Air dan Water Treatment Plant (WTP)

Air adalah kebutuhan utama manusia baik untuk diminum, memasak, mencuci, mengairi sawah, bahan baku industri, dll. Namun sayangnya sumber air terbatas dan tidak semua sumber air bisa langsung digunakan untuk kebutuhan manusia. Contohnya air permukaan (sungai dan danau) secara umum memerlukan proses penyaringan dan injeksi bahan kimia terlebih dahulu untuk menghilangkan kotoran dan membunuh bakteri hingga diperoleh air bersih. Proses penyaringan dan injeksi bahan kimia ini adalah beberapa contoh sistem Instalasi Pengolahan Air (IPA) atau Water Treatment Plant (WTP) yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas air sesuai kebutuhan.

Pemilihan Teknologi Water Treatment

Teknologi dalam sistem pengolahan air atau water treatment plant sangat bervariasi, tergantung dari sumber air dan kualitas air produk yang diinginkan. Secara umum untuk mencapai kualitas air yang diinginkan tidak bisa langsung diperoleh dengan satu macam teknologi atau equipment saja, tetapi harus melalui beberapa equipment secara berurutan. Thumb rule-nya adalah urutan equipment didasarkan pada ukuran partikel pengotor / kontaminan yang akan dihilangkan dari partikel yang lebih besar ke partikel yang lebih kecil.

Contohnya untuk mengolah air sungai yang keruh karena kandungan Total Suspended Solids (TSS) dan turbidity yang tinggi serta berbau karena bakteri maka diperlukan Bar screen – Injeksi Klorin – Koagulasi – Flokulasi – Clarifier – Sand Filter – Carbon Filter – UV untuk mendapatkan air bersih. Tetapi jika air produknya akan dipakai untuk air umpan boiler dengan tingkat kemurnian lebih tinggi  yaitu Electric Conductivity < 5 microsiemens/cm maka harus ada equipment lanjutan, bisa berupa Reverse Osmosis atau Ion Exchange Demineralization Plant.

Untuk lebih jelasnya mengenai desain sistem pengolahan air yang tepat, silahkan menghubungi dan berdiskusi dengan Tim Engineering kami. Jangan lupa untuk menyampaikan data-data yang dibutuhkan sbb:

• Sumber air berasal dari mana (sumur/sungai/air laut) ?
• Kapasitas air produk yang dibutuhkan (m3/jam, m3/hari) ?
• Analisa kualitas sumber air ?
• Parameter kualitas air produk yang diinginkan ?
• Area Layout yang disediakan (Panjang x Lebar x Tinggi)

Reverse Osmosis (RO)

Air tanah dan air permukaan mengandung dua macam padatan:

• Padatan tersuspensi atau Total Suspended Solids (TSS), ukuran partikel 0.01 -10 mikron
• Padatan terlarut atau Total Dissolved Solids (TDS), ukuran partikel<0.01 mikron.

TSS umumnya melayang di dalam air karena bermuatan negatif dan saling tolak satu sama lain, sehingga sulit untuk disatukan dan diendapkan. Oleh karena itu untuk menurunkan kandungan TSS secara umum dilakukan tahap penyaringan berupa koagulasi – flokulasi – sedimentasi – filtrasi.

TDS berhubungan erat dengan salinitas atau kandungan garam dalam air. Sebagai gambaran TDS air laut di Indonesia umumnya 30.000 – 40.000 mg/l, sedangkan TDS air sumur dan sungai berkisar 300 – 1000 mg/l. Permenkes No. 492 tahun 2010 mensyaratkan TDS maksimum 500 mg/l untuk air minum. Untuk menurunkan TDS atau menghilangkan garam dilakukan proses Desalinasi. Desalinasi ada tiga cara yaitu Distilasi, Reverse Osmosis (RO) dan Ion Exchange Demineralization atau Demin plant. 

Distilasia dalah proses menurunkan TDS dengan cara memanaskan dan menguapkan air sehingga garam tertinggal di air dan diperoleh uap air murni (sangat kecil kandungan TDS-nya). Distilasi tidak begitu populer saat ini karena membutuhkan energi yang sangat besar sehingga relatif mahal.

Reverse Osmosis (RO) adalah proses menurunkan TDS dengan cara osmosis terbalik. Osmosis adalah perpindahan spontan cairan dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi melalui pori-pori membrane semipermeable hingga tercapai kesetimbangan. Reverse Osmosis berarti sebaliknya, air dari sisi membrane berkonsentrasi TDS tinggi pindah ke sisi membrane yang konsentrasi TDS rendah karena dipaksa oleh pompa tekanan tinggi yang melebihi tekanan osmotic system tersebut.

Material membran RO ada 2 macam : Thin Film Composite (TFC) Polyamide dan Selulosa Asetat. TFC Polyamide lebih populer karena lebih tahan terhadap suhu tinggi dan range pH lebih lebar. Dengan ukuran pori-pori 0.0001 mikron, membran polyamide menghasilkan tingkat rejeksi TDS berkisar 95-99%, tergantung TDS inlet, temperature dan desain susunan membrane.

Pemilihan membran RO juga tergantung pada sumber airnya sbb:

• Seawater RO (SWRO) untuk air laut dengan TDS > 20.000 mg/l,
• Brackish Water RO (BWRO) untuk air payau dengan TDS 500 – 20.000 mg/l
• Tap Water RO (TWRO) untuk air bersih dengan TDS <500 mg/l.

Secara simple sistem RO biasanya terdiri dari feed pump – cartridge filter – HPP – RO membrane dan housing, serta dilengkapi dengan chemical dosing dan Chemical in Place (CIP) module untuk chemical cleaning.

Dalam mendesain RO perlu diperhatikan batasan permeate flux, recovery rate dan sistem pretreatment-nya. Permeate flux adalah flowrate produk per unit area membran. Recovery rate adalah persentase flowrate permeate (produk) dibagi feed (inlet). Dengan mengikuti rekomendasi batasan flux dan recovery rateserta memiliki sistem pretreatment yang cukup untuk mencegah terjadinya fouling dan scaling membran, maka membran bisa lebih awet dan minim perawatan.

Sistem RO dan pretreatment-nya yang bagus tidak hanya yang murah harga beli sistemnya, namun juga harus mempertimbangkan biaya operasional dan pemeliharaan serta daya tahan menghadapi fluktuasi kualitas dan suhu sumber air. Semoga bermanfaat, dan sampai jumpa di artikel berikutnya tentang Demin Plant.