Reverse Osmosis : Operasional

Setelah pada bagian sebelumnya, kita membahas mengenai prinsip kerja RO, pada kesempatan kali ini saya akan membahas mengenai operasi ada alat reverse osmosis. Mari kita lihat skematik berikut, yakni unit ultrafiltration dan reverse osmosis yang disuplai oleh BONO ARTES.

Bono Artes Ultrafiltration and RO Package

Nah, sebelum masuk ke dalam RO, feed yang berasal dari filtered water masuk ke dalam membrane ultrafiltrasi. Ia kemudian keluar dari membrane tersebut dan terjadi pencampuran antara air yang keluar dengan beberapa bahan kimia, seperti asam sulfat, SMBS dan anti-scalant di dalam static mixer. Baru kemudian, setelah itu air masuk ke dalam ultrafiltration permeate tank, atau tanki permeate ultrafiltrasi.

Dari tangki tersebut, air kemudian dipompa menggunakan cartridge feed pumps, melewati cartridge filter. Dipompa lagi dengan menggunakan reverse osmosis pump, sebagaimana kita tahu bahwa peristiwa reverse osmosis membutuhkan pressure yang cukup tinggi. Baru kemudian masuk ke dalam masuk ke dalam first stage membrane permeator (RO unit). Produk utama hasil filtrasi tersebut yakni permeate water masuk ke dalam permeate water tank dan sebagian masuk ke tangki bahan kimia jika diperlukan. Produk samping, yakni retentat dari stage pertama, masuk ke second stage membrane permeator untuk kemudian terjadi proses pemisahan. Hasil produk utama masuk ke header permeate water, sedangkan produk samping, yakni retentat akan dibuang.

Jika kita lihat, akan ada perbedaan antara reverse osmosis dengan ultrafiltration. Dalam ultrafiltration, kita tidak menjumpai produk samping, sedangkan pada reverse osmosis, kita menjumpai produk samping yang dibuang secara kontinyu.

Jika ultrafiltration dipakai terus menerus, tentu saja pada suatu saat akan terjadi kondisi fouling ketika kotoran sudah menumpuk dan feed sudah tidak bisa keluar lagi dari ultrafiltration. Maka dari itu, ada kondisi backflush pada ultrafiltration, dimana hasil dari ultrafiltrasi tersebut, yang masuk ke dalam ultrafiltration permeate tank pada gambar diatas dipompakan lagi ke masuk ke dalam membrane ultrafiltration dengan arah yang berkebalikan dengan ketika posisi ultrafiltration dalam posisi service, ditunjukkan pada gambar dibawah.

Backflush Sequence di Ultrafiltration

Backflush ini digunakan untuk mencegah partikel menumpuk atau bahasa kerennya “building-up” di membrane. Backflush dilaksananakan dalam “regular basis” setiap 20-120 menit interval dengan lama 25-30 detik tergantung dari kualitas feed. Hal ini akan terjadi secara otomatis, sesuai dengan pengaturan sequence yang diatur di control room.

Sedangkan, untuk reverse osmosis, tidak akan terjadi yang namanya peristiwa backflush ini. Hal ini, dikarenakan ada produk samping yang dikeluarkan secara kontinyu. Meskipun begitu, untuk mencegah partikel “building-up” atau menempel di permukaan membrane RO. Maka, digunakan bahan kimia seperti anti-scalant. Disinilah yang menjadi perbedaan utama antara RO dan ultrafiltration. Meskipun begitu, pada RO tetap ada sequence untuk flushing untuk men-displace atau menggantikan konsentrat yang tertinggal di membrane pada saat pertama kali di-start atau ketika sistem mau di stop.

Pengaturan kualitas produk

On-Off Valve in RO Package

Gambar diatas, menunjukkan sebagian tampilan untuk unit RO. Bisa kita lihat 2 outlet dari RO unit A, permeate akan masuk ke dalam fresh water tank dan retentat akan keluar ke overboard. RO ini digunakan dalam kapal untuk project offshore. Maka dari itu, istilahnya “overboard”. Kita lihat pada gambar, ada analyzer untuk mengukur mV dan juga pH. Sedangkan ada juga on-off valve yakni UV-890 dan juga UV-891. Dua valve ini, dalam operasinya, jika didapatkan produk permeate tidak sesuai spek, maka akan menutup valve UV-891 dan membuka UV-890, sehingga tidak ada produk off-spec yang masuk ke sistem dan juga sebaliknya. Semua diatur sesuai dengan kehendak operator terhadap sequence yang diminta.

Reverse Osmosis: Prinsip Kerja

Kali ini saya akan menuliskan mengenai alat yang disebut sebagai “reverse osmosis”. Reverse osmosis ini adalah alat yang saya temui baik ketika saya bekerja di on-shore maupun off-shore oil and gas project. Maka dari itu saya ingin menuliskannya pada kesempatan kali ini.

Kenapa reverse osmosis ini diperlukan? Mari kita lihat gambar berikut

Filtration spectrum

Nah, partikel memiliki ukuran yang berbeda-beda. Maka dari itu diperlukan berbagai jenis teknik filtrasi. Mulai dari klarifier, sand filter, ultrafiltration dan juga reverse osmosis. Reverse osmosis ini diperlukan untuk menghilangkan ion garam maupun metal yang ukurannya sangat kecil yang tidak mampu dilakukan oleh alat sebelumnya.

Fenomena osmosis dan reverse osmosis

Untuk memahami istilah “reverse osmosis”, kita harus memahami istilah osmosis terlebih dahulu.

Jika kita memiliki dua buah cairan seperti gambar diatas. Cairan yang disebelah kiri adalah cairan yang masih memiliki banyak partikel, sedangkan pada bagian kanan adalah cairan yang nilai partikelnya rendah. Diantara kedua cairan tersebut kita tempatkan membrane. Secara alami, cairan yang ada di sebelah kanan akan bergerak ke kiri. Inilah yang disebut peristiwa osmosis.

Sedangkan, jika kita tekan cairan yang sebelah kiri, maka cairan sebelah kiri akan berpindah ke kanan melewati membrane, sedangkan partikel kita anggap tidak bisa melewati membrane karena ukurannya yang lebih besar. Hal ini tentu saja berkebalikan peristiwa osmosis yang kita bahas sebelumnya. Maka dari itu disebut sebagai “reverse osmosis”

.

Maka, bisa disimpulkan, alat reverse osmosis (RO) berisi membrane dan dalam operasinya, memerlukan tekanan yang cukup besar untuk mendorong cairan agar ia bisa terpisah dari partikel yang menyertainya.

Beginilah contoh bentuk modul membrane RO yang digunakan dalam suatu sistem utilitas pabrik

Modul Membrane RO

Bagaimana cara proses penyaringan/ filtrasi terjadi dengan menggunakan RO?

Proses Filtrasi di Membrane RO

Feed, yakni cairan bertekanan yang masih memiliki partikel masuk ke membrane dari sisi depan. Disini, akan terjadi proses filtrasi. Produk hasil filtrasi yang disebut sebagai permeate, akan berhasil melewati membrane dan masuk ke bagian tengah modul yang berbentuk seperti pipa. Sedangkan, cairan yang tidak lolos akan keluar sebagai hasil samping yang disebut sebagai retentat, atau pada gambar disebut sebagai cairan garam/brine.

Pada bagian selanjutnya, kita akan membahas bagaimana mekanisme alat RO ini bekerja di lapangan.