Mekanisme Scaling CaCO Scaling pada Membran RO

Gambar 2.7. Tipe resistensi pada membran saat perpindahan massa melewati membran dengan driving force tekanan.

2.3.2. Mekanisme Scaling CaCO

3 pada Membran RO Potensi scaling yang disebabkan oleh garam CaCO 3 kalsium karbonat dimiliki hampir disemua jenis sumber air di dunia seperti air permukaan, air tanah, air payau, air laut serta air limbah. Kalsium karbonat membentuk padatan atau deposit yang sangat kuat menempel pada permukaan membran. Sejauh ini CaCO 3 merupakan penyebab scaling pada beberapa sistem seperti instalasi cooling water [22]. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengetahui lebih dalam tentang scaling yang diakibatkan oleh CaCO 3 pada membran RO. Salah satu diantaranya menjelaskan prosedur laboratorium untuk mengetahui karakteristik kecenderungan pembentukan kerak CaCO 3 pada air umpan RO [25]. Penelitian lain mempelajari tentang induction time pembentukan kerak CaCO 3 pada media berpori [26] dan mekanisme dan permodelan tentang fenomena scaling yang terjadi pada membran RO [24]; scaling yang diakibatkan oleh keberadaan CaCO 3 , CaSO 4 dan SiO 2 pada air umpan dengan mempertimbangkan adanya pengaruh ion satu dengan yang lainnya [6, 19]; dan mempelajari pembentukan kerak CaCO 3 pada membran RO dan membran nanofiltrasi NF [22]. Proses pembentukan kerak merupakan proses sangat rumit yang melibatkan mekanisme kristalisasi dan transportasi hidrodinamik. Terdapat dua mekanisme kristalisasi yang sampai saat ini bisa dideteksi dari fenomena scaling yaitu, kristalisasi permukaan heterogen dan kristalisasi bulk homogen. Pada kristalisasi permukaan, penurunan fluks terjadi akibat adanya pertumbuhan deposit kerak secara lateral yang memblokade permukaan membran, sedangkan pada kristalisasi bulk, kristal terbentuk pada sedimen larutan bulk dipermukaan membran yang menyebabkan terjadinya penurunan fluks. Gambar 2.8. mengilustrasikan kedua skema pembentukan kerak pada sistem membran RO [24]. Larutan lewat jenuh Nukleasi homogen Nukleasi heterogen Inti kristal partikel transport balik deposisi Lapisan cake Kristal dipermukaan Membran RO Gambar 2.8. Mekanisme scaling pada membran RO [24] Hal yang hampir sama telah ditemukan sebelumnya oleh Cohen 2002 pada penelitian tentang mekanisme scaling CaSO 4 seperti yang terlihat pada Gambar 2.9 [6, 42]. Scaling diawali oleh polarisasi konsentrasi yang telah dibahas tersendiri pada bagian 2.2. Mekanisme selanjutnya adalah: 1 Induction time untuk proses inisiasi kristal; 2 Transportasi kristal crystal transportation; 3 Pengikatan kristal crystal attachement; 4 Removal; 5 Ageing Gambar 2.9. Mekanisme scaling [42] Induction time didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan untuk mencapai pembentukan kristal dari keadaan supersaturasi. Induction time sangat dipengaruhi oleh derajat supersaturasi dan temperatur. Perpindahan komponen- komponen zat terlarut ke permukaan membran crystal transportation dipengaruhi oleh berbagai macam proses seperti difusi, sedimentasi, turbulen, dan termoporesis. Sedangkan pengikatan kristal mengacu pada proses terikatnya zat terlarut pada permukaan membran yang dipengaruhi gaya Van der Walls, elektrostatik, tegangan permukaan, dan properti dari zat terlarut seperti densitas, elastisitas serta kondisi permukaannya. Saat pertumbuhan kristal pada permukaan membran konstan, maka akan terjadi kesetimbangan antara deposisi dan perpindahan kristal removal. Proses ageing akan terjadi sesaat setelah proses deposisi. Pada tahap ini dimungkinkan terjadi perubahan struktur kimia atau kristal yang akan menaikkan atau menurunkan kekuatan dari deposisi tersebut. Kerak yang umumnya terbentuk dalam membran saat proses pemurnian air adalah kalsium karbonat, kalsium sulfat, kalsium posphat, barium sulfat, strontium sulfat, FeOH 2 , silikon dioksida silika [4, 22], dan garammineral tersebut dapat diurutkan sesuai dengan kecepatan pengendapannya [4]: CaCO 3 CaSO 4 Silika SrCO 3 BaSO 4 SrSO 4 CaF 2 CaSiO 4 MgSiO 3 MgSiO 3 Ca 3 PO 4 2 FeOH 2.

2.3.3. Potensi Scaling pada Umpan