Desalinasi, mengolah air laut menjadi air tawar

Salah satu cara untuk mendapatkan sumber air yang layak untuk keperluan hidup sehari-hari adalah dengan mengolah air laut menjadi air tawar. Proses pengolahan air laut menjadi air tawar lebih dikenal dengan istilah Desalinasi. Yaitu mengurangi kadar garam yang terkandung pada air laut sampai pada level tertentu sehingga air laut tersebut layak untuk dipergunakan seperti halnya air tawar. Sebagaimana diketahui, air laut adalah sumber air terbesar di muka bumi sementara air tawar yang tersedia dianggap akan semakin berkurang seiring berkembangnya populasi manusia.

Ukuran yang biasa digunakan untuk menentukan tinggi-rendahnya kadar garam dalam air laut adalah ppm (part per million) dan digolongkan dalam 3 bagian yaitu:
1. Air laut berkadar garam rendah: 1000 ppm < air laut < 3000 ppm
2. Air laut berkadar garam sedang: 3000 ppm < air laut < 10.000 ppm
3. Air laut berkadar garam tinggi: 10.000 ppm < air laut < 35.000 ppm
Sedang air laut yang berkadar garam dibawah 1000 ppm dikategorikan sebagai air tawar (fresh water) yang layak dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari. Semakin tinggi kadar garam dalam air laut akan semakin tinggi pula biaya yang dibutuhkan untuk mengolah air laut menjadi air tawar.

Proses Desalinasi
Ada beberapa proses dalam desalinasi ini, namun yang banyak untuk saat ini hanya ada dua, yaitu:

1. Multistage Flash Distillation System
Sistem ini merupakan pengembangan dari sistem distilasi biasa, yaitu air laut dipanaskan untuk menguapkan air laut dan kemudian uap air yang dihasilkan dikondensasi untuk memperoleh air tawar yang ditampung di tempat terpisah sebagai hasil dari proses distilasi dan dikenal sebagai air distilasi, seperti gambar berikut.

Pada sistem distilasi bertingkat (Multistage Flash Distillation System), air laut dipanaskan berulang-ulang pada setiap tingkat distilasi dimana tekanan pada tingkat sebelumnya dibuat lebih rendah dari tingkat berikutnya.
Berikut contoh gambar sistem MSF yang disederhanakan yang aktualnya dibangun sampai lebih dari sepuluh tingkat.

Evaporator (penguap) dibagi dalam beberapa stage (tahap). Gambar di atas memperlihatkan empat tahap evaporator. Setiap tahap selanjutnya dibagi menjadi flash chamber yang merupakan ruangan yang terletak dibawah pemisah kabut dan bagian kondensor yang terletak diatas pemisah kabut.

Air laut dialirkan dengan pompa ke dalam bagian kondensor melalui tabung penukar panas dan hal ini menyebabkan terjadi pemanasan air laut oleh uap air yang terjadi dalam setiap flash chamber. Kemudian air laut selanjutnya dipanaskan dalam pemanas garam dan kemudian dialirkan ke dalam flash chamber tahap pertama.


Setiap tahap dipertahankan dengan kondisi vakum tertentu dengan sistem vent ejector, dan beda tekanan antara tahap-tahap dipertahankan dengan sistem vent orifices yang terdapat pada vent penyambung pipa yang disambung di antara tahap-tahap.
Air laut yang telah panas mengalir dari tahap bertemperatur tinggi ke tahap bertemperatur rendah melalui suatu bukaan kecil antara setiap tahap yang disebut brine orifice, sementara itu penguapan tiba-tiba (flash evaporates) terjadi dalam setiap chamber. Dan air laut pekat (berkadar garam tinggi) keluar dari tahap terakhir dengan menggunakan pompa garam (brine pump).

Uap air yang terjadi dalam flash chamber pada setiap tahap mengalir melalui pemisah kabut, dan mengeluarkan panas laten ke dalam tabung penukar panas sementara air laut mengalir melalui bagian dalam dan kemudian uap berkondensasi. Air yang terkondensasi dikumpulkan dalam penampung dan kemudian dipompa keluar sebagai air tawar.

(Source: Kelompok Teknologi Pengelolaan Air Bersih dan Limbah Cair, Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi Lingkungan, BPPT)

2. Reverse Osmosis System
Desalinasi yang menggunakan sistem Reverse Osmosis (RO) lebih kompleks jika dibandingkan dengan sistem RO yang digunakan untuk memurnikan air tawar. Sistem RO yang dipakai dalam desalinasi, air laut yang akan diolah diperlukan pengelolaan awal (pre treatment) sebelum diteruskan ke bagian RO karena masih mengandung partikel padatan tersuspensi, mineral, plankton dan lainnya. Berikut skema desalinasi yang memanfaatkan teknologi Reverse Osmosis (RO).

Setelah melalui tahap pre-treatment, air laut disalurkan ke membran RO dengan pompa yang bertekanan tinggi sekitar 55 dan 85 bar, tergantung dari suhu dan kadar garamnya. Air yang keluar dari membran RO ini berupa air tawar dan air yang berkadar garam tinggi (brine water). Air tawar selanjutnya dialirkan ke tahapan post treatment untuk diolah kembali agar sesuai dengan standar yang diinginkan. Sedang brine water dibuang melalui Energy Recovery Device. Aliran Brine Water ini masih memiliki tekanan yang tinggi. Tekanan yang tinggi ini dimanfaatkan oleh Energy Recovery Device untuk membantu pompa bertekanan tinggi sehingga tidak terlalu besar memakan daya listrik. Karenanya desalinasi dengan tekonlogi RO ini dianggap yang paling rendah konsumsi daya listriknya diantara sistem desalinasi lainnya.

(Source: www.lenntech.com)

.................................................................................................................................

Artikel terkait:

- Tahap-tahap Pengolahan Air (Water Treatment) 

- Proses pemurnian air minum (Water Purification)

- Jenis sumber air di bumi

Tweet