BAB III TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 17 BAB III TINJAUAN PUSTAKA 3.1 PENDAHULUAN Dalam bab ini akan di bahas alur proses pencucian membran mesin pengolahan air minum osmosis terbalik (Reverse Osmosis, R.O). Bahan yang gunakan dalam pencucian membran R.O adalah larutan yang mengandung sifat asam kuat, yaitu dengan HCl. Proses pencucian membran dilakukan dengan cara mencampurkan 10 liter air RO dan HCl sebanyak 116,4 ml, kemudian dilakukan proses pencucian dengan metode pencucian membran menggunakan pompa high pressure 2 HP yang dilanjukan dengan proses pembilasan pembilasan dengan menggunakan larutan asam sitrat, air baku dan air R.O. 3.2 DIAGRAM ALIR PROSES PENCUCIAN MEMBRAN RO Start Finish Perhitungan bahan pelarut HCl dan air Perendaman Membran RO menggunakan air dan HCl Pembilasan membran RO memakai air RO murni Pembilasan Membran RO dengan asam sitrat dan air bersih Pencucian Membran RO mekakai HCl dengan menggunakan mesin sirkulasi Gambar 3.1 Diagram alir proses pencucian membran RO

2 RANGKAIAN ALAT SIRKULASI MEMBRAN REVERSE OSMOSIS Rangkaian alat yang di gunakan pada penelitian ini terdapat pada Gambar 3.2. Rangkaian alat ini terdiri dari satu unit membran spiral wound jenis VONTRON XLP dilengkapi dengan pompa low pressure berfungsi untuk menghisap air pada wadah, satu unit catridge filter berfungsi untuk menyaring kotoran-kotoran kasar pada air sebelum memasuki wadah penampungan membran, dan satu unit tabung stanlies yang berfungsi sebagai wadah membran reverse osmosis yang akan di sirkulasi. a) Spesifikasi alat: Satu unit pompa low pressure 2500 Rpm. Satu unit catridge filter. Satu unit tabung stanlies wadah membran. Dua unit tutup tabung stanlies. Pipa paralon ¾ dan keni. Enam buah stop kran. b) Keunggulan alat pencucian membran Reverse Osmosis Rangkaian dan bentuk alat sederhana. Biaya pembuatan alat tidak terlalu mahal. Cara pengoperasian alat mudah. Mampu memperbaiki membran dengan maksimal. Teknologi terbaru yang kami ciptakan. Tidak ada yang menjual alat pencucian membran ini di toko. Biaya pencucian membran sangat jauh lebih murah di bandingkan pembelian membran reverse osmosis baru. c) Spesifikasi pompa low pressure Merek : Shimizu 130 BIT Daya : 125 watt Daya Hisap : 9 meter max Daya Dorong : 40 meter max

3 19 d) Spesifikasi pompa high pressure 2 HP Type : CDLF Yi 90 S2 Daya Motor : 2 HP, 220V Kapasitas : 2000 lt/menit Jumlah Kipas : 15 buah Total Head : 112 m Berat : 35 kg Putaran Mesin Pompa : 2825 Rpm c) Spesifikasi membran VONTRON XLP Membran Vontron adalah membran polimer polisulfone, tipe membran ini merupakan keluarga polimer termoplastik. Polimer ini dikenal karena ketangguhan dan stabilitas pada suhu tinggi (Gigih, 2013). Selain itu membran ini tekanannya sangat rendah, sehingga dapat dioperasikan menggunakan pompa low pressure atau high pressure. Kelebihan membran ini dapat bekerja dibawah tekanan ultra untuk mencapai aliran premeat tinggi dan penolakan garam yang sangat baik sehingga membran tipe ini cenderung lebih baik ketika sumber air baku memiliki kadar zat kapur yang tinggi, sehingga meningkatkan efisiensi dari segi ekonomi. Tabel 3.1 Spesifikasi membran Vontron tipe XLP Model Active Permeated Stable Minimum Membran Area Flow GPD Rejection Rate Rejection Rate Ft 2 (m 2 ) (m 3 /d) (%) XLP (7,9) 2000(7.6)

4 20 Tabel 3.2 Batasan-batasan kinerja membran Vontron XLP Maksimal tekanan kerja 600 Psi (4.14 Mpa) Maksimal aliran umpan 16 Gpm (3.6m 3 /h) Maksimal temperature air umpan 45 0 C Maksimal air umpan SDI 5 Konsentrasi klorin bebas dari air umpan <0.1 ppm Kisaran ph air umpan selama terus 3-10 menerus Minimal tekanan kerja 15 Psi (01 Mpa) Gambar 3.2 Rangkaian alat sirkulasi membran RO 3.4 PROSES PENCUCIAN MEMBRAN REVERSE OSMOSIS Proses pencucian sistem membran RO yang dioperasikan dengan menggunakan metode sirkulasi pada mesin pembilas ini bertujuan untuk mendapatkan hasil membran RO yang layak dan bisa difungsikan kembali. Dengan waktu (durasi) terhadap proses scaling dan mencari hubungan antara karakteristik air umpan dengan parameter autoflush. Di bawah ini contoh membran RO yang mengalami kerusakan atau mampet yang akan melalui tahap berikutnya untuk proses pencucian.

5 21 Gambar 3.3 Membran RO yang mengalami kerusakan atau mampet Pencucian membran merupakan salah satu metode yang digunakan untuk mengurangi fouling pada membran (Greenlee dkk, 2009). Dibandingkan dengan metode lain seperti pre-treatment dan modifikasi membran, pencucian membran merupakan metode yang mampu mengembalikan permeabilitas membran secara langsung dan lebih cepat (Huajuan, 2009) PERHITUNGAN MOLARITAS HCl DAN ASAM SITRAT UNTUK PROSES PENCUCIAN MEMBRAN REVERSE OSMOSIS Perhitungan ini digunakan untuk mengetahui molaritas HCl dan asam sitrat yang dicampurkan pada air. Proses perhitungan ini dimana untuk mengetahui HCl dan asam sitrat yang terkandung dalam air itu sehingga didapat seberapa besar molaritasnya, karena jika terlalu besar molaritasnya pada waktu pencucian akan merusak komponen membran, dan jika molaritasnya terlalu kecil maka proses pencucian tidak akan berhasil, karena tidak mampu membersihkan kerak yang menempel pada membran. larutan HCl untuk bahan pelarut pencucian pencucian membran RO dengan 116,4 ml di campurkan dengan 10 lt air untuk sirkulasi. Proses pencucian membran dengan metode ini di lakukan 2 tahap dengan bahan yang sama dan dilakukan dengan cara yang sama seperti sirkulasi.

6 22 Gambar 3.4 Proses penimbangan bahan HCl Rumus mencari molaritas dan milliliter: Rumus mencari molaritas HCl berat molekul = 36,5 g/mol Berat Jenis (BJ) = 1,19g/mL Persentase kandungan HCl = 33% m = 0,2 untuk 10 lt air v 1 x m 1 = v 2 x m 2 v 1 x 0,17 = x 0,2 Proses perhitungan molaritas asam sitrat: Berat massa asam sitrat dalam Gram = Gr Asam Sitrat berat molekul asam sitrat= g/mol Volume/ banyak air yang akan kita gunakan = V = 10 lt = ml

7 23 M= Proses perendaman dengan larutan HCl dan Asam Sitrat Proses perendaman membran R.O di lakukan dengan jangka waktu 2 hari, hal ini berfungsi untuk merontokkan zat-zat berbahaya dan kotoran yang menempel pada komponen membran RO sehingga nantinya mempermudah proses pencucian dengan metode sirkulasi pada membran. Pada proses perendaman ini membutuhkan larutan HCl dengan menggunakan 116,4 ml, serta Asam Sitrat sebanyak 0,05 M dan penambahan 10 lt air untuk proses perendaman. Gambar 3.5 Proses perendaman membran R.O dengan HCl dan air

8 Proses pencucian membran Reverse Osmosis dengan metode sirkulasi dan pembilasan Pada tahap ini adalah proses sirkulasi membran R.O dimana zat HCl di Campurkan ke dalam air pada pipa. Proses pencampuran 116,4 ml HCl dalam air yang berisi 10 liter, yang akan di sirkulasikan dan di proses hingga mencapai hasil yang di inginkan seperti pada gambar 3.5, proses ini akan di lakukan sebanyak dua kali secara berulang agar mencapai hasil yang maksimal. Batasan waktu sirkulasi membran adalah tergantung kerusakan pada komponen membran yang di perbaiki, memakan waktu 40 menit. Setelah membran dinyatakan berhasil pada proses sirkulasi, maka di lakukan tahap pencucian ulang dengan asam sitrat, dimana pencucian menggunakan asam sitrat ini untuk membilas dan membersihkan sisa sisa larutan HCl yang masih menempel pada lapisan-lapisan komponen mebran agar tidak membahayakan bagi tubuh. Waktu (durasi) yang dilakukan sirkulasi menggunakan asam sitrat ini ± 40 menit, pada saat ini TDS pada air mulai menurun dari 450 ppm hinga menurun sampai 150 ppm. Setelah itu Pembilasan di lanjutkan menggunakan air air tanah untuk membuang sisa pembilasan asam sitrat, disini jg ada penurunan TDS pada air sampai 70 ppm. Pada tahap terakir adalah pembilasan dengan air RO, dimana proses ini sangat penting karena pemurnian terakir untuk menstabilkan TDS dan ph pada air hingga penurunan derastis sampai di bawah angka TDS 15 ppm dalam air. Membran RO yang sudah melakukan sampai tahap trakir ini bisa di pakai kembali seperti sediakala. Gambar 3.6 Proses pencucian membran RO dengan pelarut HCl