Reverse osmosis: Memahami Istilah Recovery dan Rejection dalam Reverse Osmosis
Apa itu RECOVERY dalam reverse osmosis adalah persentase jumlah air yang berhasil menjadi air hasil. Misalnya, kalau recovery-nya 70%, berarti cuma 70% dari air baku yang akan menjadi air hasil (permeate).
Sisanya, 30%, akan menjadi air buangan (rejection). Kalau air baku yang masuk ke sistem RO cukup bagus, air buangan ini masih bisa di manfaatkan lagi untuk keperluan lain. Misalnya, untuk mandi, cuci mobil, atau menyiram tanaman. Lumayan banget kan?
Air rejection ini sebenarnya bukan limbah berbahaya. Hanya saja, nilai TDS-nya lebih tinggi. Tapi, kalau sistem reverse osmosis di gunakan untuk mengolah limbah dengan TDS tinggi, air konsentratnya akan mengandung TDS yang jauh lebih tinggi lagi.
Persentase rejection dalam sistem RO biasanya sekitar 98-99%. Artinya, sekitar 98% mineral dalam air akan hilang, dan hanya tersisa 2%. Jadi, kalau mau menghitung berapa TDS air hasil, tinggal hitung 2% dari TDS air bakunya.
Hasil Utama dari Proses Reverse Osmosis
Dalam sistem RO, kita akan mendapatkan dua jenis aliran air, yaitu air permeate dan air concentrate. Apa sih Permeate Reverse Osmosis itu? Air Permeate adalah istilah lain untuk Air Hasil atau Air Produk.
Biasanya, presentase air permeate reverse osmosis adalah sekitar 30-70%. Tapi, ini tergantung dari desain sistemnya, ya. Desain sistem ini akan sangat bergantung pada besarnya TDS air baku. Misalnya, dalam pengolahan air laut, besarnya recovery hanya sekitar 25-35%. Artinya, air permeate yang di hasilkan jauh lebih sedikit di bandingkan air buangannya.
Proses reverse osmosis pada sistem double pass akan menghasilkan air permeate dengan kualitas yang lebih bagus. Selain itu, besarnya recovery juga bisa mencapai 70-80%. Kenapa? Karena air yang masuk sudah punya TDS yang rendah.
Nilai TDS air permeate juga jauh lebih rendah di bandingkan air bakunya. Misalnya, kalau air bakunya dari PDAM, biasanya akan menghasilkan TDS di bawah 10 ppm. Tapi, kalau air bakunya dari air laut, permeate reverse osmosis bisa sekitar 250-400 ppm.
Mengenal Komponen dalam Sistem Reverse Osmosis
Komponen utama dalam mesin RO adalah membran dan pompa tekanan tinggi. Dalam prosesnya, nggak semua air baku akan menjadi air hasil. Pasti ada sebagian air yang akan terbuang. Nah, air yang menjadi hasil dan air buangan ini punya istilah sendiri, yaitu Recovery dan Rejection.
Walaupun sistem RO kelihatannya cuma punya 2 komponen utama, sebenarnya ada puluhan komponen lain yang juga penting. Beberapa komponen pendukungnya antara lain skid frame, instrumentasi, pemipaan, sistem elektrik, dan panel control system.
Komponen sistem RO untuk masing-masing jenis air akan sangat berbeda. Sistem RO untuk mengolah air tawar akan punya jenis material dan tekanan yang berbeda di bandingkan dengan pengolahan air laut. Kenapa? Karena pengolahan air laut butuh material yang tahan karat dan tekanan tinggi (800-1000 psi).
Skema mesin RO dalam bentuk gambar process instrumentation diagram akan menggambarkan komponen-komponen apa saja yang akan di gunakan dalam sistem RO. Dalam gambar ini, kita bisa melihat komponen-komponennya, instrumentasi, kabel, dan pemipaan.
Vessel (housing) & Membran:
Komponen utama dalam sistem reverse osmosis adalah membran. Jumlah membran yang di butuhkan akan tergantung dari rencana kapasitas dan jenis air bakunya. Semakin tinggi TDS air baku, maka akan semakin banyak membran yang dibutuhkan.
Ukuran membran dan jumlahnya akan berpengaruh terhadap jenis vessel yang di gunakan. Biasanya, untuk kebutuhan yang higienis, kita akan menggunakan vessel dari stainless steel. Sementara, untuk air asin, kita akan menggunakan material vessel dari fiber glass (FRP).
Berdasarkan Kapasitasnya
Sistem RO dibedakan menjadi dua, yaitu komersial dan industri. Untuk kapasitas komersial, biasanya kita akan menggunakan ukuran 4 inch. Sementara, untuk kapasitas industri, kita akan menggunakan ukuran 8 inch.
Beberapa merek membran yang sering digunakan untuk sistem reverse osmosis antara lain Filmtec, Hydranautics, LG Membrane, Keensen, dan masih banyak lagi.
Untuk menghitung jumlah membran yang dibutuhkan, kita bisa menggunakan software seperti ROSA, Hydracap, Wave, dan lain-lain.
Reverse Osmosis Skid Frame:
Skid frame berfungsi untuk meletakkan seluruh komponen reverse osmosis, serta sistem kabel dan pemipaannya. Material untuk skid frame biasanya terbuat dari struktur baja atau stainless steel.
Untuk area yang korosif, sebaiknya kita menggunakan cat dengan ketebalan yang memadai, Selanjutnya Untuk aplikasi reverse osmosis system untuk kebutuhan air minum, farmasi, kosmetik, serta area korosif, sebaiknya kita menggunakan stainless steel SS – 304 atau SS – 316. Tujuannya adalah untuk menghindari karat pada unit, dan supaya perawatannya mudah karena nggak perlu mengecat di kemudian hari.
Dimensi skid frame sangat bervariasi, tergantung dari kapasitas desain RO system. Misalnya, untuk kapasitas yang lebih kecil, seperti 1000 liter per jam, kita bisa menggunakan dimensi vertikal. Sementara, untuk kapasitas yang lebih besar, seperti lebih dari 5000 liter per jam, dimensinya horizontal, dengan ukuran sekitar 300 (P) X100 (L) X 150 (T) cm.
Skid frame sistem RO juga perlu kita perhatikan kekuatannya, terutama kalau kita menggunakan pompa yang punya vibrasi tinggi.
Housing Filter dan Filter Cartridge:
Sebagian besar reverse osmosis system menggunakan housing filter yang di dalamnya berisi filter Cartridge. Filter ini berfungsi untuk menjaga membran tetap bersih dari lapisan partikel, yang berpotensi merusak membran.
Jumlah dan jenis cartridge filter sistem RO sangat bervariasi. Misalnya, ada ukuran 10 inch, 20 inch, 30 inch, dan 40 inch. Pada sistem yang kecil, seperti 600 – 1200 gpd, kita biasanya hanya membutuhkan 1 buah filter cartridge ukuran 10 inch. Tapi, untuk kapasitas yang besar, seperti 30 M3/Jam, kita akan membutuhkan sekitar 15 buah filter ukuran 30 inch.
Hampir sebagian besar system reverse osmosis menggunakan filter cartridge dengan pori-pori 5 micron. Dari riset dan pengalaman internasional, ukuran 5 micron ini sudah mewakili sistem dengan baik.
Selanjutnya
Terkadang, ada juga yang memasang ukuran yang lebih kecil, misalnya 1 micron. Tapi, ini bisa menyebabkan cartridge jadi lebih sering mampat dan drop. Sebaiknya, kita menambahkan ukuran 10 atau 25 micron sebelum ukuran 5 micron.
Pompa Tekanan Tinggi (Booster Pump): Pompa tekanan tinggi (high pressure pump) adalah faktor kunci agar air bisa menembus pori – pori membran. Kita harus memastikan kalau sistem RO kita punya pompa dengan kekuatan tekanan yang cukup. Kalau tekanannya rendah, air permeate yang dihasilkan akan sedikit dan kualitasnya juga buruk.
Dengan memberikan tekanan pompa yang semakin tinggi, kita bisa mendapatkan flow hasil yang lebih banyak. Tapi, peningkatannya tentu ada batasnya, ya. Peningkatannya harus sesuai dengan kapasitas maksimum per membran.
Beberapa merek pompa tekanan tinggi yang umumnya dipakai dalam reverse osmosis jenis komersial dan industri adalah CNP. Tapi, untuk tekanan tinggi dalam aplikasi pengolahan air laut, kita biasanya menggunakan merek seperti Fedco, Catpump, Danfoss, dan lain-lain.
Harga pembelian pompa untuk sumber air laut juga jauh lebih tinggi di bandingkan harga pompa untuk air biasa. Apalagi kalau sistem RO kita menggunakan material yang sangat baik, seperti stainless steel duplex.
Electronic Panel Control:Electronic Panel control pada RO sistem berfungsi untuk mengatur komponen elektrik dan instrumentasi. Unit ini biasanya menempel pada unit reverse osmosis system. Panel control ini bisa menggunakan sistem yang sederhana, atau bisa juga dengan desain yang kompleks.
Pada desain RO system yang lebih kompleks, yang tujuannya untuk mengurangi operator, intrumentasi akan di kontrol oleh sistem PLC (program logic controller) yang di lengkapai HMI (human machine interface).
Panel Control akan mengatur low pressure switch, high pressure switch, solenoid, pompa feed, pompa booster, pressure transmitter, dan lain-lain. Selain itu, panel ini juga terkadang mengontrol water level pada tangki air baku dan tangki produk.
Kalau reverse osmosis system merupakan bagian di dalam water treatment plant, kita akan menggunakan panel control yang lainnya. Sehingga, dalam satu plant, kita akan menggunakan 1 unit panel control induk (main panel) dan ditambah dengan 4 – 6 panel control sistem yang lainnya.
RO: Teknologi Andal untuk Pengolahan Air, Cocok untuk Kondisi Apa Saja?
Sekarang ini, untuk mendapatkan air minum, kita nggak perlu lagi mengandalkan sumber air gunung atau air tanah. Kita bisa mengolah air payau dan air laut. Di beberapa daerah di Indonesia yang sulit mendapatkan air tawar, teknologi reverse osmosis ini sangat membantu. Reverse Osmosis system itu kayak saringan super canggih buat air, saringan biasa kan cuma buat nyaring kotoran yang keliatan aja.
Di sistem offshore di tengah laut maupun di pinggir pantai, mendapatkan air minum adalah suatu keharusan. Untuk itulah, fungsi RO adalah untuk mengubah air laut atau air payau menjadi air minum.
Saat ini, ada banyak industri atau pabrik yang menggunakan reverse osmosis system untuk menyediakan air minum bagi karyawan. Selain itu, usaha air minum skala kecil juga semakin banyak bermunculan dengan menggunakan RO komersial. Bahkan, sekarang ada juga RO rumah tangga.
Di bidang farmasi, yang sebelumnya (15 – 20 tahun yang lalu) menggunakan ion exchange resin, kini perlahan beralih ke sistem reverse osmosis.
Reverse Osmosis: Solusi untuk Pengolahan Air Murni, Bahkan Lebih dari Sekadar Air Minum!
Fungsi reverse osmosis sebagai alat pemurnian air sudah terbukti sangat efektif. Sudah banyak orang yang menggunakannya untuk memurnikan air atau melakukan demineralisasi.
Selama proses di dalam sistem RO, sebagian besar garam, bakteri, dan bahan organik yang ada di dalam air umpan akan “di tolak” oleh membran. Material atau komponen ini, yang merupakan kontaminan dalam air yang masuk, akan menjadi “terkonsentrasi” dan terpisah dari air murni yang menembus membran.
Selain untuk air minum, fungsi RO juga sangat efektif dalam memurnikan air. RO mampu menghilangkan hingga 99% bahan terlarut yang ada di dalam sumber air umpan. Untuk kebutuhan air murni tingkat lebih tinggi, sistem RO saja nggak cukup. Kita butuh sistem satu tahap lagi, yaitu Elektrodeionisasi.
Dalam teknologi demineralisasi, sistem RO sangat efektif untuk menurunkan mineral tanpa menggunakan bahan kimia. Jadi, RO bisa berfungsi menggantikan sistem ion exchange yang menggunakan bahan kimia.
Reverse Osmosis untuk Pengolahan Limbah: Selamatkan Lingkungan dengan Teknologi!
Penggunaan teknologi reverse osmosis untuk pengolahan limbah memang jarang dipublikasikan. Padahal, saat ini, salah satu sistem yang populer untuk menurunkan TDS air effluent pada limbah adalah dengan menggunakan sistem RO ini.
Limbah dari hasil pengeboran minyak biasanya punya TDS yang tinggi, sekitar 12.000 – 30.000. Tentunya, air limbah ini nggak bisa dibuang begitu saja ke saluran terbuka. Kita butuh sistem pengolahan limbah, yang salah satu komponennya adalah reverse osmosis system.
Beberapa badan lingkungan hidup menetapkan ambang batas TDS yang diperbolehkan masuk ke saluran terbuka, yaitu maksimum 4000 ppm. Nah, dengan menggunakan sistem RO, kita bisa memecahkan masalah ini.
Kasus yang sama juga terjadi pada pengolahan textile dan industri lainnya, yang punya TDS air limbah yang melebihi ambang batas untuk di masukkan ke saluran terbuka. Dengan menggunakan reverse osmosis system, kita bisa memecahkan permasalahan membuang limbah dengan aman.
