ENVIRONMENTAL INSIGHT JOURNAL
Volume 01.
Number 01.
Page 11 - 24.
January 2025 Studi Desalinasi Air Laut dengan Reverse Osmosis dan Ultrafiltration untuk Penduduk Pulau Buaya.
Kabupaten Alor.
Nusa Tenggara Timur Study of SeaWater Desalinisation using Reverse Osmosis and Ultrafiltration for the Resident of Buaya Island.
Alor Regency.
East Nusa Tenggara Lili Windyasari Bela1.
Melly Mellyanawaty1,2*).
Nur Iswanto1 Prodi Magister Teknik Lingkungan.
Institut Teknologi Yogyakarta Prodi Teknik Lingkungan.
Universitas Muhammadiyah Tasikmalaya Corresponding author: melly@umtas.
INTISARI
Penduduk di Pulau Buaya.
Kabupaten Alor.
Nusa Tenggara Timur (NTT) selama ini, karena kondisi geografisnya, mengalami kesulitan untuk mendapatkan air bersih dan sangat tergantung pada sumber air tawar yang terdapat di pulau lain.
Akses ke pulau ini dapat ditempuh dengan perjalanan selama 10-15 menit menggunakan perahu motor dan tidak dapat diakses selama kondisi cuaca ekstrim.
Kebutuhan air bersih penduduk Pulau Buaya sebesar 140 mA/hari.
Implementasi desalinasi air laut adalah untuk memenuhi kebutuhan air minum/air bersih bagi penduduk Pulau Buaya.
Kabupaten Alor.
NTT.
Studi ini akan merancang unit desalinasi guna memenuhi kebutuhan penduduk Pulau Buaya yang terdiri dari intake, feed pump, modul ultrafiltration, booster pump, modul Reverse Osmosis, 2 buffer tank dan tanki air minum dengan kapasitas 100 Daya yang dibutuhkan untuk pompa air baku dan booster pump masing-masing adalah 12 kW dan 56,5 kW.
Unit desalinasi mampu memenuhi kebutuhan air minum penduduk Pulau Buaya dengan debit 140 mA/hari dan waktu operasi 10 jam/hari.
Kata Kunci: Pulau Buaya.
Desalinasi.
Air Bersih.
Reverse Osmosis.
Ultrafiltration ABSTRACT The residents of Buaya Island.
Alor Regency.
East Nusa Tenggara (NTT), due to its geographycal conditions, have difficulties in getting clean water and are very dependent on fresh water supplies from adjacent island.
This island was accessed in 10-15 minutes voyage by motorboat and would be inaccessible during extreem rough weather.
The clean water need for the residents of Buaya Island was 140 mA/day.
The instalation of sea water desalination unit was to supply drinking/clean water needs of the Buaya Island population.
Alor Regency.
NTT.
This study was to design desalination unit to supply the needs of Buaya Island community which consisted of an intake, feed pump, ultrafiltration module, booster pump, reverse osmosis module, 2 buffer tanks, and 2 drinking water tank with a capacity of 100 m3.
The power required for the raw water pump and booster pump were 12 kW and 56.
5 kW, respectively.
The desalination unit was able to fulfil the drinking water needs of Buaya Island residents with a discharge of 140 mA/day and an operating time of 10 hours/day.
Lili Windyasari Bela, et al.
/ Environmental Insight Journal.
Vol.
No.
January 2025
ENVIRONMENTAL INSIGHT JOURNAL
Volume 01.
Number 01.
Page 11 - 24.
January 2025 Keywords: Buaya Island.
Desalination.
Clean Water.
Reverse Osmosis.
Ultrafiltration PENDAHULUAN Pulau Buaya merupakan pulau yang bentuknya mirip dengan buaya jika dilihat dari Seperti halnya pulau-pulau kecil terluar dan terpencil lain di Indonesia.
Pulau Buaya juga mengalami keterbatasan pasokan air bersih karena tidak memiliki sumber air tawar permukaan seperti air sungai atau air danau, dan dipengaruhi oleh kondisi air laut yang memiliki salinitas tinggi serta sebagian wilayahnya berbentuk berbatu karang.
Penduduk Pulau Buaya sangat bergantung pada sumber air tawar dari pesisir dermaga Baolang yang berjarak sekitar 10-15 menit perjalanan dengan perahu.
Cuaca buruk dan gelombang laut juga mengakibatkan kesulitan dalam memperoleh air bersih karena penyeberangan menjadi tidak aman atau bahkan tidak mungkin dilakukan, sehingga penduduk harus bersiap menghadapi hari-hari tanpa pasokan air yang memadai.
Pemanfaatan air hujan belum mampu memenuhi kebutuhan akan air bersih karena wilayah Desa Pulau Buaya memiliki iklim semi arid yang menyebabkan musim kemarau lebih panjang dibandingan dengan musim hujan.
Sumber air yang tidak terbatas adalah air laut.
Namun, air laut tidak dapat dikonsumsi secara langsung karena kandungan salinitasnya yang cukup tinggi dan tidak memenuhi baku mutu air minum (Kutananda et al.
, 2.
Air laut dapat diproses menjadi air minum melalui proses desalinasi untuk menghilangkan kandungan garam terlarut dan mineral lain yang berlebihan sehingga dihasilkan air yang sesuai dengan baku mutu air minum (Hapsari et al.
, 2.
Salah satu teknologi desalinasi air laut adalah teknologi membran, khususnya Reverse Osmosis.
Sea Water Reverse Osmosis (SWRO) telah terbukti dapat menghasilkan air murni dari air laut secara maksimal (Fadhila, 2.
Membran RO mampu menghilangkan kadar garam, mineral terlarut, bakteri dan virus sehingga air hasil pengolahan jernih, bersih dan bisa langsung dikonsumsi (Indriatmoko et al.
, 2.
Studi ini bertujuan untuk merancang unit desalinasi air laut menggunakan teknologi membran, yakni ultrafiltration dan RO, guna memenuhi kebutuhan air minum bagi penduduk Pulau Buaya.
Kabupaten Alor.
NTT, termasuk mengestimasi kebutuhan Capital Expenditure (Cape.
dan Operation Expenditure (Ope.
Desalinasi adalah proses untuk menghilangkan kandungan garam berlebih di dalam air agar dihasilkan air yang dapat dikonsumsi.
Teknologi desalinasi yang banyak diaplikasikan adalah thermal process seperti Multi Effect Destillation (MED).
Multi Vapour Compression (MVC) dan Multistage Flash (MSF), serta teknologi membran yakni aplikasi RO.
Beberapa faktor yang menjadi dasar dalam pemilihan proses teknologi desalinasi adalah sebagai berikut:
Salinitas .
adar zat terlarut air masuka.
Kualitas air bersih yang diinginkan.
Sumber energi yang akan digunakan untuk produksi air.
Debit air yang diperlukan.
Faktor ekonomi, keandalan, kemudahan operasi dan perawatannya.
Keunggulan teknologi membran dibandingkan dengan thermal process adalah konsumsi energi yang lebih rendah yakni sebesar 3 - 4 kWh/m3, sementara teknologi Lili Windyasari Bela, et al.
/ Environmental Insight Journal.
Vol.
No.
January 2025
ENVIRONMENTAL INSIGHT JOURNAL
Volume 01.
Number 01.
Page 11 - 24.
January 2025 termal membutuhkan energi sebesar 7,4-12 kWh/m3 (Ghaffour et al.
, 2.
Selain itu karena berbentuk modular, konstruksi RO jauh lebih sederhana serta lebih mudah pengoperasian maupun perawatannya dibandingkan thermal process.
Membran adalah lembaran, film atau lapisan tipis yang berfungsi sebagai penghalang selektif antara dua fase berupa cairan, gas atau uap yang terdiri dari beberapa jenis (Lestari, 2.
Perbedaan jenis membran terutama ditentukan oleh ukuran porinya, yakni Microfiltration (MF).
Ultrafiltration (UF).
Nanofiltration (NF), dan Reverse Osmosis (RO).
Microfiltration (MF) MF merupakan membran berpori yang dapat menyaring partikel tersuspensi dan memliki ukuran pori antara 0,05 Ae 10 m (Wenten et al.
, 2.
Membran ini dapat memisahkan mikroorganisme seperti bakteri dan jamur di dalam air.
MF juga dapat menurunkan turbidity yang disebabkan oleh partikel terlarut dan melayang, namun, garam-garam yang terlarut di dalam air tidak dapat disaring oleh membran MF (Lusiana et al.
, 2.
Ultrafiltration (UF) UF adalah membran yang dapat memisahkan partikel berukuran 0,001 Ae 0,100 m (Lusiana et al.
, 2.
Padatan tersuspensi dan zat terlarut dari berat molekul tinggi tidak dapat melewati membran UF, sedangkan air dan zat terlarut berat molekul rendah dapat melewati membran yang disebut permeate (Ferry, 2.
Karena kemampuannya.
UF cocok diaplikasikan sebagai pretreatment air laut sebelum diolah di dalam RO.
Nanofiltration (NF) Kemampuan filtrasi NF berada di antara membran UF dan RO, dan memisahkan partikel berukuran 0,0005 Ae 0,005 m (Lusiana et al.
, 2.
UF dapat diaplikasikan pada air yang memiliki jumlah total padatan terlarut (TDS) yang relatif rendah seperti air tanah dan air permukaan dengan tujuan softening atau penyisihan kation polivalen, maupun penghilangan produk samping desinfektan seperti zat organik alam dan sintetik (Ferry, 2.
Reverse Osmosis (RO) RO merupakan membran semipermeabel yang mampu memisahkan air tawar dari komponen terlarut berukuran 0,001 sampai 0,0001 m serta larutan garam dengan bantuan tekanan yang tinggi.
RO merupakan teknologi yang berkembang pesat dan banyak digunakan untuk mengolah air laut menjadi air tawar atau air minum.
Teknologi ini bekerja dengan prinsip tekanan tinggi untuk memisahkan zat terlarut yang memiliki berat molekul yang rendah seperti garam anorganik atau molekul organik kecil seperti glukosa dan sukrosa dari larutannya (Safentry et al.
, 2.
Hasilnya adalah air dengan kualitas yang sangat baik dan aman untuk dikonsumsi (Regetisvara et al.
, 2.
Selain keunggulan yang telah dijelaskan sebelumnya, suhu operasi RO adalah pada suhu lingkungan tanpa melalui proses perubahan fase dari fase cair menjadi uap Lili Windyasari Bela, et al.
/ Environmental Insight Journal.
Vol.
No.
January 2025
ENVIRONMENTAL INSIGHT JOURNAL
Volume 01.
Number 01.
Page 11 - 24.
January 2025 dan kemudian dikondensasikan menjadi fase cair kembali seperti di dalam thermal Sehingga air minum yang melewati RO memiliki suhu yang sama dengan suhu air laut dan langsung dapat digunakan tanpa pendinginan.
Selain itu.
RO dapat menghilangkan zat terlarut tanpa memerlukan bahan kimia tambahan dan kebutuhan ruang dan peralatan operasi yang lebih kecil, menghasilkan air dengan kualitas tinggi serta minimnya permasalahan korosi alat (Wulansari et al.
, 2.
Kemudahan dalam menambah kapasitas juga menjadi keunggulan dari RO (Regetisvara et al.
, 2.
Karena sudah tidak mengandung garam dan telah bebas dari bakteri.
RO menghasilkan air yang siap diminum (Sefentry et al.
, 2.
Permeate yang dihasilkan dari sekitar 30-40% dari air laut yang jadi umpan masuk .
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan di Desa Pulau Buaya.
Kecamatan Alor Barat Laut.
Kabupaten Alor, di Provinsi Nusa Tenggara Timur.
Lokasi penelitian dipilih dengan mempertimbangkan berbagai faktor penting yang berkaitan dengan kondisi geografis dan kebutuhan air masyarakat setempat.
Penelitian dilaksanakan pada bulan Mei sampai dengan Juli 2024.
Opsi site plant unit desalinasi dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1.
Rencana Site Plant Proyeksi jumlah penduduk Pulau Buaya selama 5 tahun ke depan menggunakan pesamaan aritmatika (Persamaan .
, sedangkan perhitungan kebutuhan air penduduk, sekaligus kapasitas unit desalinasi yang didesain menggunakan Persamaan .
Pt = P0 .
Keterangan:
Pt = Jumlah penduduk pada tahun t.
P0 = Jumlah penduduk pada tahun dasar.
r = Laju pertumbuhan penduduk.
t = Periode yang ditentukan antara tahun awal dan tahun t .
alam tahu.
Lili Windyasari Bela, et al.
/ Environmental Insight Journal.
Vol.
No.
January 2025
ENVIRONMENTAL INSIGHT JOURNAL
Volume 01.
Number 01.
Page 11 - 24.
January 2025 Kebutuhan Air = Jumlah kebutuhan air per orang per hari y Jumlah pendudua.
Alat utama yang digunakan dalam proses desalinasi air laut adalah membran UF sebagai bagian dari proses pre-treatment dan membran RO sebagai tahap utama Membran UF berfungsi sebagai tahap awal penyaringan untuk menghilangkan bakteri, virus, koloid dan makro molekul dari air laut (Regetisvara et , 2.
Proses ini penting untuk meningkatkan efisiensi dan umur pemakaian membran RO sebagai tahapan proses selanjutnya, khususnya agar risiko penyumbatan dan kerusakan pada RO dapat diminimalisir, sehingga proses desalinasi dapat berjalan efektif dan efisien.
Peralatan-peralatan lain sebagai penunjuang desain instalasi desalinasi adalah :
sistem hisapan air laut/air baku, termasuk pompa dan pipa air laut, .
, .
jaringan pipa air produk desalinasi, .
tangki penampungan .
uffer tan.
, .
membran ultrafiltration, .
pompa tekanan tinggi, .
pembangkit listrik .
, .
tangki air hasil pengolahan.
Gambar 2 menunjukkan block diagram proses desalinasi.
Gambar 2.
Block Diagram Proses Desalinasi Modul membran adalah bentuk dan bagaimana konfigurasi membran yang dipasang sebagai sebuah industrial unit.
Modul membran terdiri dari material membran, struktur penahan tekanan, saluran inlet, outlet permeate, dan outlet retentate.
Tipe modul membran adalahsebagai berikut (Redjeki, 2.
Modul Tubular: Merupakan membran yang permukaannya dilapisi dengan lapisan pendukung berpori .
orous sublaye.
dan tube penyangga dimana diameter dalam tube ini berkisar antara 6 Ae 40 mm.
Umpan masuk mengalir melalui bagian dalam tube, dimana permeate akan mengalir melewati membran menuju ke dalam lapisan pendukung berpori .
orous support tub.
dan lubang-lubang yang terdapat pada porous support tube.
Modul tubular diilustrasikan pada Gambar 3.
Lili Windyasari Bela, et al.
/ Environmental Insight Journal.
Vol.
No.
January 2025
ENVIRONMENTAL INSIGHT JOURNAL
Volume 01.
Number 01.
Page 11 - 24.
January 2025 Gambar 3.
Module Tubular Spiral Wound: adalah modul yang bentuknya menyerupai sandwich yang terdiri dari beberapa lembaran membran .
lat shee.
, spacer, dan material berpori yang dililitkan pada suatu saluran pengumpul permeate .
ermeate collecting tub.
Air umpan akan mengalir secara aksial di dalam celah yang terbentuk antara spacer dan membran di sepanjang modul.
Membran diikat pada ketiga tepinya sehingga membentuk kantong .
dengan menggunakan bahan epoxy atau Pada ujung satunya lagi .
pen en.
disambungkan pada bagian tengah tube .
ube centra.
yang berlubang.
Ilustrasi modul spiral wound yang dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4.
Spiral Wound Plate And Frame: Modul Plate and Frame terdiri dari lembaran membran dan plat penyangga .
upport plat.
Lembaran membran dan plat dihubungkan menggunakan gasket atau direkatkan langsung dengan heating seal atau perekat Beberapa elmen plat selanjutnya disusun menjadi suatu tumpukan menjadi suatu modul.
Jarak antar plat diatur sekitar 0,5 - 3 m.
Ilustrasi plate and frame yang dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5.
Plate dan Frame Hollow Fiber: Modul hollow fiber adalah modul yang memiliki packing density paling besar yakni sekitar 1000 Ae 10000 m2/m3.
Modul ini tersusun dari serat halus menjadi suatu bundel dalam suatu shell yang berbentuk silindris yang terdiri dari 5 Ae 10.
Lili Windyasari Bela, et al.
/ Environmental Insight Journal.
Vol.
No.
January 2025
ENVIRONMENTAL INSIGHT JOURNAL
Volume 01.
Number 01.
Page 11 - 24.
January 2025 Ukuran diameter serat berkisar pada ukuran 80 - 200 mm, dimana ketebalan dinding sekitar 20 mm.
Ilustrasi modul hollow fiber yang dapat dilihat pada Gambar Gambar 6.
Hollow Fiber Dalam perencanaan ini modul RO yang digunakan adalah spiral wound, karena modul ini memiliki keunggulan utama, salah satunya adalah luas permukaan membran yang besar.
Modul ini menawarkan packing density yang sangat tinggi, yang dapat mencapai hingga 1000 mA/mA, memungkinkan sistem untuk menangani volume air yang besar dalam ruang yang relatif kecil.
Keunggulan lainnya adalah permeabilitas tinggi dari modul spiral wound, yang memfasilitasi aliran air yang lebih cepat dan efisien melalui membran.
Selain itu, modul ini juga dirancang dengan kemampuan kontrol fouling yang baik, mengurangi risiko penyumbatan dan meningkatkan umur pakai Kemudahan operasional yang ditawarkan oleh modul spiral wound menjadikannya pilihan yang sangat efisien dan praktis untuk instalasi desalinasi, sehingga banyak digunakan dalam industri untuk memastikan proses pemurnian air yang optimal danberkelanjutan (Wenten et al.
, 2.
Disain kapasitas unit desalinasi didasarkan pada 2 .
faktor, yakni jumlah penduduk dan kebutuhan air penduduk setiap hari.
Jumlah penduduk Pulau Buaya pada tahun 2022 adalah 1.
835 jiwa dengan laju pertumbuhan penduduk sebesar 1,5% dan standar kebutuhan air domestik skala desa menurut Departemen Cipta Karya diambil sebesar 70 liter/org/hari.
Komponen utama dalam perhitungan Capex meliputi biaya pengadaan dan pemasangan alat-alat utama yakni: bar screen, feed pump, buffer tank, ultrafiltration, booster pump.
RO, tangki permeate, genset, pipa Stainless Steel SUS 304.
Sedangkan data lain seperti biaya struktur dan pekerjaan sipil berdasarkan Permen PUPR nomor 1 tahun 2022 tentang Analisis Harga Satuan Banguna dan Peraturan Gubernur NTT Nomor 11 Tahun 2022.
Opex merupakan biaya yang dibutuhkan untuk menjalankan operasional Unit Desalinasi, yang utamanya meliputi bahan bakar (BBM), biaya tenaga kerja serta pemeliharaan.
Lili Windyasari Bela, et al.
/ Environmental Insight Journal.
Vol.
No.
January 2025
ENVIRONMENTAL INSIGHT JOURNAL
Volume 01.
Number 01.
Page 11 - 24.
January 2025
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Air Laut Kabupaten Alor Siburian et al.
telah melaksanakan pengujian terhadap kualitas air laut di Kabupaten Alor.
Sampel diambil di 3 .
lokasi yakni di sekitar Dermaga PELNI, area reklamasi pantai, dan di pelabuhan perikanan.
Hasil pengujian ditampilkan di dalam Tabel 1.
Tabel 1.
Karakteristik Kimia-Fisika Air Laut Kabupaten Alor
Parameter Satuan Fisik
Suhu
Kekeruhan NTU Kebauan Padatan Tersuspensi mg/L Padatan Terlarut Kimia
BOD
Kesadahan total Oksigen Terlarut Nitrat-N Minyak danLemak Salinitas A PCB (Poliklorbifeni.
g/L Sumber: Siburian et al.
, 2017
Sampel
4,06
4,27
4,81
Alami Alami Alami
67,94 78,68 74,48
8,14
8,25
8,28
2,29
1,46
13,14
9,83
9,48
0,013 0,010 0,012
138,14 136,62 164,95
1,15
1,13
1,12
1,50
0,73
0,86
0,0054 0,0061 0,0057
Secara keseluruhan, ada beberapa parameter yang memerlukan perhatian khusus seperti salinitas yang tinggi .
,7 hingga 34,7A) dapat menyebabkan stres osmotik, kesadahan total yang relatif tinggi .
900 mg/L) yang menunjukkan kandungan mineral seperti kalsium dan magnesium yang tinggi, yang dapat menyebabkan terjadinya deposit kerak .
jaringan perpipaan, kandungan timbal yang tinggi .
,5 mg/L pada Sampel .
sangat berbahayabagi kesehatan manusia dan kehidupan akuatik, serta kandungan PCB .
ekitar 0,0054 hingga 0,0061g/L).
Kandungan minyak dan lemak yang tinggi pada Sampel 3 .
,95 mg/L) juga merupakan pencemaran yang cukup serius bagi unit desalinasi yang akan didesain.
Sample ini diambil di titik yang berdekatan dengan pelabuhan, sehingga terdapat tumpahan bahan bakar serta minyak pelumas yang relatif tinggi dibandingkan di daerah pesisir lain.
Lili Windyasari Bela, et al.
/ Environmental Insight Journal.
Vol.
No.
January 2025
ENVIRONMENTAL INSIGHT JOURNAL
Volume 01.
Number 01.
Page 11 - 24.
January 2025 Lokasi Desalinasi Kapasitas Unit Desalinasi Selain memastikan kondisi air laut yang lebih bersih di lokasi perencanaan, lokasi yang jauh dari sumber pencemaran air laut, yang tidak mengandung minyak dan lemak tentu akan lebih mudah diolah menjadi air tawar yang memenuhi baku mutu, sekaligus meningkatkan efisiensi proses desalinasi serta menurunkan biaya perawatan untuk pembersihan membran karena kontaminan minyak dan lemak dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan dan meningkatkan frekuensi perawatan.
Lokasi yang direncanakan bagi unit desalinasi di Pulau Buaya berjarak kuranglebih 30 km dari lokasi pengambilan sampel dan berada di daerah yang jauh dari aktivitas pelabuhan untuk memastikan air laut di daerah perencanaan berada dalam kondisi yang bebas dari kontaminan minyak dan lemak.
Gambar 1 menunjukkan salah satu opsi site plan unit desalinasi di Pulau Buaya.
Lokasi tersebut merupakan daerah pantai yang berpasir dan tidak ditumbuhi hutan Ketiadaan hutan bakau ini berkontribusi pada kejernihan air di sekitar pantai, karena tidak ada akar-akar tanaman yang dapat mengikat lumpur dan partikel lain yang mengotori air, sehingga kondisi perairan di sekitarnya cenderung lebih bersih.
Air laut yang relatif jernih dan bebas dari lumpur tidak akan mengganggu proses Kapasitas Unit Desalinasi Kebutuhan air tawar desa Pulau Buaya dihitung menggunakan data jumlah penduduk yang diambil dari buku profil wilayah desa Pulau Buaya tahun 2022 dan data standar kebutuhan air domestik menurut Departemen Cipta Karya.
Jumlah penduduk Pulau Buaya tahun 2022 sebesar 1.
835 jiwa dan laju pertumbuhan penduduk sebesar 1,5%.
Dengan menggunakan metode aritmatika sesuai Persamaan .
, maka jumlah penduduk 5 tahun mendatang, 2027, diprediksi akan sebesar 1.
973 orang yang dirangkum di dalam Tabel 2.
Dengan jumlah penduduk kurang dari 20.
000 jiwa, maka standar kebutuhan air domestik ditentukan sebesar 70 liter/org/hari dan diperoleh sebesar 140 m3/hari.
Tabel 2.
Prediksi Jumlah Penduduk 5 Tahun Sampai Tahun 2027 Tahun 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 Selanjutnya, dengan volume air bersih yang dibutuhkan untuk Pulau Buaya sebesar 140m3/jam, dan jam operasional unit desalinasi direncanakan selama 10 jam/hari, maka kapasitas produksi air bersih yang ditentukan adalah sebesar 14 m3/jam.
Berdasarkan data manufaktur, volume air bersih .
yang Lili Windyasari Bela, et al.
/ Environmental Insight Journal.
Vol.
No.
January 2025
ENVIRONMENTAL INSIGHT JOURNAL
Volume 01.
Number 01.
Page 11 - 24.
January 2025 dihasilkan dari umpan air laut sebesar 30%, sehingga volume air laut yang akan dipompa atau diproses di unit desalinasi adalah sebanyak 47 m3/jam atau 470 m3/hari guna menghasilkan permeate sebanyak 14 m3/jam atau 140 m3/hari.
70% air laut yang tidak lolos sebagai retentate .
akan dikembalikan ke laut.
Desain Unit Desalinasi Desain pengolahan air laut didasarkan pada kualitas air baku yang akan diolah dan membutuhkan proses pretreatment.
Pipa intake air laut ditempatkan sedikitnya 6 .
meter di bawah permukaan untuk mencegah terikutnya kotoran maupun sampah yang terdapat di permukaan dan berjarak sekitar 60 dari instalasi utama.
Air laut selanjutnya disaring menggunakan bar screen untuk menghilangkan partikelpartikel yang melayang sebelum dipompa menuju pretreatment .
Bar screen terdiri dari batang baja yang dilas pada kedua ujungnya terhadap dua batang baja horizontal dan yang dipasang adalah bar screen halus .
ine scree.
dengan jarak antar batang 1,5 Ae 13 mm dengan spesifikasi seperti yang tertera Tabel 3.
Tabel 3.
Spesifikasi Bar Screen
Fine Screen
1 mm Ae 15 mm 1mm 3mm 5mm 10mm 15mm
0,12
0,27
0,36 0,48
0,54
Lebar Peralatan 300 mm Lebar Saluran 400 mm Panjang 1,5 Ae 5 m Sumber: Manufaktur, 2024 Model Celah Kisi Grid gap Air laut yang sudah diolah di dalam ultrafiltration ditampung di dalam buffer tank sebelum dipompa ke unit RO dengan tekanan tinggi.
Permeate yang keluar dari unit RO selanjutnya ditampung di dalam tanki penampungan untuk distribusi, sedangkan air laut yang tidak lolos dengan kadar garam lebih tinggi .
dikembalikan ke laut.
Pompa Air Laut Air laut dipompa dari intake yang dialirkan menuju unit ultrafiltration yang memilik tekanan kerja 3,5 Bar dan selanjutnya ditampung ke dalam buffer tank.
Bahan pipa yang dipilih adalah Stainless Steel SUS 304.
Schedule Number 40 dan diameter 5 inchi.
Berdasarkan perhitungan, besarnya daya pompa yang dibutuhkan untuk mengalirkan air sebanyak 0,013 m3/det dengan total head 90,43 m adalah 12 kW.
Tabel 4 menunjukkan spesifikasi pompa yang dipilih.
Daya pompa terpasang yang dipilih sebesar 15 kW, sesuai dengan daya yang paling dekat dengan hasil perhitungan.
Tabel 4.
Spesifikasi Pompa Model Multistage Pump Lili Windyasari Bela, et al.
/ Environmental Insight Journal.
Vol.
No.
January 2025
ENVIRONMENTAL INSIGHT JOURNAL
Volume 01.
Number 01.
Page 11 - 24.
January 2025 Temperature Range Speed Rated Flow Rated Head Pump Orientasi Max.
Operating Pressure Rated Power Sumber: Manufaktur, 2024 -40oC Ae 120oC 528 rpm 54 m3/h 57,2 m Vertical 16 Bar 15 kW Modul UF Air laut dipompa dan dialirkan ke unit UF.
Membran UF efektif dalam memisahkan partikel sangat halus dan mikroorganisme dari air (Moslehyani et al.
, 2.
Pemilihan spesifikasi membran didasarkan pada beberapa pertimbangan, yakni: jumlah permeate yang didesain, serta kualitas air minum yang sesuai baku mutu.
Modul UF yang digunakan dalam perencanaan ini adalah tipe hollow fiber yang memiliki keunggulan antara lain efisiensi penyaringan yang tinggi serta pemeliharaan yang relatif mudah.
Desain hollow fiber memungkinkan area membran yang luas dalam ruang yang lebih kompak, sehingga meningkatkan kapasitas penyaringan tanpa memerlukan banyak ruang fisik.
Selain ittu, tipe ini juga dikenal memiliki ketahanan yang baik terhadap fouling, yang berarti penurunan efisiensi akibat penumpukan partikel pada permukaan dapat diminimalkan (Wenten, 2.
Gambar 6 menunjukkan ilustrasi dari modul hollow fiber dan Tabel 5 menunjukkan spesifikasi teknis modul membran UF.
Tabel 5.
Spesifikasi Membran Ultrafiltration Type Membrane chemisty Feed Spacer Active Membrane Area Max.
Flux Typical Operating Pressure Operating Temperatur Allowable pH Nominal Dimensions Hollow Fiber Polyvinylidene Difluoride (PVDF) 46 mil 26,9 m2 100 L/m2/h 30 - 120 psi .
1 - 8.
3 ba.
41 - 130oF .
Ae 54oC) 2,0 Ae 4,0 A: 965 mm B: 211 mm C: 28,9 mm Sumber: Manufaktur, 2024 Pola aliran yang digunakan pada modul UF adalah cross-flow, dimana air laut umpan mengalir sejajar dengan permukaan membran, sementara konsentrat bergerak Metode memperlambat pembentukan lapisan cake di permukaan membran, yang tersapu oleh Lili Windyasari Bela, et al.
/ Environmental Insight Journal.
Vol.
No.
January 2025
ENVIRONMENTAL INSIGHT JOURNAL
Volume 01.
Number 01.
Page 11 - 24.
January 2025 gaya geser dari aliran cross-flow.
Kecepatan aliran umpan sangat berperan penting dalam menentukan kecepatan perpindahan massa dalam modul UF.
Pada awal operasi, laju aliran air melalui membran mungkin akan mengalami penurunan karena terbentuknya lapisan fouling awal.
Namun, seiring waktu, fluks akan stabil karena lapisan fouling tidak terus bertambah, berkat efek pembersihan oleh aliran cross-flow yang konstan.
Dengan debit sebanyak 47.
000 L/jam, fluks sebesar 100 L/m2.
jam, serta luas area penyaringan 26,9 m2/modul, maka jumlah modul UF yang diperlukan sebanyak 18 Guna memastikan proses pembersihan dan pemeliharaan modul dapat dilakukan tanpa mengganggu operasi, maka jumlah modul yang diperlukan adalah 36, dimana 18 modul masing-masing akan digunakan sebagai service module .
dan sebagai cadangan .
leaning and stand b.
Pompa Booster Air laut yang telah melalui proses pre-treatment di modul UF akan ditampung di Buffer Tank yang berkapasita 47 m3 sebelum dipompa menggunakan booster pump menuju modul RO.
Berdasarkan spesifikasi RO, tekanan tekanan kerja modul RO sebesar 42 Bar.
Berdasarkan perhitungan, besarnya daya pompa yang dibutuhkan untuk mengalirkan air laut sebanyak 0,013 m3/detik, dengan total head 430,15 m adalah 56,5 KW.
Spesifikasi pompa disajikan pada Tabel 6.
Tabel 6.
Spesifikasi Booster Pump Type Booster Pump Max.
outlet pressure 80 bar .
0 Ps.
Max.
60 bar .
Ps.
Max.
470 m .
2 f.
Max.
160 m3/h Rated Power 75 kW Sumber: Manufaktur, 2024 Modul RO Modul RO yang dipilih adalah tipe spiral wound yang terdiri dari lembaran membran yang digulung menjadi bentuk spiral yang memungkinkan area permukaan yang besar dalam volume yang kompak, sehingga meningkatkan efektivitas penyaringan dengan pola aliran cross flow.
Tabulasi spesifikasi modul RO ditampilkan di dalam Tabel 7.
Flux yang dihasilkan sebanyak 300 L/m3.
jam, serta luas membran 7,9 m2/modul.
maka jumlah modul yang dibutuhkan sebanyak 6, dan yang akan dipasang sebanyak 12 modul RO.
Lili Windyasari Bela, et al.
/ Environmental Insight Journal.
Vol.
No.
January 2025
ENVIRONMENTAL INSIGHT JOURNAL
Volume 01.
Number 01.
Page 11 - 24.
January 2025 Tabel 7.
Spesifikasi Membran Reverse Osmosis Model Spiral Wound Membran Polymer Composite Polyamide Permeate Flow 900 gpd .
,2 m3/.
Salt Rejection 99,7 % .
,5% minimu.
Active Membrane Area 85 ft2 .
,9 m.
Feed Spacer 31 mil .
,8 m.
Max.
Operating Pressure 1.
200 Psi .
,7 Mp.
Max Operating Temperatur 113oF .
oC) pH Range 2 - 11 Max Feed Turbidity 1 NTU Nominal Dimensions A : 1.
016 mm B : 1.
00,3 mm C : 19,1 mm Sumber: Manufaktur, 2024 Tanki Permeate Air minum .
yang dihasilkan dari unit RO selanjutnya ditampung di dalam 2 .
tanki penampungan air bersih yang masing-masing berkapasitas 50 m3 dan terbuat dari beton.
KESIMPULAN
Kapasitas unit desalinasi untuk memenuhi kebutuhan air minum penduduk Pulau Buaya 140 mA/hari, dengan waktu operasi 10 jam/hari.
Peralatan utama unit desalinasi yang didesain meliputi pipa intake, bar screen, feed pump,buffer tank, modul UF, modul RO, high pressure pump, dan tanki air minum .
DAFTAR PUSTAKA