228. INOVASI MEMBRAN BERBASIS-POLISULFON PADA DESALINASI SEBAGAI PENGHASIL AIR BERSIH

Penulis : HEMA APRILIA SETYO WINDARI
Tema : Water
=========================================================================================================================================================

Semua orang tahu bahwa belanda hidup dengan air. Belanda merupakan negara yang sebagian besar berada di bawah permukaan air laut. Hampir seperempat dari negara Belanda terletak di bawah permukaan laut. Sumber air yang melimpah tersebut dapat diproses kembali menjadi air bersih yang dapat dikonsumsi dan dimanfaatkan untuk keperluan lainnya di negara tersebut. Perkembangan seperti populasi, pertumbuhan penduduk, urbanisasi dan naiknya permukaan air laut ini dijadikan sebagai tantangan yang lebih besar untuk memanfaatkan air yang melimpah ini dapat dikelola secara tepat. Air memainkan peran penting dalam kehidupan sebagai sumberdaya untuk rumah tangga dan proses industri atau diperlukan sebagai elemen penting bagi tumbuhan dalam lahan pertanian. Kecerdasan dan kemajuan teknologi sangat diperlukan untuk memastikan kualitas air yang tersedia terus menerus dan dalam jumlah banyak tersebut dapat digunakan oleh tumbuhan, hewan dan manusia.

image001
Sistem Saluran Air di Belanda (Rijkswaterstaat, Ministry of Infrastructure and the Environment, 2009)

Dunia saat ini perlu solusi inovatif untuk membantu masyarakat dalam mengantisipasi tuntutan yang lebih kompleks yaitu tuntutan terhadap sumber daya yang terbatas dengan kebutuhan yang meningkat. Berkaitan dengan sumber daya yang terbatas dan kebutuhan air yang terus menerus, kita dapat menggunakan pendekatan teknologi dan wawasan baru untuk memenuhi tantangan terbesar ini. Kerjasama antara pemerintah, pihak pasar global dan lembaga ilmu pengetahuan sangat diperlukan dalam mebangun suatu inovasi terbaru dalam pengelolahan air (Hans Van Der, 2006).

Beberapa metode yang sudah diterapkan dalam pengolahan air di Belanda untuk menanggulangi melimpahnya air adalah metode pembentukan tanggul dan cara memperkuat tanggul, membentuk penahan bagi gelombang pasang dari laut dan menerapkan simulasi 3D untuk banjir dan metode pengurangan kadar garam dari air laut untuk menghasilkan air bersih yang dapat digunakan oleh penduduk. Salah satu metode baru yang dapat menghasilkan air bersih dari pengolahan air laut adalah desalinasi. Desalinasi merupakan salah satu teknologi yang berkembang pesat di dunia water treatment saat ini.
Menurut WHO (2006), bahwa tujuan utama desalinasi adalah untuk menyediakan air minum yang permintaannya terus-menerus meningkat dan memungkinkan air payau atau asin dapat dikonsumsi dan menekan kelangkaan air akibat tekanan bertambahnya penduduk. Sebagian besar aplikasi ini digunakan pada air muara, air pesisir dan air laut. Dalam menerapkan sistem penyediaan air desalinat, pengguna harus membandingkan antara sistem inti dari air dan sumber air tawar.

Selain memberi inovasi untuk menghalangi air menjadi bencana, Belanda juga terus mengembangkan inovasi untuk menghasilkan air bersih dan sehat bagi warganya dan salah satu proses yang sedang diterapkan saat ini adalah Desalinasi. Desalinasi merupakan proses untuk menghilangkan kandungan garam di air yang terdiri dari Cation (Ion positif) dan Anion (Ion negatif). Dari proses desalinasi, kita dapat menghasilkan air dengan kemurnian tinggi atau untuk memperoleh air bersih dari air yang memiliki kadar garam tinggi seperti air laut. Para ilmuwan yang menerapkan metode ini tidak menyatakan bahwa desalinasi merupakan water treatment, karena proses desalinasi lebih rumit dan kompleks dibanding dengan water treatment itu sendiri. Secara umum terdapat tiga jenis teknologi desalinasi yang umum digunakan di dunia, yaitu Ion Exchanger, Nanofiltration dan Reverse Osmosis (Wijaya, 2010).

image003
Langkah-langkah proses penting dalam proses Desalinasi (Lenntech, 2015)

Pada proses desalinasi ini dilakukan secara bertahap, yaitu tahap pertama (Pre-treatment) bertujuan untuk membersihkan air limbah dari benda-benda yang bercampur tetapi tidak dapat larut. Tahap kedua (Reverse Osmosis) bertujuan untuk mengurangi bahan-bahan organik dengan menggunakan mikroorganisme yang ada di dalam air. Tahap ketiga (Post-Treatment) merupakan pengolahan khusus sesuai dengan kandungan zat terbanyak di dalam air laut/ air limbah, juga untuk memisahkan padatan yang bercampur dan bergantung dari fungsi air yang akan digunakan bagi masyarakat.
Proses desalinasi ini juga memiliki kelemahan, yaitu pada penggunaan dan pemilihan membran yang tepat. Penelitian di America Serikat dan Korea telah membuat sebuah membran yang dapat mengurangi biaya penyaringan garam dari air laut. Membran ini terbuta dari material baru berbasis-polisulfon yang tahan terhadap klorin. Dengan material ini beberapa tahapan desalinasi yang memakan banyak biaya tidak diperlukan lagi.

Salah satu kekurangan dari membran yang saat ini digunakan pada proses desalinasi adalah adanya penyumbatan membran yang disebabkan oleh mikroorganisme. Selanjutnya ada penambahan klorin yang berfungsi untuk membunuh mikroorganisme dalam air dan klorin ini dapat merusak membran berbasis-poliamida. Maka dari itu diciptakanlah membran baru yang menjanjikan berbasis polisulfon. Polisulfon tahan terhadap klorin karena rantai utamanya terdiri dari cincin-cincin aromatik dan ikatan karbon, sulfur dan oksigen yang kuat.

Belanda telah memiliki inovasi baru mengenai desalinasi yaitu metode desalinasi dengan biaya perawatan yang rendah dan output air yang tinggi dengan mengembangkan teknik yang dikenal sebagai Capacitive Deionization (CapDI) dari Voltea BV salah satu perusahaan inovatif teknologi air terkemuka yang terletak di sassenheim. Capacitive Deionization (CapDI) adalah sebuah sistem dua langkah dimana elektroda ditutupi dengan membran yang berfungsi untuk memisahkan air dari polusi (Schultz, 2014).

image006
CapDI-CT1 CT24 (Voltea, 2001)

Kelebihan luar biasa yang ditawarkan oleh polisulfon diharapkan dapat meningkatkan kualitas dari air bersih yang dihasilkan dari proses desalinasi. Membran polisulfon saat ini telah mengalami perbaruan dalam komposisinya sebagai membran tahan klorin dengan memadukan gugus-gugus hidrofil pada posisi tidak stabil dengan monomernya sehingga gugus-gugus ini berpadu langsung dengan struktur polimer (Bard, 1980). Diharapkan material ini akan memiliki kegunaan dan dikomersilkan dalam jangka waktu tiga tahun kedepan. Peningkatan dari efisiensi membran merupakan salah satu kunci untuk mengurangi biaya desalinasi. Jika membran yang digunakan ini dapat mencapai efisiensi yang tinggi maka membran desalinasi dapat dipadukan dengan ke dalam filtrasi yang dioperasikan langsung oleh manusia.

Daftar Pustaka
1. Rijkswaterstaat, 2009. Rijkswaterstaat: Ministry of Infrastructure and the Environment. http://www.rijkswaterstaat.nl/en/watersystems/
2. Hans Van Der, 2006. Living With Water: 49 Water Projects in The Netherland Within the Context of LIFE Environment (1992-2006). SenterNovem. Utrecht. Netherland
3. WHO, 2006. Guidelines for Drinking-water Quality First Addendum to Third Edition Volume 1 Recommendations. WHO Library Catalog
4. Wijaya, Agung Arief. 2010. Teknologi Desalinasi. SWA (Singapore Water Association)
5. Lenntech, 2015. Key Issues Sea Water Desalination. http://www.lenntech.com/processes/desalination/general/desalination-key-issue.htm
6. Schultz, Melanie Van Haegen, 2014. Water Innovations in the Netherland (A brief overview). Ministry of Infrastructure and the Environment.
7. Voltea, 2001. http://www.environmental-expert.com/products/capdi-capacitive-deionization-technology-175367
8. Bard, Allen J.Faulkner, 1980. Electrochemical Method. John Willey and Sons.