Cara Menurunkan TDS Air Dengan NF System
Cara menurunkan TDS Air ada beberapa cara yaitu dengan membrane, exchange resin dan destilasi. Metode dengan membrane ada dua jenis yaitu dengan NF system dan Membrane RO.
Metode NF system dan reverse osmosis sesungguhnya mempunyai banyak persamaan, yang berbeda hanya pada kebutuhan tekanan pompa. Teknologi cara menurunkan TDS air dengan NF system untuk AMDK sudah mulai menjadi pilihan. Mengingat keunggulannya yang lebih efisien membutuhkan listrik.
Perbedaan yang mendasar antara NF system dan reverse osmosis adalah kebutuhan tekanan kerja. Pada NF system hanya membutuhkan tekanan rendah 5 – 7 bar. Sedangkan pada reverse osmosis membutuhkan tekanan 10 – 15 bar.
Apakah Yang Dimaksud TDS Dalam Air?
TDS akronim dari Todal Dissolved Solid atau jumlah larutan padat terlarut. TDS merupakan jumlah bahan organik dan anorganik, seperti logam, mineral, garam, dan ion, yang dilarutkan dalam volume air tertentu. Pada beberapa istilah, jumlah nilai TDS sering dipresentasikan dengan jumlah kadar garam dalam air.
TDS dalam air dapat berasal dari mana saja, termasuk mata air alami, air boiler, air bahan kimia, air larutan hidroponik, air tetes mata, air bahan obat, dll. Bahkan bagus juga ketika kita bisa melakukan pengecekan terhadap air baku di rumah.
Apabila kita mengetahui TDS air baku, maka akan lebih mudah mencari cara menurunkan TDS air atau sebaliknya menaikkan TDS air.
Air laut mempunyai TDS yang sangat tinggi, untuk itu cara menurunkan TDS air laut hanya bisa menggunakan reverse osmosis air laut atau desalinasi air laut.
Apa Saja Unsur Yang mempengaruhi TDS Dalam Air?
Kualitas air tanah atau beberapa sumber lainnya, mungkin saja akan berubah kualitas airnya dari waktu ke waktu. Apabila mempunyai rencana untuk mencari mesin menurunkan TDS air, maka harus mengetahui unsur yang membentuknya. Beberapa unsur yang mempengaruhi nilai TDS adalah:
- Calcium
- Chloride
- Magnesium
- Magnesium
- Potassium
- Zinc
- Aluminum
- Copper
- Lead
- Arsenic
- Iron
- Chlorine
- Sodium
- Fluoride
- Bicarbonates
- Sulfates
- Pesticides
- Herbicides
Walaupun beberapa unsur di atas adalah unsur yang mempengaruhi TDS naik, namun umumnya lebih sederhana menghitung TDS total. Cara menurunkan TDS air dengan membrane adalah yang populer. Ada dua cara metode menggunakan membrane, yaitu reverse osmosis dan NF system.
Sumber dari Total Dissolved Solid
Beberapa sumber alami dan unsur kegiatan industri, akan membentuk nilai TDS. Sumber alami TDS meliputi mata air, danau, sungai, tanaman, dan tanah. Misalnya, ketika air mengalir di bawah tanah di mata air alami, ia menyerap mineral, seperti kalsium, magnesium, dan kalium, dari bebatuan.
Usaha – usaha industri atau kegiatan – kegiatan masyarakat juga akan menyebabkan perubahan TDS. Pestisida dan herbisida mungkin berasal dari aliran sungai kecil pertanian, adanya kandungan timbal pada pemipaan yang sudah lama atau unsur klorin (kaporit) pada pengolahan air water treatment plant.
Pada masyarakat di pinggir pantai, mungkin lebih mudah mengetahui unsur yang menjadi sumber meningkatnya TDS karena infiltrasi air laut. Sehingga lebih mudah menentukan cara menurunkan TDS air yang ada disekitarnya.
Apakah Penyebab TDS Tinggi?
Seperti yang diuraikan di atas, bahwa penyebab akibat kegiatan eksternal industri, pertanian, pertambangan menyebabkan peningkatan nilai TDS. Di beberapa pengolahan air limbah, khusus limbah kimia, limbah pengolahan minyak dll., maka peningkatan TDS akan semakin ekstrem. Nilai TDS bahkan mendekati TDS air laut.
Selain peningkatan TDS akibat kegiatan manusia, juga terjadi peningkatan secara alami. Perubahan ekologi dan iklim sering kali mempengaruhi nilai TDS, dimana cenderung meningkat setiap tahun.
Dari pengamatan atas pengalaman Tim Mapurna, bahwa di beberapa daerah TDS pasti akan meningkat, apalagi saat musim kemarau. Bahkan secara alami ada beberapa industri meningkat TDS air bakunya, untuk itu memerlukan mesin untuk menurunkan TDS.
Pada industri yang mempunyai limbah kimia, maka sudah pasti secara drastis akan mempunyai masalah peningkatan TDS. Sehingga treatment untuk cara menurunkan TDS air pastinya akan berbeda dengan masalah lainnya.
TDS Tinggi
TDS yang tinggi tidak selalu merupakan hal yang buruk. Namun, TDS yang terlalu tinggi dalam air menunjukkan bahwa air minum tersebut kemungkinan mengandung tingkat kotoran terlarut berbahaya yang lebih tinggi dari aman.
Pada pencucian mobil, jika menggunakan TDS tinggi maka akan menimbulkan efek bercak dan buram. Namun di Indonesia jasa pencucian mobil hampir tidak mempertimbangkan cara menurunkan TDS air. Hal ini mengingat investasi akan lebih tinggi.
TDS tinggi mempengaruhi:
- Rasa air: TDS tinggi dalam air pasti akan menimbulkan rasa asin. Nilai TDS 500 ppm, sudah mulai terasa asinnya. Terkadang TDS tinggi memberikan rasa pahit, belerang.
- Memasak: Menggunakan air dengan TDS tinggi, maka tentunya akan mempengaruhi rasanya.
- Kesehatan : Tidak semua mineral yang membentuk TDS adalah hal baik. Meminum TDS tinggi akan membahayakan kesehatan.
- Pemipaan : Umumnya TDS tinggi akan membawa kerak (scale) atau terkadang endapan. Sehingga TDS tinggi akan berbekas pada sisi bawah pipa.
Mengapa Penting Mengetahui Cara Menurunkan TDS?
Hampir sebagian sumber air baku baik tanah, air gunung maupun air PDAM mempunyai TDS yang berfluktuasi. Walaupun sesungguhnya TDS air minum cenderung masih dalam “range” normal, namun untuk menjaga kualitas maka harus mencari cara menurunkan TDS.
TDS dalam air adalah gabungan zat organik dari sumber alami dan zat anorganik yang mungkin dari hasil industri, pestisida, dan banyak lagi. Nilai TDS ini merupakan angka terukur yang menunjukkan tingkat kadar garam dalam air.
Air yang mengandung kapur atau klorida akan memiliki tingkat TDS yang tinggi. Sehingga membutuhkan cara menurunkan TDS air. Ada beberapa bahaya air minum yang memiliki TDS tinggi. Yang paling umum adalah sakit tenggorokan dengan perasaan gatal. Selain itu, air dengan TDS tinggi berbahaya bagi kesehatan dan peralatan rumah tangga lainnya.
Untuk itu ketika TDS tinggi, sangat penting untuk menggunakan cara menurunkan TDS yang cocok, apalagi yang berhubungan dengan investasi. Konsultasikan dengan Tim Mapurna untuk rencana investasi NF system.
Mengapa TDS Tinggi Berbahaya?
Beberapa metode pengolahan air atau water treatment umum, biasanya hanya menggunakan sistem filtrasi biasa. Maksud “filtrasi biasa” adalah menggunakan filter media dan filter cartridge saja. Namun metode ini bukanlah bagian dari cara menurunkan TDS.
Dengan metode umum diatas, sama sekali tidak akan mengurangi nilai TDS. Terkadang air minum mungkin mengandung TDS tinggi, yang memberikan rasa asin dan “hard”. TDS tinggi menunjukkan adanya bahan kimia beracun dan kontaminan yang dapat langsung mempengaruhi tenggorokan manusia.
Tabel TDS di bawah ini menunjukkan kualifikasi kualitas hasil:
- 1. Lebih kecil 300 ppm: rekomendasi untuk air minum
- 2. 300-500 ppm: kualitas cukup untuk air minum
- 3. 600-900 ppm: kualitas hanya cukup untuk air bersih
- 4. 900-1200 ppm: kualitas buruk untuk air bersih
Bagaimana Cara Menurunkan TDS Air?
Ada beberapa metode sebagai cara menurunkan TDS air, seperti: deionisasi, destilasi, RO dan NF system. Pada uraian ini, kami hanya akan menyampaikan informasi tentang hanya cara menurunkan TDS dengan menggunakan NF System.
Cara Menurunkan TDS Dengan NF System
Umumnya cara menurunkan TDS adalah dengan membran RO. Namun apabila mempunyai pertimbangan lain untuk menurunkan TDS, maka NF sistem adalah alternatif selain membran RO.
Sistem NF system dan reverse osmosis memiliki desain dan penggunaan operasi yang serupa, namun ada beberapa perbedaan mencolok di antara keduanya. Perbedaan utama adalah bahwa NF system tidak kaku seperti reverse osmosis. Ini berfungsi dengan tekanan air umpan yang lebih sedikit dari pada membran RO.
Sementara reverse osmosis filter bisa menghilangkan 99% klorida dan natrium, sedangkan NF system biasanya hanya menghilangkan 50% hingga 80%. Persentase ini bergantung pada jenis bahan dan pembuatan membran.
Cara menurunkan TDS air pada nilai yang lebih rendah, bisa mengonversinya dengan nilai conductivity. Alat conductivity meter baik yang panel atau poket, biasanya mempunyai dua opsi. Opsi ini bisa di switch dengan TDS maupun conductivity.
Apakah NF System?
Cara menurunkan TDS air dengan NF system adalah bagian dari spektrum membrane. Dari spektrum ukuran pori – pori membran, maka NF sistem berada di antara ro filter and ultrafiltrasi membran. Karena perbedaan spektrum pori – pori ini maka fungsinya akan berbeda dengan membran UF dan RO.
NF sistem mempunyai rejection yang lebih rendah dibandingkan dengan reverse osmosis dengan rentang persentase yang lebar. Rata – rata rejection NF system adalah 20 – 98%, sedangkan reverse osmosis berkisar 95 – 99%.
Secara praktis apabila pada air baku dengan kualitas “tap-water” maka akan menghasilkan TDS yang lebih besar jika menggunakan NF System daripada reverse osmosis.
NF system dapat secara efektif menolak, antara lain kontaminan:
- Dissolved organics
- Endotoxins/pyrogens
- Insecticides/pesticides
- Herbicides
- Antibiotics
- Nitrates
- Sugars
- Latex emulsions
- Metal ion
Garam yang memiliki anion monovalent (misalnya, natrium klorida atau kalsium klorida) memiliki rejection 20 – 80 persen. Sedangkan garam dengan anion divalent (misalnya, magnesium sulfat) memiliki rejection 90 – 98 persen. Tekanan yang dibutuhkan untuk NF system berkisar antara 50 – 100 psi (3,5 – 7 bar).
Fungsi System NF System
NF system, selain menjadi salah satu opsi cara menurunkan TDS air, juga mempunyai fungsi lainnya, seperti di bawah ini:
- Menghilangkan warna dan karbon organik total (TOC) dari air permukaan
- Menghilangkan kesadahan atau radium dari air sumur
- Mengurangi total padatan terlarut (TDS) secara keseluruhan.
- Demineralisasi air
- Produksi air dengan mineral rendah
- Menghilangkan heavy metal ion
- Waste Water dalam Produksi Textile
- Waste water dalam Produksi Kertas
- Water Treatment pada Budidaya Tanaman (agriculture)
- Water Softening
- Menurunkan kadar nitrat
Perbedaan Antara NF System dan Reverse Osmosis
Sistem NF system dan reverse osmosis memiliki desain dan penggunaan operasi yang serupa, namun ada beberapa perbedaan mencolok di antara keduanya. Perbedaan utama adalah bahwa NF system 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.
NF System Untuk AMDK
Penggunaan nanofiltration membrane system untuk AMDK (air minum dalam kemasan) adalah tergolong sangat jarang. Metode yang umum adalah menggunakan reverse osmosis. Pemilihan untuk menggunakan NF system adalah ketika air produk tidak membutuhkan kualitas hasil dengan TDS yang sangat rendah.
Pilihan kedua adalah ketika mempertimbangkan efisiensi penggunaan power elektrik. Menggunakan NF system akan mendapatkan efisiensi penggunaan power listrik hampir 50%, daripada RO.
Untuk standar (non formal) kebanyakan untuk air minum (mountain spring) TDS-nya berkisar 75 – 150 ppm. Sehingga apabila air baku melebihi dari range tersebut, maka perlu adanya usaha untuk menurunkan TDS-nya.
Ada beberapa pilihan metode cara menurunkan TDS, yaitu menggunakan ion exchange resin dan menggunakan membran. Jangan menggunakan ion exchage resin, untuk menurunkan TDS untuk air minum. Hal ini mengingat metode ion exchange resin menggunakan bahan kimia asam kuat dan basa kuat
OPEX Investasi Yang Efisien Dengan NF System
Ketika menggunakan NF system atau RO untuk AMDK, maka yang menjadi pertimbangan penting adalah tujuan dari produk yang akan dicapai. Apabila ingin mendapatkan hasil yang lebih kecil mineraloginya, maka pilihan menggunakan RO jadi lebih utama.
Cara Menurunkan TDS Air Secara Efisien Listrik Dengan NF System
Investasi yang mempertimbangkan OPEX, maka beban biaya produksi menjadi konsentrasi yang sangat dominan. Sehingga ketika ada perencanaan terhadap cara menurunkan TDS air, pilihan penghematan konsumsi jadi yang mutlak. Dengan NF system membutuhkan listrik yang lebih rendah, daripada membrane RO.
Sebagai contoh pada TDS air baku 200 ppm dan kapasitas produksi 10 M3/Jam, pada penggunaan NF system maka membutuhkan power 5,5 kW. Sedangkan jika menggunakan reverse osmosis membran, maka kebutuhan listriknya 11 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
Di bawah 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.
Perbandingan Efisiensi Penggunaan Konsumsi Listrik
Apabila membandingkan cara menurunkan TDS air dengan menggunakan NF system dan membrane RO, maka di bawah ini adalah gambar perbandingan kebutuhan listrik (kW) antara NF system dan membrane RO
Kesimpulan
- NF system sangat baik digunakan sebagai cara menurunkan TDS Cara ini bisa digunakan untuk penggunaan sistem air minum, khususnya Pabrik Air Minum Dalam Kemasan. Hal ini biasanya karena TDS air baku “agak tinggi” misalnya di atas 200 ppm.
- Pada penggunaan yang agak berat, misalnya berhubungan dengan kimia, NF system sering dihindari karena potensi kerusakan yang dapat terjadi pada pori-pori membran. Hal ini akan menyebabkan inkonsistensi dalam siklus filtrasi berikutnya dan oleh karena itu menurunkan efisiensi proses secara keseluruhan.
- Terlepas dari kelemahan ini, NF system menawarkan tingkat efisiensi yang tinggi dan lebih berhasil daripada metode yang serupa yang lain.
