PRINSIP KERJA REVERSE OSMOSIS Proses Osmosis Untuk memahami proses reverse osmosis, sebaiknya kita mengkaji terlebih dahulu proses osmosis. Proses osmosis dapat dijelaskan dengan menggunakan ilustrasi di bawah ini. Gambar 1.1 : Proses Reverse Osmosis
OSMOSIS
REVERSE OSMOSIS
Terdapat dua jenis larutan yang berbeda diletakkan secara berdampingan dan diantara kedua jenis larutan itu diletakan membrane semi permeable sebagai pembatas. Pada
wadah sebelah kiri disebut concentrated solution, yaitu larutan
dengan kadar garam tinggi. Sedangkan pada wadah sebelah kanan disebut dilute solution, yaitu
larutan dengan kadar garam rendah. Fungsi membrane semi
permeable diletakkan ditengah kedua larutan tersebut untuk mencegah terjadinya percampuran diantara kedua larutan tersebut. Membrane semi permeable adalah membrane yang bisa dilewati oleh molekul air tetapi tidak bisa dilewati molekul garam. Proses osmosis adalah proses mengalirnya molekul air dari larutan berkadar garam rendah (dilute solution) menuju ke larutan berkadar garam tinggi (concentrated solution). Proses osmosis merupakan proses alamiah yang terjadi sebagai upaya untuk menyeimbangkan konsentrasi garam pada kedua sisi. Proses osmosis ini akan menyebabkan ketinggian permukaan air pada concentrated solution akan menjadi
lebih tinggi daripada permukaan pada dilute solution. Secara alamiah air akan memberikan tekanan dari permukaan air yang lebih tinggi ( concentrated solution ) menuju ke permukaan air yang lebih rendah ( dilute solution ). Tekanan yang terjadi inilah biasa kita disebut sebagai osmotic pressure. Pada ketinggian air tertentu di concentrated solution), besarnya osmotic pressure ini akan menyebabkan proses osmosis berhenti. Proses reverse osmosis pada prinsipnya adalah kebalikan proses osmosis. Dengan memberikan tekanan larutan dengan kadar garam tinggi (concentrated solution) supaya terjadi aliran molekul air yang menuju larutan dengan kadar garam rendah ( dilute solution ). Pada proses ini molekul garam tidak dapat menembus membrane semipermeable, sehingga yang terjadi hanyalah aliran molekul air saja. Melalui proses ini, kita akan mendapatkan air murni yang dihasilkan dari larutan berkadar garam tinggi. Inilah prinsip dasar reverse osmosis. Berdasarkan penjelasan sederhana diatas, dalam proses reverse osmosis minimal selalu membutuhkan dua komponen yaitu adanya tekanan tinggi ( high pressure ) dan membrane semi permeable. Itulah alasan kenapa pada mesin reverse Osmosis modern, membrane semi permeable dan pompa tekanan tinggi ( high pressure pump ) menjadi komponen utama yang harus ada. Gambar 1.2 : Proses Reverse Osmosis
Permasalahan Pada Reverse Osmosis Jika kita perhatikan ilustrasi gambar diatas, saat kita memberikan tekanan pada sisi larutan kadar garam tinggi (concentrated solution), maka terjadilah proses yang disebut reverse osmosis terjadi. Pada saat proses reverse osmosis molekul air mengalir menembus membrane semi permeable, akan tetapi pada saat yang bersamaan molekul garam tertahan di wadah sebelah kiri karena molekul garam tidak mampu
melewati membran semi permeable. Sehingga setelah beberapa waktu, terjadi pengurangan vlolume air yang ada di wadah sebelah kiri, sementara itu jumlah garam tetap sama. Hal ini mengakibatkan konsentrasi garam menjadi meningkat tajam. Peningkatan konsentrasi ini akan terus berlanjut seiring berkurangnya jumlah air. Peningkatan konsentrasi garam inilah yang akan menjadi penyebab utama “scaling” di membrane
semi permeable.
Scaling
sendiri merupakan
peristiwa
dimana
terbentuknya padatan / endapan yang disebabkan pertemuan antara ion positif dan ion negatif. Misalnya ion Calsium yang bereaksi dengan ion karbonat, akan menghasilkan padatan Calsium Carbonat. Pada saat konsentrasi ion Calsium dan Carbonate di air masih sangat rendah, kedua ion ini tidak bisa bereaksi membentuk padatan. Tetapi pada saat konsentrasinya meningkat tajam ( karena semakin berkurangnya jumlah molekul air ), maka terbentuklah endapan. Endapan yang terbentuk ini bisa menempel pada permukaan membrane, dan menjadi penyebab terjadinya kebuntuan pada membrane. Pada sistem Reverse Osmosis masalah utama yang sering terjadi adalah kebuntuan membrane ( membrane blocked ). Secara umum penyebab terjadinya kebuntuan membrane dapat dikategorikan menjadi dua, yaitu Scaling dan Fouling. Fouling sendiri terjadi disebabkan karena adanya beberapa zat tertentu di dalam air yang memiliki kecenderungan dapat menempel di permukaan membrane. Misalnya zat organik, zat
besi, silika, dan masih banyak lagi.
Untuk mengantisipasi serta
mengatasi permasalahan ini, maka aspek desain system Reverse Osmosis menjadi sangat penting. Permasalahan ini akan dibahas pada artikel – artikel selanjutnya. ( Kontributor : Agung Arief Wijaya, ST, MM penulis merupakan anggota dari SWA “Singapore Water Association” dan MASAR – USA)
