Seperti pernah kita bahas di artikel sebelumnya, 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), ukuranpartikel<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 terlarut dalam air, dan biasanya dinyatakan dalam satuan mg/l atau ppm (parts per million). 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 terlarut dilakukan proses Desalinasi. Desalinasi ada tiga cara yaitu Distilasi, reverse osmosis (RO) dan ion exchange demineralization atau demin plant.
Distilasi adalah 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 adalahperpindahan 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 sistem tersebut.
Material membran RO ada 2 macam: thin film composite (TFC) polyamide danselulosa asetat. TFC polyamidelebih 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 – 10.000 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.