PENGOLAHAN AIR LAUT menjadi AIR BERSIH/MINUM

PENGOLAHAN AIR LAUT

MENJADI AIR BERSIH/MINUM

A.       LATAR BELAKANG

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.

Air laut merupakan air yang di dalamnya terlarut berbagai zat padat dan gas, contoh : dalam 1000 gram air laut akan terdapat 35 gram senyawa terlarut yang secara kolektif disebut garam, atau di dalam air laut 96,5 persen berupa iar dan 3,5 persen berupa zat-zat terlarut (Nur Alimah, 2008)

Manusia sering dihadapkan pada situasi yang sulit dimana sumber air tawar sangat terbatas dan di lain pihak terjadi peningkatan kebutuhan. Bagi masyarakat yang tinggal didaerah pantai, pulau kecil seperti kepulauan seribu air tawar merupakan sumber air yang sangat penting. Sering terdengar ketika musim kemarau mulai datang maka masyarakat yang tinggal di daerah pantai atau pulau kecil-kecil mulai kekurangan air. Air hujan yang merupakan sumber air yang telah disiapkan di bak penampung air hujan (PAH) sering tidak dapat mencukupi kebutuhan pada musim kemarau. Bahkan yang lebih parahnya lagi bagi masyarakat yang tinggal di Timur Tengah yangm$rp`kan daerah gurun pasir yang susah  sekali untuk mendapatkan air, apatah lagi air bersih.

Padahal kita mengetahui bahwa sebenarnya sumber air asin itu begitu melimpah, kenyataan menunjukkan bahwa ada banyak daerah pemukiman yang justru berkembang pada daerah pantai. Melihat kenyataan semacam itu manusia telah berupaya untuk mengolah air asin/payau menjadi air tawar mulai dari yang menggunakan teknologi sederhana seperti menyuling, filtrasi dan ionisasi (pertukaran ion). Sumber air asin/payau yang sifatnya sangat melimpah telah membuat manusia berfikir untuk mengolahnya menjadi air tawar. Sehingga dengan adanya pengolahan air laut menjadi air asin akan mudah untuk mendapatkan air meskipun tidak seperti air yang telah ada di daratan.

Untuk memenuhi kebutuhan akan air tawar manusia telah mengembangkan sistem pengolahan air asin/payau dengan teknologi membran semipermeabel. Membran (selaput) semipermeabel adalah suatu selaput penyaring skala molekul yang dapat ditembus oleh molekul air dengan mudah, akan tetapi tidak dapat atau sulit sekali dilalui oleh molekul lain yang lebih besar dari molekul air.

B.       TEKNIK-TEKNIK PENGOLAHAN AIR ASIN MENJADI AIR TAWAR

Proses mengolah air asin/payau menjadi air tawar atau sering dikenal dengan istilah desalinasi dapat dikelompokkan menjadi 3 (tiga) macam yaitu:

1.      Proses destilasi (suling)

Proses destilasi memanfaatkan energi panas untuk menguapkan air asin. Uap air tersebut selanjutnya didinginkan menjadi titik-titik air dan hasil ditampung sebagai air bersih yang tawar.

2.      Proses penukar ion

Pada tahun 1852, Way menemukan bahwa menghilangkan ammonia dalam larutan air yang meresap melalui tanah sesungguhnya berupa pertukaran ion dengan kalsium yang terkandung di dalam sejenis silica tertentu dalam tanah. Dewasa ini penukaran ion sudah menjadi proses konversi kimia yang sangat bermanfaat. Proses ini digunakan secara luas dan skala besar di industry (Nur Alimah, 2008)

Teknik penukar ion memanfaatkan proses kimiawi untuk memisahkan garam dalam air. Pada proses ini ion garam (Na Cl) ditukar dengan ion seperti Ca⁺² dan SO4^-2. Materi penukar ion berasal dari bahan alam atau sintetis. Materi penukar ion alam misalnya zeolit sedangkan yang sintetis resin (resin kation dan resin anion).

Proses pertukaran ion merupakan reaksi kimia yang ionnya terhidrata dan bersifat mobil bergerak di dalam zat padat, dipertukarkan atas dasar ekuivalen dengan ion yang bermuatan sama yang terdapat di dalam larutan. Zat padat mempunyai struktur seperti jala terbuka dan ion yang bergerak itu menetralisir muatan, atau muatan potensial, gugus yang terpasang di dalam matriks zat padat itu disebut penukar ion.

a)      Pertukaran kation

Pertukaran kation berlangsung bila kation yang bergerak dan bermuatan posirif terikat pada gugus yang bermuatan negative di dalamnya penukar ion saling bertukar dengan kation lain terdapat di dalam larutan.

b)      Pertukaran anion

Proses pertukaran ion berlangsung bila anion bergerak, bermuatan negatif yang melekat pada gugus bermuatan positif di dalam resin, penukar kalor saling bertukar dengan anion di dalam larutan.

3.      Proses filtrasi.

Proses ketiga ini lebih dikenal dengan sistem osmose balik (Reverse Osmosis). Reverse Osmosis adalah salah satu teknologi pengolahan air asin menjadi air tawar yang paling sering digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum. Keistimewaan dari proses ini adalah mampu nyaring molekul yang lebih besar dari molekul air.

Dalam proses filtrasi atau teknologi membran dikenal elektrodialisis dan reverse osmosis. Dari dua teknologi membran tersebut reverse osmosis yang paling sering dipakai saat ini.

Pada tahun 1748, Ilmuwan Perancis  Abbe Nollett, menemukan peristiwa osmosis yang alami. Proses ini terjadi ketika aliran cairan melalui suatu membran semi-permeable ke larutan konsentrat yang kemudian airnya menjadi tawar. Lebih dari 200 tahun kemudian, peristiwa ini telah dikenali sebagai cara untuk mengolah air asin, air payau, atau air yang berwarna.

Cara Kerja Reverse Osmosis: Daya penggerak di belakang reverse osmosis memberikan tekanan hidrostatik yang berbeda. Tanpa adanya pengaruh dari tekanan luar, air asin seperti yang terlihat pada gambar akan menerobos membran untuk menetralkan/menawarkan air yang mengandung  garam melalui  proses osmosis. Perbedaan pada permukaan air dalam kaitan dengan perpindahan ini disebut dengan osmotic pressure head, dan tekanan hidrostatik yang menyebabkan kenaikan pada permukaan air adalah osmotic pressure. Dalam beberapa kasus air laut yang  mempunyai kandungan garam tinggi, tekanan osmotis dapat menjadi sebesar  1000 psi.

C.       MESIN YANG DIGUNAKAN DALAM PENGOLAHAN AIR ASIN MENJADI AIR TAWAR

Evaporator

Perusahaan industri berat mengembangkan mesin uap(evaporator) terbesar untuk pabrik unutk mengolah air laut menjadi air tawar. Doosan, perusahaan Industri berat dan konstruksi, menyelesaikan proyek pembangunan pabrik itu dan mengadakan upacara untuk meresmikan pengakutan evaporator ke Kuweit dengan kapal pada tanggal 9 Mei. Doosan berhasil memproleh pesanan sebesar 370 juta dolar melalui kontrak dengan departmen energi di Saniya, Kuweit untuk menyuplai evaporator untuk pabrik pengolah air tawar.

Evaporator itu berukuran : lebarnya 104 M, panjang 25 M, tinggi 9.2 M dan beratnya 3,630 ton.

Apakah evaporator untuk mengolah air.

Pengolah air tawar : Evaporator adalah sistem utama bagi pabrik untuk mengolah air laut menjadi air tawar. Ladang garam memproduksi garam melalui proses penguapan air laut. Sebaliknya, air bersih akan diproduksi, dengan menghilangkan garam dari air laut. Evapotrator untuk mengolah air laut dirancangan untuk mengumpulkan uap yang terjadi di dalam proses penguapan. Untuk produksi garam, air akan dikumpulkan dan dikeringkan saja di halaman terbuka. Tetapi pengolahan air laut untuk menjadi air tawar adalah proses rumit yang membutuhkan fasilitas raksasa.

Pengumpulan air

Penguapan dengan multi guna : Air laut akan direbuskan untuk penguapan. Uap itu akan terkumpul maka menjadi air tawar. Teknologi itu biasanya digunakan untuk pabrik pengolah air laut sekala besar.

Cara tekanan peresapan (osmosis) dengan arah balik: Cara untuk mengurangi dan menghapus rasa asin air laut. Teknologi ini digunakan untuk pabrik pengolah air laut sekala menengah dan kecil.