4.3 Permeabilitas Membran
Karakteristik membran dipengaruhi oleh bahan pembuat dan proses pembuatan membran Brocks, 1983. Salah satu parameter yang dapat mempengaruhi kinerja
membran selama proses filtrasi yaitu nilai fluks. Fluks adalah kecepatan aliran komponen melewati membran. Fluks digunakan untuk mengetahui efektifitas
permeabilitas membran terhadap aliran permeat dan pola aliran membran serta untuk mengetahui adanya indikasi fouling pada membran. Permeabilitas merupakan
kecepatan permeasi diartikan sebagai volume yang melewati membran persatuan luas dalam satuan waktu tertentu dengan gaya penggerak berupa tekanan. Permeabilitas
membran diketahui dari nilai fluks. Pada penelitian ini dilakukan uji fluks dengan menggunakan air gambut
Panam, Kota Pekanbaru sebagai larutan umpan. Pengujian fluks dilakukan dengan tekanan tetap 2 bar, ketebalan membran rata-rata 0,04 mm dan menggunakan sistem
aliran dead-end. Pada sistem dead-end arah aliran tegak lurus terhadap membran. Kelemahan sistem ini cenderung mengakibatkan fouling yang tinggi karena
terbentuknya cake di permukaan membran pada sisi umpan Wenten, 1999. Hasil pengukuran fluks membran polisulfon-mikrobentonit yang dilakukan
pada air gambut dapat dilihat pada Tabel 4.2. Pengukuran dilakukan pada suhu ruangan ± 27
o
C dengan tekanan operasi yang sama yaitu 2 bar.
Tabel 4.2
Fluks membran polisulfon dengan berbagai variasi penambahan mikrobentonit
Jenis Membran Fluks 10
-5
mlcm
2
.s
Psf 1.18
PSf-B5 1.19
PSf-B10 0.63
PSf-B15 1.31
PSf-B20 0.81
Universitas Sumatera Utara
Pada Tabel 4.2, dapat dilihat bahwa dengan penambahan mikrobentonit terjadi peningkatan fluks yang tidak signifikan. Namun pada PSf-B10 dan PSf-B20
terjadi penurunan fluks. Pada membran PSf-B10 diperkirakan bahwa terjadinya fouling
di permukaan membran. Fouling merupakan salah satu faktor yang menyebabkan keterbatasan penggunaan membran berpori. Fouling adalah perubahan
yang disebabkan oleh interaksi secara fisik dan kimiawi antara membran dan partikel yang terdapat dalam proses pemisahan Wenten, 1999.
Pada penelitian ini, fouling terjadinya karena banyak kandungan zat organik dan anorganik yang terdapat di dalam air gambut. Hal inilah yang menyebabkan pori-
pori membran tertutup dan terjadi penyumbatan pada permukaan membran. Sifat bentonit yang mudah mengembang sweallability dan mempunyai
struktur kristal berlapis dan berpori dapat mengakomodasi ion-ion atau molekul terhidrat dengan ukuran tertentu sehingga mampu menyerap ion-ion logam dan
kation-kation organik. Kation organik ini diyakini mampu menggantikan kation anorganik pada posisi antar lapis bentonit Tan, 1993. Berdasarkan sifat ini diyakini
bahwa kandungan organik yang terdapat pada air gambut mengisi posisi antar lapis pori-pori yang dibentuk mikrobentonit dengan membran polisulfon.
Selain terjadinya fouling di permukaan membran, diperkirakan penyebaran pori yang dibentuk dengan penambahan mikrobentonit tidak merata sehingga air
gambut yang dialirkan pada membran menjadi kurang lancar. Ardiansyah 2013 mengungkapkan bahwa bahan-bahan organik seperti asam humat yang merupakan
konstituen organik utama dalam air gambut merupakan salah satu penyebab utama fouling
pada membran. Pada membran polisulfon-mikrobentonit 20 PSf-B20 didapatkan fluks
rendah, yakni 0,81 mlcm
2
.s. Diperkirakan bahwa dengan penambahan mikrobentonit sebanyak 20 terhadap polisulfon mengakibatkan jumlah mikrobentonit melebihi
kondisi optimumnya sehingga membentuk pori yang semakin besar. Pori yang membesar ini diakibatkan oleh sifat mudah mengembang sweallibility yang dimiliki
oleh bentonit. Hal ini dapat diketahui selama proses operasi penyaringan air gambut
Universitas Sumatera Utara
dengan membran polisulfon-mikrobentonit PSf-B20 ini permeat yang dialirkan oleh membran berwarna sedikit keruh. Hal ini berarti bahwa fungsi mikrobentonit
kurang maksimal dalam menyerap partikel-partikel organik yang terdapat di larutan umpan.
Terjadinya pengendapan partikel pada pori membran sangat mempengaruhi kecepatan aliran, fluks, distribusi ukuran partikel. Partikel besar di larutan umpan
biasanya akan terjebak di dalam membran sehingga dapat menutup pori sehingga menurunkan fluks membran Lusiana, 2012.
Psf PSf-B5
PSf-B10 PSf-B15
PSf-B20 0.6
0.7 0.8
0.9 1.0
1.1 1.2
1.3 1.4
Fl uk
s 10-
5 m
lc m
2. s
Jenis membran
Gambar 4.4
Grafik fluks membran polisulfon dan polisulfon-mikrobentonit
Pada Gambar 4.4 dapat diketahui bahwa membran polisulfon-mikrobentonit 15 PSf-B15 mempunyai fluks yang optimal. Selain memiliki fluks yang paling
baik, selama proses operasi laju alir membran ini konstan dan permeat yang dihasilkan cukup jernih.
Pada membran PSf-B5 memiliki fluks sedikit lebih baik dibandingkan membran PSf, yakni 1,19 x 10
-5
mlcm
2
.s. Hal ini diperkirakan mikrobentonit membentuk pori-pori membran menjadi lebih besar dibandingkan membran polisulfon
dan fungsi mikrobentonit sebagai adsorben untuk bahan-bahan organik yang terdapat di dalam air gambut.
Universitas Sumatera Utara
Dapat disimpulkan bahwa membran polisulfon-mikrobentonit 15 PSf- B15 merupakan kondisi yang paling optimum dalam penyaringan air gambut. PSf-
B15 memiliki fluks yang tinggi, hal ini berarti membran ini mempunyai kecepatan aliran yang konstan dan sifat permeabilitas yang bagus. Selama proses operasi
penyaringan air gambut dengan menggunakan membran ini menghasilkan permeat dengan karakterisasi yang paling baik dari segi pH, kekeruhan, TSS dan TDS.
4.4 Karakterisasi Fourier Transform Infrared Spectroscopy FTIR