas Indonesia untuk hardness 500 mg/L, sehingga 100–200 mg/L aman (www.researchgate.net) (id.scribd.com).
Praktik: gunakan pelarutan batu kapur/CO₂ seperti di Ras Laffan (www.researchgate.net), kontrol pH dengan degassing CO₂ dan/atau NaOH, serta dosis inhibitor (ortofosfat/polifosfat) bila dibutuhkan untuk proteksi tambahan pada logam (nepis.epa.gov).
Pada akhirnya, kimia post‑treatment yang cermat—menaikkan pH dan menambah buffer karbonat ke rentang rekomendasi—mengubah air desalinasi yang korosif menjadi air minum yang stabil, memenuhi regulasi Indonesia, dan memperpanjang umur pipa besi tuang, tembaga, maupun lapisan semen (www.researchgate.net) (id.scribd.com).
Referensi langsung: panduan EPA/AWWA tentang LSI/AI dan film CaCO₃ (nepis.epa.gov) (nepis.epa.gov) (nap.nationalacademies.org); studi post‑treatment dan operasi Ras Laffan (www.researchgate.net) (www.researchgate.net) (www.researchgate.net); tinjauan teknik post‑treatment yang membandingkan CaCO₃+CO₂ vs kapur (www.researchgate.net); studi pilot integrasi air desalinasi ke jaringan dan perilaku tembaga/alkalinitas (www.researchgate.net); klasifikasi LSI oleh Carbotecnia (www.carbotecnia.info).
