Reverse osmosis (RO) adalah teknologi pemisahan membran yang dapat menghilangkan garam dan zat terlarut lainnya dari air dengan memberikan tekanan. RO telah banyak digunakan untuk desalinasi air laut, desalinasi air payau, pemurnian air minum dan penggunaan kembali air limbah.
Kisah Dibalik Membran Reverse Osmosis
Pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana cara kerja membran reverse osmosis? Bagaimana cara menyaring garam dan kotoran lain dari air, sehingga aman dan bersih untuk diminum? Kisah di balik penemuan luar biasa ini cukup menarik dan melibatkan beberapa burung camar yang penasaran.
Semuanya dimulai pada tahun 1950-an, ketika seorang ilmuwan bernama Sidney Loeb bekerja di Universitas California, Los Angeles. Ia tertarik mempelajari proses osmosis, yaitu pergerakan alami air melintasi membran semipermeabel dari daerah dengan konsentrasi zat terlarut rendah ke daerah dengan konsentrasi zat terlarut tinggi. Dia ingin menemukan cara untuk membalikkan proses ini, dan membuat air berpindah dari konsentrasi zat terlarut tinggi ke konsentrasi zat terlarut rendah, menggunakan tekanan eksternal. Hal ini memungkinkannya melakukan desalinasi air laut dan menghasilkan air segar untuk konsumsi manusia.
Namun, ia menghadapi tantangan besar: menemukan membran yang sesuai yang dapat menahan tekanan tinggi dan tahan terhadap pengotoran oleh garam dan kontaminan lainnya. Ia mencoba berbagai bahan, seperti selulosa asetat dan polietilen, namun tidak ada satupun yang bekerja dengan cukup baik. Dia hendak menyerah, ketika dia menyadari sesuatu yang aneh.
Suatu hari, dia sedang berjalan di sepanjang pantai, dan dia melihat sekawanan burung camar terbang di atas lautan. Dia mengamati bahwa mereka akan menyelam ke dalam air, menangkap ikan, dan kemudian terbang kembali ke pantai. Dia bertanya-tanya bagaimana mereka bisa minum air laut tanpa sakit atau dehidrasi. Dia memutuskan untuk menyelidiki lebih lanjut, dan dia menemukan bahwa burung camar memiliki kelenjar khusus di dekat matanya, yang disebut kelenjar garam. Kelenjar ini mengeluarkan kelebihan garam dari darah mereka, melalui lubang hidung, dalam bentuk larutan garam. Dengan cara ini, mereka dapat menjaga keseimbangan air dan menghindari keracunan garam.
Sejak itu, teknologi RO telah memasuki masa perkembangan pesat dan secara bertahap bergerak menuju komersialisasi. Pada tahun 1965, sistem RO komersial pertama dibangun di Coalinga, California, menghasilkan 5.000 galon air per hari. Pada tahun 1967, Cadotte menemukan membran komposit film tipis menggunakan metode polimerisasi antarmuka, yang meningkatkan kinerja dan stabilitas membran RO. Pada tahun 1977, FilmTec Corporation mulai menjual elemen membran tipe kering, yang memiliki waktu penyimpanan lebih lama dan transportasi lebih mudah.
Saat ini, membran RO tersedia dalam berbagai jenis dan ukuran, tergantung pada kualitas air umpan dan kebutuhan aplikasi. Secara umum, ada dua jenis utama membran RO: spiral-wound dan hollow-fiber. Membran luka spiral terbuat dari lembaran datar yang digulung mengelilingi tabung berlubang, membentuk elemen silinder. Membran serat berongga terbuat dari tabung tipis dengan inti berongga, membentuk elemen bundel. Membran spiral-wound lebih umum digunakan untuk desalinasi air laut dan air payau, sedangkan membran serat berongga lebih cocok untuk aplikasi tekanan rendah seperti pemurnian air minum.
Untuk memilih membran RO yang tepat untuk aplikasi tertentu, beberapa faktor harus dipertimbangkan, seperti:
- Penolakan garam: Persentase garam yang dihilangkan oleh membran. Penolakan garam yang lebih tinggi berarti kualitas air yang lebih tinggi.
- Fluks air: Jumlah air yang melewati membran per satuan luas dan waktu. Fluks air yang lebih tinggi berarti produktivitas yang lebih tinggi dan konsumsi energi yang lebih rendah.
- Ketahanan terhadap pengotoran: Kemampuan membran untuk melawan pengotoran oleh bahan organik, koloid, mikroorganisme, dan mineral kerak. Ketahanan terhadap fouling yang lebih tinggi berarti masa pakai membran yang lebih lama dan biaya perawatan yang lebih rendah.
- Tekanan pengoperasian: Tekanan yang diperlukan untuk mendorong air melewati membran. Tekanan pengoperasian yang lebih rendah berarti konsumsi energi dan biaya peralatan yang lebih rendah.
- PH pengoperasian: Kisaran pH yang dapat ditoleransi membran tanpa kerusakan. PH pengoperasian yang lebih luas berarti lebih banyak fleksibilitas dan kompatibilitas dengan berbagai sumber air umpan.
Membran RO yang berbeda mungkin memiliki trade-off yang berbeda antara faktor-faktor ini, jadi penting untuk membandingkan data kinerjanya dan memilih yang paling sesuai dengan kondisi aplikasi spesifik.
Waktu posting: 02-November-2023