SEMINAR NASIONAL X SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 10 SEPTEMBER 2014 ISSN 1978-0176
PEMBERSIHAN KIMIAWI FOULING MEMBRAN DESALINASI RO Siti Alimah, Sudi Ariyanto, Erlan Dewita Pusat Kajian Sistem Energi Nuklir (PKSEN)-BATAN Jl. Kuningan Barat, Mampang Prapatan, Jakarta Selatan, 12710 Phone/Fax : (021) 5204243, E-mail :
[email protected]
ABSTRAK PEMBERSIHAN KIMIAWI FOULING MEMBRAN DESALINASI RO. Teknologi desalinasi MEDRO (Multiple Effect Distillation-Reverse Osmosis) yang dikopling dengan PLTN tipe PWR dapat menjadi alternatif untuk memasok kebutuhan air bersih masyarakat. Reverse Osmosis (RO) merupakan proses desalinasi yang menggunakan membran, yang dalam operasinya, terjadinya fouling tidak dapat dihindarkan. Fouling akan menurunkan kinerja dan membahayakan membran, padahal membran merupakan komponen utama instalasi desalinasi RO. Oleh karena itu perlu dilakukan pembersihan yang tepat. Pembersihan kimiawi merupakan metode yang paling sesuai untuk pembersihan fouling membran desalinasi RO. Jenis material membran dan foulant merupakan dasar untuk pembersihan kimiawi. Studi pendahuluan telah dilakukan terhadap air umpan instalasi desalinasi RO dari pantai Manggar Kalimantan Timur dan diperoleh hasil bahwa fouling yang kemungkinan dapat terbentuk adalah kerak CaCO3 dan BaSO4, koloid, besi dan mangan oksida serta biofouling. Penggunaan konfigurasi modul spiral wound dengan jenis membran komposit poliamida lebih menguntungkan untuk digunakan. Studi ini bertujuan untuk mempelajari metode pembersihan kimiawi membran dan mengetahui jenis senyawa pembersih fouling yang tepat. Metode studi meliputi studi literatur terkait permasalahan penelitian, pengumpulan data sekunder dan analisis. Hasil studi memperlihatkan bahwa pada metode pembersihan kimiawi membran, senyawa kimia yang sesuai untuk pembersihan fouling adalah asam sitrat pada pH 4 untuk pembersihan kerak CaCO3, besi oksida dan mangan oksida, serta senyawa sodium tripolifosfat + Na4EDTA pada pH 10 untuk pembersihan kerak BaSO4 dan koloid. Sedangkan untuk pembersihan biofouling dapat digunakan senyawa sodium tripolifosfat +Na4EDTA atau sodium tripolifosfat + sodium dodekil benzene sulfonat yang masing-masing pada pH 10. Kata kunci : pembersihan kimiawi, fouling, membran, desalinasi RO, pantai Manggar
ABSTRACT CHEMICAL CLEANING TO MEMBRANE FOULING FOR RO DESALINATION. MED-RO (Multiple Effect Distillation-Reverse Osmosis) which is a mode of desalination technology that may be coupled with PWR-type NPP, is an option to supply public demand for fresh water. RO is desalination process using membrane, in operation, it is inevitable that fouling occurs. Fouling will decrease performance and may also damage membrane, whereas membrane is the major component in a RO desalination plant. It is therefore, cleaning of fouling is necessary. Chemical cleaning is the most appropriate method to cleaning of fouling. The type of membrane material as well as foulant are the basis for chemical cleaning. The preliminary study have been done on feed water to RO desalination plant in Manggar beach, East Kalimantan and the results that the fouling may be in the form of scale of CaCO3 and BaSO4, coloid, ferri and manganese oxide, and biofouling as well. Utilization of a configuration of spiral wound module and polyamide composite type membrane has more advantages. This study is aimed to assess chemical cleaning method of membrane and know type of appropriate chemical cleaning agent. Study method include the study of related problems of literature, secondary data collection and analysis. The study results shows that on the method of membrane chemical cleaning, suitable chemical agent for fouling cleaning is citric acid of pH 4 for cleaning CaCO3 scale, ferri oxide and manganese oxide, as well as chemical agent of sodium tripolyphosphate +Na4EDTA of pH 10 to cleaning BaSO4 scale and colloid. While for cleaning biofouling can be used sodium tripolyphosphate +Na4EDTA or sodium tripolyphosphate + sodium dodecyl benzene sulfonate agents of pH 10. Keywords : chemical cleaning, fouling, membrane, RO desalination, Manggar beach Seminar Nasional X
413
STTN BATAN
SEMINAR NASIONAL X SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 10 SEPTEMBER 2014 ISSN 1978-0176 tergantung pada konfigurasi modul, ketahanan membran dan jenis fouling. Berdasarkan studi yang telah dilakukan sebelumnya[3], metode pembersihan kimia merupakan metode yang paling sesuai untuk pembersihan fouling membran desalinasi RO, bila dibandingkan dengan metode pembersihan yang ada. Penentuan senyawa pembersih sangat penting untuk mengoptimalkan pembersihan. Seleksi senyawa pembersih tergantung pada material membran dan jenis fouling[5]. Studi ini bertujuan untuk mempelajari metode pembersihan kimiawi termasuk mengetahui jenis senyawa pembersih untuk fouling yang kemungkinan terjadi. Studi dilakukan terhadap kasus air umpan dari pantai Manggar Kalimantan Timur.
PENDAHULUAN Teknologi desalinasi MED-RO (gabungan Multiple Effect Distillation dan Reverse Osmosis) yang dikopling dengan PLTN tipe PWR dapat menjadi alternatif untuk memasok kebutuhan air bersih di provinsi Kalimantan Timur[1]. Dalam teknologi desalinasi RO, keberhasilan kinerja jangka panjang tergantung pada tiga faktor yaitu desain, pengolahan awal, operasi dan perawatan yang tepat[2]. Pengolahan awal dimaksudkan untuk meminimalkan terjadinya fouling (deposit pengotor) pada membran. Berdasarkan studi sebelumnya[3] terhadap air umpan dari Pantai Manggar Kalimantan Timur, sistem pengolahan awal yang sesuai untuk meminimalkan fouling pada desalinasi RO terdiri dari klorin, sodium hexametafosfat, asam sulfat, feri klorida, saringan pasir, filter cartridge 0,5 μm, filter mangan zeolit, filter karbon aktif dan sodium metabisulfit. Dalam pengoperasian secara RO, akan terjadi fouling pada membran, dan fouling dapat menurunkan kinerja dan membahayakan membran. Namun dengan proses pengolahan awal, laju fouling dapat diminimalkan dan dilambatkan. Adanya pembetukan fouling, maka perlu dilakukan proses pembersihan yang tepatyang dapat menghilangkan deposit, mengembalikan karakteristika pemisahan dan mengembalikan kapasitas normal dari sistem. Pada umumnya pembersihan dilakukan apabila salah satu parameter berikut terjadi:, yaitu laju alir permeat normal turun hingga ≥10%, konsentrasi garam yang lewat normal meningkat ≥10% atau perbedaan tekanan (tekanan umpan dikurangi tekanan konsentrat) normal meningkat ≥15%, setelah 48 jam operasi[4]. Bila hal tersebut terjadi, membran harus dibersihkan untuk mengembalikan kinerja sistem. Beberapa jenis metode pembersihan fouling pada membran instalasi desalinasi RO adalah pembersihan hidraulik, pembersihan mekanik, pembersihan kimia dan pembersihan elektrik. Pembersihan hidraulik meliputi : backward flushing (mengubah tekanan dan arah aliran pada frekuensi tertentu), air flushing yang menggunakan campuran air dan udara, vibrating membrane dan forward flushing (autoflush). Pembersihan mekanik berupa sponge ball cleaning, sedang pembersihan kimia adalah metode pembersihan yang paling banyak digunakan untuk meminimalisasi kerak di hampir semua industri yang menggunakan membran. Pembersihan elektrik dilakukan dengan menambahkan elemen listrik pada membran sehingga partikel yang semula menempel pada membran akan berpindah ke elemen listrik tersebut. Metode ini dapat dilakukan tanpa menghentikan proses membran. Pemilihan metode pembersihan STTN BATAN
PEMBERSIHAN KIMIAWI Terdapat berbagai jenis fouling, yaitu kerak, partikel/koloid, mikroba (biofouling) dan organik. Berdasar hasil analisis air laut di pantai Manggar Provinsi Kaltim, diperoleh bahwa air umpan untuk instalasi desalinasi RO mengandung berbagai unsur yang dapat memungkinkan terbentuknya fouling, yaitu kerak CaCO3 dan BaSO4, koloid, besi dan mangan oksida serta biofouling. Beberapa langkah telah direkomendasikan untuk pengolahan awal air umpan (air dari Pantai Manggar), yaitu[3] : 1. Mencegah pertumbuhan bakteri (biofouling) dengan menggunakan khlorin, serta menghambat pembentukan kerak CaCO3 dan BaSO4, dengan menggunakan sodium hexametafosfat. 2. Mengatur pH air umpan dengan menggunakan H2SO4. 3. Mengurangi kestabilan partikel dan penggumpalan partikel koloid dan zat organik terlarut karena adanya TSS (Total Padatan Suspensi), kekeruhan dan TOC (Total Organic Carbon) dengan menggunakan feriklorida. 4. Menghilangkan flok dari koloid dengan saringan pasir. 5. Menghilangkan besi dan mangan oksida menggunakan filter mangan zeolit. 6. Menghilangkan warna dengan filter karbon aktif. 7. Mencegah partikulat yang muncul tiba-tiba dalam air umpan, yaitu dengan cartridge filter 0,5 μm. 8. Menetralisasi sisa klorin aktif (akibat rendahnya ketahanan membran komposit poliamida terhadap klorin) dengan sodium metabisulfit (NaHSO3). .
Dalam operasi RO, akan terjadi fouling pada membran, namun laju fouling dapat diminimalkan dan 414
Seminar Nasional X
SEMINAR NASIONAL X SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 10 SEPTEMBER 2014 ISSN 1978-0176 dilambatkan dengan proses pengolahan awal, . Adanya pembentukan fouling perlu dilakukan proses pembersihan kimiawi yang tepat secara periodik. Pada kasus pengolahan awal tidak sesuai standar, diperlukan pembersihan kimia dengan frekuensi yang lebih sering. Proses pembersihan kimia tidak hanya efektif terhadap foulant, tetapi juga terhadap membran sehingga menjaga dan mengembalikan karakteristika membran[6], sehingga kinerja proses membran akan terjaga. Proses pembersihan kimiawi disebut juga sebagai teknik untuk regenerasi membran[7]. Pembersihan kimiawi bertujuan menghilangkan impuritas (foulant) dengan senyawa kimia. Dalam proses pembersihan kimiawi, gaya kohesi antar foulant dan gaya adhesi antara foulant dan permukaan membran akan diperlemah[8]. Senyawa pembersih menggemburkan foulant, mendispersi, melarutkan dan menghilangkannya dari permukaan, mencegah terbentuknya fouling baru dan tidak membahayakan permukaan membran, serta menjaga sifat-sifat membran. Oleh karena itu pembersihan akan menyebabkan pori-pori permukaaan lebih hidrofilik, dan pada akhirnya akan meningkatkan fluks membran. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi proses pembersihan kimiawi, yaitu temperatur, pH, konsentrasi bahan kimia pembersih, waktu kontak antara larutan kimia dan membran, serta kondisi operasi seperti kecepatan aliran lawan arah dan tekanan. Pengaruh pH larutan pembersih terhadap efisiensi pembersihan untuk masing-masing foulant berbeda-beda, karena tingkat pengaruh pH larutan terhadap reaksi kimia foulant dan larutan pembersih
juga berbeda. Untuk memperoleh efek pembersihan yang baik, kecepatan aliran lawan arah harus lebih tinggi dan tekanan lebih rendah dari yang biasa digunakan selama operasi normal. Waktu kontak antara larutan kimia dan membran tergantung pada jenis dan tingkatan fouling. Langkah-langkah pada prosedur pembersihan terdiri dari[9] : 1. Pemompaan aliran rendah dari larutan pembersih dengan pemanasan awal pada tekanan rendah, 2. Recycle konsentrat dan permeat ke tangki larutan pembersih sampai temperatur stabil dicapai (maksudnya apa???). Pada tahap ini perubahan pH tetap dijaga, 3. Perendaman membran RO dengan larutan pembersih selama 1 sampai 15 jam tergantung pada jenis dan tingkatan fouling. 4. Operasi aliran tinggi untuk membilas foulant dari permukaan membran. Diagram alir sistem pembersihan kimia diperlihatkan dalam Gambar 1. Ketika senyawa pembersih mengalami kontak dengan lapisan fouling, terjadi beberapa transformasi fisika dan reaksi kimia. Transformasi fisika yang terjadi antara lain peleburan, pembasahan, pencucian dan swelling. Sedangkan Reaksi kimia yang terjadi antara lain hidrolisis, pelarutan, dispersi, peptisasi dan chelation. Untuk mengetahui keefektifan proses pembersihan dapat dilakukan dengan mengukur fluks air/laju alir permeat setelah pembersihan pada kondisi operasi. Terjadinya fluks air yang lebih rendah dari operasi normal (setelah pembersihan) dapat mengindikasikan proses pembersihan belum cukup.
Gambar 1. Diagram Alir Sistem Pembersihan Kimia[9]
Pemilihan senyawa pembersih tergantung pada material membran dan foulant. Di antara berbagai jenis membran, penggunaan konfigurasi modul spiral wound dengan jenis membran komposit poliamida Seminar Nasional X
lebih menguntungkan untuk digunakan. Senyawa pembersih kimia pada umumnya dikategorikan sebagai alkali, asam, chelating agent, surfaktan dan senyawa pengoksidasi. Masing-masing foulant 415
STTN BATAN
SEMINAR NASIONAL X SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 10 SEPTEMBER 2014 ISSN 1978-0176 memerlukan senyawa pembersih tertentu. Pada umumnya asam seperti asam nitrat, fosfat, klorida, sulfat dan sitrat seringkali digunakan untuk membersihkan endapan garam atau kerak. Sedangkan alkali, cocok untuk membersihkan fouling organik dan koloid. Alkali merupakan senyawa pembersih dengan kemampuan pembersihan yang sedang, namun kombinasi dengan chelating agent dan surfaktan akan memberikan efisiensi pembersihan yang lebih baik. Larutan alkali membersihkan fouling organik pada membran dengan hidrolisis dan pelarutan, meningkatkan pH larutan, meningkatkan muatan negatif dan kelarutan foulant organik. Sedangkan surfaktan dapat melarutkan makromolekul dengan pembentukan micelle dan menghilangkan foulant dari permukaan membran[10]. EDTA merupakan chelating agent yang dapat menghilangkan kation divalent dari molekul organik komplek, dan mempunyai kemampuan pembersihan yang lebih baik jika dikombinasi dengan logam. Sedangkan senyawa pengoksidasi cocok untuk menghilangkan biofouling. Produk pembersih komersial yang merupakan campuran senyawa biasanya juga direkomendasikan oleh produsen membran. Berbagai
produsen membran komersial yang memproduksi membran dengan konfigurasi modul spiral wound dengan jenis membran komposit poliamida adalah Fluid System dan Filmtec and Hydranautics dari Amerika Serikat, serta Toray dan Nitto Denko dari Jepang[11]. Laju alir permeat (Q) dan konsentrasi garam dalam permeat (%SP) merupakan faktor yang dipertimbangkan dalam seleksi membran komersial tersebut. Berdasar prosedur ASTM untuk konsentrasi brine, %SP > 3 menunjukkan waktu operasi membran kurang dari 2 tahun[11]. Penurunan laju alir permeat dinyatakan dengan MFRC/Membrane Flux Retention Coefficient (perbandingan laju alir tersisa dalam permeator dengan laju alir awal). MFRC didefinisikan sebagai[11]: MFRC = Qt/Qi Dengan : Qt : laju alir permeat pada waktu t. Qi : laju alir permeat awal. Tabel 1 memperlihatkan berbagai senyawa pembersih kimia yang direkomendasikan oleh produsen membran spiral wound dengan jenis membran komposit poliamida, untuk berbagai jenis foulant.
Tabel 1. Senyawa pembersih kimia yang direkomendasikan produsen membran dengan konfigurasi modul spiral wound jenis membran komposit poliamida[11] Jenis Foulant CaCO3
CaSO4/BaSO4/ SrSO4/CaF2 SiO2 Logam oksida
Koloid inorganik Materi biologi
Organik
STTN BATAN
Produsen Membran FilmTec HCl, H3PO4, asam sitrat, asam sufamat, NH2SO3H, pH 4.
Fluid System Asam sitrat, pH 2,5
Nitto Denko Asam sitrat, pH 4
HCl, H3PO4, asam sitrat, asam sufamat, NH2SO3H, pH 4, NaOH + Na2EDTA, pH 12, maks. 30oC H3PO4, sodium hidrosulfit, Na2S2O4, asam sulfamat, NH2SO3H NaOH + sodium dodekilsulfat, pH 12, maks. 30oC NaOH + Na2EDTA, NaOH + sodium dodekilsulfat, sodium tripolifosfat + trisodium fosfat+EDTA, pH 12, maks. 30oC, NaOH + Na2EDTA, NaOH + sodium dodekilsulfat, sodium tripolifosfat + trisodium fosfat +EDTA, pH 12, maks. 30oC,
-
sodium tripolifosfat +Na4EDTA, pH 10
-
-
-
Asam sitrat, pH 2,5
Asam sitrat, pH 4
-
-
sodium tripolifosfat +Na4EDTA, pH 10
-
sodium tripolifosfat + trisodium fosfat +EDTA, pH 1011 sodium tripolifosfat + trisodium fosfat +EDTA pH 10-11
sodium tripolifosfat +Na4EDTA, sodium tripolifosfat + sodium dodekil benzene sulfonat, pH 10. sodium tripolifosfat +Na4EDTA, sodium tripolifosfat + sodium dodekil benzene sulfonat, pH 10.
Sodium lauril sulfat + NaOH, ultrasil 10, pH 10-11
416
Toray Asam sitrat pH 2,54, ultrasil 70 pH 22,5 atau asam perasetik -
-
Seminar Nasional X
SEMINAR NASIONAL X SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 10 SEPTEMBER 2014 ISSN 1978-0176 HASIL DAN PEMBAHASAN diperoleh nilai %SP dari membran produksi Filmtec (15,1879%) dan Toray (3,9988%) melebihi nilai maksimum (>3%), sehingga diindikasikan waktu operasi kurang dari 2 tahun. Sedangkan nilai %SP dari membran produksi Fluid System adalah 1,3274% dan Nitto Denko sebesar 2,0925%. MFRC dari membrane produksi Nitto Denko, Toray, Fluid System dan Filmtec secara berurutan adalah 0,391; 0,342; 0,366 dan 0,099. Terlihat bahwa membran produksi Nitto Denko mempunyai MFRC yang lebih baik. Selain itu membrane produksi Nitto Denko juga mempunyai toleransi yang lebih baik terhadap kekeruhan[11]. Oleh karena itu, di antara ke empat membran tersebut, membran yang diproduksi oleh Nitto Denko lebih menguntungkan untuk digunakan. Fouling membran tergantung pada kualitas air umpan, bervariasi antara tempat yang satu dengan yang lain. Fouling yang kemungkinan berpotensi terjadi di dalam membran RO dengan air umpan dari pantai Manggar terdiri dari berbagai jenis, yaitu biofouling, kerak CaCO3 dan BaSO4, koloid, besi dan mangan oksida. Berdasar Tabel 1, jika membran yang digunakan merupakan produksi Nitto Denko, maka proses pembersihan kimia untuk fouling yang kemungkinan terjadi pada air umpan dari pantai Manggar Kalimantan Timur, adalah : 1. Untuk kerak CaCO3 : digunakan asam sitrat pada pH 4. 2. Untuk kerak BaSO4 : digunakan sodium tripolifosfat + Na4EDTA pada pH 10. 3. Untuk koloid : digunakan sodium tripolifosfat + Na4EDTA pada pH 10. 4. Untuk besi oksida dan mangan oksida : digunakan asam sitrat pada pH 4. 5. Untuk biofouling (akumulasi dan metabolisme dari makroorganisme dan atau mikroorganisme pada permukaan membran, yang meliputi alga, jamur, protozoa dan bakteri) : dapat digunakan sodium tripolifosfat +Na4EDTA atau sodium tripolifosfat + sodium dodekil benzene sulfonat pada pH 10. Temperatur mempunyai peranan yang penting dalam pembersihan kimia. Pada umumnya peningkatan temperatur akan meningkatkan efisiensi pembersihan, meningkatkan proses transpor dan kelarutan dari material. Namun sensitivitas membran tidak memungkinkan penggunaan temperatur yang sangat tinggi dan dibatasi sampai temperatur 45oC, sehingga pembersihan kimia pada membran dilakukan pada temperatur di bawah 45oC. Pemanasan larutan pembersih sampai 42oC mempunyai dampak yang signifikan pada peningkatan rekoveri fluks air, dibanding pada temperatur 25oC[9]. Peningkatan temperatur pembersih menguntungkan pelepasan
Fouling yang terjadi di permukaan membran akan menyebabkan penurunan laju alir permeat dan peningkatan biaya produksi yang diakibatkan oleh peningkatan kebutuhan energi, peningkatan pembersihan kimia, pengurangan umur membran dan penambahan buruh untuk perawatan. Pengurangan umur membran menyebabkan penggantian membran lebih cepat, padahal harga membran sekitar 20-25% dari biaya kapital[12]. Dalam operasi normal, penggantian membran sekitar 3-4 tahun. Dalam kasus adanya fouling, jika pembersihan yang tepat dan periodik tidak dilakukan, maka penggantian membran akan lebih sering dilakukan. Dengan pembersihan yang tepat dan periodik, maka umur membran dapat dimaksimalkan, sehingga ongkos penggantian membran dapat dikurangi. Pembersihan juga akan meningkatkan efisiensi energi sistem secara keseluruhan. Terdapat berbagai konfigurasi modul membran yaitu spiral wound, hollow fiber, tubular dan plate & frame, namun penggunaan membran spiral wound dengan jenis membran komposit poliamida akan lebih menguntungkan karena air yang keluar per unit lebih tinggi dibanding modul lain. Dimensi channel membran memberikan hidrodinamika sehingga tidak menyokong deposisi foulant pada permukaan membran. Air umpan yang melalui channel membran yang sempit, menghasilkan crossflow yang sesuai untuk pengelupasan fouling dari permukaan membran. Channel membran dikonstruksi sedemikian rupa sehingga air umpan dipaksa melalui susunan lekukan channel, yang akan menghasilkan turbulensi yang menghalangi deposisi foulant[3]. Di antara berbagai jenis membran yang diproduksi oleh produsen membran, membran dengan Qps tinggi dan %SP yang rendah akan lebih menguntungkan. MFRC yang lebih tinggi menunjukkan laju alir permeat pada waktu t lebih baik. Tabel 2 memperlihatkan Qps , %SP dan MFRC dari keempat membran komersial yang diproduksi oleh produsen membran yang ada. Tabel 2. Laju alir, %SP dan MFRC Membran[11] Nitto Toray Fluid Filmtec Denko System Qi (l/m) 0,5023 0,8648 0,7964 0,9137 Qt (l/m) 0,1964 0,2957 0,2912 0,0905 MFRC 0,3910 0,3420 0,3660 0,0990 %SP 2,0925 3,9988 1,3274 15,1879 Tabel 2 terlihat bahwa, setelah air umpan diberlakukan dengan pengolahan awal yang sama, Seminar Nasional X
417
STTN BATAN
SEMINAR NASIONAL X SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 10 SEPTEMBER 2014 ISSN 1978-0176
deposit pada permukaan membran. Kecepatan reaksi kimia senyawa pembersih dengan deposit foulant dan perpindahan foulant ke larutan meningkat dengan peningkatan temperatur. Pengaruh tekanan operasi berkaitan dengan hidrodinamika sistem dan harus dijaga dengan hatihati. Pembersihan dengan tekanan minimum akan mengakibatkan lebih adhesif karena tidak adanya gaya lapisan foulant ke permukaan. Pada peningkatan kecepatan aliran lawan arah, reaksi kimia antara foulant dan senyawa pembersih cukup tinggi sehingga menghasilkan reaksi yang menguntungkan. Oleh karena itu kecepatan aliran lawan arah yang tinggi akan meningkatkan efisiensi pembersihan. Konsentrasi senyawa kimia pembersih berkaitan dengan kualitas air yang ditambahkan ke bahan kimia, yang mana dapat mempengaruhi efisiensi pembersihan membran. Masing-masing foulant membutuhkan konsentrasi senyawa pembersih tertentu. Penentuan langkah pembersihan pertama merupakan hal yang sangat penting. Secara umum, pembersih alkali biasanya direkomendasikan sebagai langkah pertama. Sebagaimana disebutkan, kemungkinan fouling yang terjadi pada air umpan dari pantai Manggar Kalimantan Timur, adalah CaCO3, BaSO4, koloid, besi oksida, mangan oksida dan biofouling, sehingga pembersihan dua langkah diperlukan, yaitu pembersihan alkali diikuti dengan pembersihan asam. Pembersihan asam dilakukan ketika pembersih alkali telah efektif menghilangkan fouling BaSO4, koloid dan biofouling. pH selama pembersihan harus selalu diukur, jika pH meningkat lebih dari 0,5 selama pembersihan asam, sejumlah asam perlu ditambahkan. Jika pH menurun lebih dari 0,5 selama pembersihan basa, sejumlah kaustik perlu ditambahkan. Larutan pembersih yang keruh atau berwarna kuat harus diganti dengan larutan pembersih yang baru. Dalam urutan langkah pembersihan, dimana langkah pertama adalah pembersih alkali, pH harus dijaga untuk optimalisasi penghilangan foulant. Jika foulant tidak berhasil dihilangkan secara sempurna, kinerja sistem membran akan menurun lebih cepat, sebagai mana mudahnya foulant terdeposit pada permukaan membran. Akibatnya waktu antara operasi dan pembersihan berikutnya akan lebih pendek, menyebabkan umur membran menjadi lebih pendek, serta biaya operasi dan perawatan yang lebih tinggi. Pembersihan yang efektif akan menyebabkan waktu operasi dan pembersihan berikutnya lebih lama dan biaya operasi menjadi lebih murah.
STTN BATAN
KESIMPULAN Pembersihan kimiawi membran merupakan metode yang tepat yang dilakukan secara periodik dan sangat efektif untuk menjaga kinerja membran serta memaksimalkan umur membran sehingga ongkos penggantian membran dapat berkurang. Membran komersial dengan modul spiral wound dengan jenis membran komposit poliamida produksi Nitto Denko lebih menguntungkan untuk digunakan karena mempunyai nilai %SP sebesar 2,0925% (<3%), sehingga diindikasikan umur membran lebih dari 2 tahun dan MFRC (perbandingan laju alir tersisa dalam permeator dengan laju alir awal) paling tinggi dibanding jenis membran yang lain, serta mempunyai toleransi yang lebih baik terhadap kekeruhan. Senyawa kimia yang sesuai untuk pembersihan fouling yang kemungkinan terjadi, pada air umpan dari pantai Manggar Kalimantan Timur terdiri dari : asam sitrat pada pH 4 untuk pembersihan kerak CaCO3, besi oksida dan mangan oksida, serta sodium tripolifosfat + Na4EDTA pada pH 10 untuk pembersihan kerak BaSO4 dan koloid. Sedangkan untuk pembersihan biofouling dapat digunakan sodium tripolifosfat + Na4EDTA atau sodium tripolifosfat + sodium dodekil benzene sulfonat pada pH 10.
DAFTAR PUSTAKA Jurnal 1. Siti Alimah, Sudi Ariyanto, Erlan Dewita, Budiarto dan Geni R. Sunaryo, (2009), Jurnal Pengembangan Energi Nuklir, Pemilihan Teknologi Desalinasi Nuklir Di Provinsi Kalimantan Timur. 2. Ebrahim, S., (1994), Journal Desalination, Cleaning and Regeneration of Membranes in Desalination and Waste Water Applications : State-of-The-Art. 3. Siti Alimah, Sudi Ariyanto, (2012), Majalah Ilmiah Pengkajian Industri, Topik : Industri Proses, Rekayasa dan Manufaktur, Strategi Kontrol Fouling Pada Desalinasi RO. 4. I.Janghorban Eshafani, et.all., (2013), Journal of Membrane Science, Proposed New Fouling Monitoring Indices for Seawater reverse Osmosis Cto Determine The Membrane Cleaning Interval. Internet 5. ARNAL, J.M., et.all., (2014), 418
Membrane
Seminar Nasional X
SEMINAR NASIONAL X SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 10 SEPTEMBER 2014 ISSN 1978-0176 Cleaning, Expanding Issues in Desalination, cdn.intechopen. com/pdfs/20343.pdf, diakses Juli 2014 Jurnal 6. Madaeni, SS., et.all., (2004), Journal Desalination, Chemical Cleaning of Reverse Osmosis Membranes Fouled by Whey. 7.
8.
Madaeni, SS., et.all., (2001), Journal Desalination, Chemical Cleaning of Reverse Osmosis Membranes. Chen, J.P., et.all., (2003), Journal of Membrane Science, Optimization of Membrane Physical and Chemical Cleaning by a Statistically Design Approach.
Internet 9. Dow, (2014), Form. No. 609-23010-0211, Cleaning Procedures for Dow FilmTec FT30 Elements, 0901b8038060a60a66f.pdf, diakses Juni 2014.
Jurnal 10. Wui Seng Ang, et.all., (2006), Journal of Membrane Science, Chemical and Physical Aspect of Cleaning of Organic-Fouled Reverse Osmosis Membranes. Internet 11. A.T.M. Jamaluddin., et.all., (2014), Selection of Membrane for Hybrid System, www.swcc.gov.sa/.../SELECTION%20OF%20ME ..., diakses Juli 2014. Jurnal Ahmed Al-Amoudi, Robert W. Lovitt, (2007), Journal of Membrane Science, Fouling Strategies and The Cleaning System of NF Membranes and Factor Affecting Cleaning Efficiency.
Seminar Nasional X
419
STTN BATAN
