8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam
http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 1/11
PERTANYAAN
1. Suatu industri bermaksud memanfaatkan efluen pengolahan air limbah yang telah
memenuhi baku mutu sebagai air baku untuk kebutuhan domestik (karyawan), proses
produksi dan boiler. Industri tersebut sedang menimbang teknologi membran RO dan
elektrodialisis. Coba Saudara elaskan mekanisme penyisihan kontaminan pada ke dua
membran tersebut dan berikan saran berkaitan dengan kualitas raw water, pretreatment,
permeat dan biaya operasi.
JAWABAN
1. REVERSE OSMOSIS (RO)
Re!erse osmosis merupakan proses pemisahan berbagai pen"emar dari dalam air
dengan "ara melewatkan air pada suatu membran yang bersifat semipermeabel, kualifikasi
enis membran ini hanya melewatkan atom yang sangat ke"il dan kelompok atom seperti
molekul air, molekul organik ke"il, gas, serta ion yang telah terhidrasi tidak mampu melewati
membran.
#emisahan Oleh $embran Re!erse Osmosis (RO)
%ika pada proses osmosis yang teradi adalah perpindahan pelarut dari larutan
yang lebih en"er (potensial kimia rendah) ke larutan yang lebih pekat (potensial kimia
tinggi), sedangkan pada proses re!erse osmosis yang teradi adalah sebaliknya& pelarut
dipaksa berpindah dari larutan pekat ke larutan yang lebih en"er dengan bantuan tekanan.
'mumnya besar tekanan yang diberikan minimal kali lipat tekanan osmosis larutan.
8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam
http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 2/11
8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam
http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 3/11
superior dibandingkan proses lainnya. Oleh karena itu proses RO menadi sistem yang
diaplikasikan se"ara luas dalam proses desalinasi.
TEORI DASAR REVERSE OSMOSIS
4ila dalam beana dimasukkan dua larutan yang berbeda konsentrasi dan
dipisahkan oleh suatu sekat yang dapat dilalui oleh "airan (membrane semi permeable),
maka akan teradi perpindahan "airan dari konsentrasi rendah menuu konsentrasi yang
lebih tinggi. #erpindahan akan berlangsung hingga ter"apai kesetimbangan, hal ini dapat
terlihat dengan adanya perbedaan tinggi larutan sebelum dan sesudahnya. #eristiwa ini
disebut osmosis. 4esarnya tekanan untuk menghasilkan perbedaan tinggi disebut tekanan
osmosis atau osmoti" pressure (5). 6ekanan osmosis spesifik untuk setiap "airan (larutan),
tergantung dari konsentrasi dan enis larutan.
'ntuk memperoleh larutan dengan konsentrasi lebih rendah maka diperlukan
dri!ing for"e untuk melawan tekanan osmosis tersebut, agar teradi aliran balik atau
osmosa balik (Inggris 7 Re!erse Osmosis). Sehingga dalam sistem ini diperlukan tekanan
yang "ukup tinggi, hingga men"apai 8/ kg"m*.
$embran RO terbuat dari lembaran+lembaran yang berbeda pada setiap
lapisannya. 9engan ukuran pori+pori terke"il hingga /,///1 mi"ron, membuat membrane
mampu menyaring partikel besar maupun ke"il hingga seukuran bakteri dalam air.
omponen+komponen akan terpisah berdasarkan ukuran dan bentuknya, dengan bantuan
tekanan dan selaput semi+permeable. :asil pemisahan berupa retentate (bagian dari
"ampuran yang tidak melewati membran) dan permeate (bagian dari "ampuran yang
melewati membran). 4ahan membran yang digunakan biasanya adalah selulosa asetat,
komposit, poliamida, dan lain+lain, dengan modul tubular, spiral wound, flat sheet, atau
hollow fiber.
9esalinasi dengan teknologi RO menggunakan bahan kimia antara lain ;sam
Sulfat (:*SO<), ;nti s"alant, S$4S (Sodium $eta 4i+Sulfit), =aOCl, dan Sodium
:idroksida (=aO:) untuk membantu pengaturan p:, penghilang kerak, dan pembunuh
bakteri, alga, serta mi"roorganisma.
8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam
http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 4/11
PRINSIP KERJA REVERSE OSMOSIS
#rinsip kera proses re!erse osmosis ini merupakan kebalikan dari proses osmosis
biasa. #ada proses osmosis biasa teradi perpindahan dengan sendirinya dari "airan yang
murni atau "airan yang en"er ke "airan yang pekat melalui membran semi+permeable.
;danya perpindahan "airan murni atau en"er ke "airan yang pekat pada membran semi+
permeable menandakan adanya perbedaan tekanan yang disebut tekanan osmosis.
>enomena tersebut membuat para ahli berpipir terbalik, bagaimana "aranya agar dapat
memisahkan "airan murni dari komponen lainnya yang membuat "airan tersebut bersifat
pekat. 9engan penambahan tekanan pada larutan yang pekat, ternyata "airan murni dapat
melalui membran semi+permeable yang nerupakan kebalikan dari proses osmosis. ;tas
dasar tersebut teknologi ini disebut re!erse osmosis (osmosis terbalik ).
riteria unuk kera membran bisa dilihat dari deraat impermeabilitas, yaitu
seberapa baik membran menolak aliran dari larutan pekat& dan dari deraat
permeabilitasnya, yaitu berapa mudahnya material murni melalui aliran menembus
membran. $embran selulosa asetat merupakan bahan membran yang baik dari segi
impermeabilitas dan permeabilitasnya. 4ahan membrane lainnya yaitu etyl+"ellulose,
poly!inyl al"ohol, methyl polymethar"ylate dan sebagainya.
0ambar . Sistem Re!erse+Osmosis
4eberapa sistem re!erse+osmosis yang sering dipergunakan, yaitu?
8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam
http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 5/11
• 6ubular, dibuat dari keramik, karbon atau beberapa enis plastik berpori. 4entuk tubular
ini mempunyai diameter bagian dalam (inside diameter) yang ber!ariasi antara 1@
(,*mm) sampai dengan sekitar 1@ (*A,<mm).
• :ollow fibre
• Spiral wound• #late and frame
#ada proses pemisahan menggunakan RO,membran akan mengalami perubahan
karena memampat dan menyumbat (fouling). #emampatan atau fluks merosot itu serupa
dengan perayapan plastiklogam ketika terkena beban tegangan kompresi. $akin besar
tekanan dan suhu biasanya membran makin mampat dan menadi tidak re!ersible.
=ormalnya membran bekera pada suhu *1+A deraat Cel"ius. >ouling membran dapat
diakibatkan oleh Bat+Bat dalam air baku seperti kerak, pengendapan koloid, oksida logam,
bahan organik dan silika. Oleh sebab itu "airan yang masuk ke proses re!erse+osmosis harus
terbebas dari partikel+partikel besar agar tidak merusak membran. #ada prakteknya, "airan
sebelum masuk ke proses re!erse+osmosis dilakukan serangkaian pengolahan terlebih dahulu,
biasanya dilakukan pretreatment dengan koagulasi dan flo"kulasi yang dilanutkan dengan
adsorbsi karbon aktif dan mikrofiltrasi.
#ada suatu saat membran akan mengalami kotor, akibat dari adanya material+material
yang tidak bisa lewat. :al ini yang menyebabkan tersumbatnya membran. otoran yang
terbentuk gumpalan kotoran, kerak atau hasil proses hidrolisa. 'ntuk mengembalikan
kekondisi semula dilakukan pembersihan dengan menggunakan larutan pembersih yang
khusus. 4ahan ini bisa melarutkan kotoran tetapi tidak merusak membran yang biasanya
terbuat dari enBim. #roses pen"u"ian dilakukan dengan meresirkulasi larutan pen"u"i ke
membran selama kurang lebih <A menit.
euntungan metode RO berdasarkan kaian ekonomi antara lain?
• 'ntuk umpan dengan padatan terlarut total di bawah <// ppm, Re!erse Osmosis
merupakan perlakuan yang murah.
• 'ntuk umpan dengan padatan terlarut total di atas <// ppm, dengan perlakuan awal
penurunan padatan terlarut total sebanyak 1/2 dari semula, RO lebih menguntungkan
dari proses deionisasi.
8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam
http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 6/11
8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam
http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 7/11
akan tertahan oleh membran "ation+permeable. ompartemen dibuat berselang+seling antara
yang berkonsentrasi ion yang lebih besar atau lebih ke"il daripada konsentrasi ion di umpan.
Sebagai hasilnya, aliran dari sta"k mengandung air produk, yang mempunyai konsentrasi
elektrolit rendah, dan larutan garam, yang mempunyai konsentrasi elektrolit tinggi. Sel dalam
sta"k disambungkan dengan aliran paralel. 0as sering terbentuk pada elektroda, seperti hidrogen
pada katoda dan oksigen serta klor pada anoda.
Sebuah membran elektrodialisis bersifat berpori, tipis, matriks terbuat dari resin penukar
ion sintetis. $atriks membran "ation+permeable mempunyai muatan negatif karena ionisasi dari
site penukar kation. ation yang dapat ditukar dengan ruang pori sebanding dengan muatan
negatif matriks. %ika arus mengalir, kation masuk ke pori dan menembus membran sehingga gaya
perpindahan elektrik kation lebih besar daripada gaya tarik antara kation dan membran "ation+
permeable. %ika matriks bermuatan negatif, dia akan menolak anion. $embran anion+permeable
dibuat dengan "ara yang sama, di mana anion dapat menembus, tetapi kation akan tertahan.
8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam
http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 8/11
0ambar A. #roses lektrodialisis.
#roses pemisahan ion dalam suatu larutan dengan menggunakan alat elektrodialisis pada
prinsipnya adalah dengan memanfaatkan perbedaan kemampuan ion untuk melewati rangkaian
membran penukar ion dengan dri!ing for"e perpindahan ionnya adalah perbedaan potensial
listrik. #roses elektrodialisis sangat bergantung pada hal 3 hal prinsip sebagai berikut ?
1. 0aram yang terlarut dalam air adalah terdiri dari ion 3 ion (positif maupun negatif)
*. Ion 3 ion dalam larutan bergerak ke arah elektroda yang memiliki muatan listrik yang
berlawanan dengan muatan ion tersebut.. $embran yang digunakan dibuat agar bersifat selektif terhadap anion atau kation.
$embran yang digunakan dalam proses elektrodialisis adalah membran penukar ion atau
ion eD"hange membranes. $embran penukar ion ada dua, yaitu membran penukar kation dan
membran penukar anion. $embran penukar ion umumnya dibuat dari proses "rosslinking
polymer dengan menambahkan gugus fungsi untuk masing 3 masing membran. $embran
penukar kation diberikan gugus fungsi negati!e sedangkan membran penukar anion diberikan
gugus fungsi positif. %ika membran penukar ion diletakkan dalam suatu larutan elektrolit, afinitas
membran penukar ion tersebut akan berbeda untuk setiap enis ion bermuatan berbeda. ation
atau ion bermuatan positif akan bergerak menembus membran penukar kation karena adanya
8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam
http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 9/11
gugus fungsi negati!e di dalam membran. Sedangkan anion dalam larutan elektrolit akan tertolak
oleh membran penukar kation karena memiliki muatan yang sama dengan gugus fungsi negatif
yang dimiliki oleh membran penukar kation.
8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam
http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 10/11
DAFTAR PUSTAKA
• ;meridia, In", 1. Production of Organic or Amino Acid by Bipolar Membrane
Electrodialysis. 9iambil dari internet di alamat http?www.ameridia."omhtmleb".html
• ;meridia, In". 1. The Bipolar Membrane.9iambil dari internet di alamat
http?ameridia."omhtmlebp.htm
8/10/2019 Mekanisme Membran Ro Dan Elektrodialisis Pbpam
http://slidepdf.com/reader/full/mekanisme-membran-ro-dan-elektrodialisis-pbpam 11/11
MAKALAH PBPAM
“MEKANISME PENYISIHAN KONTAMINAN PADA MEMBRAN
REVERSE OSMOSIS DAN ELEKTRODIALISIS”
DISUSUN OLEH:
='R'E >;%RI R;$;9:;=I *1//11*1//<*
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKLTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
21!