Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

PERTANYAAN

1. Suatu Suatu indu indust stri ri berma bermaks ksud ud mema memanfa nfaat atkan kan eflu efluen en pengo pengola lahan han air air limb limbah ah yang yang tela telah h memenuhi baku mutu sebagai air baku untuk kebutuhan domestik (karyawan), proses produksi dan boiler. Industri tersebut sedang menimbang teknologi membran RO dan elektrodialisis. Coba Saudara elaskan mekanisme penyisihan kontaminan pada ke dua membran membran tersebut tersebut dan berikan berikan saran berkaitan berkaitan dengan kualitas raw water, water, pretreatmen pretreatment, t, permeat dan biaya operasi.

JAWABAN 1. REVE REVERS RSE E OSM OSMOS OSIS IS (RO) (RO)

Re!erse osmosis merupakan proses pemisahan berbagai pen"emar dari dalam air dengan "ara melewatkan air pada suatu membran yang bersifat semipermeabel, kualifikasi enis membran ini hanya melewatkan atom yang sangat ke"il dan kelompok atom seperti molekul air, molekul organik ke"il, gas, serta ion yang telah terhidrasi tidak mampu melewati membran.

#emisahan Oleh $embran Re!erse Osmosis (RO)

%ika pada proses osmosis yang teradi adalah perpindahan pelarut dari larutan yang lebih en"er (potensial kimia rendah) ke larutan yang lebih pekat (potensial kimia tinggi), sedangkan pada proses re!erse osmosis yang teradi adalah sebaliknya& pelarut dipaksa berpindah dari larutan pekat ke larutan yang lebih en"er dengan bantuan tekanan. 'mumnya besar tekanan yang diberikan minimal  kali lipat tekanan osmosis larutan.

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.





arena pori membran yang digunakan sangat ke"il, mendekati dense, maka mekanisme pemisahan yang teradi tidak berdasarkan ukuran molekul tetapi lebih berdasarkan mekanisme solution mekanisme solution – diffusion. $embran diffusion. $embran yang digunakan umumnya bersifat asimetrik. #roses ini memerlukan suatu tekanan untuk diterapkan pada sisi membran yang berkonsentrasi tinggi dibandingkan tekanan operasi pada proses mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi, untuk proses RO dengan bahan baku air tawar membutuhkan tekanan antara *+ bar (-+ / psi sd 1*/ psi).

0ambar 1. $embran Re!erse Osmosis

Re!erse osmosis mampu memisahkan berbagai ma"am kontaminan dalam ukuran ion yang tidak mampu dilakukan oleh teknologi filtrasi lainnya, bahkan oleh ultrafiltrasi sekalipun. 0ambar * menunukkan kemampuan pemisahan re!erse osmosis dibandingkan dengan proses filtrasi lain seperti ultrafiltrasi u ltrafiltrasi dan proses filtrasi kon!ensional lainnya.





superior dibandingkan proses lainnya. Oleh karena itu proses RO menadi sistem yang diaplikasikan se"ara luas dalam proses desalinasi.

TEORI DASAR REVERSE OSMOSIS

4ila 4ila dala dalam m bea beana na dima dimasu sukk kkan an dua laru laruta tan n yang yang berb berbed edaa konse konsent ntra rasi si dan dan dipisahkan dipisahkan oleh suatu suatu sekat yang dapat dilalui oleh "airan (membrane (membrane semi permeable) permeable),, maka akan teradi perpindahan "airan dari konsentrasi rendah menuu konsentrasi yang lebih tinggi. #erpindahan akan berlangsung hingga ter"apai kesetimbangan, hal ini dapat terlihat dengan adanya perbedaan tinggi larutan sebelum dan sesudahnya. #eristiwa ini disebut osmosis. 4esarnya tekanan untuk menghasilkan perbedaan tinggi disebut tekanan osmosis atau osmoti" pressure (5). 6ekanan osmosis spesifik untuk setiap "airan (larutan), tergantung dari konsentrasi dan enis larutan. 'ntuk memperoleh memperoleh larutan larutan dengan konsentrasi konsentrasi lebih rendah maka diperlukan diperlukan dri!ing for"e untuk melawan tekanan osmosis tersebut, agar teradi aliran balik atau osmosa balik (Inggris 7 Re!erse Osmosis). Sehingga dalam sistem ini diperlukan tekanan yang "ukup tinggi, hingga men"apai 8/ kg"m*. $emb $embra ran n RO terb terbua uatt dari dari lemb lembar aran an+le +lemb mbar aran an yang yang berb berbed edaa pada pada seti setiap ap lapisannya. 9engan ukuran pori+pori terke"il hingga /,///1 mi"ron, membuat membrane mampu mampu menyar menyaring ing partik partikel el besar besar maupun maupun ke"il ke"il hingga hingga seukur seukuran an bakter bakterii dalam dalam air. air. omponen+komponen akan terpisah berdasarkan ukuran dan bentuknya, dengan bantuan tekana tekanan n dan selapu selaputt semi+p semi+perm ermeabl eable. e. :asil :asil pemisa pemisahan han berupa berupa retent retentate ate (bagia (bagian n dari dari "ampuran yang tidak melewati membran) dan permeate (bagian dari "ampuran yang melewati membran). 4ahan membran yang digunakan biasanya adalah selulosa asetat, komposit, poliamida, dan lain+lain, dengan modul tubular, spiral wound, flat sheet, atau hollow fiber. 9esalinasi dengan teknologi RO menggunakan bahan kimia antara lain ;sam





PRINSIP KERJA REVERSE OSMOSIS

#rinsip kera proses re!erse proses re!erse osmosis ini merupakan kebalikan dari proses osmosis biasa. #ada # ada proses osmosis biasa teradi perpindahan dengan sendirinya dari "airan yang murni atau "airan yang en"er ke "airan yang pekat melalui membran semi+permeable. semi+permeable. ;danya perpindahan "airan murni atau en"er ke "airan yang pekat pada membran semi+ permeable menandakan adanya perbedaan tekanan yang disebut tekanan osmosis. >enomena tersebut membuat para ahli berpipir terbalik, bagaimana "aranya agar dapat memisahkan "airan murni dari komponen lainnya yang yang membuat "airan tersebut bersifat pekat. 9engan penambahan tekanan pada larutan yang pekat, ternyata "airan murni dapat melalui membran semi+permeable yang nerupakan kebalikan dari proses osmosis. ;tas dasar tersebut teknologi ini disebut re!erse osmosis (osmosis terbalik ). ). riteria riteria unuk kera membran bisa dilihat dari deraat impermeabili impermeabilitas, tas, yaitu sebe sebera rapa pa baik baik memb membra ran n meno menola lak k alir aliran an dari dari laru laruta tan n peka pekat& t& dan dan dari dari dera deraa att permeabilitasnya, yaitu berapa mudahnya material murni melalui aliran menembus membran. membran. $embran $embran selulosa selulosa asetat asetat merupakan merupakan bahan membran membran yang baik dari segi segi impermeabi impermeabilitas litas dan permeabili permeabilitasny tasnya. a. 4ahan membrane membrane lainnya lainnya yaitu yaitu etyl+"ell etyl+"ellulose, ulose, poly!inyl al"ohol, methyl polymethar"ylate dan sebagainya.





•

6ubular, 6ubular, dibuat dari keramik, keramik, karbon atau beberapa enis plastik berpori. berpori. 4entuk tubular ini mempunyai mempunyai diameter bagian dalam (inside diameter) diameter) yang ber!ariasi ber!ariasi antara 1@

• • •

(,*mm) sampai dengan sekitar 1@ (*A,
karena memampat dan menyumbat (fouling). #emampatan atau fluks merosot itu serupa dengan dengan peraya perayapan pan plasti plastikl klogam ogam ketika ketika terkena terkena beban beban teganga tegangan n kompre kompresi. si. $akin $akin besar besar teka tekana nan n dan suhu suhu bias biasan anya ya memb membra ran n maki makin n mamp mampat at dan men menad adii tida tidak k re!e re!ers rsib ible le.. =ormalnya membran bekera pada suhu *1+A deraat Cel"ius. >ouling membran dapat diakibatkan oleh Bat+Bat dalam air baku seperti kerak, pengendapan koloid, oksida logam, bahan organik dan silika. Oleh sebab itu "airan yang masuk ke proses re!erse+osmosis harus terbebas dari partikel+partikel besar agar tidak merusak membran. #ada prakteknya, "airan sebelum masuk ke proses re!erse+osmosis dilakukan serangkaian pengolahan terlebih dahulu, biasanya dilakukan pretreatment dengan koagulasi dan flo"kulasi yang dilanutkan dengan adsorbsi karbon aktif dan mikrofiltrasi. #ada suatu saat membran akan mengalami kotor, akibat dari adanya material+material yang tidak bisa lewat. :al ini yang menyebabkan tersumbatny tersumbatnyaa membran. membran. otoran yang terbent terbentuk uk gumpal gumpalan an kotora kotoran, n, kerak kerak atau atau hasil hasil proses proses hidrol hidrolisa isa.. 'ntuk 'ntuk mengem mengembali balikan kan kekondisi kekondisi semula semula dilakukan dilakukan pembersiha pembersihan n dengan menggunakan larutan pembersih pembersih yang khusus. 4ahan ini bisa melarutkan kotoran tetapi tidak merusak membran yang biasanya terbuat terbuat dari enBim. #roses pen"u"ian pen"u"ian dilakukan dilakukan dengan meresirkulasi meresirkulasi larutan pen"u"i ke membran selama kurang lebih
'ntuk umpan dengan padatan terlarut total di bawah




•

'ntuk umpan dengan konsentrasi padatan terlarut total berapapun, disertai dengan kandungan organik lebih dari 1A gl, RO sangat baik untuk praperlakuan proses

•

deionisasi. Re!erse Osmosis sedikit berhubungan dengan bahan kimia sehingga lebih praktis.

2. ELEK ELEKTR TROD ODIA IALI LISI SIS S

lektr lektrodia odiali lisis sis merupa merupakan kan proses proses pemisa pemisahan han elektr elektroki okimia mia yang yang memin memindahk dahkan an ion melewati melewati membran membran semiperme semipermeabel. abel. #roses #roses elektrodia elektrodialisi lisiss pada dasarnya dasarnya sama dengan proses dialisis. >aktor yang membedakan adalah pada dri!ing for"e. 9ri!ing for"e pada elektrodialisis adalah adalah adanya adanya gaya gaya elektr elektromo omotif tif sehing sehingga ga akan akan menghas menghasilk ilkan an tingka tingkatt transf transfer er ion yang yang meningkat. Sebuah sta"k elektrodialisis mempunyai tiga sel. Sta"k membran tersusun oleh? • • • • •

umpan air baku elektroda (katoda dan anoda) membran (anion+permeable dan "ation+permeable) outlet air produk outlet konsentrat

0ambar <. #rinsip lektrodialisis. (a) 6ampa katas, (b) #enampang

;liran air dalam sta"k elektrodialisis berlangsung seperti pada penelasan berikut. %ika aliran aliran langsung langsung mengenai mengenai elektroda, elektroda, maka semua semua ion bermuatan positif (kation) "enderung







akan tertahan tertahan oleh membran membran "ation+perm "ation+permeable. eable. omparteme ompartemen n dibuat berselang+seli berselang+seling ng antara antara yang berkonsentrasi ion yang lebih besar atau lebih ke"il daripada konsentrasi ion di umpan. Sebagai Sebagai hasiln hasilnya ya,, aliran aliran dari dari sta"k sta"k mengand mengandung ung air produk, produk, yang yang mempuny mempunyai ai konsen konsentra trasi si elektrolit rendah, dan larutan garam, yang mempunyai konsentrasi elektrolit tinggi. Sel dalam sta"k disambungkan dengan aliran paralel. 0as sering terbentuk pada elektroda, seperti hidrogen pada katoda dan oksigen serta klor pada anoda. Sebuah membran elektrodialisis bersifat berpori, tipis, matriks terbuat dari resin penukar ion sintetis. $atriks membran "ation+permeable mempunyai muatan negatif karena ionisasi dari site penukar kation. ation yang dapat ditukar dengan ruang pori sebanding dengan muatan negatif matriks. %ika arus mengalir, kation masuk ke pori dan menembus membran sehingga gaya perpindahan elektrik kation lebih besar daripada gaya tarik antara kation dan membran "ation+ permeable. %ika matriks bermuatan negatif, dia akan menolak anion. $embran anion+permeable dibuat dengan "ara yang sama, di mana anion dapat menembus, tetapi kation akan tertahan.





0ambar A. #roses lektrodialisis. lektrodialisis.

#roses pemisahan ion dalam suatu larutan dengan menggunakan alat elektrodialisis pada prinsipnya adalah dengan memanfaatkan perbedaan kemampuan ion untuk melewati rangkaian membran penukar ion dengan dri!ing for"e perpindahan ionnya adalah perbedaan potensial listrik. #roses elektrodialisis sangat bergantung pada hal 3 hal prinsip sebagai berikut ? 1. 0aram yang yang terlarut terlarut dalam dalam air adalah adalah terdiri terdiri dari ion ion 3 ion (positif (positif maupun maupun negatif) negatif) *. Ion 3 ion dalam dalam larutan larutan bergera bergerak k ke arah elektro elektroda da yang memilik memilikii muatan muatan listrik listrik yang berlawanan dengan muatan ion tersebut.





gugus fungsi negati!e di dalam membran. Sedangkan anion dalam larutan elektrolit akan tertolak oleh membran penukar kation karena memiliki muatan yang sama dengan gugus fungsi negatif yang dimiliki oleh membran penukar kation.





DAFTAR PUSTAKA •

;mer ;merid idia ia,, In", In", 1. 1. Production of Organic or Amino Acid by Bipolar Membrane

•

Electrodialysis Electrodialysis.. 9iambil dari internet di alamat http?www.ameridia."omhtmleb".html http?www.ameridia."omhtmleb".html ;meridia dia, In". 1. . The Bipo Bipola larr Me Memb mbra rane ne.9 .9ia iamb mbil il dari dari inte intern rnet et di alam alamat at http?ameridia."omhtmlebp.htm





MAKALAH PBPAM

“MEKANISME PENYISIHAN KONTAMINAN PADA MEMBRAN REVERSE OSMOSIS DAN ELEKTRODIALISIS” ELEKTRODIALISIS”

DISUSUN OLEH:

Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam

Recommend Documents