TEKNOLOGI pengolahan air yang berkembang sangat cepat, telah mengubah paradigma hidup masyarakat di era moderen. Penggunaan air minum tanpa dimasak, bukan merupakan hal baru lagi. Trend hidup instant disemua lini merangsang para ilmuwan dari berbagai belahan dunia, untuk menciptakan teknologi yang serba praktis, baik dalam proses maupun dalam kegunaan akhir dari produk, tentu dengan jaminan standar mutu dan kesehatan yang prima.
Dari definisi air sehat, yang terbebas dari segala jangkitan kuman, baik yang terlihat maupun yang tidak kelihatan dengan mata biasa karena ukurannya yang sangat kecil, dibuatlah standar air sehat yang dikeluarkan oleh badan kesehatan dunia (WHO) yang disertifikasi oleh International Water Association (IWA) yang berpusat di United Kingdom.
Dimana ada beberapa persyaratan pendefinisian air sehat secara alamiah, berdasarkan kandungan air minum tersebut, yang dikenal dengan sistem air dengan standar I, IIA, IIB, III, IV dan V, dimana air dengan nilai standar I adalah air yang disiapkan untuk kegiatan yang sangat sensitif, seperti air minum, air untuk kehidupan aquatic species yang tidak diperlukan tretament tambahan untuk end user.
Sedang air pada level IIA bisa digunakan untuk aquatic sensitive yang memerlukan conventional treatment, spt. dimasak, dll. Untuk air pada level IIB, ini adalah air yang disiapkan untuk kegiatan rekreasi spt. kolam renang, dll, yang bisa contact langsung dengan kulit.
Pada level III memerlukan treatment yang agak komplit sesbelum digunakan sebagai air minum. Pada level IV air ini bisa digunakan untuk kegiatan Irigasi, sedang untuk level V adalah air yang tidak termasuk dari keempat level itu, spt. air yang berasal dari limbah domestik, industri, dll, yang memerlukan treatment khusus, sebelum di alirkan ke sungai.
Berdasarkan semua kriteria dan persyaratan perolehan air tersebut, secara ketat telah ditetapkan oleh dinas kesehatan dimasing-masing negara, biasanya dibawah kementerian kesehatan atau kementerian lingkungan hidup, yang merujuk kepada persyaratan yang ditetapkan oleh organisasi kesehatan dunia, spt. ambang batas BOD (Biological Oxygen Demand), COD (Chemical Oxygen Demand), pH, warna, kandungan logam, TDS (Total dissolved Solid), total coliform, dll.
Dari kesemua persyaratan tersebut, ada satu benang merah untuk menciptakan air yang sehat lagi menyehatkan, yaitu pemanfaatan teknologi pemisahan, yang berprinsip bagaimana memisahkan suatu kotoran terlarut dari suatu larutan. Teknologi ini pada awalnya yang berkembang adalah menggunakandriving force energy (daya pendorong), dimana konseon ini bersifat pemisahan dengan menggunakan panas.
Jika diketahui titik didih (boiling point) dari setiap komponen, maka kita dengan gampang dapat memisahkan senyawa tersebut dengan memanaskannya pada kondisi boiling point-nya tersebut, sehingga diharapkan semua zat yang mempunyai titik didih dibawah temperature yang kita gunakan akan menguap, sehingga diharapkan air kotor tersebut akan menjadi jernih karena sebagaian pengotornya sudah menguap.
Karena itulah dulunya konsep air sehat untuk diminum adalah air yang telah dipanaskan sampai mendidih, dimana pada kondisi itu diharapkan zat-zat pengotor, termasuk kuman-kuman sudah mati dan menguap, sehingga kondisi itu dianggap kondisi yang paling aman untuk dikonsumsi.
Dengan semakin berkembangnya ilmu pengetahuan, konsep pemisahan diatas, tidak lagi menggunakan energi sebagai media pemisah, tapi dikembalikan pada konsep tradisional, yang menggunakan peralatan yang lebih maju, murah dan lebih sederhana, maka muncullah konsepteknologi membrane.
Teknologi membrane berdasarkan kepada pemisahan yang menitikberatkan bukan pada range titik didih senyawa, tapi berdasarkan radius diameter dari masing-masing molekul yang dipisahkan, dimana ilmuwan telah menemukan diameter dari masing-masing senyawa secara terukur.
Data ini sangat berguna dalam teknologi membrane, karena dengan mengetahui diameter zat atau senyawa yang akan kita ambil atau pisahkan dengan gampang kita bisa menyari pori-pori membrane yang sesuai. Sekarang ini ada dikenal 5 jenis membrane berdasarkan spectrum pemisahannya, yaitu :
1. Particle Filtration (Penyaringan partikel), dengan ukuran pori-pori membrane yang digunakan paling kecil mendekati 1 micron (10-6 meter), partikel ini terbagi kepada dua, yaitu makro partikel dengan ukuran sampai 20 micron yang masih bisa dilihat dengan mata telanjang, sedang mikro partikel mempunyai ukuran mendekati 1 micron, yang harus menggunakan alat bantu microskop untuk melihatnya.
2. Microfiltration, membrane yang dapat memisahkan partikel dengan diamater dari (3 – 0.05) micron, yang hanya bisa dilihat menggunakan SEM (Scanning Electron Microscope).
3. Ultrafiltration, dimana range diamter yang bisa disaring oleh membrane berkisar dari (0.15 – 0.0014) micron, yang hanya bisa dilihat menggunakan SEM.
4. Nanofiltration, sesuai dengan namanya, nano ( 10-9) meter, bisa menyaring molekul atau atom dengan range dari (0.0015 – 0.0008) micron, juga hanya bisa diamati dengan menggunakan SEM.
5. Yang terakhir inilah teknologi yang disebut dengan RO (Riverse Osmosis membrane), dikenal juga dengan hyperfiltration, proses ini yang banyak digunakan untuk menyaring air untuk kebutuhan air minum, range dari membran ini berkisar dari (0.001- 0) micron.
Sedang material dari membrane sendiri berkembang sangat cepat mengikut keperluan dan sumber daya masing-masing negar yang memproduksinya, ada yang berasal dari polymer, carbon, zeolit, dll., bahkan sekarang membrane tidak hanya terbuat dari non logam saja, ada membrane yang kita kenal dengan ceramic membrane, metal membran, luar biasa bukan..?
Dalam perkembangannya riset-riset dalam bidang membrane dikategorikan secara garis besar atas dua bahagian yaitu: Research untuk pembuatan membrane dan membran untuk aplikasi terhadap proses-proses tertentu, baik untuk water treatment, industrial treatment dan medicine treatment.
Banyak sekali jenis membrane yang sudah diterapkan dan berhasil dalam mengurangi cost operasi dan efesiensi penggunakan enegri, sebut saja spt. Membran untuk cuci darah, membran untuk palm oil industry, seperti produksi FFA (Free Fatty Acid) dari palm fresh fruit branc, palm kernel oil filtration, zero waste effluent didalam industri CPO, biogas purification, membrane distillation untuk berbagai proses pemisahan didalam industri minyak bumi dan gas.
Desain instalasi membran untuk air bersih sudah banyak dimanfaatkan di industri, bahkan kalau kita lihat hampir disetiap perempatan jalan di Pekanbaru, dipenuhi oleh water treatment untuk memperoleh air minum, yang kebanyakan menggunakan reverse osomosis membran (RO membran).
Sekarang untuk membuat sistem pengolahan air sudah banyak dijual dipasaran cartridge untuk pengolahan air, tinggal mau kapasitas berapa yang kita mau, mulai dari carbon cartridge, membrane catridge dari berbegai modul, dari spiral, plat fat sheet, fibre, dsb., tergantung untuk apa kita akan kita gunakan, serta seberapa kotor raw water yang mau kita treatment.
Jadi untuk pengolahan air bukan sesuatu yang sukar, dan tanpa harus mmbelinya dari luar negeri, sudah banyak sekali anak bangsa yang berkompeten dalam bidang itu.
Sekilas penulis ilustrasikan, sebuah desain dan pabrikasi drinking water dengan teknologi membran, dimana kandungan air sungai yang mau diolah terdiri dari : Temp: 26.10 oC, Turbidity: 6.8 NTU, Color: 83/81 HU, TOC:1.01/ 0.725 mg/L, TDS: 0.0172 g/L, Conductivity: 26.5/25.9 uS, dengan asumsi satu orang memerlukan air sekitar 200 L/hari, maka jumlah air yang diperlukan perhari adalah : 200 x 1200 = 240000 L/hari, maka didesain kapasitas alat instalasi 10 m3/jam, untuk desain alat ini hanya memerlukan biaya lebih kurang Rp. 2 milyar, dari kajian itu diperolehi cost operasi air sebayank Rp. 780/m3, kalau satu hari memerlukan 200L (0.2 m3) air minum, berarti = Rp. 780/m3 x 0.2 m3= Rp. 156/hari, satu bulan berarti = Rp.4680/bulan/orang.
Berdasarkan hitung-hitungan itu, diperoleh kesimpulan bahwa dengan mengosumsi drinking water 200L/hari/orang, setiap orang harus mengeluarkan duit lebih kurang Rp.4680/bulan, itu adalah harga dasar desain, untuk komersial tentu harganya akan berbeda.
Dengan pertimbangan-pertimbangan lainnya, sekarang kalau desain untuk yang bukan untuk air minum, tapi air yang bisa digunakan untuk kebutuhan domestik, dengan kapasitas 1500L/jam, dengan perkiraan yang sama setiap keluarga menghabiskan air sebanyak 300 L/hari, maka kapasitas itu akan bisa mensuplai untuk 120 buah keluarga, biaya untuk produksi air adalah Rp250/m3. Biaya yang dikeluarkan setiap keluarga perbulan untuk air tersebut adalah : Rp2,250/bulan. Jadi cukup murah, dengan kualitas air yang dihasilkan sesuai dengan standar kualitas IIA, seperti yang diuraikan diatas.
Artikel ini hanyalah sebagian buah pikiran dalam berkontribusi aktif memberikan sumbangan pemecahan masalah dalam teknologi pengolahan air, untuk masyarakat yang lebih murah, sehat dan berteknologi maju, sesuai dengan amanat UUD 45. Terimakasih.
Penulis adalah anak Riau, peserta Program PhD/ Postgraduate Researcher Membrane Research Unit (MRU), Fac of Chem & Nat Res Eng, UTM Malaysia. Email: [email protected]
.jpg)
