Apa Saja Jenis Reverse Osmosis Membrane dan Pemeliharaannya?
Reverse Osmosis Membrane adalah komponen utama pada mesin RO, selain pompa booster. Selanjutnya fungsi membran RO akan memisahkan mineral air, untuk menghasilkan air dengan TDS rendah.
Ada beberapa jenis membranes RO, seperti membrane CTA dan polyamide. Membran RO type CTA tahan terhadap chlorine dan satunya lagi polyamide anti chlorine.
Dari segementasi penggunaan RO membrane terbagi menjadi 2 sektor yaitu residential (perumahan) dan komersial (industri). Khusus untuk komersial dan industri, ukuran RO membran yaitu diameter 2.5 inch, 4 inch dan 8 inch.
Seiring penggunaannya, semua jenis membran RO mengalami penurunan kualitas dan kapasitas. Sehingga membutuhkan pemeliharaan yang konsisten selama penggunaannya.
Beberapa Jenis Reverse Osmosis Membrane
Saat ini ada beberapa perusahaan di dunia dan Asia khususnya yang sudah memproduksi reverse osmosis membrane. Di pasar Indonesia khususnya cenderung beberapa merek membran RO dari China mengusai pasar. Tentunya karena alternatif dengan harga yang lebih ekonomis.
Jenis membrane RO dibedakan dari beberapa hal, misalnya tekanan, aplikasi, material dan dimensi. Perbedaan jenis membranes RO yang mutlak umumnya karena perbedaan dimensi. Dimensi kecil untuk residential, sedangkan dimensi besar 4 inch dan 8 inch untuk komersial dan industri.
Berdasarkan Karakteristik Tekanan, maka membrane RO dibagai menjadi low pressure membrane, ultra-low pressure membrane, extreme ultra-low pressure membrane, low energy consumption membrane, ultra-low energy consumption membrane.
Juga membran RO untuk desalinasi mempunyai spesifikasi high desalination rate membrane, ultra-high desalination membrane, high boron removal membrane, large flux membrane, anti-pollution membrane dan lainnya.
Sedangkan berdasarkan aplikasinya, membrane reverse osmosis dibagi menjadi air tawar, air payau, air laut, semiconductor dan lainnya.
Jenis Membrane RO Tahan Chlorine dan Anti Chlorine
Membrane RO dari jenis materialnya dibedakan menjadi 3 jenis yaitu cellulose acetate membrane (CTA), polyamide membrane, composite membrane. Di Indonesia jenis membran RO CTA ini jarang sekali yang menggunakannya. Fungsi membrane RO ini adalah jenis membran yang fungsinya untuk air baku dari air PAM yang berkaporit.
Namun membrane reverse osmosis jenis CTA banyak di gunakan pada negara yang sudah mempunyai air baku yang bersih lebih baik. Disamping itu membran RO jenis ini hanya membutuhkan tekanan yang lebih rendah. Sehingga tekanan dari pipa PAM yang konstan 4 – 5 bar sudah berfungsi baik.
Sedangkan reverse osmosis membrane dari material polyamide dan TFC tidak tahan terhadap chlorine (kaporit). Untuk itu jenis membrane RO seperti ini harus terlebih dahulu menghilangkan kadar kaporit dalam air. Pemasangan activated carbon filter sangat membantu menurunkan kadar kaporit, sebelum masuk ke membran RO.
Ukuran Membran
Ukuran membran RO akan menentukan kapasitas unit reverse osmosis yang akan dicapai. Kapasitas untuk jenis residential (rumah tangga), umumnya maksimal hingga 400 gpd (galon per day) atau 1500 liter per hari. Unit residential ini tentunya akan menggunakan membrane RO kecil 50 hingga 400 gpd.
Sedangkan kapasitas komersil mulai dari 600 GPD atau 2.200 liter per hari. Lebih dari 600 gpd, ada 1200 gpd, 1500 gpd, 4500 gpd, 6000 gpd. Untuk kebutuhan skala industri umumnya lebih dari 2 M³/jam, hingga kapasitas yang lebih besar.
Dimensi membrane RO untuk komersial atau industri menggunakan istilah popular yaitu 2.5 inch, 4 inch dan 8 inch. Kapasitas RO membran 2.5 inch setara 600 gpd dan maksimal 750 gpd. Untuk membran RO dimensi 4 inch umumnya terhitung 2300 gpd, tetapi secara aplikasi hanya menghitungnya antara 1500 – 2000 gpd.
Reverse osmosis membrane diameter 8 inch, mutlak digunakan untuk kebutuhan industri, dengan kapasitas mulai 9.000 – 12.000 gpd.
Apa Saja Merek Membrane RO?
Pada dekade 20 tahun lalu sekitar 2000 mengenal istilah 4 besar merek membrane RO yaitu Osmonics, Koch, Hydranautic dan Filmtec. Pada saat itu merek membran RO dari Osmonics lebih popular di pasaran khususnya di dunia medis, farmasi.
Saat ini banyak merek membran RO bermunculan, bahkan merek Osmonics yang dulu popular tidak lagi muncul di Indonesia. Saat ini tidak saja reverse osmosis membrane merek top dari USA yang mendominasi, namun merek dari Korea sering menjadi alternatif.
Bahkan saat ini merek China secara perlahan sudah merambah jumlah pemakainnya, serta muncul dengan banyak merek. Salah satu keuntungan menggunakan merek membran RO produk China tentunya karena harganya yang lebih rendah. Perbedaan harga sekitar 30 – 50% dari merek membrane RO USA.
Secara kualitas pada penggunaan air yang normal atau sedikit “hard” sesungguhnya membrane RO produk China masih mempunyai perfromance yang baik. Mapurna sebagai fabricator mempunyai referensi menggunakan RO membranes merek Keensen dengan hasil baik.
BW 4040 Merek Keensen
Membran RO Merek Keensen ukuran 4040 adalah membran dengan harga ekonomis. Untuk kualitas sudah dibuktikan tim Mapurna dalam pemasangan di beberapa sistem reverse osmosis komersial.
Mengapa Pemeliharaan Membran RO Sangat Penting?
Membran RO secara fungsi pasti akan menurun seiring waktu penggunaannya. Kondisi yang baik dan normal biasanya akan menurun setelah 6 bulan dari penggunaan pertama.
Sebagian besar pabrik membrane RO menganjurkan jika terjadi penurunan maksimal 20% segera lakukan cleaning membrane. Jangan membiarkan menurunnya kapasitas terlalu lama. Jika membiarkannya maka semakin banyak fouling di RO membrane, dan pada akhirnya akan mengeras dan lebih susah membersihkannya.
Mampatnya RO membranes pada unit reverse osmosis terjadi dari dua sebab yaitu karena “fouling” dan “failure”. Sebab karena fouling atau mampat adalah sebab yang alamiah seiring operasional. Tetapi sebab yang alamiah harus membedakannya dari mampat dengan cepat atau secara perlahan.
Istilah mampat karena failure atau rusak ada dua penyebab yang fatal yaitu akibat carbon media dan air berkaporit. Media carbon active sering menjadi masalah jika menggunakan carbon yang kualitasnya buruk. Dengan kualitas yang buruk, maka akan muncul serbuk dan akhirnya akan menutupi permukaan reverse osmosis membrane.
Membrane RO Mampat Menyebabkan Kehilangan Waktu Produksi
Kelalaian dalam pemeliharaan sistem RO pastinya akan menyebabkan membrane RO cepat fouling atau mampat. Pemeliharaan preventif dapat membantu mengidentifikasi masalah sebelum menyebabkan kerusakan RO membrane.
Penggantian prefilter terjadwal dapat memastikan reverse osmosis membrane tetap tidak tersumbat dan beroperasi secara efisien. Serta pembersihan rutin menjaga kualitas air akan mencegah kerusakan RO membranes.
Sering kali tim teknis atau pemilik sistem RO mengabaikan pemeliharaan, sehingga ketika membran RO mampat akan menyebabkan kehilangan waktu produksi. Serta tentunya menyebabkan potensi mengganti membrane reverse osmosis tersebut dengan yang baru.
Pada proses demineralasi, RO membran mampat selain kapasitas terkadang kualitasnya juga menurun. Juga ketika high purity water yang menggunakan sistem RO dan Elektrodeionisasi, maka nilai TDS rendah menjadi keharusan.
Mengganti RO Membran Dengan Yang Baru
Akibat masalah yang berkepanjangan dan mengabikan tindakan pemeliharaan, maka mempunyai potensi mengganti RO membran. Sebagai contoh, jika membiarkan penurunan pada instrument flow meter. Akibat dari kelalaian ini, maka produksi membran RO akan semakin menurun dan susah untuk dibersihkan.
Bisa dibayangkan jika unit reverse osmosis menggunakan 14 buah membrane RO ukuran 4 X 40 dan segera menggantinya. Padahal masa pakai membran RO sesunggunya bisa untuk digunakan selama 3 tahun. Sedangkan waktu operasional berjalan baru saja 1 tahun.
Pertimbangan mengganti membrane RO terkadang tidak saja dari faktor kapasitas produksi. Ada faktor lainnya seperti kualitas yang menurun, juga menjadi faktor mengganti reverse osmosis membrane. Walupun sesungguhnya operasional baru berjalan 6 bulan.
Kasus pemakaian di offshore misalnya, ketika penurun kualitas lebih dari 300 ppm, maka menjadi kewajiban mengganti membran RO. Walaupun kapasitasnya masih tergolong cukup baik. Pada kondisi ini tentunya tidak akan menggunakan fasilitas cleaning membrane.
Bagaimana Cara Memelihara Membrane RO?
Cara memelihara membrane RO tentunya tidak semata – mata hanya terhadap membrannya saja. Pelaksanaannya meliputi beberapa hal, seperti penggantian prefilter, penggantian media filter, memperhatikan dosing kimia pendukung, antisalant dan lainnya.
Perlu memastikan langkah – langkah pemeliharaan membran RO menggunakan data log sheet. Sehingga record terhadap kegiatannya tercatat dengan baik dan rapi. Setiap langkah pemeliharaan membrane reverse osmosis sangat tergantung dari komponen yang digunakan pada reverse osmosis plant.
1. Media Filter Silica Sand Atau Multimedia
Pada sistem komersial dan industri, pada umumnya menggunakan komponen pretreatment, diantaranya sand filter atau multimedia filter. Sistem ini menggunakan tangki filter yang di dalamnya terdapat media filter. Perlu memastikan agar proses backwash media bekerja dengan baik.
Selain memastikan operasional, lakukan juga penggantian media secara berkala. Pada umumnya waktu 1.5 – 2 tahun bisa di jadikan patokan penggantian media filter. Kecuali air baku sangat kotor, maka biasanya menggantinya setahu sekali.
Dampak dari filter yang jelek, akan menyebabkan terdapatnya endapan pada permukaan membrane RO. Serta kualitas air baku mempunyai turbiditas atau kekeruhan melibihi batas. Keberhasilan sistem multimedia yang baik biasanya ditunjukkan dengan pengukuran nilai SDI (silt density index).
2. Media Filter Activated Carbon
Pemasangan media karbon aktif umumnya setelah sand filter atau multimedia filter. Fungsi filter ini adalah untuk menurunkan bau dan beberapa karbon organik total (TOC). Activated carbon juga menurunkan kadar kaporit, khusus bagi air baku yang menggunakan PDAM.
Pada air baku yang menggunakan air PAM wajib menambahkan filter carbon aktif ini. Karena pada umumnya menggunakan membran RO yang anti chlorine (non-TCA). Jika air berkaporit langsung menembus permukaan reverse osmosis membrane, maka membran akan hancur.
Pemasangan activated carbon juga harus hati – hati, jangan sampai serbuk carbon sangat banya terlarut ke aliran membrane RO. Apabila ini terjadi, maka RO membranes akan mampat, dan tidak bisa lagi membersihkannya dengan bahan kimia.
Pemilihan jenis dan kualitas media carbon harus hati – hati, sehingga tidak terjadi kerusakan fatal pada membrane RO. Konsekuensi akibat kelalaian kasus ini adalah mengganti RO membran.
3. Prefilter Cartridge
Prefilter cartridge selalu ada pada mesin reverse osmosis, biasanya menggunakan jenis Wound 5 micron. Ada juga yang menggunakan jenis Spun atau Pleated Celulose, baik jenis DOE atau SOE. Pada umumnya hanya ada 1 jenis prefilter, namun beberapa sistem menambahkan 10-micron atau 1 micron.
Segera lakukan penggantian cartridge prefilter, jika tekanan air yang masuk ke pompa sudah menurun. Jika di biarkan terlalu lama, maka kemungkinan kotoran yang menumpuk akan lepas dan menempel pada membran RO.
Kasus lainnya juga memungkinkan material dari prefilter akan lepas atau robek, sehingga serbuknya menutupi membrane RO.
Indikator penggantian prefilter cartridge yang umum adalah, jika terjadi penurunan tekanan lebih besar dari 20%. Pada sistem yang mempunya control low pressure switch, maka sistem akan shut down.
4. Kimia Antiscalant RO Membranes
Pada sistem RO yang menggunakan membrane RO kapasitas besar, maka menambahkan antiscalant menjadi kewajiban. Karena tanpa antiscalant, maka RO membran akan cepat mampat. Faktor pemicunya adalah tumpukan kerak (scale) yang terbawa pada air baku.
Antiscalant adalah produk konsumabel, sehingga pada waktu tertentu akan habis dan harus mengisinya kembali. Pada sistem yang lebih kompleks, sering kali menambahkan instrument ketika kimia anstiscalant habis akan shutdown. Sehingga membran RO terhindar dari unsur calcium saat beroperasional.
Penggunaan antiscalant tidak digunakan apabila water treatment sistem RO sudah menggunakan water softener. Namun pemasangan RO filter pada air yang bagus, seperti air gunung sering mengabaikan pemasangan antiscalant atau pemasangan softener.
Membrane RO untuk pengolahan air laut dengan kapasitas medium hingga besar pasti menggunakan antiscalant.
5. Fasilitas Cleaning RO Membrane
Membran RO pada unit reverse osmosis dapat mengumpulkan berbagai jenis pengotor yang terbawa dari air baku. Pada mesin RO biasanya terdapa Auto Flush (Pembilasan membrane RO), metode ini dapat mengurangi penumpukan. Tetapi kerak atau scale yang menumpuk pada reverse osmosis membrane hanya bisa lepas oleh kimia.
Fasilitas cleaning membrane reverse osmosis ini pada umumnya selalu ada pada unit komersial maupun industri. Sistem ini hanya digunakan sewaktu – waktu, namun sangat penting ketika membutuhkannya. Cleaning RO membranes biasanya jika terjadi saat fouling atau penurunan kapasitas produksi.
Lakukan segera cleaning membrane RO jika produksi sudah menurun 10 – 20% dari awalnya. Atau bisa juga melakukan cleaning secara berkala, ketika faktor kualitas menjadi acuannya. Jangan menunda cleaning, karena menyebabkan susahnya membersihkan saat sudah terlalu menumpuk kotorannya.
Menunda cleaning RO membran, maka menyebabkan membran tidak efisien lagi secara ekonomis. Selanjutnya pasti akan mengganti dengan membrane RO yang baru.
Kapan sesungguhnya Mengganti Reverse Osmosis Membrane?
Salah satu faktor untuk acuan mengganti reverse osmosis membrane adalah kapasitas yang sudah menurun drastis. Tentunya kapasitas yang menurun ini pada saat sudah melakukan usaha cleaning membrane. Jika sudah melakukan cleaning hasilnya hanya 50%, biasanya sudah dianggap membran RO tidak efisien.
Masa pakai membrane RO pada umumnya berkisar 2 – 3 tahun, secara default beberap plant desain 3 tahun. Apabila sebelum waktu 6 bulan sudah mengganti RO membran, maka sudah terjadi kesalahan pretreatment atau operasional yang keliru.
Pada RO plant yang baik, sebelum penggantian membranes RO maka akan melakukan beberapa kali cleaning membrane. Secara interval mungkin saja cleaning dilakukan dengan periode 4 – 6 bulan sekali.
Namun pada kasus tertentu, ada beberapa system yang lebih baik mengorbankan membrane RO karena memanfaatkan air concentrate. Atau kasus lainnya seperti di offshore, yang mengganti membran RO ketika TDS hasil melebih batas tertentu. Juga terhadap kasus pengolahan air limbah, membranes RO semakin cepat mampat.
Kesimpulan
- Membrane RO jenis CTA yang tahan chlorine, jarang ditemukan di pasar Indonesia.
- Reverse osmosis membrane dengan material polyamide dan composite harus menggunakan air baku yang bebas chlorine. Untuk itu jika menggunakan air PAM, maka harus menambahkan activated carbon.
- Untuk memelihara RO membran agar bertahan lama, pastikan sand/multimedia filter, carbon filter, prefilter cartridge dan antiscalant kimia berfungsi baik. Serta melakukan cleaning membrane secara berkala.
- Untuk RO plant kapasitas industri pastikan mempunyai fasilitas cleaning membrane, sehingga bisa mencuci RO membrane ketika memerlukannya.
- Penggantian RO membranes pada umumnya 2 – 3 tahun sekali, kecuali pada kasus tertentu yang mempertimbangkan faktor lainnya.
