Analisa Pengaruh Kandungan Suspended Solid (SS) Air Baku Terhadap Kinerja Membran Mikrofiltrasi

dokumen-dokumen yang mirip
Studi Pengaruh Penambahan Karbon Aktif Pada Optimasi Penurunan Warna Dan Kandungan Organik Pada Air Gambut Menggunakan Membran Ultrafiltasi

PROC. ITB Sains & Tek. Vol. 36 A, No. 1, 2004,

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

Abstrak. 1. Pendahuluan

Judul Tugas Akhir Pengolahan Limbah Laundry menggunakan Membran Nanofiltrasi Zeolit Aliran Cross Flow untuk Filtrasi Kekeruhan dan Fosfat

PENURUNAN WARNA REAKTIF DENGAN PENGOLAHAN KOMBINASI KOAGULAN PAC (POLY ALUMINIUM CHLORIDE) DAN MEMBRAN MIKROFILTRASI

PEMISAHAN DENGAN MEMBRAN (MEM)

STUDI AWAL REVERSE OSMOSIS TEKANAN RENDAH UNTUK AIR PAYAU DENGAN KADAR SALINITAS DAN SUSPENDED SOLID RENDAH

BAB 1 PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

Kinerja Membran Reverse Osmosis Terhadap Rejeksi Kandungan Garam Air Payau Sintetis: Pengaruh Variasi Tekanan Umpan

REVERSE OSMOSIS (OSMOSIS BALIK)

Efektivitas Membran Hibrid Nilon6,6-Kaolin Pada Penyaringan Zat Warna Batik Procion

JAWABAN 1. REVERSE OSMOSIS (RO)

PRALAKUAN KOAGULASI DALAM PROSES PENGOLAHAN AIR DENGAN MEMBRAN: PENGARUH WAKTU PENGADUKAN PELAN KOAGULAN ALUMINIUM SULFAT TERHADAP KINERJA MEMBRAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

jatuh ke gelas ukur. Hal ini yang membuat hasil pengukuran kurang akurat. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

PENGOLAHAN AIR SALURAN PEMATUSAN TERUSAN KEBON AGUNG SEBAGAI AIR BERSIH DENGAN TEKNOLOGI MEMBRAN ULTRAFILTRASI

LAPORAN AKHIR MEMBRAN POLYSULFONES ASIMETRIK UNTUK PENGOLAHAN AIR SUMUR KERUH SECARA ULTRAFILTRASI

4 Hasil dan Pembahasan

PENGOLAHAN AIR SUMUR KERUH MENGGUNAKAN MEMBRAN KOMPOSIT BERBASIS KITOSAN-PVA SECARA ULTRAFILTRASI

Pemisahan Emulsi Minyak Dalam Air dengan Membran Berslot Mode Operasi Dead End

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR DENGAN KANDUNGAN AMONIAK TINGGI SECARA BIOLOGI MENGGUNAKAN MEMBRANE BIOREACTOR (MBR)

DEGUMMING CPO (CRUDE PALM OIL) MENGGUNAKAN MEMBRAN ULTRAFILTRASI

Kinetika Fouling Membran Ultrafiltrasi (UF) Pada Pengolahan Air Berwarna: Pengaruh Interval dan Lamanya Pencucian Balik (Backwashing) Membran

I 0.00% E % % % BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

KINERJA MEMBRAN KERAMIK BERBASIS TANAH LIAT, ZEOLIT DAN SERBUK BESI DALAM PENURUNAN KADAR FENOL

Dasar-Dasar Teknik Kimia ISSN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PENGARUH KOMBINASI PROSES PRETREATMENT (KOAGULASI-FLOKULASI) DAN MEMBRAN REVERSE OSMOSIS UNTUK PENGOLAHAN AIR PAYAU

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB 4 HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

BAB 1 PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

Variasi Konsentrasi Larutan Dan ph Larutan Sodium Dodesil Sulfat Terhadap Proses Pemisahan Pada Membran Selulosa Asetat

1 Pendahuluan ABSTRACT

Seminar Nasional Sains dan Teknologi Lingkungan II e-issn Padang, 19 Oktober 2016

Pengolahan Limbah Cair Emulsi Minyak dengan Proses Membran Ultrafiltrasi Dua-tahap Aliran Cross-flow

LAPORAN AKHIR. Laporan Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat. Menyelesaikan pendidikan Diploma III. Pada Jurusan Teknik Kimia.

Bab IV Hasil Dan Pembahasan

Pengolahan Limbah Cair Industri secara Aerobic dan Anoxic dengan Membrane Bioreaktor (MBR)

PENINGKATAN KUALITAS AIR BAKU PDAM DENGAN MEMODIFIKASI UNIT BAK PRASEDIMENTASI (STUDI KASUS: AIR BAKU PDAM NGAGEL I)

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

PROSES PEMISAHAN ION NATRIUM (Na) DAN MAGNESIUM (Mg) DALAM BITTERN (BUANGAN) INDUSTRI GARAM DENGAN MEMBRAN ELEKTRODIALISIS

DIAGRAM ALIR 4. Teknik Lingkungan. Program Studi. Nama Mata Kuliah. Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum. Jumlah SKS 3

4 Hasil dan Pembahasan

IV. METODOLOGI PENELITIAN

PENGAMBILAN MINERAL ELEKTROLIT DARI LIMBAH GARAM (BITTERN) UNTUK SUPLEMEN MINERAL IONIC PADA AIR MINUM

IRWNS Kinerja Alat Pengolahan Air Minum Portable

BAB 1 PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

PEMANFAATAN BIJI KELOR (MORINGA OLEIFERA) SEBAGAI KOAGULAN PADA PENGOLAHAN AIR PAYAU MENJADI AIR MINUM MENGGUNAKAN PROSES KOAGULASI ULTRAFILTRASI

UJI KINERJA MEDIA BATU PADA BAK PRASEDIMENTASI

Uji Kinerja Media Batu Pada Bak Prasedimentasi

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang

Universitas Gadjah Mada

Pengaruh Variasi Komposisi Pelarut Terhadap Kinerja dan Sifat Fisikokimia Membran Selulosa Asetat ABSTRACT

RANCANG BANGUN ALAT PEMURNI AIR PAYAU SEDERHANA DENGAN MEMBRAN REVERSE OSMOSIS UNTUK MEMENUHI KEBUTUHAN AIR MINUM MASYARAKAT MISKIN DAERAH PESISIR

PROC. ITB Sains & Tek. Vol. 36 A, No. 2, 2004,

Judul MEMBRAN KRISTALISATOR UNTUK PENGOLAHAN AIR LAUT. Kelompok B Pembimbing

4 Hasil dan pembahasan

Pengolahan Limbah Cair Tahu Menggunakan Membran Nanofiltrasi Silika Aliran Cross Flow Untuk Menurunkan Kadar Nitrat dan Amonium

KAJIAN PENGGUNAAN BIJI KELOR SEBAGAI KOAGULAN PADA PROSES PENURUNAN KANDUNGAN ORGANIK (KMnO 4 ) LIMBAH INDUSTRI TEMPE DALAM REAKTOR BATCH

LAPORAN AKHIR PENGOLAHAN AIR PAYAU MENGGUNAKAN MEMBRAN REVERSE OSMOSIS UNTUK MENGHASILKAN AIR TAWAR

Nurandani Hardyanti *), Sudarno *), Fikroh Amali *) Keywords : ammonia, THMs, biofilter, bioreactor, honey tube, ultrafiltration, hollow fiber

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB III RANCANGAN PENELITIAN

PENURUNAN KANDUNGAN ZAT WARNA PADA LIMBAH SONGKET MENGGUNAKAN MEMBRAN KOMPOSIT BERBASIS KITOSAN-PVA SECARA ULTRAFILTRASI

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

SINTESIS DAN UJI KEMAMPUAN MEMBRAN MIKROFILTRASI SELULOSA ASETAT DARI NATA DE COCO UNTUK PENYISIHAN KEKERUHAN PADA AIR ARTIFISIAL

BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat Bahan

PENGARUH WAKTU TINGGAL CAIRAN TERHADAP PENURUNAN KEKERUHAN DALAM AIR PADA REAKTOR ELEKTROKOAGULASI. Satriananda 1 ABSTRAK

PENGARUH ph AIR GAMBUT TERHADAP FOULING MEMBRAN ULTRAFILTRASI

4 Hasil dan Pembahasan

PEMANFAATAN BIJI ASAM JAWA (TAMARINDUS INDICA) SEBAGAI KOAGULAN ALTERNATIF DALAM PROSES PENGOLAHAN AIR SUNGAI

PENINGKATAN KUALITAS AIR MINUM MENGGUNAKAN MEMBRAN REVERSE OSMOSIS (RO)

Peningkatan Kualitas Air Tanah Gambut dengan Menggunakan Metode Elektrokoagulasi Rasidah a, Boni P. Lapanporo* a, Nurhasanah a

Jurnal Teknologi Kimia Unimal 5 : 2 (November 2016) 1-7.

KARAKTERISASI MEMBRAN FILTRASI DARI KHITOSAN DENGAN BERBAGAI JENIS PELARUT ABSTRACT

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

[Type text] BAB I PENDAHULUAN

KAJIAN EFEKTIVITAS MEMBRAN SELULOSA ASETAT PADA PROSES FILTRASI BERTAHAP UNTUK DESALINASI AIR LAUT

RACE-Vol.4, No.1, Maret 2010 ISSN PENGARUH PASANGAN ELEKTRODA TERHADAP PROSES ELEKTROKOAGULASI PADA PENGOLAHAN AIR BUANGAN INDUSTRI TEKSTIL

STUDI AWAL REVERSE OSMOSIS TEKANAN RENDAH UNTUK AIR PAYAU DENGAN KADAR SALINITAS DAN SUSPENDED SOLID RENDAH

KEMAMPUAN MEMBRAN HIBRID NILON 6,6-KAOLIN UNTUK MENGURANGI INTENSITAS WARNA AIR GAMBUT

LAPORAN AKHIR PENGOLAHAN LIMBAH CAIR KAIN JUMPUTAN DENGAN MENGGUNAKAN MEMBRAN KOMPOSIT KITOSAN-PVA

BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Uji Pengendapan dengan Variasi Konsentrasi Koagulan dan Variasi Konsentrasi Flokulan

PENGOLAHAN AIR SUNGAI MENGGUNAKAN TEKNOLOGI MEMBRAN : PENGARUH MEMBRAN SELULOSA ASETAT TERHADAP KUALITAS AIR OLAHAN SUNGAI SIAK

BAB I PENDAHULUAN. limbah organik dengan proses anaerobic digestion. Proses anaerobic digestion

Efektifitas Al 2 (SO 4 ) 3 dan FeCl 3 Dalam Pengolahan Air Menggunakan Gravel Bed Flocculator Ditinjau Dari Parameter Warna dan Zat Organik

BAB I PENDAHULUAN. bahan-bahan yang ada dialam. Guna memenuhi berbagai macam kebutuhan

BAGIAN IV: PEMILIHAN PROSES PENGOLAHAN

PENGGUNAAN KITOSAN UNTUK MENINGKATKAN PERMEABILITAS (FLUKS) DAN PERMSELEKTIVITAS (KOEFISIEN REJEKSI) MEMBRAN SELULOSA ASETAT

BAB III. Aliran Sirkulasi Permeat. Membran Ultrafiltrasi Selulosa Asetat. Pompa Penampung Permeat

SIDANG SEMINAR TUGAS AKHIR

SINTESIS MEMBRAN SELULOSA ASETAT UNTUK DESALINASI AIR PAYAU

PROSES PEMISAHAN ION K (KALIUM) DAN Ca(CALSIUM) DALAM BITTERN DENGAN MEMBRAN ELEKTRODIALISIS

Pengolahan Limbah Cair Laundry Menggunakan Membran Selulosa Diasetat Berbasis Selulosa Pulp Kayu Sengon (Paraserianthes falcataria)

SAT. Pembuatan Zat Warna Alami dari Kunyit dengan Membran Ultrafiltrasi. Syarfi. 1. Pendahuluan. Jurnal Teknobiologi, IV(1) 2013: 29 33

Transkripsi:

Volume 4 No. 1, Juli 23 (27 33) Analisa Pengaruh Kandungan Suspended Solid (SS) Air Baku Terhadap Kinerja Membran Mikrofiltrasi Rony Riduan 1 Abstract - Membrane for the production of potable water are becoming an increasingly viable alternative to conventional treatment trains. Membranes can produce water at a quality better than supplied by current traditional process. Microfiltration membranes can effectively remove turbidity, particles and suspended solids from raw water. Fouling by organics and turbidity on membranes can severely limit their potential usage with surface water resources. Fouling results in a flux decline, increased operating pressure and cleaning frequency. The purpose of this study is to assess the membrane performance based on flux and rejection capacity. Suspended Solid concentration clearly effects the flux decline but not significantly effects rejection capacity. Other parameters like operating pressure and acidity effect the optimum condition of membrane operation. Keywords - microfltration membrane, suspended solid, flux, rejection PENDAHULUAN Latar Belakang Kriteria penilaian untuk mutu air didasarkan pada uji fisika, kimia, pencemaran logam, dan bakteri. Air yang baik untuk diminum juga tidak boleh mengandung lebih dari 3 ppm bahan terlarut, sehingga bahan padatan terlarut seperti silika hidrat, alumina besi, natrium, kalsium, dan sulfat perlu diperhatikan kadarnya. Teknologi yang sering diaplikasikan untuk mengatasi permasalahan di atas adalah dengan menggunakan proses koagulasi. Namun proses ini memiliki kelemahan yaitu harus dipenuhinya kadar alkalinitas yang mencukupi untuk menetralisir asam yang terjadi pada proses tersebut. Khusus untuk kondisi air yang memiliki kesadahan rendah, penambahan kapur dapat digunakan untuk pengaturan ph pada proses tersebut, namun juga dapat menyebabkan pelepasan mangan dari koagulan sehingga dapat menyebabkan warna kemerahan pada air. (Shorney, 1996 dan Bell et al., 1996).Suatu langkah dalam pengolahan air minum yang tepat telah diperkenalkan melalui teknologi membran, khususnya jenis mikrofiltrasi. Mikrofiltrasi merupakan proses pemisahan dengan menggunakan membran yang bersifat semi permeable sehingga terjadi pemindahan materi secara selektif akibat gaya dorong seperti tekanan. Penggunaan membran dalam proses pemisahan memiliki beberapa keunggulan yaitu dapat memisahkan spesi kimia secara spesifik, beroperasi pada suhu rendah, proses yang tidak destruktif, hemat energi dan tidak mencemari lingkungan (Jacangelo et al., 1989 dan Shorney et al., 1996). Teknologi ini juga dinyatakan mampu menyaring dan mereduksi berbagai zat terlarut dengan berat molekul tertentu, mikroba, dan aneka koloid dengan dipengaruhi oleh keasaman air dan tekanan operasi (Anselme et al., 1993). Namun teknologi ini juga memiliki suatu permasalahan yaitu fenomena fouling atau penyumbatan pori membran akibat kandungan padatan terlarut sehingga dapat memperpendek umur membran. Penyumbatan pada membran merupakan kelemahan dari penggunaan proses membran sehingga periode operasi yang panjang akan menurunkan kinerja membran yang tergambar pada penurunan flux dari membran. (Taylor et.al, 1987) 1 Staff pengajar Fakultas Teknik Unlam Banjarmasin 27

28 INFO TEKNIK, Volume 4 No. 1, Juli 23 Berdasarkan hal diatas maka dalam penelitian ini akan diterapkan aplikasi membran mikrofiltrasi sebagai media penyaring untuk menyisihkan kandungan zat terlarut yang dinyatakan dengan tingkat kekeruhan. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang penelitian maka dapat disusun suatu rumusan masalah yaitu sejauh mana proses mikrofiltrasi dapat mereduksi zat terlarut dari air baku yang diolah berdasarkan parameter kekeruhan, dan pengaruh dari parameter keasaman air baku, kandungan padatan terlarut dan tekanan operasi terhadap efesiensi proses mikrofiltrasi yang diukur dengan parameter flux dan rejeksi membran. Ruang Lingkup Penelitian Penelitian ini membatasi cakupan penelitian dalam batasan sebagai berikut: 1. Percobaan dilakukan dalam skala laboratorium dengan menerapkan teknologi membran mikrofiltrasi dan mereduksi variabel-variabel diluar variabel uji yang dapat mempengaruhi proses penyaringan. 2. Material membran yang digunakan adalah Selulosa Asetat dengan asumsi bahwa bahan ini mudah didapatkan dan memiliki sifat hidrofilik yang cukup baik pengaruhnya dalam proses penyaringan kontaminan di air. 3. Paremeter utama yang diukur adalah tingkat kekeruhan dengan satuan NTU, dengan variabel terukur yaitu keasaman (ph), tekanan operasi, dan kandungan suspended solid (SS). Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kinerja proses penyisihan kandungan kekeruhan melalui membran mikrofiltrasi dengan parameter flux dan rejeksi, kemudian juga mengetahui pengaruh parameter tekanan operasi, ph, dan konsentrasi awal padatan terlarut dari air baku terhadap kemampuan penyisihan membran mikrofiltrasi. Kajian Teoritis Membran adalah penghalang selektif yang terdapat diantara dua fasa, yaitu fasa yang dipisahkan (feed) dan fasa hasil pemisahan (Aptel and Buckley, 1996). Membran ini bersifat semipermeabel artinya permeabel terhadap suatu spesi tertentu dan impermeabel terhadap spesi lainnya (Rautenbach dan Albrecht, 1981). Proses pemisahan membran terjadi karena adanya perbedaan sifat kimia antara membran dengan komponen yang akan dipisahkan serta adanya gaya dorong (driving force) yang berupa gradien konsentrasi ( C), gradien tekanan ( P), dan gradien potensial. Membran yang digunakan dalam penelitian ini adalah membran selulosa asetat. Selulosa asetat adalah turunan dari polimer alam selulosa. Selulosa asetat dapat didegradasi oleh mikroorganisme. Material ini memiliki sifat hidrofilik namun tidak dapat larut dalam air dikarenakan adanya ikatan hidrogen antar gugus hidroksil yang dimilikinya. Kelebihan dari bahan ini adalah kemampuannya dalam merejeksi garam dengan tetap memberikan flux tinggi. Karakteristik lain adalah rentang penerimaan ph berkisar antara 2 sampai 11, sangat dipengaruhi oleh proses kompaksi, dan sangat biodegradable sehingga sangat menyulitkan dalam proses penyimpanan untuk waktu yang relatif lama (Cheryan, 1986) Parameter utama yang penting dalam proses pemisahan menggunakan membran adalah sebagai berikut (Mulder, 1996): a. Permeabilitas Merupakan ukuran kecepatan dari suatu spesi menembus membran. Permeabilitas ini sangat dipengaruhi oleh jumlah pori, ukuran pori, dan tekanan yang dioperasikan serta ketebalan membran. Dalam pengukuran, permeabilitas dinyatakan dalam fluks yaitu jumlah volume permeat yang melewati satu satuan luas membran dalam waktu tertentu. Secara matematis fluks dirumuskan sebagai berikut : V J A.t...(1) dimana : J = fluks (L/m 2.jam) V = Volume permeat (liter) A= Luas permukaan membran (m 2 ) t = Waktu (jam) b. Selektivitas Merupakan ukuran kemampuan suatu membran menahan suatu spesi atau melewatkan spesi tertentu, tergantung pada interaksi interface membran dengan spesi serta ukuran spesi dan ukuran pori membran. Parameter yang digunakan yaitu koefisien rejeksi yaitu fraksi konsentrasi zat terlarut yang tidak menembus membran, dan dirumuskan sebagai berikut : Cp R 1 Cf...(2) dimana : R = koefisien rejeksi Cp = konsentrasi zat terlarut permeat Cf = konsentrasi zat terlarut feed c. Konsentrasi polarisasi Pada proses pemisahan terjadi fenomena dimana pada saat permeat melewati membran umumnya zat terlarut tidak semuanya lewat ke sisi permeat tapi akan tertahan pada permukaan membran. Zat

Rony Riduan, Analisa Kandungan Suspended Solid 29 terlarut ini terakumulasi pada permukaan mebran dan kembali ke aliran umpan dengan difusi balik. Konsentrasi zat terlarut pada permukaan membran ini jauh lebih besar dari konsentrasi zat pelarut pada permeat atau pada umpan. Fenomena ini dikenal dengan istilah polarisasi. Konsentrasi zat terlarut pada permukaan membran tersebut tergantung pada kinerja fluks rejeksi membran, koefisien dan difusi zat terlarut. Beberapa cara mengurangi polarisasi adalah dengan memodifikasi permukaan menjadi lebih hidrofilik, meningkatkan kecepatan aliran umpan (untuk cross-flow), dan membentuk aliran berputar, desain modul, dan lain-lain. d. Fouling Merupakan deposisi partikel pada permukaan membran (Gambar 1). Fouling ada yang bersifat reversibel dan irreversibel. Partikel yang terdeposisi pada membran antara lain adalah koloid, makromelekul, garam dan mikroorganisme. Deposisi ini menyebabkan penurunan fluks yang merupakan fungsi dari waktu, dan akan memperbesar resistensi total membran, yaitu resistensi yang disebabkan membran dan resistensi oleh lapisan gel karena deposisi. Pore Plugging Gambar 1. Jenis fouling pada membran Parameter flux apabila dihubungkan dengan fouling yang terjadi pada membran dapat dijelaskan pada rumus berikut ini (Wiesner dan Aptel., 1996): P Jv ( Rm Rc Rf ) Pore Closure...(3) dimana : Jv = fluks permeate P = tekanan pada membran Rm = resistensi membran Rc = resistensi cake Rf = resistensi fouling = viskositas Cake Formation Beberapa cara mengurangi fouling adalah dengan melakukan pretreatment pada umpan, pencucian membran, dan modifikasi permukaan membran. Dalam penelitian ini digunakan sistem aliran deadend sebagaimana pada Gambar 2, merupakan sistem yang paling sederhana. Pada sistem ini larutan umpan yang melalui membran ditekan dengan tekanan tertentu sehingga zat terlarut yang berada dalam larutan umpan akan semakin meningkat kuantitasnya, sedangkan kuantitas zat terlarut pada permeat akan menurun. Feed Permeate Gambar 2 Skema aliran sistem dead-end Dalam sistem aliran dead-end, fluks yang dihasilkan relatif rendah dan harus sering dilakukan pencucian atau penggantian terhadap modul membran. Namun keuntungan dari pencucian atau penggantian yang lebih sering adalah berkurangnya pengaruh pembentukan boundary layer dan terjadinya fouling yang irreversibel. Kinerja membran yang terukur dari fluks dan rejeksi sangat tergantung pada karakteristik membran, tekanan operasi, ph, dan periode operasinya. Karakteristik membran Karakteristik membran berupa material dari membran, ukuran pori yang diukur dengan MWCO dan kondisi operasi (tekanan maksimum, ph maksimum) yang bisa diterapkan. Selain itu rejeksi juga tergantung pada muatan dari kontaminan itu sendiri. Kontaminan yang bermuatan dapat direjeksi lebih baik daripada yang tidak memiliki muatan, sehingga jenis membran yang digunakan juga berpengaruh terhadap kemampuan rejeksi dari membran (Anselme dan Jacobs, 1996). a.tekanan operasi Tekanan sangat berpengaruh terhadap fluks dan rejeksi membran. Duranceau et al. (1992) menyatakan bahwa flux akan meningkat seiring dengan kenaikan tekanan pada membran. Rejeksi dipengaruhi oleh peristiwa kompaksi dari membran akibat adanya tekanan yang mengubah struktur pori dari membran. b. ph umpan Rejeksi akan meningkat seiring dengan kenaikan ph dimana fluks akan berlaku berlawanan yaitu menurun seiring dengan kenaikan ph. Permukaan membran umumnya bermuatan negatif dan menyebabkan gaya tolak elektrostatik dengan ionion negatif dari kontaminan yang meningkat seiring dengan peningkatan ph. Sehingga pada ph tinggi akan ada gaya tolak terhadap muatan negatif dari asam-asam organik akibat muatan negatif dari permukaan (Amin dan Jayson, 1996). Selain itu ph

Penyisihan (%) Flux (L/m2.jam) 3 INFO TEKNIK, Volume 4 No. 1, Juli 23 juga mempengaruhi sifat kelarutan dari solute yang akan dipisahkan. c. Periode operasi Penyumbatan pada membran merupakan kelemahan dari penggunaan proses membran sehingga periode operasi yang panjang akan menurunkan kinerja membran yang tergambar pada penurunan flux dari membran. (Taylor et al., 1987) METODE PENELITIAN Tahapan Penelitian Penelitian dilakukan dengan mengikuti tahapan sebagai berikut: 1. Mengukur pengaruh tekanan operasi (.25,.5,.75, 1., dan 1.25 bar) terhadap efisiensi penyisihan kekeruhan (kekeruhan di ukur dalam NTU) dan flux membran. 2. Mengukur pengaruh ph air baku (2, 4, 6, 8, dan 1) terhadap efisiensi penyisihan kekeruhan dan flux membran. 3. Mengukur pengaruh konsentrasi suspended solid (2,,,, dan 1 mg/l) terhadap efisiensi penyisihan kekeruhan dan flux membran 4. Mengukur pengaruh periode operasi (1 menit) terhadap flux yang dihasilkan berdasarkan kombinasi kadar suspended solid (SS). Alat dan bahan Alat yang digunakan adalah : Separator membran dari bahan stainless steel, kompresor, pengatur tekanan, ph meter, pengukur kekeruhan, timbangan analitis, oven, desikator, dan peralatan laboratorium lainnya seperti gelas ukur, pipet, dan labu elenmeyer. Bahan yang diperlukan adalah: Membran selulosa asetat, kaolin, dan air baku yang menjadi umpan dari membran. Sketsa Proses Proses separasi menggunakan susunan peralatan sebagaimana sketsa pada Gambar 3 berikut: Air Baku Kompresor Separator Permeat Gambar 3. Sketsa proses separasi Aliran Aliran Air Konsentrasi SS terhadap flux dan rejeksi membran Variasi dari konsentrasi SS memberikan dampak relatif cukup besar terhadap penurunan flux sebagaimana terlihat pada Gambar 4. Penurunan mencapai 24% terhadap flux awal untuk kenaikan konsentrasi SS dari 1 mg/l sampai dengan 1 mg/l. 1 3 2 1 2 1 12 Konsentrasi SS (mg/l) Gambar 4. Hubungan konsentrasi SS dengan Flux Hal ini memberikan gambaran bahwa fenomena fouling sangat mempengaruhi kinerja membran. Penutupan pori membran akibat kandungan SS pada air baku menyebabkan clogging sehingga menyebabkan tingginya tahanan hidrolis pada lapisan konsentrasi polarisasi membran (Wiesner, 1996). Hal sebaliknya terjadi pada parameter rejeksi (Gambar 5). Kemampuan rejeksi akan meningkat seiring dengan kenaikan konsentrasi SS, walaupun tidak signifikan sebagaimana penurunan flux akibat adanya penyumbatan pada pori membran. Proses adsorpsi kandungan kekeruhan pada permukaan membran dan pengurangan ukuran pori akibat SS menyebabkan kenaikan kemampuan rejeksi kekeruhan dari membran. Penurunan ukuran atau distribusi pori pada membran akibat tersumbat kontaminan menyebabkan penurunan flux yang besar. Gaya tahanan yang terjadi mengurangi gaya dorong (driving force) yang dimiliki membran. Namun hal ini tidak terlalu berpengaruh terhadap rejeksi. Hal tersebut dikarenakan kemampuan penyisihan membran mikrofiltrasi yang cukup memadai dalam mereduksi kontaminan kekeruhan. 1 3 2 1 2 1 12 Konsentrasi SS (mg/l) Gambar 5. Hubungan konsentrasi SS dengan rejeksi HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh parameter tekanan operasi

Penyisihan (%) Flux (L/m2.jam) Flux (L/m2.jam) Rony Riduan, Analisa Kandungan Suspended Solid 31 Tekanan sebagai driving force pada membran sangat mempengaruhi kinerja dari membran. Kenaikan yang cendrung linier ini searah dengan persamaan transport massa yang menyatakan bahwa kenaikan flux akan seiring dengan kenaikan tekanan sesuai dengan koefisien transfer massa yang dimiliki membran (Gambar 6). 1 3 2 1,25,5,75 1 1,25 1,5 Tekanan Operasi (Kg/cm2) Gambar 6. Hubungan Tekanan Operasi dengan Flux Hal yang berbeda terjadi pada rejeksi. Seiring dengan kenaikan tekanan, rejeksi cendrung akan mencapai maksimum pada tekanan tertentu sebagaimana terlihat pada Gambar 7. Eriksson (1988) menyatakan bahwa rejeksi akan meningkat seiring dengan kenaikan tekanan disebabkan pada tekanan tinggi permeabilitas solvent akan lebih besar daripada solute sebagaimana dijelaskan pada model Solusi-Difusi. 1 3 2 1,25,5,75 1 1,25 1,5 Tekanan Operasi (Kg/cm2) Gambar 7. Hubungan Tekanan Operasi dengan Rejeksi pada kekeruhan terlihat menurun pada tekanan 1 bar. Hal ini merupakan indikasi adanya ketidaksempurnaan distribusi ukuran pori pada membran disebabkan adanya deformasi karena tekanan tinggi. Partikel penyebab kekeruhan cendrung lolos pada tekanan diatas 1 bar. Rejeksi kekeruhan mengalami fluktuasi pada tekanan.5 dan.75 bar sesuai dengan kondisi keasamannya. Hal ini dipengaruhi oleh kelarutan kontaminan pada masing-masing tingkatan ph. Semakin tinggi kelarutannya maka semakin besar kemungkinannya pada tekanan relatif lebih rendah sudah mengalami penurunan nilai rejeksi. Dari hasil pengamatan dapat dinyatakan bahwa kenaikan tekanan akan menaikkan flux dan rejeksi pada batasan nilai tekanan tertentu. Hal ini dikarenakan adanya kompaksi dari membran yang menyebabkan berkurangnya ukuran efektif pori membran, dan juga karena adanya penyumbatan pori (fouling) oleh kontaminan. Tekanan operasi dengan rentang,25 sampai 1,25 bar cukup memberikan gambaran pengaruh parameter ini terhadap kinerja membran. Pengukuran pengaruh parameter ini ditujukan menganalisa signifikansi suatu parameter terhadap parameter utama yaitu kandungan SS sesuai dengan asumsi awal yang digunakan. Pengaruh ph Selain mempengaruhi flux dan rejeksi, kandungan keasaman juga mempengaruhi umur membran. Namun dalam hal ini hanya akan di analisa pengaruhnya terhadap kinerja membran berdasarkan paremeter flux dan rejeksi. Pengaruh ph umpan terhadap flux dapat dilihat pada Gambar 8 dibawah ini. 1 3 2 1 2 4 6 8 1 12 Gambar 8. Hubungan Keasaman (ph) dengan Flux Semakin tinggi nilai ph maka flux cendrung juga menurun. Pada ph tinggi maka beberapa gugus fungsional menjadi terionisasi dan cendrung memiliki muatan negatif (Schnitzer dan Khan, 1972). Membran selulosa asetat cendrung bersifat hidrofilik dan bermuatan negatif, sehingga menahan aliran flux yang juga bermuatan negatif pada ph tinggi. Hal sebaliknya terjadi pada efesiensi penyisihan atau rejeksi membran. Kenaikan ph cendrung menaikkan nilai rejeksi. Dari hasil pengamatan pada Gambar 9 terlihat bahwa kenaikan tersebut terbatas pada kisaran ph 8. Hal ini disebabkan pada ph rendah asam-asam organik cendrung berubah menjadi molekul-molekul yang lebih kecil dan cendrung bermuatan positif sehingga dapat melewati pori membran. Pada ph tinggi komponen kontaminan akan cendrung terionisasi dan meningkatkan solubilitasnya di dalam larutan. ph

Flux (L/m2.jam) Penyisihan (%) Flux (L/m 2.jam) 32 INFO TEKNIK, Volume 4 No. 1, Juli 23 1 3 2 1 2 4 6 8 1 12 Gambar 9. Hubungan Keasaman (ph) dengan rejeksi Apabila ditinjau dari proses ionisasinya dapat dijelaskan bahwa apabila ph umpan dibawah 8, pada membran cendrung mengadsorpsi ion-ion positif dan membentuk ikatan hidrogen dengan organik sehingga berdampak pada tingginya flux dan rendahnya rejeksi. Pengaruh Periode Operasi Flux akan mengalami penurunan secara drastis walaupun dalam waktu periode penyaringan 1 menit sebagaimana terlihat pada Gambar 1. Dari grafik terlihat bahwa flux pada pengolahan dengan membran mikrofiltrasi ini akan mengalami penurunan sekitar 76% pada periode operasi 1 menit. Pada periode di atas 145 menit terlihat flux cendrung konstan. Hal ini disebabkan telah membesarnya resistensi terhadap tekanan operasi membran. 1 3 2 1 ph 15 3 45 75 15 12 135 1 165 Periode Operasi (Menit) Gambar 1. Hubungan periode operasi dengan flux membran terhadap kandungan SS 2 mg/l mg/l mg/l mg/l 1 mg/l Flux terbesar dipengaruhi oleh tekanan operasi, apabila dihubungkan dengan kandungan SS dapat dilihat pada Gambar 11. Pada kandungan SS terkecil didapatkan flux terbesar, sedangkan parameter tekanan operasi pada nilai tekanan terbesar memberikan efek yang sama. Hal tersebut menguatkan hasil terdahulu bahwa flux sangat dipengaruhi oleh driving force dan fouling yang terjadi. Semakin besar kedua faktor tersebut maka semakin berpengaruh pula terhadap flux yang dihasilkan. 1 3 2 1,25,5,75 1 1,25 Tekanan Operasi (Kg/cm 2 ) Gambar 11. Hubungan tekanan operasi dengan flux membran terhadap kandungan SS KESIMPULAN DAN SARAN 2 mg/l mg/l mg/l mg/l 1 mg/l Berdasarkan hasil penelitian laboratorium dan analisa data yang dilakukan, dapat disusun suatu kesimpulan dan saran sebagai berikut. Kesimpulan 1. Kandungan SS pada air baku dalam rentang 1 mg/l sampai 1 mg/l memberikan selisih nilai flux pada membran mikrofiltrasi sebesar 24%. Nilai rejeksi tidak mengalami penurunan yang cukup signifikan yaitu hanya berkisar 3.4%. 2. Periode operasi membran ultrafiltrasi ditinjau dari flux yang dihasilkan mengalami penurunan drastis 76% dalam rentang waktu 145 menit. Rejeksi yang dihasilkan cendrung konstan seiring periode operasi. 3. Parameter tekanan operasi memiliki pengaruh terbesar terhadap flux dibandingkan paremeter keasaman (ph). Hal sebaliknya terjadi pada rejeksi, pengaruh terbesar kemampuan rejeksi membran diakibatkan oleh paremeter keasaman. 4. Flux tertinggi pada percobaan ini didapatkan dari kandungan SS terendah (2 mg/l) dan tekanan operasi tertinggi (1 bar) pada ph 8. Rejeksi tertinggi didapatkan pada tekanan operasi 1 bar dan ph 8, sehingga dapat dikatakan bahwa kondisi optimum dari percobaan ini didapatkan pada tekanan operasi 1 bar, ph 8, dan kandungan SS minimum (2 mg/l). 5. Kandungan kekeruhan pada air baku sangat berpengaruh terhadap flux dan periode operasi dari membran mikrofiltrasi, namun tidak terlalu berpengaruh pada kemampuan rejeksinya. Parameter tekanan operasi dan keasaman air baku berpengaruh kepada kondisi optimum operasional membran. 6. Saran 1. Kinerja membran masih memerlukan penelitian lebih jauh khususnya mengenai pengaruh bahan membran yang digunakan.

Rony Riduan, Analisa Kandungan Suspended Solid 33 2. Kemampuan penyisihan mikrobiologis dapat dianalisa lebih lanjut pada sistem membran mikrofiltrasi ini. 3. Perlunya penggunaan alat atau metode pengukuran kualitas air yang memiliki ketelitian tinggi pada rentang nilai yang rendah. 4. Sistem aliran dapat dianalisa lebih jauh dengan menerapkan aliran cross-flow dan sistem resirkulasi untuk mereduksi pengaruh fouling pada membran. 5. Diperlukan waktu operasi membran yang lebih panjang dan perlu juga dianalisa pengaruh penerapan backwash pada membran. 6. Pengaruh berat molekul dan sifat hidrofobik serta hidrofilik kontaminan terhadap kinerja membran mikrofiltrasi dapat dianalisa lebih lanjut. DAFTAR PUSTAKA Amin, S. dan Jayson, G.G. (1996) Humic Substances Uptake by Hydrotalcite and Piles, Jurnal Water Research, vol.3 No.2 pp 299-36 Anselme, C., Mandra, V., Baudin, I., Jacangelo, J.C. dan Mallevialle, J. (1993) Removal of Total Organic Matter and Micropollutants by Membrane Process in Drinking Water Treatment, Water Supply, vol. 11; pp. 2-25 Anselme, C. dan Jacobs, E.P. (1996) Ultrafiltration in Water Treatment Membrane Process. eds: Mallevialle J., Odendaal P.E., Wiesner M.R., McGraw-Hill, New York. Aptel, P. dan Buckley, C.A. (1996) Categories of Membrane Operations in Water Treatment Membrane Process, McGraw-Hill, New York. Bell, K.A., Bienlin, K., Ibrahim, E. dan LeChavallier, M. (1996) Enchanced and Optimized Coagulation for Removal of Particulate and Microbial Contaminants, Proceedings of Water Quality Technology Conference, AWWA, Boston Cheryan, M. (1986) Ultrafiltration Handbook, Technomic, Pennsylvania. Duranceau, S.J., Taylor, J.S. dan Mulford, L.A. (1992) SOC Removal in a Membrane Softening Process, Jurnal AWWA, vol.84 No.1 pp 86-78 Jacangelo, J.G., Aieta, I.M., Carns, K.E., Cummings, E.W. dan Mallevialle, J. (1989) Assessing Hollow-Fiber UF for Particulate Removal, Journal of American Water Work Association, vol.81pp.68-75 Jacangelo, J.G., Trussell, R.R. dan Watson, M. (1997) Role of Membrane Technology in Drinking Water Treatment in the United States, Journal of Desalination / Elsevier, vol.113 pp.119-127 Mulder, M. (1996) The Use of Membrane Process in Water Purification, Proceeding, Bandung. Mulder, M. (1996) Basic Principles of Membrane Technology, Kluwer Academic Publisher, Netherlands. Rautenbach, R. dan Alberch, R. (1981) Membrane Process, John Wiley and Sons, England Schnitzer, M. dan Khan, S.U. (1972) Humic Substances in The Environment, Marcel Dekker. Inc., New York. Shorney, H.L., Randtke, S.J., Hargette, P.H. dan Mann, P.D. (1996) The Influence of Raw Water Quality on Enchanced Coagulation adn Softening for the Removal of NOM and DBP Formation Potential, Proceeding of the Annual Conference of the American Water Works Association, Canada Taylor, J.S., Hompson, D.M., Carswell, J.K. (1987) Applying Membrene Process to Groundwater Sourcess for Trihalomethane Precursors, Journal AWWA, vol.79 ; No.8 ; pp.72 Wiesner, M.R. dan Aptel, P. (1996) Mass Transport and Permeate Flux and Fouling in Pressure Driven Process in Water Treatment Membrane Process. eds: Mallevialle J., Odendaal P.E., Wiesner M.R., McGraw- Hill, New York.