Sistem Double Pass Reverse Osmosis – Cara menurunkan Conductivity Air
Double Pass RO atau Two Pass RO merupakan teknik pemasangan sistem reverse osmosis dengan menggunakan dua sistem RO. Sistem ini merupakan cara menurunkan conductivity air.
Pemasangan sistem double pass reverse osmosis umumnya pada sistem desalinasi air laut atau pada proses air murni (high purity water) seperti diionisasi. Pada diionisasi menggunakan two pass RO biasanya jika ingin menggunakan polishing dengan sistem mixed bed atau electrode ionization.
Aplikasi lainnya menggunakan double pass RO ini adalah ketika ingin mengganti sistem yang menggunakan bahan kimia seperti resin demineralizer. Sistem ini adalah salah satu cara menurunkan conductivity air
Apakah Artinya Double Pass RO atau Two Pass RO?
Double pass RO atau two pass RO adalah metode pengolahan dalam reverse osmosis dengan mengalirkan dua kali air hasil (permeate). Hampir sebagian besar sistem RO hanya memanfaatkan sekali proses saja. Dalam hal ini air yang ada setelah keluar membrane langsung masuk ke tangki produksi.
Terkadang sekali proses tersebut tidak memadai untuk proses lanjutan. Misalnya air baku dari air laut yang menggunakan SWRO tidak cukup baik jika menggunakannya untuk air deionisasi. Untuk itulah membutuhkan sistem double pass RO atau two pass RO.
Istilah lain dari double pass RO ini adalah sistem reverse osmosis yang menggunakan double reverse osmosis. Air hasil dari produksi unit RO pertama di masukkan kembali ke unit RO kedua. Hasil dari proses RO kedua selanjutnya akan menghasilkan TDS atau konduktivitas yang lebih rendah.
Sistem two pass RO ini sangat berarti terutama ketika mengolah air laut menjadi air minum dengan nilai TDS antara 300 – 600 ppm.
Bagaimana Cara Kerja Double Pass RO?
Cara kerja Double Pass RO adalah dengan menggunakan proses penyaringan dua tahap, sehingga mendapatkan kemurnian air lebih tinggi. Cara kerja tahap pertama sama halnya dengan proses RO filter pada umumnya. Air melewati pretreatment dan prefilter dan akhirnya ke membrane RO.
Selanjutnya pada RO unit atau membrane RO unit kedua tidak lagi menggunakan pretreatment, biasanya hanya prefilter. Hal ini mengingat air yang sudah melalui RO unit pertama sudah tidak lagi mengandung TSS atau unsur fouling yang lebih berat dari pada RO unit pertama.
Desain recovery pada two pass RO ini cenderung lebih besar dari RO pada umumnya. Karena double pass RO ini nilai TDS atau conductivity sudah bagus, maka recovery pada umumnya sekitar 70 – 80%.
Desain tekanan pada kerja mesin double pass reverse osmosis ini juga akan lebih rendah, dari pada unit RO single phase. Apalagi jika membandingkannya dengan tekanan untuk mesin RO air laut.
Double Pass Sebagai Cara Menurunkan Conductivity Air
Keuntungan utama menggunakan sistem double pass RO adalah merupakan cara menurunkan conductivity air juga TDS. Keuntungan lainnya adalah ketika faktor mikrobiologi menjadi dasar pertimbangan, maka sudah bisa memastikannya bahwa jumlah mikro biologi pasti rendah.
Keuntungan lainnya dari two pass RO adalah air concentrate masih bisa memanfaatkannya kembali. Bagi itu sebagai bahan air baku kembali, atau untuk kebutuhan utilitas atau service lainnya. Kualitas air buangan ini biasanya memiliki TDS masih lebih kecil dari 100 ppm, jika menggunakan air tanah.
Begitu juga jika menggunakan air laut, air buangan dari air concentrate double pass reverse osmosis masih bisa untuk air baku. Sehingga sesungguhnya secara kualitatif meningkatkan recovery dari sistem secara keseluruhan.
Pengalaman tim mapurna, keuntungan yang paling besar adalah ketika sistem double pass RO kualitasnya sudah cukup menggantikan sistem yang existing. Banyak industri menggantikan sistem kimia demineralizer dengan two pass RO. sehingga tidak lagi sibuk dengan kimia regenerasi.
1. Keuntungan Double Pass RO Jika Membandingkan Dengan Ion Exchange
Pada sistem demineralizer atau mixedbed pastinya menggunakan bahan kimia dalam aktifasi saat regenerasi resin. Biasanya air limbah ini sebelum membuangnya ke saluran terbuka membutuhkan netralisasi. Sehingga tetap aman membuangnya ke saluran terbuka sesuai peraturan kawasan industri atau badan LH setempat.
Terkadang investasi demin sistem lebih rendah dari double pass RO, namun sistem ion exchange membutuhkan biaya perawatan yang intensif. Untuk itu sesungguhnya untuk jangka panjang 5 tahun perlu membandingkannya antara CAPEX dan OPEX.
Banyak industri menghindari membuang bahan limbah kimia cair, hal ini karena adanya aturan yang mengikatnya. Pertimbangan ini terkadang juga membutuhkan pihak ketiga untuk membuangnya sehingga membutuhkan biaya tambahan secara reguler.
Selain perbandingannya antara double pass RO dan sistem deionisasi, di sisi lain sistem ini adalah untuk melengkapi sistem deionisasi. Dengan sistem two pass RO maka beban pertukaran ion exchange resin semakin rendah. Sehingga kebutuhan akan kimia regenerasi lebih kecil.
2. Keuntungan Double Pass Reverse Osmosis Untuk Dunia Farmasi
Pada bidang farmasi sering kali menggunakan sistem distilasi yang merupakan dari sistem Water-for-Injection (WFI). Sistem destilasi ini adalah perangkat yang biayanya tinggi, untuk itu harus menggunakan air baku yang baik. Biasanya air baku dengan menggunakan double pass RO.
Sistem destilasi pada aplikasi di farmasi bertujuan untuk menghasilkan air dengan bakteri dan endotoksin. Penggunaan sistem double reverse osmosis pada sistem WFI di farmasi, maka akan mengurangi tingkat kerak (scale) pada mesin destilasi.
Sistem reverse osmosis selama ini tidak bisa menggantikan sistem destilasi untuk WFI, untuk sistem double pass RO ini berfungsi sebagai pelengkap,
Selain farmasi sistem double pass RO juga populer pada aplikasi bioteknologi. Biasanya kebutuhan air dalam dunia bioteknologi adalah air tanpa kimia. Sehingga kebutuhannya bisa menggunakan sistem two pass RO untuk mencapai kemurnian air tertentu tanpa polishing penukar ion.
3. Mengurangi Kandungan Silica Pada Air Baku Untuk Sistem Electrodeionization
Air baku untuk proses pengolahan air murni (high purity water) seperti pada sistem electrodeionization membutuhkan air yang rendah silica. Jenis air baku yang dekat dengan gunung atau daerah ketinggian, mempunyai kecenderungan mengandung silica yang lebih tinggi.
Jika air baku mempunyai silica tinggi, maka biasanya hasil proses hanya dari RO komersial saja tidak cukup menurunkan silica. Walaupun silica sudah secara drastis menurun, namun membahayakan ketika masuk ke sistem EDI. Dengan silica yang masih tinggi, maka modul EDI cepat mampat.
Kasus di atas tentu akan menimbulkan dampak yang berat terhadap sistem EDI, sehingga perlu menggunakan double pass RO. Hasil dari proses ini selanjutnya lebih aman untuk air baku EDI, serta mineraloginya lebih rendah.
Apa Saja Komponen Utama Double Pass RO?
Pemasangan double pass RO bisa menggunakan beberapa kombinasi yaitu antara SWRO untuk RO pertama dan TWRO untuk RO kedua. Bisa juga kombinasinya dengan BWRO dan TWRO, atau TWRO dan TWRO.
Untuk itu pemasangan two pass RO tersebut akan berbeda pada sisi single pass RO. Namun tentunya sistem double pass RO secara keseluruhan hampir sama komponennya.
Di bawah ini beberapa komponen yang biasanya ada pada sistem double pass RO:
- Prefilter Cartridge RO pertama: biasanya hanya menggunakan satu jenis yaitu wound polipropilene 5 micron.
- Pompa High Pressure RO pertama: pompa ini akan lebih tinggi tekanannya dari pada pompa kedua. Apalagi menggunakan air baku dari air laut.
- Array membrane RO pada RO pertama: jumlah membrane pada RO pertama haru lebih besar dari rencana desain double pass RO.
Lanjutkan komponen yang sama item a, b dan c di atas pada RO kedua.
Gambar Diagram Double Pass Reverse Osmosis
Ada dua cara dalam memasang double pass reverse osmosis, yaitu dengan menggunakan dua unit RO atau menggabungkan menjadi satu kesatuan. Pada unit yang existing akan lebih mudah menambahkan satu unit lagi, dari pada harus membongkarnya.
Hal yang perlu menjadi pertimbangan jika menggunakan two pass RO adalah RO kedua harus lebih kecil kapasitasnya. Jika kapasitas unit existing adalah 10 M³/Jam, maka kapasitas RO unit kedua hanya 6 – 7 M³/Jam saja. Atau sebaliknya jika unit existing menjadi RO kedua, maka RO pertama harus lebih besar 30 – 40%.
Sedangkan jika mendesain double pass RO sejak awal pembangunan, maka lebih baik menggunakan satu kesatuan. Hal ini akan menguntungkan karena akan mengurangi penggunaan tangki.
Namun jika ada proses lainnya yang menggunakan air RO, maka lebih baik sistem double pass RO menggunakan dua unit skid frame. Sehingga lebih leluasa menentukan besarnya kapasitas RO unit pertama sesuai kebutuhan beberapa line produksi.
Bagaimana Kualitas Air Hasil Setelah Menggunakan Double Pass Reverse Osmosis?
Cara menurunkan conductivity air dengan double pass RO pastinya akan berbeda tergantung penggunaan jenis air baku. Pada pengolahan air laut biasanya hanya menurunkan TDS lebih kecil 300 ppm sesuai dengan Permenkes air minum terbaru. Sedangkan tujuan high purity mengharapkan konduktivity di bawah 1 micro Siemen.
Pada Permenkes sebelumnya terutama yang mengatus air bersih, maka TDS hasil dengan 500 ppm sudah bisa memenuhi standar air bersih. Namun kini hasilnya harus lebih kecil lagi. Namun sesungguhnya dengan TDS 500 ppm sudah cukup untuk menghilangkan air asin menjadi air tawar.
Industri pembangkit listrik PLTU yang menggunakan batu bara, akan menggunakan air laut untuk bahan baku air boiler. Pada boiler yang bertekanan tinggi, pastinya akan menggunakan proses lanjutan dengan mixedbed atau electrodeionization. Untuk itu peran sistem double pass RO sangat penting.
Di bawah ini simulasi kualitas air hasil dari perhitungan software, jika menggunakan air laut dengan pengolahan double reverse osmosis.
Kualitas Air Hasil Double Pass RO Dari Air Payau
Nilai TDS air payau paling tinggi adalah 10.000 ppm, jika pengolahannya dengan RO single pass akan mendapatkan 150 – 200 ppm. Dengan kualitas hasil seperti ini maka sudah bisa menggunakannya untuk air minum.
Dengan TDS seperti di atas, maka kualitasnya tidak cukup jika menggunakannya untuk bahan baku boiler. Sehingga cara menurunkan conductivity air agar bisa digunakan untuk kualitas air boiler adalah menggunakan double pass RO.
Setelah proses two pass RO biasanya kualitas air dari nilai conductivity sudah lebih kecil dari 10 microsiemens. Jika kualitas ini sudah mencukupi, maka tidak lagi membutuhkan polishing tambahan seperti mixedbed amaupun EDI.
Kualitas air setelah double reverse osmosis hampir tidak mungkin bisa melebihi hasil dari kualitas RO dan EDI. Artinya, hasil two pass RO tersebut tidak mungkin bisa lebih kecil dari 1 micro siemens. Rata – rata hasil dari proses double pass RO ini adalah sekitar 4 – 5 micro Siemens.
Hasil Double Pass RO Menggunakan Air Tawar
Rata – rata nilai TDS setelah RO komersial dari sumber air tawar, biasanya sudah cukup rendah. Seperti uraian di atas, pada tujuan tertentu single pass RO ini tidak cukup. Sehingga perlu menambahkan double pass RO untuk mendapatkan air lebih murni.
Pengalaman mapurna di pabrik otomotif yang menggunakan “water base” untuk painting, bisa menggunakan kualitas air dengan double pass RO. Sistem sebelumnya adalah menggunakan single pass RO dan demineralizer. Sehingga bisa menghilangkan penggunaan bahan kimia, serta mengurangi space gudang.
Penggunaan sistem distiller atau destilasi sangat dianjurkan menggunakan double reverse osmosis ini. Air akan lebih cepat mengalami penguapan, sehingga power energi juga semakin rendah.
Kontak mapurna salah satu fabrikator mesin ro terbaik di Indonesia, sistem bisa di assembly dengan beberapa variasi. Sistem double pass RO akan di desain lebih compact dengan satu skid frame atau dengan dua skid frame.
Kesimpulan:
- Double Pass RO sesungguhnya menggunakan dua sistem RO, dimana sistem RO kedua mempunyai recovery lebih tinggi.
- Pada pengolahan air laut, sistem SWRO biasanya masih menghasilkan TDS yang lebih tinggi dari standar Permenkes air minum terbaru. Untuk itu sangat cocok menambahkan sistem two pass RO.
- Sistem destilasi pada farmasi yang menggunakan air untuk water-for-injection lebih baik menggunakan double pass reverse osmosis dari pada hanya single pass RO. Tujuannya agar penumpukan kerak pada penguapan destilasi lebih minim risikonya.
- Sistem recovery double pass RO khusus pada RO kedua, mempunyai recovery lebih tinggi sekitar 80%. Serta menggunakan power yang lebih rendah dari pada RO pertama.
