Desalinasi Air Laut : Cara Mudah Merubah Air Asin Menjadi Tawar

Water treatment dengan menggunakan teknologi reverse osmosis akan memisahkan molekul air dari air laut.  Air baku akan melewati membran semipermeabel dengan tekanan yang tinggi.  Pada proses desalinasi air laut ini, hanya molekul berukuran lebih kecil dari 0,0001 mikron yang bisa melewati membran.

SWRO adalah salah satu tipe reverse osmosis untuk proses desalinasi air laut.  Sea water reverse osmosis mempunyai beberapa pilihan kapasitas, dari yang paling kecil sampai tidak terbatas.  Sebagai contoh, mulai 1.000 liter/hari sampai 100 M³/Jam.  Sementara metode termal, umumnya untuk kapasitas yang besar.

Cara kerja desalinasi air laut adalah tahapan-tahapan pengolahan yang terdiri dari beberapa komponen sistem.  Langkah-langkah pada cara kerja ini akan menggunakan 7 tahapan yang umum.  Adapun beberapa tahapan seperti uraian  penjelasan di bawah ini.

Sistem intake air laut pada desalinasi plant adalah proses pengambilan sumber air laut ke tempat water treatment plant.  Beberapa metode yang umum adalah pengeboran di pinggir pantai (beach well).  Metode ini lebih mudah dilakukan karena umumnya hanya melakukan pengeboran dangkal.

Alternatif lainnya adalah menggunakan metode “open sea water intake”, yaitu pengambilan air laut langsung dari laut.  Metode ini lebih cocok untuk sistem desalinasi air laut yang mempunyai kapasitas besar, misalnya lebih dari 1000 m³/hari. Mengingat membutuhkan jumlah air baku yang sangat besar.

Metode open surface ini adalah memasang pipa menjorok ke laut, sepanjang 200 – 500 meter.  Cara ini membutuhkan biaya yang tinggi karena akan membentangkan pipa dan  proteksi pipa agar kuat tidak tersapu ombak.

Proses desalinasi air laut sangat membutuhkan pemasangan pretreatment.  Dengan adanya pretreatment, membran akan lebih lama fungsinya. Adanya pretreatment mencegah adanya penumpukan di permukaan, sehingga membran tidak cepat mampat (fouling).

Pretreatment dalam hal ini adalah filter air dari media filter, salah satunya menggunakan multimedia filter (MMF).  Filter multimedia ini hampir selalu ada pada sistem desalinasi air laut.  Pada air baku dengan kualitas buruk, biasanya perlu menambah pretreatment lain.

Pemasangan beberapa sistem tambahan lainnya adalah alternatif untuk memperoleh pretreatment yang baik.  Selain filter multimedia di atas, pretreatment lainnya adalah sistem membran ultrafiltrasi dan sistem water clarifier.

Pada sistem desalinasi air laut yang lebih baru, pemasangan ultrafiltrasi sering dilakukan sebagai pengganti filter multimedia.  Pemasangan ultrafiltrasi akan menghilangkan penggunaan klorinasi dan deklorinasi pada air baku.

Efek lainnya adalah, pemasangan ultrafiltrasi akan mendapatkan air dengan turbiditas yang lebih baik daripada multimedia filter.  Sehingga prefilter pada unit desalinasi akan lebih lama penggantiannya.

Kasus lainnya adalah ketika air baku dekat dengan pelabuhan, sering ditemukan air baku tercampur dengan minyak (Oil).  Pada kasus ini, pemasangan filter multimedia dan ultrafiltrasi tidak cukup untuk mengatasi masalah air baku desalinasi ini.  Masalah ini hanya bisa diselesaikan dengan pemasangan water clarifier sistem atau DAF sistem.

Penggunaan water clarifier adalah dengan menambahkan kimia flokulasi dan koagulasi.  Tujuannya, air baku yang mengandung suspended atau minyak bisa menggumpal di tangki clarifier menjadi bahan padatan.

Sesungguhnya apabila biaya budget investasi sistem desalinasi air laut mencukupi, pemasangan clarifier ini sangat baik.  Hal ini mengingat unsur lainnya selain suspended dan minyak akan lebih mudah diolah.  Sehingga air baku yang masuk ke permukaan membran lebih bersih.

Khusus lokasi pemasangan desalinasi di dekat dermaga yang mempunyai potensi adanya minyak, pemasangan DAF lebih dianjurkan.  Metode DAF ini akan memisahkan lapisan minyak yang kemudian masuk ke saluran sludge pembuangan.

Tipe mesin reverse osmosis untuk desalinasi air laut adalah tipe RO air laut.  Unit ini sudah mencakup pompa tekanan tinggi, vessel, membran, instrumentasi, pemipaan dan electronic control.  Semua komponen tersebut masuk ke dalam skid frame dari besi atau stainless.

Komponen utama desalinasi dengan seawater reverse osmosis adalah pompa booster dan membran RO.  Pompa Booster akan memberikan tekanan air ke membran RO sebesar 50 – 68 bar.  Dari proses ini nantinya akan dihasilkan dua aliran, yaitu aliran air hasil (permeate) dan aliran air buangan (concentrate).

Umumnya, debit yang akan menjadi hasil akan berkisar 30 – 35%.  Artinya, apabila air baku 10 m³/jam, maka hasilnya hanya 3 – 3,5 m³/jam.  Sedangkan air sisanya sebesar 65 – 70% akan terbuang.

Proses tersebut menghilangkan 98 – 99% TDS, sehingga mineral yang ada di air hanya 1 – 2%.  Setelah menggunakan proses desalinasi, TDS hasil kira-kira 2% dari 25.000 ppm, atau sekitar 500 ppm.

Sistem dosing kimia adalah bagian yang sangat penting dari seluruh sistem pengolahan air desalinasi air laut.  Pada sistem yang kecil, mungkin bisa menggunakan hanya 1 dosing, misalnya hanya antiscalant dosing.  Namun, untuk kapasitas besar, kebutuhan jenis dosing terdiri dari 3 – 5 sistem.

Adapun beberapa jenis dosing tersebut adalah:

Semua perangkat dosing kimia mempunyai kelengkapan tangki kimia dan mixer pengaduk.  Pada sistem dengan kapasitas yang lebih besar, akan ditambahkan tangki kimia “preparation” (tangki cadangan).

Semua dosing kimia adalah bagian yang terintegrasi, sehingga operasional dan kontrol akan tersambung ke panel kontrol.

Setelah proses desalinasi air laut, akan dihasilkan air permeate dengan TDS rendah.  Namun, terkadang mempunyai pH yang masih rendah, misalnya 5.5 – 6.  Faktor yang menyebabkan pH rendah adalah bahwa sistem RO cenderung menurunkan pH air baku.

Agar air produk mendapatkan pH normal, perlu menambahkan kimia pH adjustment.  Dengan penambahan pH adjustment, maka akan mendapatkan nilai pH sekitar 6,5 – 7 sesuai PermenKes Air Bersih dan Air Minum.

Jika memerlukan sampai tahap air minum, maka harus menghilangkan unsur mikro, biologi, bakteri, dan virus.  Untuk itu, pada sistem pemipaan output harus ditambahkan unit ultraviolet (UV).   Jika sudah menambahkan UV, maka air produk desalinasi bahkan bisa siap langsung diminum (drinkable).

Sistem kontrol elektronik untuk desalinasi air laut akan menggabungkan semua komponen utama, komponen tambahan dan instrumentasi.  Water treatment plant  selain menggunakan sistem electronic control terpusat, juga mempunyai beberapa sistem electronic lokal.

Pada sistem desalinasi yang sederhana atau kecil, mungkin tidak memerlukan pemasangan PLC (Programmable Logic Controller).  Umumnya, kapasitas kecil cukup menggunakan panel biasa dengan timer, tanpa PLC.  Namun, kapasitas kecil yang membutuhkan automation, maka salah satu caranya adalah memasang PLC.

Apalagi jika memiliki ruang data control (DCS Room), maka data yang ada di PLC dan HMI bisa diteruskan melalui kabel Ethernet.  Atau lebih otomatis lagi, bisa menyambungkannya dengan sistem GSM secara wireless.

Fungsi sistem cleaning in place (CIP) pada desalinasi air laut hanya digunakan sewaktu-waktu saja.  Untuk kapasitas yang besar, harus memasang sistem CIP ini.  Pada sistem CIP terdapat beberapa komponen seperti pompa, tangki kimia, cartridge, flow meter dan gauge.

Sistem CIP akan membutuhkan bahan kimia cleaning yang terdiri dari 2 bahan kimia, yaitu asam kuat dan basa kuat.  Mapurna menyediakan bahan khusus cleaning membrane, yaitu Floclean MC3 untuk asam kuat serta Floclean MC11 untuk basa kuat.

Dengan adanya sistem CIP ini, bertujuan agar membrane RO bisa bertahan lebih lama.  Jangan membiarkan membran mampat (fouling) lebih dari 25%, karena akan membersihkannya.  Jika membran bisa berfungsi lebih lama, maka OPEX pada investasi desalinasi akan lebih rendah.