Mungkin masih pada ingat
pelajaran sekolah dulu tentang Osmosis. Proses ini untuk pertama kalinya
dijabarkan pada tahun 1748 oleh seorang ilmuwan Perancis. Pada
percobaan yang dilakukan tercatat saat itu air secara spontan berdifusi
menembus membran (yang terbuat dari kantung kemih babi) menuju alkohol.
200 tahun kemudian, modifikasi dari proses ini dikenal dengan nama
Reverse Osmosis, yang dapat membuat orang-orang mampu mengubah air yang
tidak layak menjadi air yang sehat atau bebas dari kontaminan aestatik.
Sistem Reverse Osmosis telah digunakan untuk memnuhi kebutuhan air
bersih di perumahan hingga di pesawat luar angkasa.
Teknologi Reverse Osmosis digunakan di mana air murni dibutuhkan; biasanya di tempat-tempat berikut:
1| Air minum
2| Humidifikasi
3| Pembuatan Es
4| Air pembilas
5| Aplikasi biomedikal
6| Aplikasi laboratotium
7| Fotografi
8| Produksi obat-obatan
9| Dianalisis ginjal
10| Proses kimia
11| Pembuatan kosmetik
12| Restoran
13| Aplikasi metal plating
14| Air pengisi boiler
15| Air pengisi baterai/aki
16| Produksi semikonduktor
17| dan masih banyak lagi….
Bagaimana Cara Kerja Reverse Osmosis
Sebuah membran semi-permeable, seperti
halnya membran yang tersusun dari dinding-dinding sel atau seperti
susunan sel pada kantung kemih, bersifat selektif terhadap benda-benda
yang akan melaluinya. Umumnya membran ini sangat mudah untuk dilalui
oleh air karena ukuran molekulnya yang kecil; tapi juga mencegah
kontaminan-kontaminan lain yang mencoba melaluinya. Sebagai percobaan,
air diisikan di kedua sisi membran, dimana air di salah satu sisinya
memiliki perbedaan konsentrasi mineral-mineral terlarut, karena air
memiliki sifat berpindah dari larutan berkonsentrasi rendah menjuju
larutan berkonsentrasi lebih tinggi, maka air akan berpindah (berdifusi)
melalui membran dari sisi konsentrasi rendah ke sisi konsentrasi yang
lebih tinggi. Sehingga, tekanan osmotik akan melawan proses difusi, dan
akan terbentuk kesetimbangan.
skema proses osmosis
Proses Reverse Osmosis menggerakkan air
dari konsentrasi kontaminan yang tinggi (sebagai air baku) menuju
penampungan air yang memiliki konsentrasi kontaminan sangat rendah.
Dengan menggunakan air bertekanan tinggi di sisi air baku, sehingga
dapat menciptakan proses yang berlawanan (reverse) dari proses alamiah
osmosis. Dengan tetap menggunakan membran semi-permeable maka hanya akan
mengijinkan molekul air yang melaluinya dan membuang bermacam-macam
kontaminan yang terlarut. Proses spesifik yang terjadi dinamakan ion
eksklusi, dimana sejumlah ion pada permukaan membran sebagai sebuah
pembatas mengijinkan molekul-molekul air untuk melaluinya seiring
melepas substansi-substansi lain.
skema proses reverse osmosis
Membran semi-permeable di awal-awal
percobaan osmosis berasal dari kantung kemih babi. Sebelum tahun 1960,
membran-membran jenis ini dinilai sangat tidak efisien, mahal, dan tidak
handal untuk penggunaan aplikasi osmosis diluar laboratorium.
Bahan-bahan sintetik modern, mampu memecahkan masalah ini, membuat
membran menjadi lebih efektif dalam menghilangkan kontaminan, dan
membuatnya lebih kuat untuk menahan tekanan air yang lebih besar sebagai
efisiensi pengoperasian.
Walaupun dengan kemampuannya untuk
memurnikan air baku, sebuah sistem Reverse Osmosis harus secara berkala
dibersihkan untuk mencegah terbentuknya kerak di permukaan membran.
Sistem Reverse Osmosis memerlukan karbon sebagai penyaring awal untuk
mereduksi kandungan klorin yang akan merusak membran Reverse Osmosis;
dan juga membutuhkan filter sedimen untuk menyaring material-material
terlarut dari air baku sehingga tidak menymbat di membran. Mereduksi
kesadahan melalui proses water softening atau chemical softening juga
dibutuhkan untuk wilayah-wilayah yang memiliki air baku yang sadah.
Low Pressure System (biasa digunakan di perumahan)
Sistem Reverse Osmosis bertekanan rendah
adalah yang bertekanan kurang dari 100 psig. Biasanya digunakan di area
perumahan yang menggunakan sistem penampungan seperti pada skema
berikut.
skema sistem reverse osmosis
Tangki penampungan penempatan di atas
(countertop) biasanya tidak bertekanan; namun jenis tangki penampung
terbenam (undersink) biasanya bertekanan yang akan bertambah seiring
bertambahnya isi tangki. Sistem bertekanan ini mampu menyediakan tekanan
yang cukup untuk menggerakkan air dari tangki penampungan menuju kran.
Tapi sayangnya, hal ini juga akan menciptakan tekanan balik melawan
membran, yang dapat menurunkan efisiensi sistem. Beberapa unit mengatasi
masalah ini dengan menggunakan tangki tidak bertekanan dengan pompa
untuk mendapatkan air yang telah dimurnikan saat dibutuhkan.
Unit-unit bertekanan rendah biasanya
mampu menghasilkan 2 – 15 galon per hari, dengan efisiensi besar jumlah
air limbah (reject water) sebanyak 2 – 4 galon untuk setiap galon air
murni yang dihasilkan. Kemurnian air yang dihasilkan mampu mencapai 95%.
Sistem jenis ini sangat terjangkau. Unit jenis ini memerlukan
pemeliharaan berupa penggantian pre dan post filter (biasanya 1 hingga 4
kali per tahun); dan penggantian membran Reverse Osmosis setiap 2
hingga 3 tahun sekali, tergantung penggunaan.
High Pressure System (biasa digunakan untuk komersial dan industri)
Sistem tekanan tinggi biasanya beroperasi
pada tekanan 100 – 1000 psig, tergantung membran yang digunakan dan air
yang akan diolah. Sistem ini biasanya digunakan untuk industri dan
komersial dimana dibutuhkan volume yang besar namun tetap pada standar
kemurnian yang tinggi.
Kebanyakan sistem komersial dan industri
menggunakan banyak membran yang diatur secara pararel untuk menghasilkan
jumlah air yang diinginkan. Air yang telah diproses dari stage pertama
kemudian dilanjutkan ke modul membran tambahan untuk mendapatkan tingkat
pemurnian yang lebih tinggi. Air limbah yang dihasilkan dapat juga
diarahkan ke modul membran erikutnya untuk meningkatkan efisiensi sistem
(lihat diagram dibawah berikut), walau pembersihan (flushing) masih tetap diperlukan saat konsentrasi meningkat mencapai tingkat kegagalan (fouling).
Sistem High Pressure untuk industri mampu
menghasilkan 10 hingga ribuan galon air perhari dengan efisiensi 1 – 9
galon air limbah. Kemurnian air bisa mencapai 95%. Sistem ini lebih
besar dan leih rumit dibandingkan sistem Low Pressure.
Apa yang Reverse Osmosis Treatment
Reverse Osmosis mampu menghilangkan
banyak jenis kontaminan kesehatan dan aestatik. Didesain dengan efektif
sehingga mampu menghilangkan rasa, warna dan bau yang tidak sedap, dan
rasa asin atau soda yang disebabkan oleh klorida atau sulfat.
Reverse Osmosis juga efektif untuk
menghilangkan kontaminan kesehatan seperti arsenik, asbestos, atrazine
(hebrisida/pestisida), florida, timah, merkuri, nitrat, dan radium.
Dengan menggunakan pre-filter karbon yang sesuai (yang biasanya termasuk
di banyak sistem reverse osmosis), maka akan mampu menghilangkan
kontaminan seperti benzene, trikloretilen, trihalometana, dan radon.
Beberapa sistem reverse osmosis juga mampu menghilangkan kontaminan
biologi seperti Crystosporidium. Peringatan dari Water Quality
Association (WQA), bahwa membran reverse osmosis secara umum mampu
menghilangkan semua mikro-organisme dan kontaminan kesehatan, dengan
perancangan sistem reverse osmosis yang dapat mencegah kegagalan
perlindungan pada sistem air minum.
Saat teman-teman mencari produk untuk
sistem pemurnian air dari kontaminan kesehatan, pastikan produk tersebut
sudah “lulus uji” secara laboratorium.
Kesimpulan
Reverse osmosis merupakan teknologi yang relatif baru, tapi sangat
efektif, sebuah aplikasi proses sains yang ditemukan. Sistem reverse
osmosis memiliki banyak jenis, dengan kapasitas untuk memnuhi satu
lingkup keluarga atau sebesar kapasitas kebutuhan industri yang
memerlukan ribuan galon per hari.Dengan kelebihan-kelebihan sistem ini
dan desain membran telah meningkatkan efesiensi dan kehandalannya,
reverse osmosis dapat digunakan dibanyak jenis aplikasi water treatment
untuk waktu yang lama.
———————-
Artikel ini ditampilkan pertama kali pada Water riview Technical Brief
(1995), volume 10, No 3; publikasi Water Quality Research Council;
Copywrite 1995 oleh WQA.
dan diambil dari airreverseosmosis.wordpress.com