PENGOLAHAN AIR DENGAN MEMBRAN KERAMIK

1. TUJUAN Menentukan efisiensi penyisihan air dengan proses filtrasi menggunakan membran

keramik

2. ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN2.1 Bahan yang digunakan :

Unit pengolahan air membran keramik Air demineral Air sungai

2.2   Alat yang digunakan : Stopwatch Beaker glass plastik pH meter konduktometer pengaduk spatula pipet ukur bola karet

3. DASAR TEORIUntuk memperoleh air bersih yang layaj dikonsumsi diperlukan suatu cara yang baik.

Salah satu metode alternatif lain yang digunakan adalah filtrasi (penyaringan) dengan memanfaatkan teknologi membran, khususnya membran keramik dengan media filtrasi menggunakan zeolit. Hal ini dapat membantu persediaan air bersih yang dapat dikonsumsi, metode ini juga dapat diterapkan didaerah perdesaan yang berada ditepi sungai ataupun sumber air lainnya.

Membran didefinisikan sebagai suatu media berpori berbentuk seperti tabung atau film tipis, bersifat semifermiabel yang berfungsi untuk memisahkan partikl dengan ukuran molecular (spesi) dalam suatu sistem larutan. Spesi yang memiliki ukuran yang lebih besar dari pori membran akan tertahan sedangkan spesi dengan ukuran yang lebih kecil dari pori membran akan lolos melalui pori membran. Filtrasi membran dapat menyaring polutan / kontaminan yang tidak diinginkan berdasarkan ukuran partikelnya. Sederhananya jika ukuran pori-pori membran harus lebih kecil dari itu.

Membran terdiri dari 2 jenis yaitu porous membran dan non-porous membran. Aplikasi dari non- porous membran sudah banyak digunakan di indonesia, salah satunya membran yang terbuat dari plastik polikarbonat untuk memproduksi air bersih yang dibuat oleh seorang ahli membran kelas dunia yang bernama Dr. I Gede Wenten. Ia membuat sendiri membran filter yang

telah diaplikasikan di NTT untuk mengkonversikan air limbah dan air hujan menjadi air minum, lainnya yaitu mengubah air sungai menajdi air minum tanpa zat kimia apliksi PT. PERTAMINA UP II. (HTTP.www.pemurnian air minum wenten.pdf).

Porous membran jenis membran inorganik seperti membran keramik menggunakan media filter dalam pengolahannya. Media filter yang digunakan adalah pasir, kerikil, ijuk, lempung, arang dan bentonit (alam atau sintetik).

Membran didefinisikan sebagai suatu media berpori berbentuk seperti tabung atau film tipis, bersifat semifermiabel berfungsi untuk memisahkan partikel dengan ukuran molecular (spesi) dalam suatu sistem larutan. Spesi yang memiliki ukuran yang lebih besar dari pori membran akan tertahan sedangkan, spesi dengan ukuran yang lebih kecil dari pori memnran akan lolos melalui pori membran.

Jenis-jenis membran berdasarkan jenis pemisahan dan strukturnya, membran dapat dibagi menjadi 3 kategori : (Wahyu Hidayat, 2007)

Membran Sweep (berupa cairan atau gas) digunakan untuk membawa permeate hasil pemisahan.

Porous membrane. Pemisahan berdasarkan atas ukuran partikel dari zat-zat yang akan dipisahkan. Hanay partikel dengan ukuran tertentu yang dapat melewati membran sedangkan sisanya akan tertahan. Berdasarkan klasifikasi mesopores (2-50nm), dan micropores (<2nm). Porous membrane digunakan padda microfiltration dan ultrafiltration.

 Non-porous membrane. Dapat digunakan untuk memisahkan molekul dengan ukuran yang sama, baik gas maupun cairan. Pada non-porous membrane, tidak terdapat pori seperti halnya porous membrane. Perpindahan molekul terjadi melalui mekanisme difusi. Jadi molekul terlarut didalam membran, baru kemudian berdifusi melewati membran tersebut.

 Carrier membrane. Pada carriers membrane, perpindahan terjadi dengan bantuan carrier molecule yang mentransportasikan komponen yang diinginkan untuk melewati membran. Carrier molecule memiliki afinitas yang spesifik terhadap salah satu komponen sehingga pemisahan dengan selektivitas yang tinggi dapat dicapai.

Proses pemisahan dengan membran dapat tercapai karena membran mempunyai  kemampuan untuk memindahkan atau memissahkan suatu komponen dari suatu campuran umpan dengan lebih mudah dari komponen lain. Hal ini disebabkan perbedaan sifat fisik dan kimia antara membran dengan komponen yang dapat dilewatkan.

Upstream merupakan sisi umpan yang terdiri dari bermacam-macam molekul (komponen) yang akan dipisahkan, sedangkan down stream adalah sisi permeat yang merupakan hasil pemisahan. Pemisahan ini terjadi karena adanya gaya pendorong (drivng force) yang berupa perbedaan gaya gerak listrik, perbedaan temperatur, perbedaan konsentrasi dan perbedaan tekanan.

Kinerja membran atau efisiensi membran ditentukan oleh dua parameter yaitu fluks dan rejeksi (penolakan). (Mulder, 1996).

·                Fluks volum (Jv)Fluks didefinisikan sebagai zat yang dapat menembus membran tiap satuan luas membrane

per satuan waktu. Fluks demikian dapat dinyatakan sebagai fluks volum (Jv) yang dinyatakan sebagai berikut :

Jv= vAt

Dimana :       Jv            = fluks volum       A             = luas permukaan       V             = volum permeat       T              = Waktu

Fluks volume dihitung berdsarkan grafik volume permeat vs waktu dari tiap-tiao tumpuhan.·            RejeksiRejksi menunjukkan besarnya kandungan garam yang tertahan pada permukaan membrane

yang tidak menembus membrane dinyatakan sebgai berikut :

R=(1−CpCf )×100 %

Dimana :         R           = Rejeksi (%)         Cp        = konsentrasi solute dalam permeat ( ppm)         Cf         = konsentrasi solute dalam umpan (ppm)

Jika konsentrasi rejeksi yang diperoleh cukup besar (100%) air bersih yang diperoleh cukup murni (hampir tidak mengandung kadar garam).

Membran keranik, material berpori sebagai komposit dengan komponen pertama adalah bagian padat dan komponen kedua adlaah fassa udara didalam pori. Keramik yang digunakan sebagai membran memiliki pori dengan rentang ukuran antara 1 μm hingga mendekati 1 mm. Rentang ukuran tersebut termasuk dalam kategori liquid phase pore atau spatial pore (atau disebut juga macropore).

4. PROSEDUR KERJA1. Menyiapkan sampel lumpur2. Melarutkan lumpur, lalu menyaringnya3. Memasang membran pada modul membran4. Mengalirkan umpan yang berupa limbah cair dari tangki umpann modul membran dan

kembali ke tangki umpan5. Mengatur tekanan yang diinginkan6. Menampung permeat yang dihasilkan7. Melakukan analisi pada umpan dan hasil pengolahan dengan mengukur pH, TDS

5. DATA PENGAMATAN

Komponen Ph TDS (mg/L) WaktuSampel

Volume atasVolume bawah

5--

2 mg/L3 mg/L0 mg/L

-25,745247,85

Data pengamatan

Air Limbah

Hasil dari keran atas

Hasil dari keran bawah

6. ANALISA PERCOBAAN

Dari praktikum yang telah kami lakukan dapat dianalisa bahwa fungsi membran adalah untuk memisahkan material berdasarkan ukuran dan bentuk molekul, menahan komponen dari umpan yang mempunyai ukuran yang lebih besar dari pori-pori membran dan melewatkan komponen yang mempunyai ukuran yang lebih kecil dari membran. Pada praktikum kali ini bahan yang kami gunakan yakni air limbah. Air limbah tersebut kami masukkan kedalam ember secukupnya lalu kami mengukur Ph dan TDS dengan tujuan untuk mengetahui perubahan yang terjadi setelah proses dilakukan. Setelah itu kami mengalirkan limbah cair atau air lumpur tersebut dari tangki umpan dan mengatur tekanan. Pada saat proses berlangsung kami menghitung waktu yang terjadi dengan menggunakan stopwatch sampai 500 ml. Setelah proses selesai kami kembali mengukur Ph dan TDS

TDS awal = 2 mg/L

TDS akhir = 0 mg/L

Dari hasil yang didapat dapat dianalisa bahwa proses yang kami lakukan berhasil karena untuk air biasa TDSnya 0 mg/L dan dilihat dari segi warna dapat dibedakan sebelum maupun sesudah proses yang kami lakukan dandapat dilihat dari data pengamatan yang telah kami lakukan.

7. KESIMPULAN Membran adalah suatu media berpori berbentuk seperti tabung atau film tipis, bersifat

semifermiabel yang berfungsi untuk memisahkan partikl dengan ukuran molecular (spesi) dalam suatu sistem larutan.

fungsi membran adalah untuk memisahkan material berdasarkan ukuran dan bentuk molekul, menahan komponen dari umpan yang mempunyai ukuran yang lebih besar dari pori-pori membran dan melewatkan komponen yang mempunyai ukuran yang lebih kecil dari membran.

TDS atas = 3 mg/LTDS bawah = 0 mg/L

8. DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet.2013.”Praktikum Teknik Peangolahan Limbah”. Politeknik Negeri Sriwijaya : Palembang.

PENGERTIAN MEMBRANMembran merupakan alat pemisah berupa penghalang yang bersifat selektif yang dapat

memisahkan dua fase dari berbagai campuran. Campuran tersebut dapat bersifat homogen atau heterogen dan dapat berupa padatan, cairan atau gas. Transportasi pada membran terjadi karena adanya driving forceyang dapat berupa konveksi atau difusi dari masing-masing molekul, adanya tarik menarik antar muatan komponen atau konsentrasi larutan, dan perbedaan suhu atau tekanan (Pabby et al, 2009).

Membran  berfungsi  memisahkan  material  berdasarkan  ukuran  dan  bentuk molekul,  menahan komponen  dari  umpan  yang  mempunyai  ukuran  lebih  besar  dari pori-pori  membran  dan melewatkan  komponen  yang  mempunyai  ukuran  yang  lebih kecil.  Larutan  yang  mengandung komponen  yang  tertahan  disebut  konsentrat  dan larutan yang mengalir disebut permeat. Filtrasi dengan menggunakan membran selain berfungsi  sebagai  sarana  pemisahan  juga  berfungsi  sebagai  sarana   pemekatan  dan pemurnian dari suatu larutan yang dilewatkan pada membran tersebut.

Beberapa keunggulan teknologi membran:

Pemisahan dapat dilakukan secara continue Konsumsi energi umumnya relatif rendah Proses membran dapat dengan mudah digabungkan dengan proses pemisahan lainnya (hybrid

processing) Pemisahan dapat dilakukan dengan kondisi operasi yang dapat diatur Mudah dalam scale up Tidak memerlukan bahan tambahan Pemakaiannya mudah diadaptasikan karena material penyusun membran yang bervariasi

Kekurangan teknologi ini antara lain adalah fluks dan selektivitas, karena pada proses pemisahan

menggunakan membran umumnya fenomena yang terjadi adalah fluks berbanding terbalik dengan

selektivitas. Semakin tinggi fluks sering kali berakibat menurunnya selektivitas, dan sebaliknya.

Sedangkan yang diinginkan dalam proses pemisahan berbasis membran adalah mempertinggi fluks dan

selektivitas.

KLASIFIKASI MEMBRAN          Berdasarkan ukuran pori, membran dapat dibedakan dibagi menjadi 2 yaitu:

1.    Membran berpori (porous membrane)       Prinsip pemisahan membran berpori didasarkan pada perbedaan ukuran partikel dengan ukuran pori

membran. Membran jenis ini biasanya digunakan untuk proses mikrofiltrasi  (melewatkan air, menahan mikroba) dan ultrafiltrasi (melewatkan air menahan garam mineral).

2.    Membran non pori (non-porous membrane)       Prinsip pemisahannya didasarkan pada perbedaan kelarutan dan kemampuan berdifusi. Membran dengan

jenis ini digunakan untuk proses permeasi gas, pervaporasi dandialisis.Sedangkan berdasarkan strukturnya, membran dapat dibedakan menjadi membran simetrik dan membran asimetrik (Mulder, 1996).

MATERIAL MEMBRAN          Material membran dapat diklasifikasikan menjadi 3 antara lain :

1.    Organik (Polimer)Contoh material : polycarbonate, polyamide, polysulfone, dll. Jenis polimer yang dapat dijadikan sebagai material membran yaitu :·      Membran berpori (porous membrane)     Digunakan untuk aplikasi mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi.·      Membran tidak berpori (non-porous membrane)     Digunakan untuk aplikasi permeasi gas, uap dan pervaporasi. 2.      AnorganikTipe material anorganik membran ada 4 yaitu :

·      Membran keramikmerupakan kombinasi dari logam (alumunium, titanium, silicium atau zirconium) dan non-logam (oxide, nitride atau carbide).

· membran gelas / kaca          berupa silikon oksida / silika (SiO2)

·    membran logam (termasuk karbon)·    membran zeolit

3.    BiologiMerupakan material membran yang berasal dari mahkluk hidup misalnya lipida (phospholipid). Struktur membran dari material ini sangat kompleks. Tiap molekul lipid terdapat bagian yang hidrofilik dan hidrofobik (Mulder, 1996).

TEORI PEMISAHAN DENGAN MEMBRANPemisahan dengan membran dilakukan dengan mengalirkanfeed ke dalam membran kemudian

akan terpisah sesuai driving force yang digunakan. Proses pemisahan dengan membran menghasilkan dua

aliran yaitu permeate dan retentate. Permeatemerupakan hasil pemisahan yang diinginkan sedangkan retentatemerupakan hasil sisa (Pabby et al, 2009).

Gambar 2.2 Skema Pemisahan menggunakan Membran (Pabby et al, 2009)

KINERJA INSTALASI MEMBRANDriving force pada pemisahan menggunakan membran ada 4 macam. Kinerja (performance)

instalasi membran tergantung pada jenis driving force yang digunakan (Mulder, 1996). Macam – macam aplikasi pemisahan dengan membran berdasarkan driving force dan kinerja instalasinya antara lain:       1.       Driving force gradien tekanan (∆P)     Aplikasi penggunaan antara lain : mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, nanofiltrasi, reverse osmosis. Kinerja instalasi membran berupa fluks (J) dan rejeksi (R) dapat dihitung dengan persamaan berikut :

                             Dimana :                     Jv  = volume fluks (liter/m2

.sec)                   QP  = laju alir permeate (liter/sec)                  Am = luas permukaan membran (m2)                    R   = rejeksi / retensi (span = 0–1)                   CP  = konsentrasi permeate                     CF  = konsentrasi umpanBesarnya fluks dihitung dari besarnya laju alir yang melewati setiap luas permukaan membran. Semakin besar laju alir permeate dan semakin kecil luas permukaan membran maka fluks yang dihasilkan semakin besar. Rejeksi merupakan ukuran perbandingan konsentrasipermeate dan retentate yang berhasil dipisahkan.2.       Driving force gradien Konsentrasi (∆C)              Aplikasi penggunaan : pervaporasi, permeasi gas, permeasi uap, dialisis, dialisis – difusi.               Selektivitas  (α) pada pemisahan campuran gas dapat dihitung dengan persamaan berikut               (Cao et al, 2002) :

dimana, A dan B merupakan komponen - komponen yang terdapat pada campuran yang akan dipisahkan dan x dan y merupakan fraksi mol umpan dan permeate. Sedangkan selektivitas dan permeabilitas pada pemisahan gas murni dapat dihitung dengan persamaan:

 3.       Driving force gradien Temperatur (∆T)

Aplikasi penggunaan: thermo-osmosis, distilasi membran. Kinerja instalasi berupa fluks (J) dan selektivitas (α).

4.       Driving force gradien Potensial Listrik (∆E)Aplikasi penggunaan : elektrodialisis, elektro-osmosis, membran-elektrolisis. Kinerja instalasi berupa fluks (J) dan selektivitas (α).

Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja membran antara lain:

1. Ukuran molekul2. Bentuk molekul3. Bahan membran4. Karakteristik larutan5. Parameter operasional (tekanan, suhu, konsentrasi, pH, ion strength, polarisasi)

Proses membran dipergunakan dalam sistem pengolahan air minum dan air buangan seperti dalam proses desalinasi, pelunakan, penyisihan bahan organik, penyisihan  warna, partikel dan lain-lain. Proses membran telah ada sejak 25 tahun yang lalu dan saat ini proses tersebut telah mengalami   perkembangan yang pesat.

Berdasarkan  ukuran pori membrane, membran dapat dibagi menjadi empat tipe:

1. Reverse osmosis (RO)2. Nanofiltration (NF)3. Ultrafiltration (UF)4. Microfiltration  (MF)

Reverse osmosis merupakan proses filtrasi yang paling baik, yang dapat menyisihkan partikel-partikel 

berukuran 1Ao sampai 10Ao, demikian pula dengan  ultrafiltrasi  yang mampu menyisihkan partikel

berukuran 10Ao sampai 1000Ao. Virus influenza dapat disisihkan oleh alat ini. Mikrofiltrasi dapat  juga

menyisihkan  bakteri, pseudomonas dan bakteri-bakteri lainnya. Dalam proses filtrasi membran ini,

terhadap air yang akan diolah harus dilakukan pengolahan pendahuluan supaya partikel-partikel yang

berukuran besar tidak ikut masuk, sehingga tidak mengganggu kinerja alat yang nantinya akan merusak

membran.

Tabel 1.  Ukuran Materi-materi yang Dapat Dipisahkan oleh Proses Membran

Materi yang akan dipisahkan

Perkiraan

ukuran (nm) Proses

Ion1-20

Difusi atau reverse osmosis

Organik terlarut5-200

Difusi

Organik koloidal yang tidak terlarut200-10.000

Aliran berpori

Materi koloid & partikulat75.000

Aliran berpori

Tabel 2. Teknologi Pemisahan dengan Membran untuk Pengolahan Air Buangan

Feature MF UF NF RO

Per-

vaporation

Pemisahan zat

padat tersuspensi

Sangat

baik

Tidak

praktis

Tidak

praktis

Tidak

praktis

Tidak

cocok

Pemisahan zat

organic terlarut

Tidak

cocok Sempurna

Sangat

baik

Sangat

baik Baik

PemisahanVolatile

Organic Carbon

(VOC)

Tidak

cocok Buruk Cukup

Cukup-

baik

Sangat

baik

Pemisahan zat

inorganic terlarut

Tidak

cocok

Tidak

cocok

Baik

(untuk

garam

inorganic

terlarut)

Sangat

baik

(pemisahan

90-99%)

Tidak

cocok

Efek tekanan

osmosis

Tidak

ada Kecil Signifikan High Tidak ada

Batasan

konsentrasi

total

solid

sampai

dengan

5%

total

organic

sampai

dengan

50%

sampai

dengan

15%

sampai

dengan

15%

Tidak

cocok

Kualitas Permeate

Sangat

baik

Sangat

baik Baik

Sangat

baik

Sangat

baik

 Tekanan Kerja

1-3

bars 3-7 bars 5-10 bars 15-70 bars

<25% dari

proses

Biaya capital

($/gallon per hari)

0.15-

1.5 0.15-1.85 0.15-1.5 0.15-1.5 1.85-4.00

Biaya operasi

($/1000 liter

input)

0.15-

1.10 0.15-0.80 0.20-0.80 0.25-0.80 0.80-1.30

Reverse Osmosis

Prinsip kerja proses ini merupakan kebalikan dari proses osmosis biasa. Pada proses osmosis biasa terjadi

perpindahan dengan sendirinya dari cairan yang murni atau cairan yang encer ke cairan yang pekat

melalui membran  semi-permeable. Adanya perpindahan cairan murni atau encer ke cairan yang pekat

pada membran semi-permeable menandakan adanya perbedaan tekanan yang disebut tekanan

osmosis. Fenomena tersebut membuat para ahli berpipir terbalik, bagaimana caranya agar dapat

memisahkan cairan murni dari komponen lainnya yang membuat cairan  tersebut bersifat pekat. Dengan

penambahan tekanan pada larutan yang pekat, ternyata cairan murni dapat melalui membran semi-

permeable yang nerupakan kebalikan dari proses osmosis. Atas dasar tersebut teknologi ini disebut

reverse osmosis (osmosis terbalik).

Kriteria  unjuk kerja membran bisa dilihat dari derajat impermeabilitas, yaitu seberapa baik membran

menolak aliran dari larutan pekat; dan dari derajat permeabilitasnya, yaitu berapa mudahnya material

murni melalui aliran menembus membran. Membran selulosa asetat  merupakan bahan membran yang 

baik dari segi impermeabilitas dan permeabilitasnya. Bahan membrane lainnya yaitu etyl-cellulose,

polyvinyl alcohol, methyl polymetharcylate dan sebagainya.

Beberapa sistem reverse-osmosis  yang  sering dipergunakan, yaitu:

1. Tubular, dibuat dari keramik, karbon atau beberapa  jenis plastik berpori. Bentuk tubular ini mempunyai diameter bagian dalam (inside diameter)  yang bervariasi antara 1/8” (3,2mm) sampai dengan sekitar 1” (25,4mm).

2. Hollow fibre3. Spiral wound4. Plate and frame

Pada proses pemisahan menggunakan RO, membran akan mengalami perubahan karena memampat dan

menyumbat (fouling). Pemampatan atau fluks merosot itu serupa dengan perayapan plastik/logam ketika

terkena beban tegangan kompresi. Makin besar tekanan dan suhu biasanya membran makin mampat dan

menjadi tidak reversible. Normalnya membran bekerja pada suhu 21-35 derajat Celcius. Fouling

membran dapat diakibatkan oleh zat-zat dalam air baku seperti kerak, pengendapan koloid, oksida logam,

bahan organik dan silika. Oleh sebab itu cairan yang masuk ke proses reverse-osmosis harus terbebas dari

partikel-partikel besar agar tidak merusak membran. Pada prakteknya, cairan sebelum masuk ke proses

reverse-osmosis dilakukan serangkaian pengolahan terlebih dahulu, biasanya dilakukan pretreatment

dengan koagulasi dan flockulasi yang dilanjutkan dengan adsorbsi karbon aktif dan mikrofiltrasi.

Pada suatu saat membran akan mengalami kotor, akibat dari adanya material-material yang tidak bisa

lewat.  Hal ini yang menyebabkan tersumbatnya membran. Kotoran yang terbentuk gumpalan kotoran,

kerak atau hasil proses hidrolisa. Untuk mengembalikan kekondisi semula dilakukan pembersihan dengan

menggunakan larutan pembersih yang khusus. Bahan ini bisa melarutkan kotoran tetapi tidak merusak

membran yang biasanya terbuat dari enzim. Proses pencucian dilakukan dengan meresirkulasi larutan

pencuci ke membran selama kurang lebih 45 menit.

Keuntungan metode RO berdasarkan kajian ekonomi antara lain:

Untuk umpan dengan padatan terlarut total di bawah 400 ppm, RO merupakan perlakuan yang murah.

Untuk umpan dengan padatan terlarut total di atas 400 ppm, dengan perlakuan awal penurunan padatan terlarut total sebanyak 10% dari semula, RO lebih menguntungkan dari proses deionisasi.

Untuk umpan dengan konsentrasi padatan terlarut total berapapun, disertai dengan kandungan organik lebih dari 15 g/l, RO sangat baik untuk praperlakuan proses deionisasi.

RO sedikit berhubungan dengan bahan kimia sehingga lebih praktis.

Nanofiltrasi

Proses nanofiltrasi merejeksi kesadahan, menghilangkan bakteri dan virus, menghilangkan zat warna

karena adanya bahan organik tanpa menghasilkan zat kimia berbahaya seperti hidrokarbon terklorinasi.

Nanofiltrasi cocok untuk pengiolahan air dengan padatan terlarut total yang rendah, dimana bahan

organiknya dilunakkan dan dihilangkan.

Sifat rejeksi nanofiltrasi khas terhadap tipe ion; ion dwivalen lebih cepat dihilangkan daripada ion

ekavalen, sesuai saat membran tersebut diproses, formulasi bak pembuat, suhu, waktu annealing, dan

lain-lain. Formulasi dasarnya mirip RO, namun mekanisme operasionalnya mirip ultrafiltrasi. Jadi

nanofiltrasi merupakan gabungan dari metode RO dan ultrafiltrasi.

Ultrafiltrasi

Ultrafiltasi merupakan teknologi pemisahan menggunakan membran untuk memisahkan berbagai zat

terlarut dengan berat molekul tinggi, bermacam koloid, mikroba sampai padatan tersuspensi dalam suatu

larutan. Metode ini menggunakan membran semi permeable untuk memisahkan makromolekul dari

larutannya. Ukuran dan bentuk molekul merupakan faktor penting dalam proses ultrafiltrasi.

Cara kerja proses ultrafiltrasi mirip dengan proses revesrse-osmosis, yaitu pemisahan partikel berdasarkan

ukurannya dengan menggunakan tekanan pada membran berpori. Ukuran pori membran ultrafiltrasi lebih

besar yaitu berdiameter sekitar 0.1 sampai 1 µm. Yang membedakan dengan reverse-osmosis adalah jenis

membran dan lebih kecilnya tekanan yang digunakan dalam pengoperasian.  Membran ultrafiltrasi dibuat

dengan mencetak polimer selulosa asetat sebagai lembaran tipis. Fluks maksimum dapat dicapai bila

membrannya anisotropic, dimana terdapat kulit tipis rapat dan pengemban berpori. Membran selulossa

asetat mempunyai sifat pemisahan yang bagus, namun sayangnya dapat rusak oleh bakteri dan zat kimia

serta rentan terhadap pH. Selain selulosa asetat ada juga membran yang terbuat dari polimer polisulfon,

akrilik, polikarbonat, PVC, poliamidda, poliviniliden fluoride, kopolimer AN-VC, poliasetal, poliakrilat,

kompleks polielektrolit, PVA ikat silang, keramik, aluminium oksida, zirkonium oksida, dan sebagainya.

Kecepatan hasil permeate (permeation flow) berkisar sekitar 1.0 sampai 10 m3/m2.jam.

Dalam teknologi pemurnian air, membran ultrafiltrasi dengan berat molekul membran (MWC) 1.000 –

20.000lazim untuk penghilangan pirogen, sedangkan membran dengan MWC 80.000 – 100.000 untuk

penghilangan koloid. Tekanan dalam ultrafiltrasi biasanya rendah, sekitar 10-100 psi (70-700 kPa),

sehingga operasinya dapat menggunakan pompa sentrifugal biasa.

Pada suatu saat proses ultrafiltrasipun akan menunjukan penurunan unjuk kerja. Hal ini disebabkan

adanya kotoran yang menyumbat pori-pori. Pembersihan membran dilakukan dengan memasukan bahan

pembersih yang terbuat dari larutan caustic soda, sodium hypochlorite,asam belerang atau survace

activator lainnya. Ciptakan aliran yang olakannya kuat agar lebih memudahkan lepasnya kotoran yang

menempel pada permukaan dan pori-pori. Atau bisa juga dengan dicelupkan kedalam larutan pembersih

dan terakhir disemprot dengan tekanan cukup tinggi untuk mengusir kotorannya.

Pada saat ini ultrafiltrasi lebih banyak dipakai di berbagai macam bidang karena mudah digunakan

sebagai mikrofiltrasi dan tidak sesensitif reverse-osmosis. Pemanfaataanya mencakup pengolahan air

limbah di industri pulp dan kertas, air limbah domestik, macam-macam air limbah gedung-gedung, filtrasi

MLSS di aeration tank proses biologi dan diaplikasi lainnya.

Tabel 3. Perbandingan Kinerja Ultrafiltrasi dan Reverse-Osmosis

Uraian Ultrafiltrasi Reverse-osmosis

Fraksi berat molekul 1.000 min 500 max

Tekanan osmosis Dapat diabaikan Signinikan

Tekanan operasi 1 sampai 7 kg/cm2 20 sampai 140 kg/cm2

Mekanisme fraksi filtrasi Diffusi

Material membrane Tidak signifikanMempengaruhi fraksi hasil secara signifikan

Distribusi pori-pori halus signifikan Tidak nampak

Permiation flow rate 1.0 sampai 10 m3/m3.jam 0.1 sampai 1.0 m3/m2.jam

Mikrofiltrasi

Mikrofiltrasi merupakan pemisahan partikel berukuran micron atau submicron. Bentuk lazimnya berupa

cartridge yang berfungsi untuk menghilangkan partikel dari air yang berukuran 0,04 sampai 100 micron,

asalkan kandungan padatan terlarut total dalam air tidak melebihi 100 ppm. Filtrasi cartridge merupakan

filtrasi mutlak, artinya partikel padat akan tertahan. dalam aplikasinya cartridge tersebut akan diletakkan

dalam suatu wadah tertentu (housing), dan dapat dibersihkan jika padatan yang tertahan sudah terlalu

banyak. Bahan yang dapat digunakan untuk cartridge bermacam-macam, antara lain katun, wool,

selulosa, fibre glass, polipropilen, akrilik, nilon, asbes, ester-ester selulosa dan polimer hidrokarbon

terfluorinasi.

Jenis-jenis carrtridge dikelompokkan menjadi:

Cartridge leletan Cartridge rajut-lekatan-terjurai Catridge lembar berpori (kertas saring khusus, media nirpintal, membran berkarbon)

TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH“PENGOLAHAN AIR DENGAN MEMBRAN KERAMIK”

DISUSUN OLEH :

Ahsanul Amali : 0612 3040 01031

Dian Yunita Sari : 0612 3040 01034

Esa Adhmeilawati : 0612 3040 01037

Hilya Fithri : 0612 3040 01040

Masayu Tsuroyya : 0612 3040 01043

Sari Tilawati : 0612 3040 01049

Wisman Dwingga : 0612 3040 01050

Kelompok/Kelas : 1 / 3 KiB

Instruktur : Ir. M. Zaman, M.T

TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

TAHUN AKADEMIK

2013/2014

GAMBAR ALAT

Labu leher dua batu didih gelas kimia

Kaca arloji spatula pengaduk

Termometer erlenmeyer gelas ukur

DATA PENGAMATAN

Reaksi PengamatanKOH + Etanol

Larutan + Benzilklorida

Campuran direfluks

Menyaring dan menimbang endapan

Larutan berwarna putih bening, sedikit keruh dan panasLarutan berwarna putih bening, sedikit keruh dan sedikit berminyakLarutan berwarna kuning pekat dan terdapat endapan Di hasilkan endapan sebanyak 6,2 gram

Berat erlenmeyer kosong = 114,9 gr

Berat erlenmeyer + berat benzil alkohol = 117,3 gr

berat benzil alkohol = 2,4 gr

PERHITUNGAN

a. Benzil klorida (C6H5CH2Cl)m = v.ρ

= 7 ml . 1,1 gr/ml= 7,7 gr

n = M

BM

= 7,7 gr

126,5 gr /ml= 0,061 mol

b. Kalium Hidroksida (KOH)

n = M

BM

= 11 gr

56 gr /ml= 0,196 mol

c. Etanol (C6H5OH)

m = v.ρ= 37 ml . 0,789 gr/ml= 29,193 gr

n = M

BM

= 29,193 gr46 gr /ml

= 0,634 molReaksi :

C6H5CH3Cl + KOH C6H5CH3OH + KO2

Mula-mula : 0,062 0,196 - - mol

Reaksi : 0,062 0,061 0,061 0,061 mol -

Sisa : - 0,135 0,061 0,061 mol

BM : 126,5 56 108 74,5gr/mol x

Massa : - 7,56 6,588 4,5445 gr

Neraca Massa

Komponen Massa Masuk (gr) Massa Keluar (gr)C6H5CH3Cl

KOHC6H5CH3OH

KCl

7,711--

-7,566,5884,5445

Total 18,7 18,6925

%konversi = mol produkmol reaktan

×100 % %yield = gr produkgr reaktan

×100 %

= 0,2570,257

× 100 % = 6,37,7

×100 %

= 100% = 81,8 %