DESALINASI AIR LAUT MENJAWAB KRISIS AIR BERSIH DAERAH
PESISIR
Niken
Hermayanti
Abstrak
Tujuan
dari artikel telaah pustaka ini adalah Pemenuhan kebutuhan dasar manusia yaitu
kebutuhan air bersih. Maksudnya adalah untuk mencukupi kebutuhan akan air
bersih sebagai bagian dari kebutuhan dasar setiap manusia dan pengenalan
teknologi pengolahan air asin/payau.
Metode yang digunakan dalam artikel telaah pustaka ini adalah metode
pengambilan data sekunder. Untuk menghasilkan air bersih dari air laut ini
dibutuhkan energi listrik sebesar 4,72 kilowatt jam per meter kubik. Sekarang
ini rata-rata listrik per kilowatt jam mencapai harga Rp 1.000. Produksi air
bersih dari proses desalinasi bisa bersaing dengan tarif air bersih kelas
komersial yang mencapai Rp 12.500 per meter kubik. Bahkan, tarif air bersih
industri mencapai Rp 15.000 per meter kubik. Nilai produksi air bersih dengan
teknologi desalinasi yang dikembangkan sekarang mampu menekan harga hingga Rp
9.000 per meter kubik. Dengan desalinasi, air laut atau air payau yang diproses
dengan reverse osmosis diubah menjadi air bersih sehingga dapat menjawab
masalah krisis ketersediaan air bersih bagi masyarakat pesisir. Dengan
memanfaatkan air laut sebagai air bersih dapat mencegah terjadinya penurunan
tanah yang sewaktu – waktu dapat terjadi jika kita terus - menerus menggunakan
air tanah.
Kata Kunci :
Desalinasi, Distilasi, Osmosis Terbalik.
I.
Pendahuluan
Air
merupakan sumber daya alam yang sangat penting bagi kehidupan di bumi. Sumber
air tersebut ada yang diperoleh dari air tanah, mata air air sungai, danau dan
air laut. Sumber air di bumi tersebut berasal dari suatu siklus air dimana
tenaga matahari merupakan sumber panas yang mampu menguapkan air. Air baik yang
berada di darat maupun laut akan menguap oleh panas matahari. Uap kemudian naik
berkumpul menjadi awan. Awan mengalami kondensasi dan pendinginan akan
membentuk titik-titik air dan akhirnya akan menjadi hujan. Air hujan jatuh
kebumi sebagian meresap kedalam tanah menjadi air tanah dan mata air, sebagian
mengalir melalui saluran yang disebut air sungai, sebagian lagi terkumpul dalam
danau/rawa dan sebagian lagi kembali ke laut.
Meskipun
Bumi 75% terdiri dari air, tapi hanya kurang dari 1% yang benar merupakan air
yang siap digunakan. Krisis air bersih sudah melanda diberbagai belahan dunia,
tidak terkecuali di Indonesia. Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar di
dunia. Indonesia memiliki luas wilayah 5.193.252 km2 dua per tiga luas
wilayahnya merupakan lautan, yaitu sekitar 3.288.683 km2. Sehingga Indonesia
juga memiliki julukan sebagai benua maritim. Ironinya di tengah kepungan air
laut itu ternyata masih ada beberapa tempat yang mengalami kekurangan air,
terutama mengenai ketersedian air bersih. Akibatnya, di tempat seperti itu air
menjadi barang eksklusif. Masyarakatnya harus membeli untuk mendapatkan air
bersih (Anonymous, 2008).
Laju
konsumsi air bersih di dunia meningkat dua kali lipat setiap 20 tahun, melebihi
dua kali laju pertumbuhan manusia. Beberapa pihak memperhitungkan bahwa pada
tahun 2025, permintaan air bersih akan melebihi persediaan hingga mencapai 56%.
Kekurangan air bersih dapat berpengaruh terhadap banyak hal, di antaranya dapat
mengurangi pembangunan ekonomi dan menurunkan tingkat kehidupan. Hal ini
menunjukkan bahwa dunia membutuhkan suatu cara untuk meningkatkan persediaan
air bersih. Salah satu sumber yang berpotensi dijadikan sumber air bersih
adalah air laut. Air laut dapat dijadikan air bersih dengan proses desalinasi
(Shofnita, 2009).
II.
Isi
Tulisan
Desalinasi
adalah proses pemisahan yang digunakan untuk mengurangi kandungan garam
terlarut dari air garam hingga level tertentu sehingga air dapat digunakan.
Proses desalinasi melibatkan tiga aliran cairan, yaitu umpan berupa air garam
(misalnya air laut), produk bersalinitas rendah, dan konsentrat bersalinitas
tinggi. Produk proses desalinasi umumnya merupakan air dengan kandungan garam
terlarut kurang dari 500 mg/l, yang dapat digunakan untuk keperluan domestik,
industri, dan pertanian. Hasil sampingan dari proses desalinasi adalah brine.
Brine adalah larutan garam berkonsentrasi tinggi (lebih dari 35000 mg/l
garam terlarut).
Distilasi
merupakan metode desalinasi yang paling lama dan paling umum digunakan.
Distilasi adalah metode pemisahan dengan cara memanaskan air laut untuk
menghasilkan uap air, yang selanjutnya dikondensasi untuk menghasilkan air
bersih. Berbagai macam proses distilasi yang umum digunakan, seperti multistage
flash, multiple effect distillation, dan vapor compression umumnya
menggunakan prinsip mengurangi tekanan uap dari air agar pendidihan dapat
terjadi pada temperatur yang lebih rendah, tanpa menggunakan panas tambahan.
Metode
lain desalinasi adalah dengan menggunakan membran. Terdapat dua tipe membran
yang dapat digunakan untuk proses desalinasi, yaitu reverse osmosis (RO)
dan electrodialysis (ED). Pada proses desalinasi menggunakan membran RO,
air pada larutan garam dipisahkan dari garam terlarutnya dengan mengalirkannya
melalui membran water-permeable. Permeate dapat mengalir melalui membran akibat
adanya perbedaan tekanan yang diciptakan antara umpan bertekanan dan produk,
yang memiliki tekanan dekat dengan tekanan atmosfer. Sisa umpan selanjutnya
akan terus mengalir melalui sisi reaktor bertekanan sebagai brine.
Proses ini tidak melalui tahap pemanasan ataupun perubahan fasa. Kebutuhan
energi utama adalah untuk memberi tekanan pada air umpan. Desalinasi air payau
membutuhkan tekanan operasi berkisar antara 250 hingga 400 psi, sedangkan
desalinasi air laut memiliki kisaran tekanan operasi antara 800 hingga 1000
psi.
Dalam
praktiknya, umpan dipompa ke dalam container tertutup, pada membran,
untuk meningkatkan tekanan. Saat produk berupa air bersih dapat mengalir
melalui membran, sisa umpan dan larutan brine menjadi semakin
terkonsentrasi. Untuk mengurangi konsentrasi garam terlarut pada larutan sisa,
sebagian larutan terkonsentrasi ini diambil dari container untuk
mencegah konsentrasi garam terus meningkat.
Reverse
osmosis (Osmosis terbalik) adalah sebuah istilah teknologi yang berasal
dari osmosis. Osmosis adalah sebuah fenomena alam dalam sel hidup di
mana molekul "solvent" (biasanya air) akan mengalir dari daerah
berkonsentrasi rendah ke daerah Berkonsentrasi tinggi melalui sebuah membran
semipermeabel. Membran semipermeabel ini menunjuk ke membran sel atau membran
apa pun yang memiliki struktur yang mirip atau bagian dari membran sel. Gerakan
dari "solvent" berlanjut sampai sebuah konsentrasi yang seimbang
tercapai di kedua sisi membran.
Reverse
osmosis adalah sebuah proses pemaksaan sebuah solvent dari sebuah daerah
konsentrasi "solute" tinggi melalui sebuah membran ke sebuah daerah
"solute" rendah dengan menggunakan sebuah tekanan melebihi tekanan osmotik. Dalam
istilah lebih mudah, reverse osmosis adalah mendorong sebuah solusi melalui filter yang menangkap
"solute" dari satu sisi dan membiarkan pendapatan "solvent"
murni dari sisi satunya.
Reverse
osmosis merupakan suatu metode pembersihan melalui membran semi permeable. Pada
proses membran, pemisahan air dari pengotornya didasarkan pada proses
penyaringan dengan skala molekul, dimana suatu tekanan tinggi diberikan
melampaui tarikan osmosis sehingga akan memaksa air melalui proses osmosis
terbalik dari bagian yang memiliki kepekatan tinggi ke bagian yang mempunyai
kepekatan rendah. Selama proses tersebut terjadi, kotoran dan bahan yang
berbahaya akan dibuang sebagai air tercemar (limbah). Molekul air dan bahan
mikro yang berukuran lebih kecil dari Reverse Osmosis akan tersaring melalui
membran. Di dalam membran Reverse Osmosis tersebut terjadi proses penyaringan
dengan ukuran molekul, yakni partikel yang molekulnya lebih besar daripada
molekul air misalnya molekul garam, besi dan lainnya, akan terpisah dan dalam
membran osmosis balik harus mempunyai persyaratan tertentu, misalnya kekeruhan
harus nol, kadar besi harus <0,1>.
Instalasi desalinasi dengan metode reverse osmosis di Barcelona
Sistem RO terdiri dari
4 proses utama, yaitu (1) pretreatment, (2) pressurization, (3) membrane
separation, (4) post teatment stabilization:
Desalinasi dengan RO
1.
Pretreatment: Air umpan
pada tahap pretreatment disesuaikan dengan membran dengan cara
memisahkan padatan tersuspensi, menyesuaikan pH, dan menambahkan inhibitor
untuk mengontrol scaling yang dapat disebabkan oleh senyawa tetentu, seperti
kalsium sulfat.
2.
Pressurization: Pompa akan
meningkatkan tekanan dari umpan yang sudah melalui proses pretreatment
hingga tekanan operasi yang sesuai dengan membran dan salinitas air umpan.
3.
Separation: Membran permeable
akan menghalangi aliran garam terlarut, sementara membran akan
memperbolehkan air produk terdesalinasi melewatinya. Efek permeabilitas membran
ini akan menyebabkan terdapatnya dua aliran, yaitu aliran produk air bersih,
dan aliran brine terkonsentrasi. Karena tidak ada membran yang sempurna
pada proses pemisahan ini, sedikit garam dapat mengalir melewati membran dan
tersisa pada air produk. Membran RO memiliki berbagai jenis konfigurasi, antara
lain spiral wound dan hollow fine fiber membranes.
Tipe membran RO
4.
Post Teatment Stabilization: Air produk
hasil pemisahan dengan membran biasanya membutuhkan penyesuaian pH sebelum
dialirkan ke sistem distribusi untuk dapat digunakan sebagai air minum. Produk
mengalir melalui kolom aerasi dimana pH akan ditingkatkan dari sekitar 5 hingga
mendekati 7 (Shofnita, 2009).
Sistem pretreatment yang
mendukung sistem RO umumnya terdiri dari tangki pencampur (mixing tank),
saringan pasir cepat (rapid sand filter), saringan untuk besi dan mangan (Iron
& manganese filter) dan yang terakhir adalah sistem penghilang warna
(colour removal).
Tabel 1. Pandual Kualitas Air Hasil Pengolahan Sistem
RO
Sumber: Herlambang
Keunggulan
teknologi osmosis terbalik merupakan kecepatan proses pengolahan dalam
memproduksi air bersih. Teknologi ini
menggunakan tenaga pompa sehingga bisa memaksa produksi air keluar lebih banyak.
Secara proses, sistem pengolahan osmosis ini menggunakan membran sebagai
pemisah air dengan pengotornya. Pada
proses dengan membran, pemisahan air dari pengotornya didasarkan pada proses
penyaringan dengan skala molekul. Hal ini dilakukan karena di dalam
proses desalinasi air laut dengan sistem osmosis balik, tidak memungkinkan
untuk memisahkan seluruh garam dari air lautnya. Karena akan membutuhkan tekanan yang sangat tinggi sekali (Anonymous,
2009).
Untuk
menghasilkan air tawar, air asin atau air laut dipompa dengan tekanan tinggi ke
dalam suatu modul membran osmosis balik yang mempunyai dua buah pipa keluaran,
yakni pipa keluaran untuk air tawar yang dihasilkan dan pipa keluaran untuk air
garam yang telah dipekatkan. Kemudian di dalam membran osmosis balik tersebut
terjadi proses penyaringan dengan ukuran molekul. Yaitu pemisahan partikel yang
molekulnya lebih besar dari pada molekul air, misalnya molekul garam dan
lainnya, ke dalam air buangan. Karena
itu air yang akan masuk ke dalam membran osmosa balik harus mempunyai
persyaratan tertentu, misalnya kekeruhan harus nol, kadar besi harus kurang
dari 0,1 mili gram, densitas ph juga harus dikontrol agar tidak terjadi
pengerakan kalsium karbonat dan lainnya.
Inilah
yang menjadi kelemahan dari teknologi ini. Yaitu penyumbatan pada selaput
membran oleh bakteri dan kerak kapur atau fosfat. Yang umum terdapat dalam air
asin atau laut. Untuk mengatasi kelemahannya, pada unit pengolah air osmosa
balik selalu dilengkapi dengan unit anti pengerakkan dan anti penyumbatan oleh
bakteri (Anonymous, 2009).
Untuk
menghasilkan air bersih dari air laut ini dibutuhkan energi listrik sebesar 4,72
kilowatt jam per meter kubik. Sekarang ini rata-rata listrik per kilowatt jam
mencapai harga Rp 1.000. Produksi air bersih dari proses desalinasi bisa
bersaing dengan tarif air bersih kelas komersial yang mencapai Rp 12.500 per
meter kubik. Bahkan, tarif air bersih industri mencapai Rp 15.000 per meter
kubik. Nilai produksi air bersih dengan teknologi desalinasi yang dikembangkan
sekarang mampu menekan harga hingga Rp 9.000 per meter kubik (Alamendah, 2010).
Dengan
memanfaatkan air laut dan mengolahnya sebagai air minum berarti juga mengurangi
pemakaian air bawah tanah yang diyakini sebagai penyebab utama penurunan tanah
di berbagai tempat terutama di Jakarta. Bahkan, tingkat penurunan tanah akibat
eksploitasi air tanah yang berlebihan di Jakarta, membuat kita was-was akan
bahaya tenggelamnya ibu kota negara kita dalam beberapa puluh tahun kedepan.
III.
Simpulan
Dengan desalinasi, air laut atau air
payau yang diproses dengan reverse osmosis diubah menjadi air bersih sehingga
dapat menjawab masalah krisis ketersediaan air bersih bagi masyarakat pesisir. Dengan
memanfaatkan air laut sebagai air bersih dapat mencegah terjadinya penurunan
tanah yang sewaktu – waktu dapat terjadi jika kita terus - menerus menggunakan
air tanah.
IV.
Ucapan
Terima Kasih
Puji dan syukur yang tiada terkira penulis ucapkan ke
hadirat Allah SWT karena atas rahmat dan hidayah-Nya artikel
telaah pustaka ini dapat
terselesaikan dengan baik. Rasa terima kasih yang sebesar-besarnya penulis
ucapkan kepada Bapak Prof. Ir. Urip
Santoso, S.IKom., M.Sc., Ph.D dosen Penyajian
Ilmiah yang secara langsung telah
banyak memberikan bimbingan kepada penulis.
V.
Daftar
Pustaka
Alamendah.
2010 .Desalinasi Memanfaatkan Air Laut
Untuk Minum. http://alamendah.wordpress.com/2010/10/05/ (Oktober 2010).
Anonymous.
2009. Saatnya Memanfaatkan Air Laut Untuk
Minum.http://www.indonesiaindonesia.com/f/130609.
Anonymous.
2008. Desalinasi Menguapkan Air Laut
Menjadi Air Bersih.http://bacatanda.wordpress.com/2008/01/24 (24 Januari
2008).
Anonymous.
2010. Sudah Waktunya Memanfaatkan Air
Laut. http://theedukasi.blogspot.com/2010/09/
(September 2010).
Anonymous. 2010. Proses Desalinasi Air laut jadi Air layak Minum.http://www.kaskus.us/showthread.php4300494
(Juni 2010).
Anonymous. 2009. Teknologi Osmosis Balik Ubah Air Asin
Menjadi Layak Minum. http://www.puspiptek.info/?q=id/node/732 (Juni 2009).
Anonymous. 2010. Teknologi Desalinasi,
Menjawab Kebutuhan Air Bersih di Pesisir.
Warta Pasar Ikan. Dirjen
Pemasaran Dalam Negeri , Direktorat Jenderal Pengolahan Dan pemasaran Hasil
Perikanan Kementerian Kelautan Dan Perikanan. Jakarta Pusat.85: 26 - 27.
Anonymous, 2009. Air Minum dari Air Laut. http://www.muslimdaily.net/artikel/ringan/3903/ (Agustus 2009).
Gibbs, Dawn. 2010. Bagaimana cara Mengubah Air Laut Menjadi Air
Minum Penggunaan Home. http://www.ehow.com/how_6934674 (September
2010).
Herlambang, Arie. Pengolahan Air Asin Atau Payau Dengan Sistem Osmosis Balik. http://www.kelair.bppt.go.id/Sitpa/Artikel/Ro/ro.html.
Shofinita,
Dian.2009.Desalinasi Air Garam. http://majari magazine.com/2009/05/ (Mei
2009).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar