Tugas mata kuliah Desalinasi membahas tentang pengertian dan perkembangan desalinasi, teknologi dan jenis membran. Dokumen tersebut menjelaskan berbagai metode desalinasi seperti distilasi, teknologi membran, teknologi termal dan teknologi alternatif beserta penjelasan singkat mengenai masing-masing metode.

1. TUGAS MATA KULIAH
DESALINASI
Pengertian dan Perkembangan Desalinasi, Teknologi dan Jenis
Membran
Dosen Pengampu:
Luhur Moekti Prayogo, S.Si., M.Eng
Nama : NURDIN
NIM : 1310180010
PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN KELAUTAN
UNIVERSITAS PGRI RONGGOLAWE
TUBAN
2022

2. ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah Swt, karena berkat rahmat dan karunia-Nya, tugas laporan
praktikum yang berjudul “Pengertian dan Perkembangan Desalinasi, Teknologi dan Jenis
Membran”, dapat terselesaikan meskipun jauh dari kata sempurna.
Saya juga menyadari sepenuhnya bahwa di dalam makalah ini terdapat banyak
kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Untuk itu saya berharap kesediaannya dalam
memberikan kritik, saran dan usulan sehingga saya dapat memperbaiki bentuk maupun isi
makalah ini sehingga kedepannya dapat lebih baik.
Semoga isi makalah sederhana ini dapat menambah wawasan dan dapat dipahami
dengan mudah oleh siapapun yang membacanya,dan tak lupa saya mohon maaf apabila
terdapat kesalahan, maupun kata-kata yang kurang berkenan.
Tuban, 19 Januari 2022

3. iii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................................................ ii
DAFTAR ISI .......................................................................................................................... iii
BAB 1 PENDAHULUAN ....................................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................................... 1
1.2 Tujuan ....................................................................................................................... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................ 3
2.1 Desalinasi ........................................................................................................................... 3
2.2 Distilasi ..................................................................................................................... 4
2.2.1 Multi Stage Flash (MSF) ................................................................................... 4
2.2.2 Multi Efftect Distillation (MED) ...................................................................... 5
2.3 Teknologi Membran ................................................................................................. 5
2.3.1 Membran-membran Baru .................................................................................. 5
2.3.2 Membran Reverse Osmosis (RO) ..................................................................... 8
2.4 Teknologi Termal ..................................................................................................... 9
2.4.1 Distilasi Membran ......................................................................................... 9
2.4.2 Humidifikasi-Dehumidifikasi ....................................................................... 10
2.4.3 Desalinasi Adsorbsi ...................................................................................... 10
2.4.4 Pervaporasi .................................................................................................... 11
2.5 Teknologi Alternatif ............................................................................................... 11
2.5.1 Sel Desalinasi Mikrobial ............................................................................... 11
2.5.2 Teknologi Kapasitif Deionisasi .................................................................... 12
2.5.3 Polarisasi Konsentrasi Ion ............................................................................ 12
2.5.4 Hidrat Klatrat ................................................................................................ 13
BAB III PENUTUP .............................................................................................................. 14
5.1 Kesimpulan ............................................................................................................. 14
5.2 Saran ....................................................................................................................... 15
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................... 16

4. 1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seperti kita ketahui, air merupakan sumber kehidupan yang sangat penting bagi
kehidupan manusia. Manusia mengkonsumsi air untuk minum, makan, mandi dan sebagai
bahan penunjang kegiatan guna memenuhl kebutuhannya. Komposisi air di bumi ini
adalah 94 persen merupakan air laut dan 6 persen adalah air tawar, 27 persen air tawar
terdapat di glasier dan 72 persen merupakan air tanah. Secara keseluruhan, air menempati
70 % dari permukaan bumi. Ditinjau dari macamnya terdapat 3 jenisair, yaitu : air tawar,
payau dan asin. Air payau iaiah air yang terdapat didaerah yang terkena pasang surut laut,
misalnya di daerah muara sungai dan rawa-rawa. Air tawar dengan padatan tersuspensi
atau Total Dissolve Solid (IDS) dengan kandungan maksimal 500 Part Per Million (ppm)
dapat langsung dikonsumsi manusia, namun air payau dan air laut tidak dapat. karena
mempunyai IDS lebih dari 3000 ppm, maka dari itu harus terlebih dahulu diproses
sehingga memenuhi syarat sebagai air minum. Berdasarkan IDS yang terkandung di
dalamnya air dibedakan menjadi 4 jenis, yaitu air laut 20000-50000 ppm, air payau
(brackish water) 3000-20000 ppm. fresh water < 1000 ppm dan air buangan desalinasi
(brine) 10000-30000 ppm.
Setiap makhluk hidup terutama manusia membutuhkan air untuk dapat hidup. Air
dapat menopang hidup manusia dari berbagai aspek seperti pekerjaan maupun metabolism
tubuh. Air juga merupakan salah satu sumber daya yang dengan mudah ditemukan dalam
kehidupan sehari-hari. Air murni memiliki banyak seklai kegunaan. Pertanian (70%),
industri (19%), dan kebutuhan domestik (11%) merupakan tiga bidang yang paling banyak
memerlukan air bersih. Walaupun air mudah didapatkan, masih terdapat kemungkinan
terjadinya krisis air. Hal ini dapat terjadi apabila didapatkan faktor-faktor faktor seperti
penyalahgunaan air, polusi pada sumber air, pengaturan air yang salah maupun perubahan
iklim dan bertambahnya populasi makhluk hidup. Menurut United Nations, sekitar 1.2
miliar orang hidup di lokasi yang memiliki kelangkaan air, 500 juta orang hidup dalam
situasi yang hamper sama dan 1.6 miliar orang hidup dalam situasi perekonomian air yang
bermasalah. Kelangkaan air ini dapat memengaruhi kehidupan manusia secara langsung.
Permasalahan ini harus segera diselesaikan karena banyak masalah yang dapat timbul bila
air bersih tidak dipenuhi. Menurut data yang diperoleh dari WHO, lebih dari 3.4 juta orang
meninggal setiap tahunnya karena masalah air yang tidak bersih atau tidak higienis.
Kelangkaan air juga dapat menimbulkan masalah pada bidang pertanian. Semakin sedikit
air yang ada, semakin sedikit pula makanan yang dapat diproduksi. Sehingga, terdapat
kelaparan pada berbagai daerah. Situasi ini dapat menjadi lebih buruk dengan pesatnya
pertumbuhan populasi manusia yang dapat meningkatkan permintaan air bersih.

5. 2
Prosesn desalinasi merupakan cara yang digunakan untuk penyediaan air tawar
dari air laut. Air laut mengandung antara 35.000 – 42.000 ppm bermacam zat terlarut,
dengan sebagian besar garam NaCl. Secara garis besar, prinsip proses pemurnian air dapat
dilakukan melalui 2 metoda, yaitu secara 1) langsung dengan menggunakan membran dan
2) tidak langsung melalui destilasi/evaporasi. Proses desalinasi menggunakan membran
relatif baru dan berkembang sesuai dengan perkembangan material membran.
Pengoperasian desalinasi relatif mahal dibandingkan pengolahan air biasa, namun
makin penting bila dikaitkan dengan kesadaran pelestarian lingkungan karena penggunaan
air tanah (air sungai dan bawah tanah) sudah semakin terbatas. Air bersih dan air murni
merupakan bahan yang semakin penting, juga langka dengan makin majunya IPTEK,
masyarakat dan peradaban industri. Sebaliknya, berkat perkembangan IPTEK, mutu
airpun bisa diperbaiki. Air murni sangat penting bagi industri kimia, farmasi, pangan,
elektronika dan industri nuklir.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dibuatnya makalah tentang Desalinasi ini diantaranya:
1. Mahasiswa agar mengetahui perkembangan alat membran.
2. Menanambah wawasan tentang pentingnya air bagi kehidupan manusia.
3. Mahasiswa agar dapat mengetahui perkembangan Teknologi dan jenis Membran.

6. 3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Desalinasi
Desalinasi adalah memisahkan air tawar dari air laut dengan teknologi membran.
Proses desalinasi dapat dilakukan dengan distilasi atau reverse osmosis. Pemisahan air
tawar dari air laut atau air payau merupakan perubahan fase air, sedangkan reverse
osmosis memisahkan air tawar dengan menggunakan perbedaan tekanan dan semi
permeable membrane. Di samping peralatan yang spesifik untuk tiap instalasi desalinasi.
peratalan-peralatan lain yang umum terdapat pada suatu instalasi desaiinasi adalah : sistem
hisapan air laut/air baku, termasuk pompa penghisap, saringan (screen) dan sarangan
(fillter), jaringan pipa air produk desalinasi, tangki penampungan (storage tank), peralatan
penerima dan pembagi aliran listrik (panel distribution box). Secara skematis berbagai
jenis teknologi distilasi dapat dilihat dari gambar dibawah ini:
Pemilihan proses teknologi desalinasi didasarkan pada beberapa faktor, antara lain:
1. Salinitas (kadar zat teriarut air masukan)
2. Kualltas air bersih yang ditnginkan.
3. Sumber energi yang akan digunakan untuk produksl air.
4. Debit air yang diperlukan.
5. Faktor ekonomi, keandalan, kemudahan operasi dan perawatannya.
Teknologi desalinasi termal jenis Multistage Flash (MSF), MultiEffect Distillatio
(MED) dan Multi Vapour Compression (MVC) dapat memumikan air dari kadar 55000
ppm menjadi sekitar 10 ppm, sedangkan proses membran jenis Reverse Osmosis (RO)
dengan sekali proses dapat menghasilkan air tawar dengan IDS berkisar antara 350-500
ppm.
ProsesDesalinasi
Distilasi
MSF
One Trough
Membran Freezing Ion Exchange
Solar Humid
MED
RO Elektrodialisis Direct Freezing
Brine Recirculation
Gambar
Secondary Freezing

7. 4
Pada proses distiilasi air laut/air baku dipanasi agar air tawar yang terkandung di
dalamnya mendidih dan menguap, kemudian uapnya di embunkan untuk memperoieh air
tawar. Proses distilasi ini dapat menghasilkan air tawar berkualitas tinggi dibandingkan
dengan kualitas air tawar yang dihasilkan oleh proses lain.Pada tekanan 1 atm air akan
mendidih dan menguap pada suhu 100° C. namun air di dalam alat penguap (evaporator)
mendidih dan menguap pada suhu kurang dari 100° C bila tekanan di dalam evaporator
diturunkan dibawah 1 Atm atau dalam keadaan vacuum. Penguapan air memerlukan panas
penguapan berupa panas latent yang terkandung dalam uap yang dihasilkan. Sebaliknya
pada saat uap menyembur panas latentnya dilepaskan yang dapat memanasi air laut/baku
umpan sebagai pemanasan pendahuluan (preheating) atau menguapkannya.
Pada proses distilasi,air la'Jt/air baku digunakan sebagai bahan air umpan pembuatan
air tawar maupun sebagai media pendingin, dengan jumlah yang diperlukan kurang dari 8-
10 kali dari Jumlah air tawar yang dihasilkan. Uap dari ketel uap atau sumber lain
digunakan sebagai pemanas dengan tekanan 2-3,5 kg/cm dan penjalan ejector dengan
tekanan 10-12 kg/cm. Pada umumnya jumlah uap untuk pemanasan antara 1/8 sampai 1/6
dari jumlah air tawar yang dihasilkan, perbandingan antara jumlah air tawar yang
dihasilkan dengan jumlah uap yang diperlukan disebut performance ratio (PR) dalam
proses reverse osmosis atau Gained Output Ratio (GOR) dalam proses distilasi.
2.2 Distilasi
2.2.1 Multi Stage Flash (MSF)
Dalam proses MSF, air laut disalurkan ke dalam vessel yang dinamakan brine
heater untuk dipanaskan, Proses pemanasan dilakukan dengan cara menyemprotkan uap
panas yang keluar dari turbin pada pembangkit listrik. Air laut yang sudah dipanaskan
kemudian dialirkan ke vessel berikutnya yang dinamakan stage. Di tempat ini tekanan
dikondisikan menjadi lebih rendah dari stadium sebelumnya. Perubahan tekanan akan
menyebabkan air laut yang masuk menjadi mendidih secara mendadak (flashing) dan
menyebabkanterjadinya uap air (water vapour).
Proses ini akan terus berlanjut pada stage berikutnya sampai air menjadi dingin
dan tidak menghasilkan uap air lagi. Biasanya stadium ini berjumlah 15 sampai 25.
Penambahan jumlah stage akan menambah capital cost dan menambah rumit
pengoperasian. Uap air yang dihasilkan dari flashing ini dikondensasi pada tabung yg ada
pada tiap stage. Tabung ini juga berfungsi sebagai alat untuk mengalirkan air laut
masukan ke dalam brine heater. Pada proses kondensasi ini juga akan menghangatkan air
iaut masukan, sehingga jumlah energi yang dibutuhkan untuk memanaskan air laut
masukan di brine heater menjadi lebih kecil. Kapasitas dari instalasi ini 4000 - 57000
mS/hari (1-15 mgd). Suhu maksimum (Top Brine Temperatur) dari air laut yang keluar
dari brine heater adalah 90- 110 °C, Menambahkan suhu akan menambah kinerja dari
instalasi ini, tetapi dilain pihak juga akan merugikan, sebab akan mempercepat proses
pembentukan scalingdan korosi dari permukaan logam.

8. 5
2.2.2 Multi Efftect Distillation (MED)
Pada teknologi desalinasi jenis MED (Multi Effect Distillation) digunakan prinsip
evaporasi dan kondensasl. Cara keija dari teknoiogl ini adalah dengan cara
menyemprotkan (spray) air laut masukan pada permukaan. evaporator. Permukaan
evaporator in! biasanya berbentuk tabung (tubes) yang dilapisi film tipis (thin film) untuk
mempercepat pendidihan dan penguapan.
Proses penguapan pertama terjadi dengan menggunakan uap panas buangan dari
pembangkit listrik/boiler yang keluar dari turbin. Uap itu memberikan panas untuk proses
desalinasi dan sekaligus juga terkondensasi menjadi air yang kemudian dikemballkan lagi
ke boiler pada pembangkit listrik. Uap yang dihasilkan pada proses terakhir
dikondensasikan pada heat exchanger yang terpisah yang dinamakan final condenser.
Temperatur pada setiap efek dari MED diatur oleh sistem hampa udara yang terpisah.
Dalam perkembangannya, akhir-akhir ini digunakan alat thennal vapour compression yang
berguna untuk menguranyi jumlah efek dari MED untuk memproduksi air tawar dalam
jumlah yang sama. Umumnya instalasi desalinasi ini terdiri dari 8-16 efek Effesiensi
thermal dari proses ini tergantung dari jumlah efek yang digunakan. Kapasitas air tawar
yang dihasilkan oleh MED berkisar antara 2000 - 20.000 m3/hari (0.5 - 5 mgd).
2.3 Teknologi Membran
Dalam bagian ini, teknologi membran muncul berdasarkan proses membran yang
telah didiskusikan. Bagian ini terdiri dari dua bagian yaitu bagian pertama tentang
pengembangan dan aplikasi dari generasi baru material membran sendiri untuk desalinasi
serta bagian kedua tentang review tentang kemunculan teknologi membran untuk
desalinasi.
2.3.1 Membran-membran Baru
Membran thin film nanotechnology (TFN) yang menggabungkan nanopartikel
zeolit tipe A menjadi membran lapisan film tipis untuk menambah permeabilitas dari air
dan mempertahankan garam di sisi yang lainya. Zeolit tipe A ini adalah zeolit alumina
silikat yang mempunyai pori tiga dimensi dengan pori tegak lurus terhadap yang lainnya
dalam zona x, y, dan z. Kegunaan dari nanopartikel ini adalah untuk meningkatkan fluks
saat melewati membran dan menyediakan kesempatan untuk menurunkan konsumsi energi
melalui penurunan tekanan umpan dengan mempertahankan jumlah produksi air.
Teknologi TFN berguna dalam polimerisasi interfasial dimana nanopartikel terdispersi di
dalam satu atau lebih dari onomer untuk menciptakan membran nanokomposit. Membran
ini bersifat halus, lebih hidrofilik, dan memilki permukaan yang bermuatan negatif jika
dibandingkan
dengan membran murni thin film composite (TFC). Sifat permukaan ini akan
meningkatkan permeabilitas dari membran dan air dapet melewati matriks karena lorong
dari membran ini jauh lebih bersifat hidrofilik. Karena pemukaannya lebih bermuatan

9. 6
negatif menyebabkan pertukaran ion semakin eksklusif dengan mempertahankan garam
pada sisi lainnya. Sifat hidrofilik ini menyebabkan membran secara keseluruhan membran
semakin kecil peluang untuk terjadi fouling. Laju alir volumetrik di dalam TFN dapat
mencapai 52 m3/hari dan NaCl yang tertahan sebesar 99,7%.
Penelitian mengungkapkan dengan membandingkan membran TFN dengan TFC
dalam skala pilot dan dihasilkan fakta bahwa permeabilitas TFN 1,4 kali dari
permeabilitas TFC. Walaupun membran TFN memilki permeabilitas yang lebih tinggi
terhadap air, tetapi salt rejection dan boron rejection yang dimilki membran TFN jauh
lebih rendah dibandingkan TFC. Generasi baru TFN dengan peningkatan boron rejection
telah ditemukan, tetapi nilai dari permeabilitas air yang dimilki sama dengan nilai
permeabilitas air dari TFC.
Aquaporin adalah protein yang mengontrol fluks air melalui membran biologis.
Perpindahan air di dalam aquaporin sangat selektif dan difusi yang sangat cepatkarena
adanya gradien osmotik yang sangat tinggi.Aquaporin dengan sifatnya selektif
ekstraselulermaupun intraseluler menyebabkan molekul air dapatmelewati lorong dengan
sangat cepat, tetapi untuk molekul protein dan ion lainnya tidak bisa melewati lorong ini
karena adanya mekanisme elektrostatik. Oleh karena itu, hanya molekul air saja yang akan
ditransportasikan melalui saluran aquaporin dan ion yang bermuatan akan tertahan.
Membran aquaporin 100 kali lebih permeabel daripada komersial membran reverse
osmosin. Permeabilitas dan selektivitas yang tinggi berdasarkan saluran pada protein.
Aquaporin dipilih berdasarkan kemampuan yang tinggi di dalam permeasi dan
selektivitas. Bentuk kopolimernya yang simetri dengan sifat hidrofobik yang tinggi
menjadi alasan utama. Membran aquaporin juga menahan glukosa, gliserin, garam, dan
urea dalam jumlah tertentu. Ada dua faktor yang yang mempengaruhi transport dari
molekul air yaitu molekular dan permeabilitas difusi. Fluks air yang melewati membran
berkisar pada 73,8 Lm -2h-1. Secara eksperimen didapatkan fluks air nyata 10% dibawah
fluks air teoritik yang didapatkan dari pemodelan komputer.
Studi menunjukkan bahwa membran aquaporin telah tersedia sebagai membran
komersial. Jenis membran aquaporin yang terlah terkomersialisasi adalah NF270 dan
NTR7450 dengan pH 2,0. Penelitian menunjukkan lipid bilayer pada membran
nanofiltrasi dapat dioperasikan dibawah gaya mekanik seperti pada membran RO.
Membran NF dapat dipilih untuk membantu meningkatkan permeabilitas dan
menurunkan kekasaran permukaan untuk meminimalkan distorsi dari lipid bilayer.
Membran berbasis aquaporin merupakan membranyang sangat menjanjikan untuk
desalinasi dimanamekanisme gaya dorongnya berasal dari konsentrasigaram atau dengan
kata lain berasal dari gradientekanan osmotiknya. Hal ini jauh lebih menguntungkanjika
dibandingkan dengan membran reverse osmosisdimana gaya dorongnya membutuhkan
energi dari luar.Dengan adanya 75% membran aquaporin diprediksiakan terjadi
peningkatan permeabilitas air. Jika tidakmemperhitungkan tekanan yang diaplikasikan,
makakonsumsi energi yang diperkirakan akan lebih kecildibandingkan dengan
penggunaan membran reverse osmosis. Karena kesulitan dalam pengolahan proteindalam

10. 7
jumlah besar dan produksi area materialmembran dalam jumlah besar, membran
aquaporintidak terkomersialisasi secara luas.
Karbon nanotubes telah dievaluasi untuk desalinasi dalam kecepatannya
mentransportasikan air, luas permukaan yang luas, dan dapat digunakan dengan mudah.
Konsumsi energi yang digunakan dalam desalinasi menggunakan karbon nanotubes bisa
jauh lebih kecil dibandingkan dengan membran reverse osmosis sebesar dua hingga lima
kali dari prediksi secara teoritik dengan persamaan Hagen-Poiseuille. Air dan ion akan
ditransportkan melalui membran dengan diameter karbon nanotubes dari 6 hingga 10 Å.
Tingginya nilai dari laju alir volumetrik disebabkan karena atom yang sangat kecil dan
molekul dari nantubes melewati molekul air hanya dengan proses satu dimensi. Tantangan
menggunakan karbon nantubes untuk desalinasi adalah kompleksitasnya yang melibatkan
fabrikasi dari tabung subnanometernya.
Karbon nanotubes menggabungkan beberapa tipe dari substrat dengan
menggunakan chemical vapor deposition (CVD). Hasil dari desalinasi dengan
menggunakan karbon nanotubes adalah dapat menyebabkan seluruh ion tidak dapat
masuk pada bukaan nanotubes karena bukaan ini terbuat dari formasi ikatan hidrogen
yang stabil. Sebaliknya, air tidak dapat membentuk ikatan hidrogen yang stabil dengan
nanotubes dan permeat secara cepat. Membran dengan teknologi karbon nanotubes
merupakan penemuan yang sangat menjanjikan untuk desalinasi air karena ukuran dan
bentuk dari tubes-nya yang dapat menahan ion masuk.
Karbon nanotubes telah dievaluasi pada kapasitas adsorbsi garamnya. Penelitian
menunjukkan bahwa plasma pada karbon nanotubes menghasilkan kapasitas adsorsi
garam yang sangat tinggi mencapai 400% dari berat total. Modifikasi karbon nanotubes
difabrikasi
dengan deposisi dari lapisan tipis dari nanotubes. Kapasitas adsorpsi garam akan diperoleh
ssecara keseluruhan dengan tap water rinse. Peningkatan dari kapasitas adsorbsi garam
disebabkan karena adanya sisi yang bersifat defektif yang tercipta pada permukaan
plasma.
Keuntungan yang signifikan dari penggunaan membran nanotubes dibandingkan
dengan membran konvensional lainnya adalah dapat mengurangi gaya dorong yang
berupa tekanana hidrolik dan harga konsumsi energi akan menjadi lebih rendah. Akan
tetapiproduktivitas akan menjadi terbatas karena adanya tekanan osmotik dari batasan dari
termodinamika. Karbon nanotubes adalah material yang dapat diproduksi dengan mudah
dalam jumlah yang besar. Oleh karena itu, fabrikasi merupakan kunci dari komersialisasi
karbon nanotubes.
Membran yang berbasis grafena dikembangkan untuk desalinasi tranportasi air
yang cepat dan properti mekanik yang baik. Dengan mekanisme yang sama pada
membran nanotubes, grafena yang memiliki dua dimensi nanokapilar mengijinkan adanya
gesekan ringan pada aliran pada satu lapisan pada spray-coating atau spin-coating.
Walaupun grafena bersifat impermeabel terhadap molekul air, tranportasi masih tetap
terjadi melalui sifat kapilaritas dan bisa lebih cepat dari pada molekul air yang melewati

11. 8
suatu bukaan. Sifat kapilaritas ini muncul karena adanya gugus fungsi seperti hidroksil
dan epoksi yang bertanggung jawab terhadap terbentuknya nanokapiler.
Grafena dapat diproduksi dengan kemungkinan laminasi yang sangat tinggi dengan
fleksibelitas dan kekuatan tahanan yang tinggi. Gugus fungsi dari grafena menunjukkan
bahwa kegunaannya terhadap membran osmosis dapat menurunkan polarisasi konsentrasi
internal dan dapat meningkatkan fluks dari air. Bagaimanapun, produktivitas air pada
membran grafena sama dengan membran karbon nanotubes yaitu keterbatasan pada
tekanan osmotik karena adanya batasan termodinamika. Komersialisasi grafena sebagai
membran untuk desalinasi air tergantung pada kemampuan sintesis dari materialnya yang
harus disintesis dalam jumlah yang besar serta tahanan mekanik dari nanolayer ketika
diaplikasikan pada tekanan hidrostatik.
2.3.2 Membran Reverse Osmosis (RO)
Bila air tawar dan air laut dipisahkan oleh suatu dinding semi permeable membran
maka air tawar akan meresap menembus dinding pemisah itu ke bagian air laut. peristiwa
ini disebut “peristiwa osmosis”. Air tawar akan terus menembus dinding pemisah itu ke
bagian air laut walau tidak diberi tekanan. Kekuatan efektif pendorong penembusan itu
dinamakan “osmotic pressure”. Penembusan akan berhenti dengan sendirlnya pada
kondisi perimbangannya (equilibrium) di osmotic pressure tertentu. Besar osmotic
pressure tergantung. dari karakteristik membran, suhu dan kepekatan air laut/air baku.
Pada sistem RO ini air laut diberi tekanan agar tetjadi hal kebalikannya, yaitu air tawar
yang terkandung di dalam air laut keluar menembus dinding pemisah (membrane) maka
peristiwa itu dinamakan “peristiwa reverseosmosis”.
Jumlah air masukan yang dibuang menjadi brine pada proses ini berkisar antara 20
- 70 %, hal ini tergantung darl kadar garam air masukan, tekanan dan jenis membran.
Sistem RO terdiri beberapa komponen penting yaitu pre treatment, high pressure pump,
membrane assembly dan post treatment. Pre treatment sangat penting pada proses RO, hal
ini berguna untuk mencegah dan mengurangi penumpukan garam dan pertumbuhan biota
laut pada membran. Biasanya proses pre treatment ini terdiri dari:
1. Chlorinasi guna pengendalian mikro organisme.
2. Coagulant dan media filtrasi, untuk menurunkan padatan.
3. Scale inhibitor, untuk menghambat penggerakan pada membran.
4. Final cartridge Filter. sebagai pengaman.
5. Sodium bisulfit, untuk mengimbangi Chlorine.
Pada proses ini, tekanan yang dibedakan oleh pompa pada air laut masukan (feed
water) adalah sebesar 54 - 80 bar (800 - 1180 psi) , sedangkan bila menggunakan air
payau (brackish water) sebagai air umpan, tekanan yang diberikan adalah sebesar 15 - 25
bar( 225-375 psi).

12. 9
Bagian inti dari instalasi RO adalah RO module, yang berbentuk suatu bejana
tekan silindris berisi beberapa ratus ribu serat fibre sehalus rambut yang bagian dalamnya
berlubang (fine hollow fiber). Dengan demikian suatu RO module mempunyai luas
permukaan dinding membrane yang besar dan dapat menghasilkan air tawar dalam jumlah
besar. Air umpan masuk ke dalam lubang halus serat fiber. Karena ditekan oleh air Tawar
akan merembas keluar dari dinding fiber menjadi produk air tawar, sedangkan sisanya
yang kental dan disebut brine terbuang keluar melalui throttle valve yang juga berfungsi
sebagai pengatur tekanan pada saluran masuk ke RO modul agar selalu konstan.
Perlakuan akhir tarhadap produk air adalah injeksi alkali untuk menaikkan pH
sesuai yang diperlukan, dan chlorinisasi bila produk airnya digunakan untuk air minum.
Padatan terlarut dan tersuspensi (TDS) produk air dari proses RO ini adalah antara 300-
600 ppm, namun bila dikehendaki TDS yang lebih rendah, dapat digunakan instalasi yang
dipasang secara seri.
2.4 Teknologi Termal
Prinsip dari proses desalinasi berbasis termal bergantung dari transisi fasa dengan
penambahan atau pengurangan untuk menghilangkan air segar dari air garam. Hal yang
paling penting dari distilasi termal adalah tahap bertingkat atau dengan istilah multi-stage
flash (MSH), distilasi multiefek (MED), dan kompresi uap (VC). Pada beberapa tahun
terakhir, modifikasi dari teknologi desalinasi termal menunjukkan peningkatan efisiensi
pada proses yang berlangsung. Peningkatan difokuskan terhadap teknologi yang
dikombinasikan dengan perubahan fasa termal dengan membran. Teknologi ini termasuk
membran distilasi dan pervaporasi. Untuk menurunkan konsumsi energi yang murni
dengan proses termal, teknologi seperti humidifikasi maupun dehumidifikasi dan
desalinasi adsorbsi telah dikembangkan.
2.4.1 Distilasi Membran
Distilasi membran (MD) adalah membran dengan gaya dorong berupa termal,
embran berbasis proses yang dikombinasikan dengan teknologi membran beserta pross
evaporasi di dalam satu unit. Hal ini melibatkan perpindahan dari uap air melalui pori dari
membran hidrofobik dengan gradien temperatur saat melalui membran. Gradien ini
disebabkan karena perbedaan tekanan uap yang berefek pada produksi uap melalui
membran hidrofobik ke permukaan kondensasi. Dalam MD, performa tidak dipengaruhi
oleh salinitas air umpan. Bagaimanapun, fluks dari permeasi sangat dipengaruhi oleh
temperatur umpan.
Pemasangkan MD dengan energi surya, energi geotermal, dan panas sisa untuk
mengurangi laju komsumsi energi dan harga. Walaupun keberadaan sumber panas sisa
yang bisa digunakan dalam proses MD, akan tetapi penelitian tentang proses MD masih
terbatas dan perbandingan direct cost pada MD dengan membran konvensional seperti RO
belum tersedia. Selebihnya, industri secara umum belum menggunakan MD karena
beberapa alasan diantaranya fluks air yang rendah, efisiensi energi yang tidak terlalu
tinggi, dan performa yang singkat pada membran mikropori. Wetting pada permukaan

13. 10
membran akan menciptakan deposisi bahan organik semakin cepat. Wetting ini merupakan
sebauh pretreatment yang secara langsung akan menyebabkan kenaikan dari biaya. Oleh
karena itu, perlu dibuat MD yang bersifat inovatif agar material pada membran ini
memilki porositas, hidrofobisitas, termal konduktivitas yang rendah, dan fouling yang
rendah. Hal ini akan membuat MD akan semakin dimininati dan dikomersialisasikan.
2.4.2 Humidifikasi-Dehumidifikasi
Humidifikasi-dehumidifikasi (HDH) adalah proses distilasi dan didasarkan pada
meningkatkan kemampuan udara untuk membawa uap air pada suhu tinggi [20]. Sebuah
aliran udara panas dibawa dalam kontak dengan air umpan yang perlu diolah. Udara
ekstrak pada kuantitas tertentu dari uap di zona humidifikasi. Air suling adalah perolehan
di zona dehumidifikasi dengan mempertahan-kan kontak dariudara lembab dengan
pendinginan yang permukaan menyebab-kan kondensasi bagian dari uap dicampur dengan
udara. Sistem ini terdiri dari humidifier, dehumidifier, dan pemanas untuk memanaskan
baik gas pembawa atau aliran air umpan. Karena konsumsi energi yang tinggi terkait
dengan jenis teknologi desalinasi, berbagai modifikasi, dan perbaikan telah dievaluasi.
Inovasi ini telah termasuk penggunaan siklus multitahap udara yang dipanaskan, kompresi
didorong dengan sistem mekanik, kesetimbangan termodinamika, sistem dengan transfer
panas yang umum, dan sistem hibrid dengan RO.
Perkembangan lebih lanjut telah melibatkan penggunaan sistem reverse osmosis
untuk menghilangkan garam yang ada di air garam dari humidifier. Dalam konfigurasi ini,
sistem HDH dioperasikan menggunakan sistem kompresi uap panas. Gas pembawa dari
humidifier dikompresi dalam sistem kompresi uap panas dengan menggunakan pasokan
uap dan kemudian dikirim ke dehumidifier. Gas kering diekspansi untuk perolehan energi
dalam bentuk kerja yang kemudian digunakan untuk mengoperasikan sistem reverse
osmosis. Konfigurasi ini menunjukkan nilai yang lebih rendah dalam konsumsi energi
termal. Bagaimanapun, ketersediaan uap tekanan menengah sangat penting.
2.4.3 Desalinasi Adsorbsi
Desalinasi adsorbsi adalah teknologi berbasis termal yang bekerja pada suhu
rendah dengan sumber energinya adalah limbah panas atau panas matahari untuk
menjalankan siklus penyerapan menggunakan silika gel yang sangat berpori. Dalam
metode ini, penguapan air terjadi di evaporator diikuti oleh uap adsorpsi atau desorpsi ke
silika gel dan kondensasi di kondensor. Siklus desalinasi adsorbsi dioperasikan dalam
sistem batch di dalam satu atau lebih pasang reaktor. Di satu reaktor (satu setengah
siklus), adsorben silika gel digunakan untuk menyerap uap yang dihasilkan di evaporator.
Silika gel jenuh di tempat yang lain (setengah siklus) dibuat diproduksi ulang pada sumber
panas bertemperatur rendah (biasanya 50-85°C) atau panas matahari. Uap diserap
kemudian dikondensasi pada permukaan tabung kondensor. Komponen utama yang
terlibat adalah evaporator, tempat adsorber dengan silika gel, dan kondensor. Metode
desalinasi yang muncul ini menghasilkan air minum berkualitas tinggi dan daya
pendinginan dengan satu sumber panas.

14. 11
2.4.4 Pervaporasi
Pervaporasi proses campuran yang terpisah dalam kontak dengan membran
melalui preferensial. Penghapusan salah satu komponen dari campuran karena afinitas
yang lebih tinggi dengan dan atau lebih cepat berdifusi melalui membran. Dalam proses
desalinasi, pervaporasi memiliki keuntungan untuk menahan garam sebesar 100% dengan
potensi konsumsi energi yang rendah. Ini adalah kombinasi dari permeasi membran dan
penguapan. Pervaporasi larutan garam dapat dianggap sebagai pemisahan campuran
pseudo-cair yang mengandung molekul air bebas dan ion terhidrasi terbentuk dalam
larutan pada disosiasi garam dalam air.
Beberapa bahan membran telah dievaluasi untuk proses tersebut. Membran alkohol
polivinil (PVA) telah dipelajari secara mendalam sebagai bahan pervaporasi di berbagai
bidang karena pembentukan film dan sangat hidrofilik dimana merupakan sifat yang
sangat baik dan derajat yang tinggi dari pembengkakan akibat kehadiran kelompok-
kelompok hidroksil. Dalam penelitian lain, hibrid membran organik-anorganik
berdasarkan PVA, asam maleat, dan silika telah digunakan. Membran hibrid menunjukkan
fluks air yang lebih tinggi dan menahan hingga 99,9% garam. Pengenalan terhadap silika
nanopartikel dalam matriks polimer meningkatkan baik fluks air dan garam yang tertahan
karena meningkatnya koefisien difusi air melalui membran.
Kerugian utama dari proses pervaporasi adalah fluks air rendah. Pada suhu rendah,
konsentrasi garam dalam larutan umpan menunjukkan efek pada fluks air dan koefisien
difusi dapat diabaikan. Pada suhu tinggi (50-60°C), fluks dan difusivitas air menurun
dengan konsentrasi garam meningkat karena air menurunkan tekanan uap dan konsentrasi
air di permukaan membran. Suhu air umpan adalah parameter penting karena peningkatan
difusivitas dan pengurangan viskositas yang terjadi di pemanasan. Selain itu, kehadiran
ruang hampa, ketebalan membran, dan permeabilitas yang melekat polimer membran
adalah parameter penting yang menentukan kinerja proses.
2.5 Teknologi Alternatif
Teknologi yang didiskusikan pada bagian ini termasuk teknologi di luar membran
ataupun termal yang berbasiskan teknologi yang dijelaskan pada bagian sebelumnya.
Teknologi ini merupakan awal dari pengembangan dari skala pilot yang tujuannya untuk
dievaluasi.
2.5.1 Sel Desalinasi Mikrobial
Microbial desalination cells (MDCs) berdas arkantransfer dari ion dari air yang
diproduksi oleh bakteri. Tujuan utama dari penggunaan ada dua yaitu untuk memproduksi
listrik dan menghilangkan kontaminan. MDCs terdiri dari tiga chamber yaitu dengan
anion exchange membran (AEM) yang berseberangan anoda, cation exchange membrane
(CEM) berdekatan dengan katoda, dan chamber diantara membran dengan air yang akan
didesalinasi. Ketika arus diproduksi dari pertumbuhan bakteri di anoda, muatan ion positif
akan mencegah perpindahan dari anoda ke AEM. Selanjutnya, muatan ion negati

15. 12
(contohnya Cl) berpindah dari pertengahan chamber ke anoda. Kemudian, proton akan
dikonsumsi di chamber katoda, muatan ion positif akan pindah dari tengah chamber
menuju katoda. Hilangnya spesi ionik dari tengah chamber menghasilkan desalinasi air
laut tanpa adanya tekanan umpan atau draw solution dan kebutuhan listrik. Sebagai
gantinya, listrik diproduksi
ketika proses desalinasi air, proses ini sama dengan elektrolisis tanpa menggunakan
sumber energi eksternal. Lumpur yang terbentuk selama proses desalinasi dapat
dikeringkan dan digunakan sebagai substrat untuk anoda untuk meningkatkan stabilitas
desalinasi dan produksi listrik.
2.5.2 Teknologi Kapasitif Deionisasi
Walaupun teknologi kapasitif deionisasi (CDI) hanyalah sebuah konsep belaka,
beberapa percobaan telah dikembangkan untuk mengidentifikasi material optimum yang
digunakan sebagai manufaktur dari elektroda. CDI merupakan teknologi yang yang tidak
menyebabkan polusi, efisiensi energi, dan harga yang terjangkau seperti layaknya RO
ataupun elektrodialisis.
Ketika tegangan dipasang pada elektroda CDI, counter-ion ditabrakkan pada
permukaan elektroda. Secara langsung, co-ion akan terbuang dari counter elektroda. Hal
ini menyebabkan konsumsi energi tinggi dan efisiensi operasi menjadi rendah karena
mobilitas ion yang tidak diingankan. Kemudian, modifikasi dari kapasitif deionisasi
menghasilkan perolehan yang tinggi dan efisiensi dengan teknologi membran CDI
(MCDI) dimana membran ion-exchange digunakan untuk selektif transport ion pada
elektroda. Hal ini menyebabkan efisiensi meningkat dan konsumsi energi turun.
2.5.3 Polarisasi Konsentrasi Ion
Polarisasi konsentrasi ion telah digunakan untuk desalinasi air laut karena
prosesnya memiliki efisiensi energi yang tinggi. Pada proses ini mikro dan nanofluid yang
dikombinasikan dengan polarisasi konsentrasi ion digunakan untuk desalinasi air laut.
Polarisasimkon sentrasi ion merupakan mekanisme transpor dasar yang terjadi ketika arus
dilewatkan melalui membran ion selektif. Akan tetapi, membran tidak dipergunakan
dalam proses pengembangan. Chip mikrofluid polydimethylsiloxane (PDMS) dengan
selektif nanojuction digunakan untuk desalinasi. Potensial listrik digunakan untuk
menciptakan zona tolakan yang bekerja sebagai membran pemisah muatan ion, bakteri,
virus, dan mikroba dari air laut yang mengalir melewati saluran mikro dengan ukuran 500
´ 100 µm.Air mengalir melewati saluran mikro yang bersinggungan dengan saluran nano
dimana tegangan diberikan. Ini akan menghasilkan gaya yang akan mencptakan zona
tolakan dan aliran akan dibagi menjadi dua saluran kecil pada nanojunction. Dua aliran ini
menghasilkan air murni dan konsentrat. Lebihdari 99% garam akan tertahan dan 50%
perolehan yang dihasilkan. Ketika air laut digunakan, tercipta zona penipisan dengan satu
detik untuk mengalihkan muatan ion menjadi air garam. Lapisan ICP bekerja sebagai
pembatas maya untuk muatan partikel termasuk muatan positif dan muatan negatif,

16. 13
termasuk biomolekul. Kemudian, proses penghilangan ion garam dan mikroorganisme
terjadi secara simultan. Proses ini berlangsung secara efisien dalam waktu satu jam.
2.5.4 Hidrat Klatrat
Hidart klatrat adalah kristal dari komponen air dan molekul minoritas yang
terbentuk secara spontan pada kondisi temperatur dan tekanan tertentu. Temperatur dari
hidrat klatrat adalah stabil dan diatas titik beku dari air murni, walaupun molekul minor
menstabilkan hidrat temperatur kamar. Tiga tipe dari struktur kristal yang dimilki hidrat
klatrat adalah struktur I, struktur II, dan struktur H. Setiap struktur mengandung cage
seperti subsubstrat yang terbentuk dari molekul air dan enclathrate yang berasal dari
molekul minor. Ikatan hidrogen merupakan mekanisme utama dari interaksi antara
molekul air, sedangkan gaya Van der Waals bertanggung jawab atas kestabilan molekul
minor. Setelah terbentuknya beberapa cage, secara termodinamika akan terbentuk kristal
pada unit selnya. Selain itu akan terbentuk metana, karbon dioksida, hidrogen sulfat,
etana, etilen, dan propana.

17. 14
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Secara garis besar terdapat2 jenisteknoiogi desalinasi, yaitu desalinasi thermal dan
desalinasi membrane, desalinasi thermal membutuhkan energi berupa panas buangan dari
pembangkit untuk sumber energinya, sedangkan desalinasi jenis membrane hanya
membutuhkan listrik untuk menjalankan pompanya. Desalinasi jenis thermal terdiri dari
Multi Effect Distillation (MED) dan Multi Stage Flash (MSF). Pada teknoiogi MED uap
dikondensasi didalam pipa-pipa feedwater, sedangkan pada jenis MSF uap dikondensasi
diluar pipa-pipa feedwater. Pada teknoiogi jenis membran, tidak terjadi proses kondensasi,
air tawar yang dihasilkan dalam proses ini terjadi karena peristiwa osmosis yang dibalik,
dandibutuhkan media berupa membran semipermeabte. Ada beberapa kriteria yang harus
dipertimbangkan untuk memilih teknoiogi desalinasi yang akan digunakan, seperti
salinitas, kualitas air bersih yang diinginkan, sumber energi yang akan digunakan untuk
produksi air, debit air yang diperlukan, faktor ekonomi, keandalan, kemudahan operasi
dan perawatannya. Bila kita tinjau dari makalah ini, dapat disimpulkan bahwa teknoiogi
jenis MSF menduduki pangss pasar pertama sebagai teknoiogi yang banyak digunakan
akhir-akhir ini. Walaupun demikian, hal ini bukan merupakan suatu acuan mutlak, karena
padaakhirnya penggunaan teknoiogi yang tepat akan sangatbergantung dari kegunaan dan
kondisi lingkungan masing-masing.
Namun beberapa teknologi baru telah dikembangkan untuk desalinasi dalam
beberapa tahun terakhir. Mulai muncul teknologi berbasis membran tertentu, seperti
membran nanokomposit dan sirkuit tertutup desalinasi yang sangat menjanjikan bagi
pengefisienan energi dan baru-baru ini telah dikomersialisasikan. Meskipun teknologi
berdasarkan aquaporins dan nanotube menunjukkan nilai yang sangat menjanjikan untuk
permeabilitas tinggi dan konsumsi energi minimum, namun teknologi ini tidak
dikembangkan dan komersialisasi dan lebih lanjut diperlukan komersialisasi pada skala
yang lebih besar. Selain itu, teknologi yang didasarkan pada nanotube masih terbatas
karena masih adanya batasan termodinamika dan tekanan osmotik serta belum jelas
apakah energi nyata yang dibutuhkan bernilai signifikan dalam pengurangan energi dapat
melampaui konsumsi minimum energi teoritis. Membran berbasis teknologi, seperti
reverse osmosis, bisa mencapai konsumsi energi yang lebih rendah hanya jika limbah
sumber panas yang tersedia untuk regenerasi solusi seimbang. Konfigurasi proses lain
dengan FO dan RO untuk mengolah limbah cair dan air laut menunjukkan prospek yang
menjanjikan, tetapi parameter kualitas air yang berkaitan dengan pencampuran dari
kontaminan muncul dengan air laut perlu diperhitungkan. Teknologi yang berkaitan
dengan selsel mikroba tidak memerlukan sumber energi eksternal, tetapi efisiensi
teknologi ini untuk aplikasi desalinasi skala besar perlu dipertanyakan. Teknologi termal

18. 15
dan distilasi membran inovatif menunjukkan peluang komersial yang besar untuk
keduanya jika fluks operasional dapat ditingkatkan. Di antara teknologi alternatif
dievaluasi dalam ulasan ini, teknologi kapasitif deionization berdasarkan berpotensi dapat
memberikan konsumsi energi yang jauh lebih rendah serta kinerja yang unggul bila
dibandingkan dengan desalinasi lainnya teknologi, tetapi membutuhkan operasi dalam
kombinasi dengan teknologi lainnya untuk kinerja yang berkelanjutan.
3.2 Saran
Makalah ini hanyalah sebuah ringkasan atau rangkuman yang di ambil dari
beberapa sumber yang belum tentu benar yang terjadi lapangan dan jika membaca
makalah ini mohon di baca dengan seksama apabila ada salah kata maupun salah kalimat
waktu penulisan mohon dimaklumi. Terima kasih.

19. 16
DAFTAR PUSTAKA
Biyantoro, D., Basuki, K., T. (2007). Pengukuran Dan Analisis Uunsur-Unsur Pada Air
Laut MuriaUntuk Air Primer PWR. Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan -
BATAN
Husada, I., W. Proses-proses Berbasis Membran Penukar Ion dalam Industri Kimia.
Teknik Kimia, ITB.
Prapta, I. W. E. (n.d.). Perkembangan teknologi desalinasi.
Purnomo. (2020). PENGEMBANGAN MEDIA PEMBELAJARAN VIRTUAL INTERAKTIF
CHEMMY HUNTER. Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Islam Negeri
Walisongo Semarang.
Sulaksono, I., I. (2004). Sistem membran terintegrasi untuk pengolahan air dan
desalinasi. 1–12.
Nugroho, A. (n.d.). URAIAN UMUM TENTANG TEKNOLOGI DESALINASI. 3 & 4 (10).