PENGOLAHAN AIR SECARA BERTINGKAT (REVERSE OSMOSIS)
I. TUJUAN PERCOBAAN
1. Dapat mengolah air limbah untuk menghasilkan air bersih. 2. Menganalisis parameter air limbah awal dan akhir setelah pengolahan. 3. Dapat mengetahui kinerja alat pengolahan air secara bertingkat. 4. Dapat mengetahui prinsip pengolahan air secara bertingkat.
II. DASAR TEORI
Limbah merupakan buangan yang dihasilkan dari suatu produksi baik industry maupun domestic (rumahtangga). Limbah terdiri dari berbagai macam jenis yaitu limbah padat, cair, dan gas. Agar limbah yang merupakan sisa dapat dimanfaatkan kembali maka diperlukan suatu proses yang dapat merubah limbah menjadi suatu hal yang dapat dimanfaatkan. System aerasi digunakan dengan maksud untuk mengurangi kebutuhan luas lahan dan meningkatkan proses pengolahan menjadi lebih cepat sekaligus meniadakan bau yang timbul mungkin proses dari oksidasi yang tidak sempurna. Aerasi dapat dilakukan secara alamiah, difusi, maupun mekanik. Aerasi alami merupakan kontak antara air dan udara yang terjadi karena pergerakkan air secara alami. Pada aerasi difusi, sejumlah udara yang dialirkan kedalam air limbah melalui diffuser, udara yang masuk kedalam air limbah nantinya akan berbentuk gelombang-gelombang (bubbler). Aerasi secara mekanik atau dikenal juga Mechanical Agiatation menggunakan proses pengadukan dengan alat sehingga memungkinkan terjadinya kontak antara air dengan udara. Tujuan proses
aerasi adalah mengontakan semaksimal mungkin permukaan cairan
dengan udara guna menaikkan jumlah oksigen terlarut di dalam air buangan sehingga berguna bagi kehidupan , agar a gar perpindahan suatu zat/komponen zat/kompon en dari suatu medium ke medium yang lain berlangsung lebih efisien, maka yang terpenting adalah terjadinya turbelensi antara cairan dengan udara , sehingga tidak terjadi interface yang diamantara cairan dan udara yang dapat menyebabkan laju perpindahan terhenti.
Konsep
dasar
pengolahan
air
dengan
cara
penyaringan
adalah
memisahkan
padstan/koloid dari air dengan menggunakan alat penyaring, atau saringan atau air yeng mengandung padatan, dilewatkan pada media saring dengan ukuran pori-pori lubang tertentu. Ukuran pori atau lubang saringan harus lebih kecil dari ukuran bahan padatan yang akan dipisahkan. Pada proses pengolahan air minum , air limbah, air kotor peyaringan ini bias merupakan tahap awal, atau tahap lanjutan. Pada pengolahan tertentu penyaringan dilakukan setelah proses koagulasi atau penggumpalan. Disini penyaringan merupakan tahap lanjutan dari proses koagulasi. Reverse osmosis (Osmosis terbalik) atau RO adalah suatu metode penyaringan yang dapat menyaring berbagai molekul besar dan ion-ion dari suatu larutan dengan cara member tekanan pada larutan ketika larutan itu berada di salah satu sisi membrane seleksi (lapisanpenyaring). Proses tersebut menjadikan zat terlarut terendap di lapisan yang dialiri tekanan sehingga zat pelarut murni bias mengalir kelapisan berikutnya. Membran seleksi itu harus bersifat selektif atau bias memilah yang artinya bias dilewati zat pelarutnya (ataubagianlebihkecildarilarutan) tetapi tidak bias dilewati zat terlarut seperti molekul berukuran besar dan ion-ion. Osmosis adalah sebuah fenomena alam yang terjadi dalam sel makhluk hidup dimana molekul pelarut (biasanya air) akan mengalir dari daerah berkonsentrasi rendah kedaerah Berkonsentrasi tinggi melalui sebuah membrane semipermeabel. Membran semipermeabel ini menunjukke membrane sel atau membrane apa pun yang memiliki struktur yang mirip atau bagian dari membran sel. Gerakan dari pelarut berlanjut sampai sebuah konsentrasi yang seimbang tercapai di kedua sisi membran. Reverse osmosis adalah sebuah proses pemaksaan sebuah terlarut dari sebuah daerah konsentrasi terlarut tinggi melalui sebuah membrane kesebuah daerah terlarut rendah dengan menggunakan sebuah tekanan melebihi tekanan osmotik . Dalam istilah lebih mudah, reverse osmosis adalah mendorong sebuah solusi melalui filter yang menangkap terlarut dari satu sisi dan membiarkan pendapatan pelarut murni dari sisi satunya. Untuk mendapatkan air tawar dari air laut bias dilakukan dengan cara osmosis terbalik, suatu proses penyaringan air laut dengan menggunakan tekanan dialirkan melalui suatu
membrane saring. Sistem ini disebut SWRO (Seawater Reverse Osmosis) dan banyak digunakan pada kapal laut atau instalasi air bersih di pantai dengan bahan baku air laut. Proses ini telah digunakan untuk mengolah air laut untuk mendapatkan air tawar , sejak awal 1970-an.
Skema osmosis terbalik (desalinasi) menggunakan pertukaran tekanan. 1:Aliran masuk air laut, 2: Aliran air bersih flow (40%), 3:Aliran konsentrasi (60%), 4:Aliran air laut (60%), 5: Konsentrat (pembuangan), A: Aliran pompa tekanan tinggi (40%), B: Pompasirkulasi, C :Satuan osmosis dengan membran, D: Penukar tekanan Proses Osmosis Osmosis adalah proses alami. Ketika dua cairan konsentrasi yang berbeda dipisahkan oleh sebuah membrane semipermeabel, cairan memiliki kecenderungan untuk bergerak dari rendah kekonsentrasi zat terlarut tinggi untuk keseimbangan potensial kimia. Secara formal, reverse osmosis adalah proses memaksa pelarut dari daerah konsentrasi zat terlarut tinggi melalui membrane semipermeabel kedaerah konsentrasi zat terlarut rendah dengan menerapkan tekanan melebihi tekanan osmotik. Aplikasi terbesar dan paling penting dari
reverse osmosis adalah pemisahan air murni dari air laut dan air payau, air laut atau air payau bertekanan terhadap satu permukaan membran, menyebabkan transportasi garam-menipis air melintasi membrane dan munculnya air minum dari sisi tekanan rendah. Membran yang digunakan untuk reverse osmosis memiliki lapisan padat dalam matriks polimer – baik kulit membrane asimetris atau lapisan interfasial dipolimerisasi dalam membran tipis-film-komposit - di mana pemisahan terjadi. Dalam kebanyakan kasus, membrane ini dirancang untuk memungkinkan air hanya untuk melewati melalui lapisan padat, sementara mencegah bagian dari zat terlarut (seperti ion garam). Proses ini mensyaratkan bahwa tekanan tinggi akan diberikan pada sisi konsentrasi tinggi membran, biasanya 2-17 bar (30-250 psi) untuk air tawar dan payau, dan 40-82 bar (600-1200 psi) untuk air laut, yang memiliki sekitar 27 bar (390 psi) [3] tekanan osmotic alam yang harus diatasi. Proses ini terkenal karena penggunaannya dalam desalinasi (menghilangkan garam dan mineral lainnya dari air laut untuk mendapatkan air tawar), namun sejak awal 1970-an itu juga telah digunakan untuk memurnikan air segar untuk aplikasi medis, industri, dan domestik. Osmosis menjelaskan bagaimana pelarut bergerak antara dua solusi yang dipisahkan oleh sebuah membrane permeable untuk mengurangi perbedaan konsentrasi antara solusi. Ketika dua solusi dengan konsentrasi yang berbeda dari zat terlarut dicampur, jumlah total zat terlarut dalam dua solusi akan terdistribusi secara merata di jumlah total pelarut dari dua solusi. Dari pada mencampur dua solusi bersama-sama, mereka dapat dimasukkan kedalam dua kompartemen di mana mereka dipisahkan dari satu sama lain dengan membrane semipermeabel. Membran semipermeabel tidak memungkinkan zat terlarut untuk berpindah dari satu kompartemen kelainnya, namun memungkinkan pelarut untuk bergerak. Karena kesetimbangan tidak dapat dicapai oleh pergerakan zat terlarut dari kompartemen dengan konsentrasi zat terlarut tinggi untuk yang satu dengan konsentrasi zat terlarut rendah, itu bukan dicapai dengan pergerakan pelarut dari daerah konsentrasi zat terlarut rendah kedaerah-daerah konsentrasi zat terlarut tinggi. Ketika pelarut bergerak jauh dari daerah konsentrasi rendah, hal itu menyebabkan daerah-daerah untuk menjadi lebih terkonsentrasi. Di sisi lain, ketika pelarut bergerak kedaerahdaerah konsentrasi tinggi, konsentrasi zat terlarut akan menurun. Proses ini disebut osmosis.
Kecenderungan
untuk
pelarut
mengalir
melalui
membrane
dapat
dinyatakan
sebagai
"tekananosmotik", karena analog mengalir disebabkan oleh perbedaan tekanan. contoh Osmosis adalah difusi. Dalam osmosis terbalik, dalam penyusunan yang sama seperti yang di osmosis, tekanan diterapkan ke kompartemen dengan konsentrasi tinggi. Dalam hal ini, ada dua kekuatan yang mempengaruhi gerakan air: tekanan yang disebabkan oleh perbedaan konsentrasi zat terlarut antara dua kompartemen (tekananosmotik) dan tekanan eksternal diterapkan. III. ALAT DAN BAHAN
3.1 alat yang digunakan - Turbidimeter - Gelas kimia - Batang pengaduk - Baskom - Water Proof Cyber Scan - Seperangkat alat pengolahan air secara bertingkat 3.2 Bahan yang digunakan - Tanah liat - Air IV. PROSEDUR PERCOBAAN
-
Mengambil sampel air limbah.
-
Menganalisis parameter air limbah sebelum pengolahan dengan mengukur turbidity dan pH.
-
Memasukkan sample air limbah sebanyak 10 liter dan diaerasi selama 30 menit (sampel 2)
-
Menganalisis sampel 2 setelah proses aerasi dengan parameter yang sama pada langkah 2.
-
Melanjutkan proses pengolahan fitrasi dan diambil hasilnya ( sampel 3 ) untuk di ukur juga dengan parameter yang sama dengan sebelumnya.
-
Meneruskan ke proses reverse osmosis yang setelah pengolahannya dijadikan sampel 4, setelah di proses parameter air di analisis.
-
Membandingkan setiap hasil proses pengolahan berdasarkan analisa parameter air yang di dapat.
V. DATA PENGAMATAN
NO.
Sampel
Turbidity
pH
1.
Sebelum
376
6
2.
Aerasi
379
6
3.
Filtrasi Awal
13,7
6
4.
Sesudah (Reverse
8,98
6
Osmosis)
VI. ANALISA PERCOBAAN
Pada percobaan “pengolahan air secara bertingkat” dengan menggunakan seperangkat alat pengolahan air bertingkat dengan menggunakan metode reverse osmosis dilakukan dengan tujuan untuk mengolah air limbah agar dapat menjadi air yang aman jika dialirkan kelingkungan, sehingga tidak membahayakan lingkungan. Pada praktikkum kali ini air limbah yang digunakan yaitu dari air campuran tanah liat dengan dilakukan pengujian dan membandingkan sebelum dan sesudah aerasi, setelah dilakukan filtrasi awal dan setelah dilakukan reverse osmosis. Pengujian limbah air tanah liat juga digunakan parameter Turbidity air limbah dan kertas lakmus untuk mengetahui pH. Setelah dilakukan pengujian didapatkan pH yaitu 6 dengan nilai Turbidity berturut turut yaitu 376 NTU, 379 NTU, 13,7 NTU, dan 8,98 NTU.
Hal yang perlu diperhatikan pada penggunaan alat pengolahan air secara bertingkat adalah dengan membilas sebelum dan setelah penggunaan alat agar penggunaan tidak mempengaruhi hasil pengukuran yang akan dilakukan.
VII. KESIMPULAN
Berdasarkan praktikkum yang telah dilakukan, dapat diperoleh bahwa : 1. Kandungan Turbidity pada sampel -
Sebelum dilakukan pengolahan yaitu sebesar 376 NTU
-
Setelah diaerasi 30 menit sebesar 379 NTU
-
Setelah dilakukan filtrasi awal yaitu 13,7 NTU
-
Setelah proses reverse osmosis sebesar 8,98 NTU
2. Nilai pH untuk setiap sampel sama yaitu 6 3. Pengolahan limbah air tanah dengan cara pengolahan air secara bertingkat dapat menghasilkan air yang jernih dengan kandungan turbidity yang rendah VIII. DAFTAR PUSTAKA
Kasie Laboratorium Teknologi Pengolahan Limbah. 2017. Penuntun Praktikkum Teknologi Pengolahan Limbah. Palembang. Jurusan Teknik Kimia. Politeknik Negeri Sriwijaya
