LAPORAN PRAKTIKUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2017/2018. Modul : Reverse Osmosis (RO) Pembimbing : Ir. Dwi Nirwantoro, MT

Transkripsi

1 LAPORAN PRAKTIKUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2017/2018 Modul : Reverse Osmosis (RO) Pembimbing : Ir. Dwi Nirwantoro, MT Oleh : Kelompok : VIII Nama : 1. Vieirsa Putri H. NIM Wulan Suci R. NIM Zaki Maulana A. NIM Zaviera Meika C. NIM Kelas : 3C- TK Tanggal Praktikum : 7 September 2017 Tanggal Penyerahan Laporan : 11 September 2017 PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2017

2 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan salah satu kebutuhan makluk hidup yang sifatnya sangat penting. Saatini, air bersih yang layak digunakan baik untuk keperluan rumah tangga maupun keperluanindustri jumlahnya semakin sedikit. Untuk menghasilkan air bersih yang layak pakai, airharus diolah terlebih dahulu salah satunya dengan menggunakan teknologi membrane atau Reverse Osmosis. Membran RO merupakan salah satu teknologi yang digunakan untuk desalinasi air payau dan air laut. Teknologi RO mampu memisahkan kompenenkomponen padatemperatur kamar, konsumsi energi dan bahan aditif cukup rendah, tidak menghasilkan produk samping berupa limbah, bersifat modular dan kompak, serta hanya membutuhkanruangan yang kecil untuk instalasinya, mampu memisahkan garam-garaman sehingga teknologi ini cocok digunakan dalam pengolahan air lain menjadi air tawar (desalinasi). Oleh karena itu dilakukan percobaan Reverse osmosis di laboratorium Pengolahan Limbah Industri agar praktikan dapat mengetahui dan memahami proses reverse osmosis dengan baik dan benar. 1.2 Tujuan Praktikum 1. Memahami proses pemisahan kation dalam air baku dengan sistem reverse osmosis 2. Membuat kurva/grafik hubungan antara kadar zat terlarut (solute) di aliran permeat dan konsentrat terhadap waktu atau volume permeat. 3. Mengitung persen zat terlarut yang ditolak (% Reject) 4. Mengetahui pengaruh laju alir umpan terhadap DHL dan TDS pada aliran konsentrat dan permeat.

3 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Air Baku Berdasarkan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 16 Tahun 2005, bahwa yang dimaksud dengan Air baku untuk air minum rumah tangga, yang selanjutnya disebut air baku adalah air yang dapat berasal dari sumber air permukaan, cekungan air tanah dan atau air hujan yang memenuhi baku mutu tertentu sebagai air baku untuk air minum. Berikut Tabel 2.1 Syarat air baku. Tabel 2.1 Parameter Wajib Syarat Air baku (Sumber : Berdasarkan letaknya air baku dapat diperoleh dari beberapa sumber, diantaranya adalah air angkasa (hujan), air permukaan, air laut, dan air tanah. Di Indonesia sendiri, sumber air yang sering dipergunakan oleh sebagian besar masyarakat adalah air tanah, baik air tanah dangkal maupun air tanah dalam. Alternatif terbaik yang dapat ditempuh untuk mendapatkan air baku adalah pembangunan unit Instalasi Pengolahan Air yang sesuai dengan kondisi air baku. Berdasarkan data kualitas

4 air baku, proses yang harus diterapkan meliputi oksidasi, filtrasi dan desalinasi dengan sistem Osmosa Balik (Reverse Osmosis). (Widayat dan Yudo, 2002) 2.2 Reverse Osmosis Gambar 1. Osmosis dan Reverse Osmosis (Sumber : PublishLiteraturDow.com) Osmosis merupakan proses perpindahan air dari larutan yang konsentrasinya rendah menuju larutan yang konsentrasinya tinggi dikarenakan adanya tekanan osmosis. Proses perpindahan ini melalui membran semipermeabel, dimana proses perpindahan air akan berhenti setelah konsentrasi kedua larutan sama. Sedangkan, RO membutuhkan tekanan hidrostatik lebih besar daripada perbedaan tekanan osmotiknya sehingga air bisa mengalir dari larutan yang konsentrasinya lebih tinggi melalui membran semipermeabel. Reverse osmosis (RO) adalah sebuah metode filtrasi yang mampu menyisihkan banyak jenis molekul dan ion besar dari larutan dengan memberikan tekanan pada larutan yang berada pada salah satu sisi membran selektif (Mulder, 1996 dalam wenten). Tekanan eksternal diaplikasikan pada larutan untuk melawan tekanan osmotiknya. Sehingga hasilnya adalah perpindahan air dari larutan hipertonik ke larutan hipotonik.( Wenten, dkk,2014). 2.3 Membran Reverse Osmosis Membran RO Membran RO umumnya digunakan untuk memisahkan bahan-bahan dengan berat molekul rendah atau garam-garam organik dari larutan. Teknologi membran RO merupakan teknologi desalinasi yang ramah lingkungan dan tidak memerlukan lahan yang luas. Contoh penerapan RO dapat dilihat pada desalinasi air laut. Pada proses ini, membran RO akan menahan komponenkomponen lain selain pelarut. Atau dengan kata lain, membran

5 ini bersifat permeabel terhadap air, tetapi tidak untuk garam dan senyawa yang memiliki berat molekul yang lebih besar (Adha dan Pinem,2014). Proses RO dikenal juga sebagai proses hiperfiltrasi, sebab tekanan yang dibutuhkan untuk melewatkan umpan lebih besar dari tekanan osmosis umpan sebelum umpan dilewatkan melalui membran. Umumnya tekanan operasi yang diperlukan minimal tiga kali lipat dari tekanan osmosis larutannya, yakni berkisar antara bar dengan batasan fluks sebesar 0,05-1,4 L/m2 jam (Mulder,1996 dalam Adha,2014). Membran ini memiliki suatu lapisan tidak berpori yang tidak terdeteksi oleh SEM. Dengan kata lain struktur model membran yang digunakan bersifat dense skin layer. Sistem RO umumnya terdiri dari 4 proses, yaitu : 1. Pengolahan Awal (pretreatment) Air umpan terlebih dahulu diolah agar sesuai dengan kondisi membran dengan menghilangkan padatan tersuspensi, menyesuaikan ph operasi dan menambahkan inhibitor untuk control scaling yang disebabkan konstituenkonstituen seperti kalsium sulfat. 2. Pemberian Tekanan Air umpan yang sudah diolah dinaikkan tekanannya dengan pompa sampai tekanan operasi yang diinginkan agar sesuai dengan membran dan kadar garam air umpan. 3. Separasi Membran. Membran semipermeabel menghambat jalannya air umpan yang melewatinya. Air hasil keluaran dari membran berupa air bersih yang disebut permeate, dan yang tertahan pada membran disebut concentrate. Namun, karena tidak ada membran yang dapat bekerja 100% sempurna, maka ada sebagian kecil garam yang masih dapat melewati membran. 4. Stabilisasi Air hasil keluaran membran (air produk) biasanya disesuaikan phnya terlebih dahulu sebelum ditransfer ke sistem distribusi. (Maulana, dkk, 2009). 2.4 Faktor- Faktor yang Mempengaruhi Reverse Osmosis Dalam proses filtrasi dengan menggunakan membran reverse osmosis, terdapat beberapa faktor-faktor yang saling berkaitan sehingga akan mempengaruhi pula kualitas air hasil filtrasi. Faktor-faktor tersebut adalah sebagai berikut : 1) Tekanan Menurut Heitmann (1990) dalam Yusuf,dkk (2009), tekanan mempengaruhi laju alir bahan pelarut yang melalui membran itu. Laju alir meningkat dengan terus meningkatnya tekanan, dan mutu air olahan (permeate) juga semakin meningkat. Tekanan memegang peranan penting bagi laja permeate yang terjadi pada proses membran. Semakin tinggi tekanan

6 suatu membran, maka semakin besar pula fluks yang dihasilkan permeate (Nassa dan Dewi, 2004). 2) Temperatur/suhu Standar temperatur yang digunakan dari 70 F (21 C), tetapi umumnya yang digunakan mulai dari 85 F (29 C) (Eckenfelder, 2000 dalam Yusuf, dkk, 2009). 3) Kepadatan/kerapatan membrane. Semakin rapat membran, maka semakin baik air olahan yang dihasilkan (Eckenfelder, 2000 dalam Yusuf,dkk, 2009), 4) Flux (fluks) Gerakan air yang terus menerus. Untuk menentukan fluks dapat diperoleh dengan menghitung laju alir permeate per satuan luas membran (Nassa dan Dewi, 2004). 5) Salt Rejection (rejeksi garam-garaman) Garam rejeksi tergantung dari tipe dan karakteristik pemilihan membran. Namun juga sangat tergantung pada kondisi operasi, konsentrasi larutan umpan dan debit aliran. Nilai rejeksi merupakan angka mutlak (Nassa dan Dewi, 2004). Umumnya nilai rejeksi dari 85 99,5% dengan 95% yang lebih sering digunakan (Eckenfelder, 2000 dalam Yusuf, dkk, 2009). 6) Ketahanan Membran Membran hanya dapat bertahan sebentar (akan cepat rusak) apabila terlalu banyak komponen komponen yang tidak diinginkan ikut masuk di dalam air umpan, seperti bakteri, jamur, phenol, dan bahkan nilai ph terlalu tinggi/rendah. Biasanya membran dapat bertahan selama 2 tahun dengan perubahan pada efisiensinya (Eckenfelder, 2000 dalam Yusuf, dkk, 2009). 7) ph ph pada membran yang sering digunakan memiliki batasan operasi antara 6 7,7 9) Kekeruhan (Turbidity) Reverse Osmosis digunakan untuk memindahkan/menyingkirkan kekeruhan dari air umpan (air masuk). (Eckenfelder, 2000 dalam Yusuf, dkk, 2009). Adanya kemampuan yang terbatas dari suatu media akan memberikan pengaruh dalam pertimbangan mendesain debit aliran. 1) Pengaruh Debit Air Masuk terhadap Effluent Debit air baku dipengaruhi oleh dua faktor yaitu debit air hasil penyerapan dan debit air buangan. Debit air masuk (Qf) berbanding lurus dengan konsentrasi zat terlarut pada aliran

7 masuk (Cf), dimana bila debit pada aliran masuk besar maka konsentrasi zat terlarut pada aliran masuk akan besar pula. Debit air pada aliran masuk merupakan penjumlahan dari debit konsentrasi aliran hasil penyerapan ditambah debit dan konsentrasi aliran pembuangan. Bila konsentrasi ditetapkan maka debit aliran pembuangan (Qc) lebih besar dibandingkan debit air hasil penyerapan (Qp) hal ini disebabkan oleh banyaknya padatan tersuspensi yang menempel pada daya serap atau permukaan membran, (Metcalf and Eddy, 2004 dalam Yusuf, dkk, 2009). 2) Pengaruh Tekanan Operasi terhadap Penyerapan Aliran Jika ditinjau dari tekanan operasi pada membran, maka berlaku persamaan berikut: Tekanan operasi pada membran (ΔP) dipengaruhi oleh tekanan penyerapan aliran (ΔP). Untuk mendapatkan tekanan hidrostatik yang besar maka tekanan aliran masuk (Pf) dan tekanan aliran pada aliran pada zat terlarut (Pc) harus besar, sedangkan tekanan penyerapan aliran (Pp) harus kecil karena tekanan operasi (Δ ) berbanding lurus dengan tekanan pnyerapan (ΔPp). Tekanan aliran masuk (Pf) dan tekanan zat terlarut (Pc) berbanding terbalik dengan tekanan hidrostatik (ΔP ), (Metcalf and Eddy, 2004). 3) Persentase Penyisihan untuk menentukan mutu produk Jika didasarkan pada persentase penyisihan dapat digunakan dengan persamaan berikut : Persentase penyisihan berpengaruh terhadap konsentrasi zat terlarut pada aliran masuk. Persentase penyisihan berbanding terbalik dengan konsentrasi akhir (C akhir), sehingga bila persentase penyisihan besar maka konsentrasi awal (C awal) akan besar. Begitu juga sebaliknya bila persentase penyisihan kecil maka konsentrasi awal (C awal) akan kecil (Hartomo dan Widiatmoko, 1994 dalam Yusuf, dkk, 2009).

8 1) Skema Peralatan Sistem Reverse Osmosis ) RO ini menyaring air dalam 5 tahap proses penyaringan sebagai berikut : 1. Sedimen 5 mikron ( Tabung yang berdiri vertikal dan berwarna bening) Menyaring air langsung dari kran air PAM/sumur terhadap partikelpartikell yang besar atau >5 mikron, seperti pasir, debu, rambut, lumpur atau endapan-endapan lainnya secara fisika. 2. Granular Actived Carbon (GAC) ( Tabung yang berdiri vertikal berada ditengah dan berwarna putih) Menyaring air sebagai kelanjuta tahap 1 untuk membuang zat-zat kimia yang ada di dalam air seperti deterjen kaporit/klorin dsb. 3. Clorine Taste Odor (CTO) Carbon Block ( Tabung yang berdiri vertikal berada kiri dan berwarna putih) Menyaring air sebagai kelanjutan tahap 1 untuk membuang zat-zat kimia yang ada di dalam air kaporit/klorin, netralisir rasa, bau, trikolometana dengan tingkat lebih baik. Juga menyaring partikel >10 mikron 4. Membrane Reverse Osmosis ( Tabung besar berwarna putih melintang secara horisontal ) Penyaringan pada tahap ini berbeda dari tahap sebelumnya, pada tahap penyaringan ini memiliki dua saluran yaitu pertama, air minum RO, air yang telah melalui filter mikron dan kedua, air limbah atau air buangan yang tidak dapat masuk kedalam membran seperti pencemaran kimia dan fisika, bakteri dan virus. 5. Post Carbon (Tabung kecil berwarna putih melintang secara horisontal diatas membrane) Menyaring air sebagai kelanjutan tahap 1 untuk membuang zat-zat kimia yang ada di dalam air kaporit/klorin, netralisir rasa, bau, trikolometana dengan tingkat lebih baik. Juga menyaring partikel >10 mikron. 6. Pompa diafragma adalah jenis Positive displacement pumps menggunakan kombinasi dari perlakuan reciprocating dari karet, termoplastik atau teflon diafragma dan cocok untuk penggunaan pada katup searah / check valve untuk memompa fluida. Kadang-kadang pompa jenis ini juga disebut pompa membrane (Buku Manual Desalite).

9 BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan Alat yang digunakan 1. Seperangkat alat Reverse Osmosis 2. Gelas kimia 100 ml; 400 ml; 250 ml 3. Gelas ukur 100 ml 4. Botol semprot 5. TDS meter 6. Kondukto meter 7. Stopwatch Bahan 1. Air baku (air kran) 3.2 Cara Kerja Mempelajari alat Reverse Osmosis yang terdiri dari 5 tabung filter yang berisi media filter, memeriksa semua aliran (influen, permeat dan konsentrat) Membuka semua valve (kran) di aliran influen Menyalakan mesin Reverse Osmosis Mengatur laju alir influen dengan mengatur bukaan kran Mencatat tekanan operasi Mengukur DHL dan TDS di aliran umpan Setelah aliran berjalan normal, memulai pengukuran DHL dan TDS di aliran permeat dan konsentrat setiap 10 menit selama 40 menit Hasil pengukuran di aliran permeat ditampung dan dimasukkan ke tempat atau bak penampungan, sedangkan aliran konsentrat dibuang ke saluran pembuangan Mengulangi prosedur diatas pada laju alir yang berbeda

10 BAB IV DATA PENGAMATAN DAN HASIL 4.1 Data Pengamatan Umpan - Laju Alir = 50 ml/s Konsentrasi - TDS = 215 mg/l - DHL = 0,334 μs/cm Tabel 4.1. Data Pengamatan pada Tekanan Operasi 105 MPa dan Laju alir 6 ml/s Konsentrasi di Aliran Waktu (menit) TDS (mg/l) Permeat DHL (μs/cm) TDS (mg/l) Konsentrat DHL (μs/cm) , ,447 Tekanan Operasi (MPa) , , ,444 Tabel 4.2. Data Pengamatan pada Tekanan Operasi 103 MPa dan Laju Alir 5,2 ml/s Waktu (menit) Konsentrasi di Aliran Permeat Konsentrat TDS DHL TDS DHL (mg/l) (μs/cm) (mg/l) (ms/cm) Tekanan Operasi (MPa) , , , , , , , , , ,420

11 TDS (mg/l) Tabel 4.3. Data Pengamatan pada Tekanan Operasi 100 MPa dan Laju Alir 5 ml/s Waktu (menit) Konsentrasi di Aliran Permeat Konsentrat TDS DHL TDS DHL (mg/l) (μs/cm) (mg/l) (ms/cm) Tekanan Operasi (MPa , , , , , , , , , , Hasil A. Hubungan TDS Permeat terhadap Waktu Proses 1. Run Grafik TDS Permeat vs Waktu Waktu (menit) Gambar 4.1. Hubungan antara TDS Permeat dengan Waktu Proses pada Run 1

12 TDS (mg/l) TDS (mg/l) 2. Run 2 Grafik TDS Permeat vs Waktu Waktu (menit) Gambar 4.2. Hubungan antara TDS Permeat dengan Waktu Proses pada Run 2 3. Run Grafik TDS Permeat vs Waktu Waktu (menit) Gambar 4.3. Hubungan antara TDS Permeat dengan Waktu Proses pada Run 3

13 TDS (mg/l) TDS (mg/l) B. Hubungan TDS Konsentrat terhadap Waktu Proses 1. Run Grafik TDS Konsentrat vs Waktu Waktu (menit) Gambar 4.4. Hubungan antara TDS Konsentrat dengan Waktu Proses pada Run 1 2. Run Grafik TDS Konsentrat vs Waktu Waktu (menit) Gambar 4.5. Hubungan antara TDS Konsentrat dengan Waktu Proses pada Run 2

14 DHL (μs/cm) TDS (mg/l) 3. Run 3 Grafik TDS Konsentrat vs Waktu Waktu (menit) Gambar 4.6. Hubungan antara TDS Konsentrat dengan Waktu Proses pada Run 3 C. Hubungan DHL Permeat terhadap Waktu Proses 1. Run Grafik DHL Permeat vs Waktu Waktu (menit) Gambar 4.7. Hubungan antara DHL Permeat dengan Waktu Proses pada Run 1

15 DHL (μs/cm) DHL (μs/cm) 2. Run 2 Grafik DHL Permeat vs Waktu Waktu (menit) Gambar 4.8. Hubungan antara DHL Permeat dengan Waktu Proses pada Run 2 3. Run 3 Grafik DHL Permeat vs Waktu Waktu (menit) Gambar 4.9. Hubungan antara DHL Permeat dengan Waktu Proses pada Run 3

16 DHL (μs/cm) DHL (μs/cm) D. Hubungan DHL Konsentrat terhadap Waktu Proses 1. Run 1 Grafik DHL Konsentrat vs Waktu Waktu (menit) Gambar Hubungan antara DHL Konsentrat dengan Waktu Proses pada Run 1 2. Run 2 Grafik DHL Konsentrat vs Waktu Waktu (menit) Gambar Hubungan antara DHL Konsentrat dengan Waktu Proses pada Run 2

17 DHL (μs/cm) 3. Run 3 Grafik DHL Konsentrat vs Waktu Waktu (menit) Gambar Hubungan antara DHL Konsentrat dengan Waktu Proses pada Run 3

18 BAB V PEMBAHASAN & KESIMPULAN Vieirsa Putri H ( ) Pada praktikum kali ini, dilakukan percobaan Reverse Osmosis menggunakan air baku dari kran di Laboratorium Pilot Plant Gedung TKA, Politeknik Negeri Bandung. Reverse Osmosis adalah salah satu metode pengolahan air dengan memisahkan air dari komponenkomponen yang tidak diinginkan seperti ion-ion dan zat terlarut dengan menggunakan membran semi-permeabel sehingga didapatkan air dengan tingkat kemurnian tinggi dengan menggunakan driving force perbedaan tekanan antara influen dan efluen. Kemurnian dalam air dapat diketahui dari nilai DHL dan TDS yang terukur dan nantinya akan dapat menghitung %Reject. Nilai DHL dapat dinyatakan kedalam seberapa banyak garam-garam terlarut yang dapat terionisasi, semakin besar nilai DHL maka semakin banyak kandungan garam-garam terlarutnya. Oleh karena itu, untuk mendapatkan kemurnian air yang tinggi, maka harus diperoleh nilai DHL yang rendah yang dapat menyatakan bahwa di dalam air tersebut sudah tidak ada lagi atau sedikit mengandung garam-garam terlarut. Biasanya sebelum unit Reverse Osmosis terdapat unit filtrasi yang berguna untuk membantu kerja unit Reverse Osmosis agar tidak terlalu berat dikarenakan pengotor yang ukurannya lebih besar akan tersaring oleh unit filtrasi. Hal tersebut dapat memperpanjang waktu pakai membran semi-permeabel pada unit Reverse Osmosis. Reverse Osmosis dilakukan dengan variasi laju alir sebanyak 3 variasi yaitu pada laju alir 6,0 ml/s, 5,2 ml/s dan 5,0 ml/s. Mula-mula, air umpan yang digunakan di-cek terlebih dahulu nilai DHL dan TDSnya, dan diperoleh sebesar 0,334 μs/cm dan 215 mg/l. Kondisi awal TDS diperlukan untuk menghitung % Rejection. Prinsip yang terjadi ialah adanya tekanan hidrostatik yang lebih besar dari tekanan osmosis larutan, sehingga pelarut dapat berpindah dari larutan yang memiliki konsentrasi zat terlarut lebih tinggi ke yang lebih rendah. Influen dipompa oleh pompa diafragma menuju alat Reverse Osmosis dan menunggu kondisi stabil sehingga run bisa dimulai. Permeat yang dihasilkan ditampung di tempat penyimpanan aquadest, sedangkan konsentrat langsung menuju saluran pembuangan. Selanjutnya, pengukuran TDS dan DHL permeat serta konsentrat dilakukan setiap 10 menit selama 40 menit untuk setiap variasi. Pada setiap run diperoleh nilai TDS permeat yaitu 0, hal ini menunjukkan bahwa proses Reverse Osmosis berjalan sempurna, dikarenakan pada permeat yang dihasilkan sudah tidak terdapat lagi kandungan zat terlarutnya, sedangkan untuk DHL permeat pada run 1 yang berniai

19 0 diakibatkan oleh alat ukur konduktometer pertama tidak bisa menjangkau nilai yg lebih kecil, sehingga pada run ke 2 dilakukan penggantian konduktometer. Persen rejection nilai TDS yang diperoleh 100% yang berarti bahwa proses pemisahan dengan metode Reverse Osmosis berjalan dengan sempurna, dan membrane semi-permeabel dapat menahan zat terlarut secara keseluruhan. Dari data yang diperoleh, terjadi hasil yang fluktuatif pada nilai TDS dan DHL terhadap waktu baik itu pada aliran permeat maupun konsentrat pada setiap run. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa kesalahan seperti waktu antar run 1 dengan yang lainnya terlalu cepat sehingga perubahan laju alir yang dilakukan belum terjadi secara sempurna sehingga tekanan yang dihasilkan pun akan berubah-berubah atau tidak stabil, selain itu keadaan peralatan yang digunakan tidak terlalu bersih pada saat pencucian dan pembilasan sehingga dapat mempengaruhi nilai DHL dan TDS yang terukur, alat-alat ukur yang digunakan untuk mengukur nilai TDS dan DHL tidak dilakukan kalibrasi terlebih dahulu sehingga menjadi kurang tepat dalam memberikan hasil pengukuran. Salah satu faktor yang mempengaruhi proses reverse osmosis adalah laju alir yang diberikan. Semakin besar laju alir maka akan dihasilkan fouling dan tekanan yang dihasilkan akan semakin besar, dan semakin banyak ion-ion atau partikel yang tertahan. Selain itu semakin besar laju alir efluen atau semakin kecil laju alir influen maka semakin baik pula proses pemisahannya. Sehinga laju alir berbanding lurus dengan TDS konsentrat dan berbanding terbalik dengan TDS permeat. Wulan Suci R ( ) Reverse osmosis merupakan proses pemisahan zat-zat terlarut yang terdapat dalam suatu larutan dengan menggunakan membran semi-permeabel yang memiliki besar pori tertentu sehingga ion-ion dan zat terlarut lain dalam larutan dapat tertahan dan akan menghasilkan air yang lebih murni dengan TDS dan DHL yang sangat rendah. Driving force yang bekerja adalah perbedaan tekanan antara aliran influen dengan efluen. Pada praktikum reverse osmosis larutan yang digunakan berupa air keran yang ada di gedung Teknik Kimia Atas Politeknik Negeri Bandung. Dilakukan juga variasi laju alir pada aliran umpan yang berpengaruh terhadap besarnya tekanan operasi. Variasi laju alir dilakukan dengan cara mengatur bukaan keran sebagai aliran umpan masuk. Dilakukan pengukuran terhadap 2 parameter pada aliran umpan, aliran konsentrat dan aliran permeat yaitu pengukuran TDS (Total Dissolved Solid) dan DHL (Daya Hantar Listrik). Pengukuran TDS dan DHL ini dilakukan untuk mengetahui konsentrasi

20 padatan terlarut di dalam air dan juga daya hantar listrik yang disebabkan oleh ion - ion yang ada di dalam air. Alat reverse osmosis yang digunakan terdiri dari 5 tabung filter yang berisi media filter yang berbeda beda. Kelima media filter yang biasa digunakan adalah SPUN atau filter sedimen ini berfungsi untuk menyaring partikel debu, lumpur, pasir, karat dan kotoran pada ir yang memperngaruhi rasa, bau, dan warna dari air. Kemudia ada GAC (Granular Activated Carbon) untuk menyaring zat zat kimia yang berbahaya seperti kaporit, karsinogen, detergen. Lalu tabung ketiga ada CTO yang berfungsi untuk menyaring senyawa organik seperti chlorine dan logam berbahaya. Lalu pada tabung ke 4 barulah masuk ke membran reverse osmosis yang merupakan membran semipermeabel yang memiliki ukuran pori < 1 nm. Membran reverse osmosis mampu menyaring polutan berbahaya seperti virus, bakteri, Pb, Hg, Cd, Ar. Lalu yang terakhir adalah Carbon post filter yang berfungsi untuk menangkap zat kimia dan memurnikan air. Sebelum percobaan dilakukan maka perlu di cek terlebih dahulu semua aliran pada alat, pastikan saluran aliran permeat terhubung ke bak penampungan sedangkan aliran konsentrat dibuang ke saluran pembuangan. Percobaan dilakukan pada tekanan sekitar 1-3 bar. Sebelum mengukur DHL dan TDS pada aliran konsentrat dan permeat pastikan terlebih dahulu alirannya berjalan normal. Dan lakukan pengukuran terhadap TDS dan DHL dari aliran umpan, didapatkan nilai TDS sebesar 215 mg/l dan nilai DHL sebesar 0,334 µs/cm. Dilakukan pengecekan agar bisa mengetahui nilai TDS dari umpan, TDS air baku tidak boleh lebih dari ppm karena nilai TDS yang lebih tinggi akan menurunkan kecepatan produksi. Pada percobaan dilakukan 3 kali percobaan dengan memvariasikan laju alir. Laju alir yang digunakan pada saat praktikum yaitu pada laju alir 6 ml/s dengan tekanan 105 MPa, laju alir 5,2 ml/s dengan tekanan 103 MPa, serta laju alir 5 ml/s dengan tekanan 100 MPa. Terdapat 2 aliran keluaran pada reverse osmosis yaitu aliran permeat yaitu aliran merupakan hasil dari proses reverse osmosis, pada aliran permeat hanya terkandung air saja yang sudah terbebas dari kation yang selanjutnya dipakai sebagai air demineralisasi. Sedangkan aliran konsentrat adalah aliran buangan yang mengandung kation kation dan padatan terlarut dari hasil proses reverse osmosis. Untuk variasi laju alir yang pertama yaitu 6 ml/s dengan tekanan 105 MPa didapatkan nilai TDS pada permeat sebesar 0 mg/l yang berarti tidak ada kandungan padatan terlarut di dalam air, begitu pun untuk DHL sebesar 0 µs/cm. Sedangkan pada aliran konsentrat didapatkan nilai TDS yang fluktuatif namun tidak bergitu besar, nilai TDS pada konsentrat hampir sama yaitu berkisar antara mg/l, sedangkan untuk DHL memiliki nilai yang hampir sama juga pada setiap 10 menit pengukuran. Variasi laju alir yang kedua yaitu 5,2 ml/s dengan tekanan 103 MPa memiliki nilai TDS yang menunjukan 0 pada permeat dan nilai DHL

21 yang sangat kecil yaitu sekitar µs/cm. Nilai ini sangat kecil dibandingkan nilai TDS pada aliran konsentrat yaitu sekitar mg/l dan nilai DHL pada 0,4 0,44 ms/cm. Pada laju alir variasi ke 3 dengan laju alir 5 ml/s dan tekanan 100 MPa didapatkan nilai DHL pada aliran permeat sekitar µs/cm sementara nilai TDS adalah 0. Nilai TDS pada aliran mg/l dan nilai DHL adalah Nilai TDS dan DHL pada aliran permeat lebih kecil dibandingkan dengan nilai TDS dan DHL pada aliran umpan dan aliran konsentrat. Hal tersebut menunjukkan bahwa ion-ion telah tersaring oleh membran reverse osmosis. Pada perthitungan % rejection didapatkan hasilnya adalah 100% yang menandakan kinerja alat reverse osmosis yang ada di laboratorium bisa dikatakan sangat baik karena menghasilkan air aquademin dengan konsentrasi TDS dan DHL rendah. Pengaruh laju alir terhadap nilai TDS dan DHL adalah semakin besar laju alir umpan maka nilai TDS dan DHL pada aliran konsentrat akan semakin besar. Sedangkan pada aliran permeat nilai TDS dan DHL akan semakin kecil. Zaki Maulana Ahmad Mudzakkir Reverse osmosis (RO) adalah perpindahan massa larutan melalui pori filter/membrane dengan memakai driving force adalah perbedaan tekanan sehingga akan dihasilkan air yang tidak mengandung ion (kation) dengan kadar zat terlarut total (Total Dissolved Solids//TDS) atau daya hantar listrik (DHL) relative sangat rendah. Air yang digunakan adalah air kran yang memiliki nilai TDS sebesar 215 mg/l, dengan nilai TDS tersebut air kran yang digunakan termasuk air yang memiliki nilai TDS yang tidak terlalu tinggi. Pada praktikum ini variable proses yang dimanipulasi adalah laju alir dari umpan. Untuk mengetahui pengaruh laju alir umpan terhadap air yang di hasilkan di aliran permeat dan konsentrat, maka dilakukan 3 variasi laju alir. Pada laju alir pertama yaitu 6 ml/s dengan tekanan operasi yang terbaca sebesar 105 MPa. Dari data pengamatan dapat dilihat bahwa pada aliran permeat nilai TDS nya bernilai 0 dan daya hantar listrik yang terbaca pun nilainya 0. Pada aliran konsentrat nilai TDS yang terbaca nilainya fluktuatif yaitu antara 298 mg/l 302 mg/l dan lebih besar dibandingkan dengan nilai TDS pada aliran umpan yang hanya 215 mg/l. Hal ini disebabkan karena pada aliran konsentrat sisa-sisa ion (kation) dari umpan yang tertahan oleh filter akan terjadi akumulasi sehingga menyebabkan kenaikan konsentrasi TDS pada aliran konsentrat. Untuk nilai DHL pada aliran konsentrat nilainya pun fluktuatif dalam rentang Pada laju alir kedua yaitu 5,2 ml/s dengan tekanan operasi yang terbaca adalah 103 MPa, dari data pengamatan dapat dilihat bahwa untuk aliran permeat nilai TDS nya 0. Pada percobaan ke 2 ini pengujian sampel dilakukan dengan menggunakan alat koduktometer yang

22 berbeda dari percobaan 1, hal ini disebabkan karena alat konduktometer yang digunakan pada saat percobaan 1 hanya mampu mengukur DHL dalam rentang nilai yang besar, sehingga nilai yang terlalu kecil seperti μs/cm tidak bisa terbaca. Didapatkan nilai DHL pada percobaan ke 2 ini yaitu dalam rentang 20,2 μs/cm 36,8 μs/cm. Pada aliran konsentrat nilai TDS yang didapatkan mengalami kenaikan pada menit ke 10 dan mengalami penurunan nilai TDS sampai akhir run, sedangkan untuk nilai DHL nya mengalami penurunan setiap waktunya, hal ini bisa dilihat dari grafik hubungan antara DHL terhadap waktu. Nilai DHL pada aliran konsentrat lebih besar dibandingkan dengan nilai DHL pada aliran permeat. Hal ini diebabkan karena kandungan ion pada aliran konsentrat lebih banyak dibandingkan dengan di aliran permeat sehingga nilai DHL nya lebih besar dan hal ini pun menunjukkan bahwa alat Reverse Osmosis ini mampu menyaring ion (kation) dengan baik. Pada laju alir ketiga yaitu 5 ml/s dengan tekanan operasi yang terbaca adalah 100 MPa. Pada aliran permeat nilai TDS nya selalu 0 dan nilai DHL yang didapatkan lebih kecil dibandingkan dengan run kedua yaitu dalam rentang 22,4-36,0 μs/cm. Pada aliran konsentrat nilai TDS nya mengalami penurunan pada meit ke 10 dan terjadi kenaikan nlai TDS sampai akhir run, hal ini dapat dilihat dari grafik. Sedangkan nilai DHL nya fluktuatif, namun masih dalam range yang tidak terlalu jauh. Dari percobaan ini dapat dilihat bahwa semakin besar laju alir umpan maka tekanan operasinya akan semakin besar. Perbedaan tekanan operasi ini akan mempengaruhi nilai TDS dan DHL. Pada aliran permeat nilai TDS dan DHL nya lebih kecil dibandingkan dengan aliran konsentrat, hal ini menunjukkan bahwa ion-ion telah tersaring oleh membran/filter sehingga kandungan ion-ion di aliran permeat menjadi lebih sedikit dibandingkan dengan di aliran konsentrat. Pengaruh laju alir umpan terhadap nilai TDS dan DHL pada praktikum ini adalah semakin besar laju alir umpan yang diberikan maka pada aliran konsentrat nilai DHL dan TDS nya akan semakin besar, sedangkan pada aliran permeat semakin besar laju alir umpan nilai DHL nya akan semakin kecil dan nilai TDS nya tetap yaitu 0. %Reject yang merupakan hubungan antara kadar zat terlarut di aliran influen dan aliran permeat, dari percobaan ini diperoleh sebesar 100% dikarenakan TDS permeat yang seluruhnya 0 mg/l.

23 Zaviera Meika Chandra ( ) Teknologi membran Reverse Osmosis dapat digunakan untuk memisahkan padatan yang terlarut di dalam air baik berupa ion, senyawa, koloid dengan menggunakan tekanan sebagai driving force, sehingga cairan dapat melewati membran semipermeabel ke cairan dengan konsentrasi (TDS) rendah. Praktikum kali ini dilakukan menggunakan seperangkat alat Reverse Osmosis yang terdapat di Laboratorium Teknik Kimia, Politeknik Negeri Bandung. Tekanan Operasi tidak dapat diset dan beroperasi pada rentang MPa. Air yang digunakan praktikan kali ini adalah air baku, yang berasal dari keran yang tidak dilakukan treatment awal. Nilai Daya hantar listrik (DHL) dan Total Dissolve Solid (TDS) diukur menggunakan konduktometer sebagai parameter dari air pada aliran infuent dan efluent. Aliran influent merupakan air baku, sedangkan aliran efluent berupa aliran permeat dan aliran konsetrat. Pengukuran tersebut dilakukan setiap 10 menit untuk mengetahui hubungan nilai DHL dan TDS pada kedua aliran terhadap waktu. Didapatkan nilai DHL dan TDS dari air baku sebesar 0,334 µs/cm dan 215 mg/l. Variasi pada laju alir dilakukan untuk mengetahui pengaruh laju alir terhadap kualitas produk keluaran yaitu DHL dan TDS di aliran permeat dan konsentrat. Diperoleh hasil praktikum sebahai berikut. A. Pengaruh Laju Alir/ Debit terhadap Nilai DHL dan TDS di Aliran Permeat dan Konsentrat Debit air masuk berbanding lurus dengan konsentrasi zat terlarut pada aliran masuk. Bila konsentrasi ditetapkan maka debit aliran konsenstrat lebih besar dibandingkan debit air hasil permeat, hal ini disebabkan oleh banyaknya padatan tersuspensi yang menempel pada permukaan membran, (Metcalf and Eddy, 2004 dalam Yusuf, dkk, 2009). Laju alir lebih berhubungan dengan fouling atau penumpukan padatan yang terakumulasi pada membran ketika kondisi operasi dibuat konstan. Variasi laju alir yang dilakukan adalah 6 ml/s, 5,2 ml/s, dan 5 ml/s. Diketahui dengan melakukan pengukuran debit dari aliran permeat dan konsentrat, dikarenakan saluran selang aliran influent sulit dibuka untuk diukur laju alirnya. Dari variasi tersebut didapatkan hasil pengukuran DHL dan TDS terhadap waktu hanya dapat ditunjukan dengan Grafik TDS Konsenstrat terhadap Waktu berikut ini.

24 DHL (μs/cm) TDS (mg/l) Grafik TDS Konsentrat vs Waktu Waktu (menit) 5,2 ml/s 6 ml/s2 50 ml/s Gambar 4.1 Grafik TDS Konsentrat terhadap waktu Semakin tinggi TDS pada aliran konsenstrat maka produk semakin baik, karena semakin banyak TDS yang terbuang. Dari grafik tersebut, TDS lebih banyak terijeksi ketika laju alir umpan sebesar 6 ml/s. Sedangkan semakin kecil laju alir, TDS cenderung semakin kecil. Artinya, semakin besar laju alir maka semakin banyak padatan yang tertahan dan terbawa aliran konsenstrat. Sedangkan untuk TDS pada aliran permeat, didapatkan nilai 0mg/L setiap waktu pada ketiga variasi laju alir. B. Pengaruh Waktu terhadap Nilai DHL dan TDS di Aliran Permeat dan Konsentrat Nilai TDS dan DHL diukur setiap 10 menit pada setiap run, sehingga dapat diketahui pengaruh waktu atau durasi sebagai berikut. Grafik DHL Konsentrat vs Waktu Waktu (menit) 6 ml/s 5,2 ml/s 5 ml/s

25 Gambar 4.2 Grafik DHL Konsentrat terhadap waktu Semakin banyak garam-garam terlarut yang dapat terionisasi, semakin tinggi pula nilai DHL. Dari Grafik 4.1 dan Grafik 4.2 tersebut diperoleh bahwa Nilai DHL aliran konsenstrat cenderung mengikuti nilai dari TDS aliran konsentrat. Durasi/ waktu operasi berhubungan dengan kinerja dari membran, pada saat-saat tertentu tentu terjadi akumulasi padatan pada membran, sehingga tidak hanya membran yang berfungsi sebagai filter, tetapi juga padatan yang menempel tersebut berfungsi menyaring padatan. Sehingga produk semakin baik atau banyak padatan yang terbawa ke aliran konsenstrat. Dari grafik tersebut didapatkan produk aliran konsenstrat dengan padatan terbanyak dari seluruh variasi laju alir adalah pada d urasi 20 menit. Fluktuasi nilai DHL dan TDS dapat disebabkan oleh laju alir umpan yang tidak konstan. Sebab laju alir sebanding dengan konsenstrasi padatan terlarut pada umpan. Maka, lebih baik jika air umpan ditampung terlebih dahulu sebelum masuk ke alat filtrasi menggunakan membran RO. C. Rijeksi (%Riject) Persen reject Nilai TDS yang diperoleh 100% mengindikasikan bahwa proses pemisahan dengan reverse osmosis berjalan dengan baik dan menahan partikel terlarut secara keseluruhan. KESIMPULAN 1. Laju alir umpan berpengaruh terhadap tekanan operasi yang terbaca. 2. Semakin besar laju alir umpan yang diberikan maka pada aliran konsentrat nilai DHL dan TDS nya akan semakin besar, sedangkan pada aliran permeat semakin besar laju alir umpan nilai DHL nya akan semakin kecil dan nilai TDS nya tetap yaitu Aliran permeat dengan jumlah padatan terkecil dari seluruh variasi laju alir adalah pada durasi 20 menit. 4. Aliran konsenstrat dengan padatan terbanyak dari seluruh variasi laju alir adalah pada durasi 20 menit. 5. %Reject yang didapatkan adalah 1

26 DAFTAR PUSTAKA Adha, M.H. dan Pinem, J. A Kinerja Membran Reverse Osmosis Terhadap Rejeksi Kandungan Garam Air Payau Sintetis: Pengaruh Variasi Tekanan Umpan Laboratorium Pemisahan dan Pemurnian. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Riau. Arfiantinosa, Nassa., dan Dwirianti, Dewi Pengaruh Trans Membrane Pressure dan Permeabilitas Pada Rejeksi Membran Ultrafiltrasi: Skripsi. Jurusan Teknik Lingkungan. Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya. Buku Manual Reverse Osmosis: Desalite. download/buku-manual-reverseosmosis.pdf. [Diunduh pada 8 September 2017]. Irman, Joy Peraturan Menteri Kesehatan tahun-2010-tentang-persyaratan-kualitas-air-minum. [Diunduh pada 8 Sepetmeber 2017]. Maulana, A.M dan Widodo, A.S Pengolahan Air Produk Reverse Osmosis Sebagai Umpan Boiler Dengan Menggunakan Ion exchange: Makalah Penelitian. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Mukhtar, Ghozali Revese Osmosis : Jobsheet Praktikum Pengolahan Limbah Industri. Politeknik Negeri Bandung. Wenten, I G, Khoiruddin, dan Hakim, A Osmosis Balik. Institut Teknologi Bandung. Widayat, Wahyu dan Yudo, Satmoko Pengolahan Air Payau Menggunakan Teknologi Osmosa Balik: Jurnal Teknik Lingkungan. Kalimantan Timur.

27 LAMPIRAN 1. Perhitungan % Rejection R Cm = Cm Cp Cm Keterangan : Cp = konsentrasi zat terlarut di dalam aliran influen = konsentrasi zat terlarut di aliran permeat a. Run 1 Menit ke-0 = x 100% = 100% Menit ke-10 = x 100% = 100% Menit ke-20 = x 100% = = 100% Menit ke-30 = x 100% = 100% Menit ke x 100% = 100%

28 b. Run 2 Menit ke-0 = x 100% = 100% Menit ke-10 = x 100% = 100% Menit ke-20 = x 100% = 100% Menit ke-30 = x 100% = 100% Menit ke-40 = x 100% = 100% c. Run 3 Menit ke-0 = x 100% = 100% Menit ke-10 = x 100% = 100% Menit ke-20 = x 100% = 100%

29 Menit ke-30 = x 100% = 100% Menit ke-40 = x 100% = 100%

30