Membran Reverse Osmosis

Oleh: Anna Fadliah Rusydi, ST.

Reverse osmosis adalah suatu proses pembalikan dari proses osmosis. Osmosis adalah proses perpindahan larutan dari larutan dengan konsentrasi zat terlarut rendah menuju larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih tinggi sampai terjadi kesetimbangan konsentrasi. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tetapi aliran larutan dapat diperlambat, dihentikan, dan bahkan dapat dibalikkan (hal ini dikenal dengan istilah “Reverse Osmosis”). Reverse osmosis dilakukan dengan cara memberikan tekanan pada bagian larutan dengan konsentrasi tinggi menjadi melebihi tekanan pada bagian larutan dengan konsentrasi rendah. Sehingga larutan akan mengalir dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses perpindahan larutan terjadi melalui sebuah membran yang semipermeabel dan tekanan yang diberikan adalah tekanan hidrostatik (Shun Dar Lin, 2001).

Untuk mengilustrasikan peristiwa reverse osmosis, bayangkan sebuah membran semipermeabel dengan air di satu sisi dan larutan dengan konsentrasi zat terlarut tinggi di sisi lain. Apabila terjadi peristiwa osmosis normal, air akan melewati membran menuju larutan dengan konsentrasi tinggi. Pada peristiwa reverse osmosis, pada sisi larutan dengan konsentrasi tinggi diberikan tekanan untuk mendorong molekul air melewati membran menuju sisi larutan air (Gambar). Proses pemisahan ini akan memisahkan antara zat terlarut pada salah satu sisi membran dan pelarut murni di sisi yang lain.

Membran semipermeabel yang digunakan pada reverse osmosis disebut membran reverse osmosis (membran RO). Membran RO memiliki ukuran pori < 1 nm (http://www.lenntech.com/membrane-technology.htm). Karena ukuran porinya yang sangat kecil, membran RO disebut juga membran tidak berpori. Membran RO biasanya digunakan untuk pengolahan air, seperti pengolahan air minum, desalinasi air laut, dan pengolahan limbah cair. Saat ini membran RO juga banyak digunakan pada proses pengolahan air isi ulang. Karakteristik cairan hasil pengolahan membran RO adalah sebagai berikut:

Pada pengolahan air minum, seperti pengolahan air isi ulang, membran RO didesain untuk dapat melewatkan molekul-molekul air dan menahan solid, seperti ion-ion garam. Membran RO dapat memisahkan dan menyisihkan zat terlarut, zat organik, pirogen, koloid, virus, dan bakteri dari air baku. Efisiensi penyisisihan membran RO untuk zat terlarut total (TDS) dan bakteri masing-masing adalah 95-99% dan 99%. Sehingga pada akhir proses akan dihasilkan air yang murni (http://www.lenntech.com/whatisro.htm).

Efisiensi penyisihan membran RO yang tinggi menyebabkan terjadinya penyisihan mineral-mineral alami pada air baku. Mineral-mineral alami ini tidak hanya memberikan rasa yang enak pada air tetapi juga membantu fungsi vital sistem tubuh. Air minum akan kurang sehat bagi tubuh apabila kurang mengandung mineral-mineral ini (http://www.historyofwaterfilters.com/reverse-osmosis-pc.html). Dengan kata lain, air murni yang dihasilkan oleh membran RO tidak sehat bagi tubuh. Selain itu, membran RO memiliki keterbatasan dalam pengoperasiannya, di antaranya:

• Tekanan air baku adalah antara 40 – 70 psig (800 – 1.000 psi).

• Kekeruhan air baku tidak boleh lebih dari 1 NTU.

• pH operasi berkisar antara 4 – 11.

• TDS air baku tidak boleh lebih dari 35.000 ppm. Nilai TDS yang lebih tinggi akan menurunkan kecepatan produksi.

• Suspended Solid air baku; (dinyatakan dengan SDI, Salt Density Index), harus kurang dari 5.

• Sisa klor air baku harus nol (0).

Masalah lain yang sering terjadi pada aplikasi membran RO adalah terjadinya membrane fouling. Membrane fouling adalah peristiwa menumpuknya zat terlarut pada permukaan membran atau di dalam pori membran, sehingga kinerja membran akan menurun. Apabila membran mengalami fouling, perlu dilakukan pencucian dengan larutan kimia atau penggantian membran. Hal ini akan meningkatkan biaya operasional (http://en.wikipedia.org/wiki/Membrane_fouling).