Bagaimana Cara Menurunkan TDS Air Dengan NF Membran?

Aplikasi yang sering menggunakan NF membran tidak saja untuk air bersih dan air minum, namun juga untuk pengolahan limbah (waste water).  Dengan semakin berkembangnya teknologi NF juga bisa untuk aplikasi pengolahan gula dan garam, serta aplikasi lainnya.

Pada pabrik AMDK di Indonesia ada kecenderungan bahwa air baku semakin lama akan semakin tinggi nilai TDS.  Perubahan ekosistem tentunya sangat berpengaruh, mengingat sebagian besar AMDK menggunakan air gunung (mountain spring) atau air tanah sebagai bahan baku.

Cara menurunkan TDS air dengan NF nanofiltration pada AMDK lebih baik dari RO, karena hasil air tidak terlalu murni.  Mengingat pabrik biasanya hanya membutuhkan TDS lebih kecil dari 100 ppm.

Pada sektor pengolahan limbah (WWTP) penggunaan NF membran juga mulai sering digunakan.  Seiring dengan peningkatan kualitas hasil pengolahan limbah pada nilai TDS dan COD yang rendah.  Beberapa praktek uji coba dari tim Mapurna, menunjukkan hasil yang baik menggunakan NF system.

Beberapa cara menurunkan TDS air yang popular di antaranya membran, ion exchange resin, distilasi, elektrodeionisasi dan flokulasi.  Penggunaan membran dalam hal ini bisa memilih antara membran RO dan membrane NF.

Cara menurunkan TDS air dengan ion exchange bisa dilakukan apabila air bakunya tidak terlalu tinggi, misalnya lebih kecil 200 ppm.  Apabila TDS lebih dari itu, maka akan membutuhkan regenerasi bahan kimia yang berlebihan.  Sehingga biaya operasional akan tinggi sekali.

Sedangkan cara menurunkan TDS air dengan destilasi pada umumnya bersifat polisihing.  Artinya penguapan dari proses destilasi harus menggunakan air baku yang sudah rendah mineraloginya, misalnya lebih kecil 10 – 20 ppm.

Penggunaan membrane RO adalah teknologi yang paling popular sebagai cara menurunkan TDS dalam air.  Apalagi untuk menurunkan TDS air laut, maka menggunakan membran air laut menjadi mutlak.  Sedang menggunakan memban jenis NF saat ini hanya terbatas pada TDS yang lebih rendah.

Hampir sebagian besar cara menurunkan TDS air dengan menggunakan membran akan menggunakan RO filter.  Mungkin lebih dari 90% di Indonesia sudah menggunakan RO, dari pada membrane NF.

Pada sistem produksi yang kapasitas besar lebih dari 10 M³/jam, maka kebutuhan power listrik akan menjadi dominan.  Untuk itu faktor efisiensi produksi harus di pertimbangkan dengan benar.

Dari segi kualitas RO system bisa menurunkan 99% klorida dan natrium, sedangkan NF Membran biasanya hanya menghilangkan 50% hingga 80%.  Persentase ini bergantung pada jenis bahan dan pembuatan membran.

Penggunaan NF membran tidak tepat apabila membutuhkan air produksi yang nilai TDS atau nilai konduktivitasnya sangat rendah.  Misalnya pada penggunaan aplikasi farmasi, boiler, cooling tower, optik dan lainnya.

Pada sistem yang membutuhkan air lebih murni biasanya tidak lagi menggunakan nilai TDS, melainkan nilai conductivity.  Pada kondisi ini cara menurunkan TDS air akan berubah, biasanya akan menggunakan sistem tambahan setelah NF seperti elektrodeionisasi, mixedbed resin ataupun destilasi.

Sistem NF membran dan reverse osmosis memiliki desain dan penggunaan operasi yang serupa, namun ada beberapa perbedaan mencolok di antara keduanya.

Perbedaan utama adalah bahwa NF membran tidak kaku seperti reverse osmosis. Ini berfungsi dengan tekanan air umpan yang lebih sedikit dan tidak mampu menghilangkan ion muatan tunggal dari air sejelas membran osmosis balik.

Sementara reverse osmosis bisa menghilangkan 99% klorida dan natrium, sedangkan  NF system biasanya hanya menghilangkan 50% hingga 80%.  Persentase ini bergantung pada jenis bahan dan pembuatan membran.

Dalam pemeliharaan, baik NF dan RO sama – sama harus melakukan cleaning membrane.  Untuk itu harus mengerti bagaimana cara membersihkan membran RO dan NF yang baik.  Tentu tujuannya agar membran bisa bertahan lebih lama.

Mengingat penggunaan NF membran lebih rendah grade dalam pengolahannya, maka ada kecenderungan masa pakai membran lebih lama.  Tentunya faktor – faktir yang menjadikan scale dan fouling tetap harus diperhatikan.

Investasi yang mempertimbangkan OPEX, maka beban biaya produksi menjadi konsentrasi yang sangat dominan. Sehingga ketika mencari sistem yang tepat sebagai cara menurunkan TDS air, maka penghematan konsumsi listrik menjadi faktor yang mutlak.

Dengan NF system maka akan membutuhkan listrik yang lebih rendah, daripada membrane RO.  Sebagai contoh pada TDS air baku 200 ppm dengan kapasitas 10 M³/Jam, maka hanya membutuhkan daya 5,5 kW.  Sedangkan jika menggunakan RO sistem, kebutuhan daya listrik menjadi 7.5 – 10 kW.

Efisiensi sebesar 5,5 kW, biaya per kWH Rp. 1500 dan menggunakan selama 30 hari selama setahun (jam kerja 20 jam), maka menghasilkan efisiensi sebesar 5,5kW X  Rp. 1.500 X 20 jam X 30 hari X 12 bulan = Rp. 59,400,000

Dibawah ini gambar simulasi dari hasil perhitungan Software Desain membran.  Pada simulasi ini dicoba menggunakan NF system dan membrane RO, dengan kondisi kapasitas produksinya sama yaitu 10 M³/Jam.