6 awal, sehingga pemasukan kembali air ini sebagai sumber uap dapat menghemat
waktu dan tenaga pemanas. b. Memanaskan air dibawah tekanan atmosfir 760 cm Hg, air mendidih pada
temperatur 100 derajat celcius, tetapi bila tekanannya dinaikkan menjadi dua kali 1520 mm Hg, air tidak mendidih sampai temperatur mencapoai 120,1
derajat celcius. Sebaliknya apabila tekanan udara dikurangi menjadi separuhnya, penguapan akan segera terjadi, ini dikenal dengan sebutan
penguapan secara kilat flash evaporation. Penguapan bertambah cepat apabila tekanan udara dikurangi lagi.
1.5 Proses Desalinasi Air Laut
Ada beberapa metode desalinasi air laut yang banyak digunakan saat ini antara lain dengan cara ;
a. distilasi, b. evaporasi c. desalinasi dengan menggunakan membran yaitu reverse osmosis RO, distilasi membran dan elektrodialisis ED.
Harga energi yang terus meningkat menyebabkan proses tersebut menjadi tidak kompetitif. Sementara itu teknologi membran pada saat ini sedang
berkembang dengan pesatnya, hal ini disebabkan karena kegunaannya yang strategis pada proses pemisahan. Dibandingkan teknologi pemisahan lainnya, teknologi
membran menawarkan keunggulan seperti pemakaian energi yang rendah, sederhana dan ramah lingkungan Hartomo, 1991. Pada gambar 1.1 dapat dilihat
perbandingan biaya operasi desalinasi untuk menghasilkan air minum berdasarkan ukuran pabrik Baker, 1991. Untuk umpan air laut, RO memberikan biaya terendah
pada kapasitas di bawah 3 MGD Million galday. Di atas 3 MGD teknologi lain seperti MEMultiple effect evaporation dan MSF Multistage Flash masih
kompetitif. Sementara itu untuk pengolahan air payau, RO dan ED mempunyai biaya pengolahan cukup rendah. Perlu dicatat juga bahwa, saat ini ada
kecenderungan menurunnya harga membran dari tahun ke tahun sehingga biaya desalinasi dengan membran menjadi ekonomis Nur Rahayu, 1999.
7 10
Biaya Desalinasi
MSF Air laut
1000 gal
RO ME
5
RO ED Air payau
0 5 10 15 20 30 Ukuran kapasitas Pabrik pengolahan air minum, Million galday MGD
Gambar 1.1 Perbandingan perkiraan biaya operasi desalinasi Berdasarkan ukuran kapasitas Pabrik
Baker, 1991
Kelemahan pada proses desalinasi dengan menggunakan membran adalah pada penggunaan dan pemilihan membran yang tepat dan terjadinya fouling dan
polarisasi konsentrasi serta umur membran Mulder, 1990. Fouling didefinisikan sebagai deposisi irreversibel dari partikel yang tertahan pada atau di dalam pori
membran dan akan merusak daya hantar membran tersebut, sehingga dapat menyebabkan hambatan transport ion melewati permukaan membran. Terjadinya
fouling disebabkan oleh adanya ion penyebab fouling asam humat, koloid, ion tersebut bergerak ke membran, tinggal pada daerah elektropositipnya membran
kation. Polarisasi konsentrasi yaitu berkurangnya elektrolit pada permukaan membran, sehingga tahanan meningkat drastis terhadap rapat arus. Polarisasi
konsentrasi menyebabkan efisiensi arus merosot, konsumsi energi meningkat, perpindahan ion yang dikehendaki menurun.
Peneliti di Amerika Serikat dan Korea telah membuat sebuah membran yang dapat mengurangi biaya penyaringan garam dari air laut. Membran ini terbuat dari
material baru berbasis-polisulfon yang tahan terhadap klorin. Dengan material ini beberapa tahapan desalinasi yang memakan banyak biaya tidak diperlukan lagi.
Proses desalinasi yang paling umum adalah osmosis terbalik, yaitu dengan mendesak air laut melewati membran-membran semi-permeabel untuk menyaring
kandungan garamnya. Meski banyak energi yang diperlukan untuk menjalankan pabrik-pabrik
desalinasi yang berskala besar, namun tetap tidak dapat menaikkan jumlah
8 persediaan air bersih, sementara di seluruh dunia, lebih dari 1 milyar orang tidak
memiliki akses terhadap air yang aman dan bersih. Salah satu kekurangan dari membran-membran desalinasi yang digunakan
sekarang ini adalah penyumbatan membran dari waktu ke waktu yang disebabkan oleh pertumbuhan alga atau selaput-biologis bakteri. Penambahan klorin membunuh
mikroorganisme dalam air tetapi juga merusak membran yang berbasis-poliamida. Jadi klorin biasanya dihilangkan dari air sebelum dilewatkan pada membran dan
kemudian ditambahkan kembali ke dalam air setelah melewati membran. Sebuah membran baru, yang berbasis polisulfon, menjanjikan untuk
menjadikan proses yang rumit dan memakan biaya ini tidak diperlukan lagi. Polisulfon memiliki ketahanan terhadap klorin yang lebih baik dibanding poliamida
karena rantai utamanya terdiri dari cincin-cincin aromatik dan ikatan karbon, sulfur dan oksigen yang kuat, Ho Bum Park, pimpinan salah satu tim peneliti di
Universitas Ulsan, Korea Selatan. Dengan demikian, polisulfon tidak mengandung ikatan-ikatan amida yang sensitif terhadap serangan klorin cair. Polisulfon
sebelumnya telah digunakan untuk desalinasi, tetapi air tidak mengalir dengan baik melalui material ini. Ini diatasi dengan merubah cara pembuatan polimer ini, kata
Benny Freeman, yang memimpin tim peneliti lain di Universitas Texas Austin. Dulunya, gugus-gugus hidrofil ekstra ditambahkan ke polimer setelah polimerisasi
sehingga menempatkan gugus-gugus ini pada posisi yang paling tidak stabil. Sebagai gantinya, kami memadukan gugus-gugus ini kedalam monomer, sehingga
ketika polimerisasi terjadi gugus-gugus ini berpadu secara langsung dengan struktur polimer.
Gambar 1.2 Ho Bum Park sedang memegang dua sampel membran desalinasi yang tahan klorin.
9 Polimer yang baru ini telah dipatenkan oleh tim peneliti ini dan Freeman berharap
material ini akan memiliki kegunaan dan dikomersialkan dalam jangka waktu tiga tahun ke depan.
Membran yang sangat tahan terhadap klorin ini dapat menghilangkan tahapan- tahapan proses yang memakan banyak biaya dan secara signifikan meningkatkan
daya tahan membran yang digunakan dalam desalinasi, kata Ian Lomax, Manajer Proyek Besar di Dow Water Solutions.
Solusi alami
Tetapi masih banyak penelitian yang diperlukan jika desalinasi berbasis- membran diharapkan untuk mengatasi kekurangan persediaan air secara global.
Pengoperasian pabrik-pabrik desalinasi berbasis-membran yang berskala besar terlalu mahal bagi kebanyakan negara berkembang. Kebanyakan pabrik desalinasi
yang ada sekarang ini dibuat di dekat pembangkit listrik di daerah pantai, sehingga memanfaatkan kelebihan energi dan panas limbah. Untuk negara-negara maju,
manfaat desalinasi harus lebih besar dibanding emisi bahan-bakar fosil yang ditimbulkan.
Peningkatan efisiensi membran merupakan kunci untuk mengurangi biaya desalinasi dan imbas bahan bakar fosil, kata Thomas Mayer, yang bekerja di
Laboratorium Nasional Sandia di Albuquerque, US. Tim Mayer berencana untuk mencapai efisiensi ini dengan meniru proses yang digunakan oleh sistem-sistem
alami. Ginjal manusia misalnya, menggunakan membran-membran yang dapat menyaring garam sekitar 100 kali lebih efisien dibanding membran-membran
sintetik, kata dia. Jika kita dapat mereplikasi membran ini, akan sangat efektif. Jika membran mencapai efisiensi yang cukup bagus, maka membran-membran
desalinasi bahkan bisa dipadukan ke dalam sistem-sistem filtrasi yang dioperasikan langsung oleh manusia, seperti LifeStraw yang dikembangkan oleh Vestergaard
Frandsen. Alat sedotan yang sederhana ini mengandung sebuah membran yang menyaring mikroorganisme-mikroorganisme dari air dan dihisap langsung oleh
manusia untuk mengoperasikannya - walaupun salah seorang juru bicara dari perusahaan tersebut mengatakan kepada Chemistry World bahwa belum ada rencana
untuk membuat sedotan desalinasi seperti ini dalam waktu dekat. Saat ini, sistem-sistem osmosis terbalik merupakan cara yang paling efektif
untuk melakukan desalinasi dalam skala besar, tetapi pengembangan sedang dilakukan untuk efisiensi menggunakan teknologi-teknologi lain seperti distilasi
10 termal atau proses evaporasi. Lomax menambahkan, sehingga proses-proses
membran akan mengalami kompetisi nantinya.
11
1. 6 Latihan 1
