Air bersih menjadi salah satu kebutuhan yang mendasar bagi kehidupan manusia. Air bersih yang memenuhi standar atau persyaratan kesehatan adalah air minum yang tidak berbau, berwarna dan berasa serta memenuhi baku mutu yang dipersyaratkan. Semakin berkurangnya persediaan air tawar yang disertai dengan penurunan kualitas air permukaan yang salah satunya diakibatkan oleh pencemaran limbah industri yang merupakan alasan utama yang mendorong untuk dilakukannya minimisasi dan pemanfaatan kembali limbah industri. Kelangkaan maupun penurunan kualitas air tawar disertai dengan kebutuhan air yang terus meningkat baik dari masyarakat maupun industri merupakan pendorong diperlukannya teknologi pengolahan air yang berkualitas sekaligus ramah lingkungan.

Permasalahan limbah di Indonesia bukanlah hal yang asing. Sudah menjadi rahasia umum bahwa tidak sedikit pencemaran lingkungan yang terjadi disebabkan oleh pembuangan limbah hasil industri yang tidak melewati proses pengolahan terlebih dahulu. Industri sendiri dalam menjalankan aktivitasnya menggunakan air dalam jumlah yang signifikan, air bahkan menjadi komponen utama dan penentu kualitas produk di sejumlah industri misalnya industri minuman, industri tapioka, dsb. Ketidaksadaran pihak industri dalam menangani limbah yang dihasilkannya sangatlah mengkhawatirkan mengingat saat ini ketersediaan air tawar semakin langka. Sementara di sisi lain, pertumbuhan industri juga terus meningkat akibatnya limbah yang dihasilkan juga kian bertambah. Keterbatasan teknologi pengolahan limbah menyebabkan efluen yang dihasilkan memiliki kualitas yang jauh dari standar baku mutu limbah padahal pengolahan limbah sendiri merupakan komponen yang cukup mahal. Akibatnya selama ini limbah selalu dianggap sebagai sektor non-profit alias “cost”. Penerapan pajak lingkungan yang mengharuskan pihak industri membayar pajak per volume limbah yang dihasilkan semakin menguatkan anggapan ini. Kondisi perekonomian yang tidak kondusif juga semakin mempersulit permasalahan limbah ini. Oleh karena itu diperlukan suatu sistem pengolahan limbah dengan konsep “reuse” (pemanfaatan kembali).

Pengolahan air dengan demikian merupakan peluang besar bagi aplikasi teknologi membran. Penggunaan teknologi membran dalam pengolahan limbah menggeser anggapan “limbah sebagai cost” menjadi “limbah sebagai profit”. Pemisahan yang berbasis membran tidak berdasarkan hasil kesetimbangan fasa yang menggunakan banyak energi. Perubahan fasa akan mempengaruhi kualitas bahan dan produk yang dihasilkan. Konsep pemanfaatan kembali yang ditawarkan oleh teknologi membran terbukti dapat menghasilkan keuntungan diantaranya penghematan dari segi biaya operasional (air, listrik, bahan kimia, dll). Hal ini tentunya memberikan implikasi positif tidak saja bagi pihak industri karena proses menjadi hampir selalu menguntungkan (profitable) tetapi juga bagi kelestarian lingkungan yang selama ini acapkali terabaikan.

Membran dapat didefinisikan sebagai suatu penghalang yang selektif antara dua fasa (umpan dan permeat) yang memungkinkan terjadinya transfer masa dari fasa umpan (melewati membran) ke fasa permeat yang disebabkan oleh adanya perbedaan ukuran, bentuk dan struktur kimia. Proses terjadinya transfer masa tersebut disebabkan larena adanya gaya dorong seperti gradien temperatur, gradien konsentrasi, gradien tekanan, dan gradien potensial kimia. Perkembangan teknologi membran yang juga merambah pada bidang lingkungan memungkinkan dilakukannya pengolahan limbah dalam bentuk aplikasi langsung.

3

Gambar 1 Skema perpindahan fasa pada membran

Dalam penerapannya, proses membran dapat diaplikasikan secara langsung ataupun tidak langsung (bioreaktor membran). Pada aplikasi langsung, teknologi membran ditujukan untuk minimisasi limbah dan pemanfaatan kembali. Minimisasi limbah dilakukan dengan pengambilan (recovery) air yang terdapat dalam limbah sehingga debit limbah menjadi minimum. Ukuran pori membran yang sedemikian rupa akan menghasilkan air yang memiliki kualitas yang memenuhi syarat untuk digunakan sebagai air proses sehingga konsep pemanfaatan kembali dapat dicapai.

Bioreaktor membran (aerasi, ekstraktif, dan pemisahan biomassa) sebagai kombinasi proses berbasis membran dan pengolahan biologis merupakan bidang yang berkembang sangat pesat belakangan ini. Hal ini terbukti dengan banyaknya aplikasi bioreaktor membran yang hingga saat ini jumlahnya telah mencapai lebih dari 500 plant dengan kapasitas bervariasi bahkan hingga di atas 1.000.000 galon/hari.

Pada sektor pengolahan air, pengembangan teknologi EDI (electrodeionization) merupakan terobosan dalam proses produksi air ultra-murni yang sangat efisien. Dengan hadirnya teknologi elektrodeionisasi (EDI), reaktor membran fotokatalitik, dan kontaktor hollow fiber, maka teknologi ini dianggap sangat efisien dan efektif dalam proses produksi air ultra-murni. Reaktor membran fotokatalitik telah memungkinkan proses pengolahan terhadap limbah yang sebelumnya tidak mungkin atau tidak ekonomis untuk diolah. Sementara itu, hadirnya kontaktor hollow fiber diharapkan dapat memberikan solusi yang ekonomis untuk pengolahan limbah brine MSF. Teknologi ini memungkinkan untuk melakukan proses produksi air murni dan garam dalam satu tahap dari limbah brine MSF. Pada kasus-kasus dimana jenis limbah sulit diolah dan aplikasi langsung maupun tak-langsung tidak mampu bekerja efektif, perkembangan terkini di bidang reaktor membran fotokatalitik merupakan solusinya. Dengan demikian hampir semua permasalahan limbah dapat diatasi.

Saat ini aplikasi membran telah merambah ke berbagai industri diantaranya industri logam (pengambilan kembali logam), industri makanan, bioteknologi (pemisahan, pemurnian, sterilisasi, pengambilan produk samping), serta industri kulit dan tekstil (pengambilan kembali bahan kimia dan panas). Pada industri pulp dan kertas, membran berperan dalam pengambilan serat dan bahan kimia dan sebagai pengganti proses evaporasi. Industri-industri lainnya yang juga telah menerapkan teknologi membran adalah industri berbasis proses kimia (pemisahan materi organik, pemisahan gas), industri farmasi dan kesehatan (organ buatan, control release, fraksionasi darah, sterilisasi, pemurnian air) dan proses penanganan limbah.

Sumber :

  • Wenten, I.G. 2002. Recent development in membrane science and its industrial applications. J Sci Technol Membrane Sci Technol, 2002. 24 (Suppl): p. 1010-1024.

  • Salem Alzahrani dan Abdul Wahab Mohammad. 2014. Challenges and trends in membrane technology implementation for produced water treatment : A review. Journal of Water Process Engineering 4 (2014) 107–133. Saudi Arabia : King Saud University.
  • Mulder, M., Basic Principles of Membrane Technology. 2nd ed. 1996, Netherlands: Kluwer Academic Publisher.

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s