Membran Ultrafiltrasi: Metode untuk Memperoleh Air Bersih

//
Home » News » Membran Ultrafiltrasi: Metode untuk Memperoleh Air Bersih

Sebelumnya, kita telah membahas seputar perbedaan ultrafiltrasi dan RO. Sekarang, melalui artikel ini kita akan mengulas seputar membran ultrafiltrasi.

Di dalam pengolahan air bersih, tentu melewati berbagai tahapan. Setiap prosesnya berlangsung secara hati-hati dan sistematis. Apalagi air tersebut nantinya bermanfaat untuk Anda konsumsi. Maka dari itu, proses ultrafiltrasi ini perannya sangat penting.

Pengertian Membran Ultrafiltrasi

Membran ultrafiltrasi adalah satu di antara beberapa jenis membran filtrasi yang dipakai untuk memisahkan komponen dengan berat pada molekul rendah dan tinggi. Proses pemisahan tersebut berlangsung secara umpan mengalir alias filtration.

Terjadi di sepanjang permukaan membran dan secara tangensial. Kelebihannya yaitu suspended solid dapat tersapu oleh aliran konsentrat secara terus-menerus. Di dalam proses pemisahan membran UF tersebut akan melalui komponen yang memiliki berat molekul rendah.

Kemudian, untuk komponen yang mempunyai berat molekul tinggi, misalnya polisakarida, makromolekul, serta protein akan ditahan.

Hal tersebut terjadi karena pada jenis membran ini tergolong jenis berpori. Meskipun begitu, struktur membrannya cenderung lebih asimetris ketika kamu bandingkan dengan membran mikrofiltrasi yang lainnya.

Adapun untuk ukuran pori membran tersebut berkisar antara 0,1 sampai dengan 0,01 dan bekerja pada tekanan antara 1 sampai dengan 3 bar.

Fungsi Membran Filtrasi

Secara umum, fungsi membran ultrafiltrasi, yaitu memisahkan antara koloid dengan makromolekul di dalam larutan. Berarti bisa juga memisahkan antara partikel yang mempunyai ukuran berpori kurang lebih 0,01 mikrometer sampai dengan 1 nanometer.

Sementara itu, terkait pengolahan air, maka membran UF ini dapat Anda manfaatkan untuk menghilangkan permasalahan terkait padatan tersuspensi serta turbidity. Proses tersebut juga secara efektif dapat menghilangkan bakteri coliform, algae, cryptosporidium oocysts, pyrogens, giardia lamblia cysts, serta virus.

Untuk tingkat kekeruhan produk yang bisa Anda hasilkan kurang lebih di bawah 0,2 NTU. Inilah yang juga menjadi salah satu kelebihan dari pemanfaatan UV water filter.

Kemudian, untuk keuntungan lainnya dari pemanfaatan membran ultrafiltrasi di dalam proses penyaringan air, yaitu:

  • Menurunkan tingkat kekeruhan air yang awalnya 100 NTU menjadi kurang lebih 0,2 NTU.
  • Kualitas penyaringan yang konsisten untuk berbagai kondisi air.
  • Tidak perlu memakai bahan kimia di dalam melakukan proses pemisahan antara padatan tersuspensi serta mikroorganisme.
  • Untuk pengelolaan hasil STP atau Sewage Treatment Plant. Proses penyaringan ini akan bekerja dengan cara memberikan tekanan yang relatif rendah, yaitu 1 sampai dengan 2 bar pada tingkat produktivitas yang tinggi. Hal tersebut efektif untuk menghemat biaya serta energi

Macam-Macam Tipe Membran Ultrafiltrasi

Seperti penjelasan sebelumnya, membran ultrafiltrasi ini mempunyai bentuk yang asimetris serta cenderung berpori. Adapun di dalam menjalankan prosesnya, ada beberapa tipe yang mesti Anda pahami. Setidaknya terdapat tiga tipe, yaitu:

  • Tubular
  • Spiral wound
  • Plate and frame

Setiap tipe tersebut mempunyai penerapannya masing-masing. Pemilihan tipe juga menyediakan jenis material serta seperti apa konsentrasi emulsi maupun berkoloid. Contoh sederhananya, yaitu ketika air yang mempunyai tingkat kemurnian tinggi.

Nantinya model maupun tipe spiral wound yang cenderung cocok untuk Anda terapkan. Sementara pada model tubular kapiler cenderung dimanfaatkan untuk melakukan pre-treatment pada unit reverse osmosis.

Jenis Material Membran UF

Proses pembuatan membran yaitu dengan polimer selulosa asetat yang dicetak menjadi lembaran tipis. Membran ini juga masuk ke dalam kategori membran dengan sifat pemisah yang bagus. Namun, memiliki kelemahan, yaitu mudah rusak karena pH, zat kimia, atau bakteri.

Selain selulosa asetat, masih ada beberapa jenis material lainnya. Beberapa material tersebut misalnya PAN, PVC, akrilik, PES, polikarbonat, poli asetat, poliamida, polisulfon, poliviniliden, poliakrilat, AN-VC, dan lain sebagainya.

Mayoritas membran ultrafiltrasi ini memang terbuat dari polimer. Namun, Anda juga bisa membuatnya dari bahan anorganik, misalnya AI2O3, zirconia, serta keramik.

Kemudian, terkait teknologi pemurnian air, membran UF mempunyai berat molekul atau MWC antara 1.000 sampai 20.000, umumnya dipakai untuk melakukan filtrasi patogen. Kemudian, membran yang MWC-nya berada di angka 80.000 sampai 100.000 biasanya berperan untuk melakukan penyaringan koloid.

Setelah dipakai dalam beberapa waktu, Anda perlu melakukan pembersihan pada membran tersebut. Tujuannya untuk menghilangkan kotoran yang biasanya akan tersaring serta berpotensi menyumbat pori-pori membran. Kondisi ini pun dikhawatirkan nanti bisa mengakibatkan kinerja membran UF menurun.

Untuk proses pembersihan membran sendiri bisa Anda lakukan dengan memanfaatkan bahan pembersih yang berasal dari larutan khusus. Beberapa larutan tersebut, misalnya sodium hypochlorite, asam kuat, maupun caustic soda.

Nantinya, membran tersebut cukup Anda masukkan ke larutan pembersih. Bisa juga dengan disirkulasi, sehingga kotoran bisa terlepas.

Peran Membran UF di dalam Industri

Peran membran ultrafiltrasi di dalam industri cukup beragam. Hal tersebut mencakup penyaringan pada aeration tank, pengolahan air limbah, termasuk juga pengolahan air minum. Pemanfaatan membran UF tersebut terutama di dalam industri minuman bertujuan agar dapat menghasilkan air bersih serta layak untuk dikonsumsi.

Tentunya, proses tersebut harus melalui kualifikasi membran yang sesuai ketentuan. Adapun membran UF yang dapat melakukan penyaringan adalah membran dengan ukuran pori antara 0,1 mm sampai dengan 1 nm.

Meskipun begitu, terdapat beberapa poin yang tidak boleh Anda abaikan berkaitan dengan pemanfaatan membran UF ini, yaitu:

  • Air yang Anda pakai harus bebas kontaminan maupun bahan beracun berbahaya lainnya. Apalagi bahan berbahaya yang tidak dapat disaring menggunakan membran tersebut.
  • Sudah ada peraturan perundang-undangan yang menjelaskan keharusan memakai sumber mata air dari pegunungan maupun yang telah mempunyai izin di dalam memproduksi air minum. Baik isi ulang atau kemasan.
  • Pengolahan air untuk kebutuhan konsumsi di lingkungan internal serta tidak untuk keperluan komersial. Nanti bahan bakunya harus dari sumber yang terdapat di lingkungan setempat.
  • Air wajib memenuhi kualifikasi, pengerjaannya juga harus oleh ahlinya sampai pada tahap pengujian air sebelum mengkonsumsinya

Proses Pengoperasian Membran UF

Di dalam pengoperasiannya, ultrafiltrasi ini bisa beroperasi baik secara (static filtration) alias dead-end maupun cross-flow. Untuk mode yang pertama, aliran umpan air akan tegak lurus dengan membran. Mode operasi yang satu ini semua air umpan akan melewati membran secara terus-menerus.

Tidak ada sirkulasi air pada modul membran, tetapi dead-end mode mempunyai kekurangan, yaitu cenderung menyebabkan fouling sangat tinggi, karena akan terbentuk lapisan cake pada permukaan membran. Sementara mode cross-flow cenderung lebih disukai.

Pada mode ini, kecepatan aliran dari umpan sangat berpengaruh terhadap seberapa besar perpindahan massa pada modul. Sistem ini mempunyai kelebihan, yaitu tendensi fouling bisa Anda kurangi.

Pembentukan cake-nya pun tidak sampai separah pada mode dead-end. Kemudian, laju cross-flow yang lebih tinggi mampu mengurangi ketebalan pada lapisan cake.

Sudah Paham tentang Membran Ultrafiltrasi?

Demikian pembahasan tentang membran ultrafiltrasi, bisa disimpulkan membran UF ini memiliki peran yang sangat penting untuk menentukan kelayakan sumber air sebelum Anda mengkonsumsinya. Didalamnya juga terdapat beragam faktor yang mesti Anda pertimbangkan, sehingga air tersebut benar-benar layak konsumsi.