PENCUCIAN MEMBRAN REVERSE OSMOSIS DENGAN METODE SIRKULASI PENCUCIAN MENGGUNAKAN MEDIA HCl FEBRI KURNIA ROMADHON NIM : 41313010014 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2017
LAPORAN TUGAS AKHIR PENCUCIAN MEMBRAN REVERSE OSMOSIS DENGAN METODE SIRKULASI PENCUCIAN MENGGUNAKAN MEDIA HCl Disusun oleh: Nama : Febri Kurnia Romadhon NIM : 41313010014 Progam Studi : Teknik Mesin DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI SYARAT KELULUSAN MATA KULIAH TUGAS AKHIR PADA PROGRAM SARJANA STRATA SATU (S1) AGUSTUS 2017
i
ii
iii PENGHARGAAN Segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas terselesaikanya penulisan laporan Tugas Akhir ini, Hanya dengan seizin Allah SWT penulis dapat menyusun skripsi hingga selesai penulisan laporan Tugas Akhir yang berjudul Pencucian Membran Reverse Osmosis Dengan Metode Sirkulasi Pencucian Menggunakan Media HCl Tujuan Penulisan Tugas Akhir ini sendiri adalah untuk memenuhi sebagian syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Mesin Pada Fakultas Teknik. Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis telah banyak mendapatkan bantuan dan bimbingan baik secara moril maupun materil sehingga Tugas Akhir ini dapat dislesaikan dengan semaksimal mungkin. Oleh karena itu pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada: Allah SWT, karena dengan izinnya penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan Tugas Akhir. Kedua orang tua atas doa, perhatian, kesabaran, pelajaran, dorongan dan nasehat yang selama ini tiada henti diberikan kepada penulis. Bapak Sagir Alva, S.Si, M.Sc, Ph.D selaku Pembimbing serta kepala program studi teknik mesin Universitas Mercu Buana yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penulisan tugas akhir ini. Ibu Nur Indah, S.ST, MT. Selaku kepala LAB Teknik mesin Universitas Mercu Buana. Bapak Haris Wahyudi, ST,M.Sc Sebagai koordinator Tugas Akhir. Bapak Sujianto yang telah menyediakan waktu dan tempat untuk penelian. Seluruh dosen dilingkungan Fakultas Teknik Mesin atas ilmu yang telah disampaikan. Fark Hanah yang telah mensupport, membantu, dan memotifasi agar tugas akhir ini dapat terselesaikan.
iv Candra Setiawan, Seful Amin, Arif Purnomo, serta Andi Irawan atas kerjasamanya dalam melaksanakan Tugas Akhir ini. Untuk angkatan teknik mesin 2013 yang selalu memotivasi agar tetap semangat dalam menyelesaikan tugas akhir. Semua pihak yang tidak tersebutkan namanya satu-persatu. Semoga Allah SWT memberikan balasan yang sesuai atas dukungan dan bantuan yang telah diberikan. Penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini. Namun hal tersebut semata-mata bukan sesuatu yang disengaja, melainkan karena keterbatasan pengetahuan yang dimiliki. Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun sangat penulis harapkan, yang nantinya dapat digunakan untuk perbaikan maupun penyempurnaan selanjutnya. Akhir kata penulis berharap semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembacanya.
vi DAFTAR ISI LEMBAR PERNYATAAN LEMBAR PENGESAHAN PENGHARGAAN ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR NOTASI Halaman i ii iii v vi ix xi xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah 1 1.2 Rumusan Masalah 3 1.3 Tujuan Penelitian 3 1.4 Batasan Dan Ruang Lingkup Penelitian 3 1.5 Sistematika Penulisan 4 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pendahuluan 5 2.2 Standar Kriteria Mutu Air Bersih 6 2.2.1 Sumber Air/Air Baku 8 2.3 Reverse Osmosis 9 2.3.1 Komponen Utama Reverse Osmosis 10 2.3.2 Prinsip Kerja Reverse Osmosis 11 2.3.3 Membran Reverse Osmosis 13 2.3.4 Membran Spiral Wound 13 2.3.5 Pemilihian Polimer (Jenis Polimer) 15 2.3.6 Polisulfon 15 2.3.7 Sifat Fisis dan Kimia Polisulfon 16
vii 2.4 Karateristik Larutan HCl 16 2.5 Karateristik Larutan Asam Sitrat 16 BAB III METODE PELAKSANAAN 3.1 Pendahuluan 17 3.2 Diagram Alir Proses Pencucian Membran R.O 17 3.3 Rangkaian Alat Sirkulasi Membran R.O 18 3.4 Proses Pencucian Membran Reverse Osmosis 20 3.4.1 Perhitungan Molaritas HCl Dan Asam Sitrat Untuk Proses Pencucian Membran Reverse Osmosis 21 3.4.2 Proses Perendaman Dengan Larutan HCl dan Asam Sitrat 23 3.4.3 Proses pencucian membran Reverse Osmosis dengan metode sirkulasi dan pembilasan 24 BAB IV HASIL YANG DICAPAI DAN POTENSI KHUSUS 4.1 Pendahuluan 25 4.2 Hasil Recyle Membran RO Dengan Variasi Konsentrasi Larutan HCl 0,1 M, 0,2 M, Dan 0,3 M Dengan Pompa Low Pressure 25 4.3 Proses Tahapan Pembilasan 29 4.4 Hasil Pencucian Membran Dengan Larutan HCl 0,1 M, 0,2 M dan 0,3 M Menggunakan Pompa High Pressure 2 HP 33 4.5 Hasil Air Pengujian Recyle Membran Reverse Osmosis Dengan Variasi Pencekikan Tekanan Pada Output Pembuangan Air Membran 35 4.6 Perbandingan Hasil Air Dari Membran Reverse Osmosis Baru, Dengan Membran Yang Sudah Dicuci Pada Kandungan ph, TDS, CL, Serta Output Air Yang Dihasilkan 40 4.7 Perbandingan Hasil Membran Yang Rusak Dengan Membran RO Yang Telah Dicuci 41
viii BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 43 5.2 Saran 44 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A. Perhitungan Konsentrasi Molaritas Hcl, Asam Sitrat Dan Cl Pada Air. B. Hasil Pengujian Air Pada Kandungan ph. C. Gambar Mesin Pencucian Membran Reverse Osmosis. D. Gambar Pressure Pada Variasi Pencekikan Pada Output Membran. E. Gambar Membran Reverse Osmosis. F. Gambar Tds Hasil Pengujian.
ix DAFTAR GAMBAR No. Gambar Halaman 2.1 Desain sistem reverse osmosis 10 2.2 Prinsip kerja RO 12 2.3 Skema fenomena osmosis dan reverse osmosis 12 2.4 Modul membran spiral wound 14 3.1 Diagram alir proses Pencucian membran RO 17 3.2 Rangkaian alat sirkulasi membran RO 20 3.3 Membran R.O yang mengalami kerusakan 21 3.4 Proses penimbangan bahan HCl 22 3.5 Proses perendaman membran R.O dengan HCl 23 3.6 Proses Pencucian membran RO dengan pelarut HCl 24 4.1 Grafik regresi linier LPM pada hasil pengujian variasi waktu 27 4.2 Grafik regresi linier TDS pada hasil pengujian variasi waktu 28 4.3 Grafik regresi ph pada hasil pengujian variasi waktu 29 4.4 Grafik TDS, ph, waktu proses pembilasan dengan asam sitrat, air baku, dan air RO pada konsentrasi HCl 0,1 M 30 4.5 Grafik TDS, ph, waktu proses pembilasan dengan asam sitrat, air baku, dan air RO pada konsentrasi HCl 0,2 M 31 4.6 Grafik TDS, ph, waktu proses pembilasan dengan asam sitrat, air baku, dan air RO pada konsentrasi HCl 0,3 M 31 4.7 Grafik hasil air membran RO dengan HCl konsentrasi 0,1 M, 0,2 M, dan 0,3 M menggunakan pompa high pressure 31 4.8 Grafik regresi linier LPM pada hasil pengujian perbandingan variasi pencekikan pressure 36 4.9 Grafik regresi linier TDS pada hasil pengujian perbandingan variasi pencekikan pressure 37 4.10 Grafik regresi linier ph pada hasil pengujian perbandingan variasi pencekikan pressure 38
x 4.11 Grafik regresi linier Cl pada hasil pengujian perbandingan variasi pencekikan pressure 38 4.12 Grafik LPM, TDS, Cl dan ph air pada hasil pengujian perbandingan variasi pencekikan pressure pada air dengan HCl 0,2 M. 39 4.13 Grafik perbandingan hasil air meliputi parameter TDS, ph, Cl, dan LPM 41 4.14 Membran Yang Mengalami Kerusakan 41 4.15 Hasil Membran Pencucian 42
xi DAFTAR TABEL No. Tabel Halaman 2.1 Standar kebutuhan air bersih departemen kesehatan 5 2.2 Standar kebutuhan air departemen pekerjaan umum 6 3.1 Spesifikasi membran vontron tipe XLP11-40404 19 3.2 Batasan-batasan kinerja membran vontron tipe XLP11-4040 20 4.1 Air hasil proses pencucian dengan pompa low pressure menggunakan HCl konsentrasi 0,1 M 26 4.2 Air hasil proses pencucian dengan pompa low pressure menggunakan HCl konsentrasi 0,2 M 26 4.3 Air hasil proses pencucian dengan pompa low pressure menggunakan HCl konsentrasi 0,3 M 26 4.4 Hasil air proses pembilasan dengan pompa low pressure HCl 0,1 M, 0,2 M, 0,3M 30 4.5 Hasil air proses pembilasan dengan pompa high pressure HCl 0,1 M, 0,2 M, 0,3M 33 4.6 Hasil air proses pencucian dengan pompa low pressure pengujian Menggunakan HCl konsentrasi 0,2 M 35 4.7 Perbandingan hasil membran pencucian dan membran baru 40
xii DAFTAR NOTASI Notasi Keterangan Satuan ph Power of hydrogen M Molaritas Gr Gram gr Bm Berat molekul gr Volume Total liter(l) TDS Total Disolved Solid ppm Cl Klorida ppm Psi Pounds Per Square Inch Psi Tekanan Output Air Liter Per Menit liter(l)