BAB I PENDAHULUANAir merupakan sumber daya alam yang sangat penting bagi kehidupan di bumi. Sumber air tersebut ada yang diperoleh dari air tanah, mata air air sungai, danau dan air laut. Sumber air di bumi berasal dari suatu siklus air di mana tenaga matahari merupakan sumber panas yang mampu menguapkan air. Air baik yang berada di darat maupun laut akan menguap oleh panas matahari. Uap kemudian naik berkumpul menjadi awan. Awan mengalami kondensasi dan pendinginan akan membentuk titik-titik air dan akhirnya akan menjadi hujan. Air hujan jatuh kebumi sebagian meresap kedalam tanah menjadi air tanah dan mata air, sebagian mengalir melalui saluran dan kemudian mengalir ke sungai, sebagian terkumpul dalam danau atau rawa, dan sebagian lagi kembali ke laut.Manusia sering menghadapi situasi yang sulit dimana sumber air tawar sangat terbatas tetapi kebutuhan akan air tawar yang bersih meningkat. Saat musim kemarau, banyak masyarakat yang kekurangan air tawar meskipun sebenarnya kita mengetahui bahwa sumber air asin (air laut) itu begitu melimpah. Melihat kenyataan semacam itu manusia telah berupaya untuk mengolah air asin (air laut) menjadi air tawar mulai dari yang menggunakan teknologi sederhana seperti penyulingan, filtrasi (osmosis balik), dan pertukaran ion.Tujuan1. Memenuhi kebutuhan dasar manusia yaitu kebutuhan air tawar yang bersih.2. Memenuhi kebutuhan air minum yang sehat sebab air hasil olahan harus terbukti berupa air bersih yang sehat, tidak berbau, jernih, tidak berasa, bebas bakteri, dan tidak asin.3. Memanfaatkan sumber daya yang ada. Maksudnya adalah memanfaatkan sumber daya air yang berasal dari air laut.ManfaatAlat pengolah air mempunyai fungsi untuk mengolah air asin (air laut) menjadi air tawar. Dengan demikian alat ini memberikan manfaat yang sangat besar bagi manusia. Pemanfaatan teknologi ini akan memberi kemudahan bagi manusia untuk mendapatkan air bersih yang diperoleh dari pengolahan air (air laut) khususnya pada saat musim kemarau tiba. Manfaat lainnya yang dapat dinikmati oleh manusia yaitu berupa peningkatan mutu kualitas air dari hasil olahan.

BAB II ISIProses mengolah air laut menjadi air tawar disebut dengan istilah desalinasi. Untuk membuat air laut menjadi air tawar bisa dilakukan dengan beberapa cara, diantaranya adalah sebagai berikut.1. Destilasi (Penyulingan)Proses destilasi memanfaatkan energi panas untuk menguapkan air laut. Pada proses penguapan akan menghasilkan uap air. Saat air laut dipanaskan, hanya air yang menguap, garam-garam yang terlarut tetap tinggal dalam larutan (air laut). Dengan menggunakan alat suling, bagian dalam wadah perebus air laut dilengkapi dengan pipa-pipa tegak untuk memperluas permukaan air yang dipanaskan. Dengan perluasan ini dapat diperoleh banyak uap air dalam waktu yang relatif singkat. Uap air ini selanjutnya didinginkan menjadi titik-titik air dan hasilnya ditampung sebagai air bersih yang tawar. 2. Pertukaran ionProses desalinasi menggunakan teknik penukar ion memanfaatkan proses kimiawi untuk memisahkan garam dalam air. Pada proses ini ion garam (Na Cl) ditukar dengan ion seperti Ca+2 dan SO4-2 . Materi penukar ion berasal dari bahan alam atau sintetis. Materi penukar ion alam misalnya zeolit sedangkan yang sintetis resin (resin kation dan resin anion). 3. Filtrasi (Osmosis Balik)Proses filtrasi menggunakan filter semipermeabel untuk memisahkan molekul garam dalam air. Proses ini lebih dikenal dengan sistem osmosis balik (Reverse Osmosis). Osmosis balik dilakukan dengan memberikan tekanan terhadap air laut sehingga memaksa dari molekul-molekul air murni menembus suatu membran semipermeabel untuk menyaring kandungan garam dari air laut. Sisanya yang berupa garam larut, bahan-bahan organik, bakteri tidak akan bisa melewati membran ini. Osmosis balik ini dioperasikan secara kontinyu. Tingkat kemurnian air yang dihasilkan mencapai 99% dan tingkat produksi yang dihasilkan pun tinggi. Proses desalinasi dengan menggunakan teknik osmosis balik merupakan cara yang paling murah untuk pemurnian air laut. Keuntungan metode ini adalah kemurnian air yang dihasilkan bagus, menghemat tempat, dan menghemat energi.

Berikut adalah salah satu contoh langkah-langkah pemurnian air laut : a. Pengambilan air lautTahapan paling awal dalam proses desalinasi adalah pengambilan air laut sebagai bahan baku proses. Metode yang umum dilakukan adalah dengan pemasangan pipa kearah laut hingga jarak beberapa kilometer dari pantai. Hal ini dilakukan untuk memperoleh air laut dengan kualitas baik yang terhindar dari pergerakan sedimen permukaan yang umumnya terjadi pada laut kedalaman dangkal. Laju alir pengambilan air laut dilakukan secara lambat untuk mencegah masuknya biota laut ke dalam pipa

metode pengambilan air laut dengan pipa

Metode diatas menjadi pilihan utama karena kemudahan pemasangan sistem. Namun, dalam hal kinerja, teknik tersebut sangat sensitif dengan perubahan kondisi air laut yang terjadi seiring dengan perubahan musim dan iklim. Pencegahan biota laut untuk masuk ke dalam sistem juga tidak seefektif yang diharapkan.Untuk mengatasi masalah tersebut terdapat satu metode lain yang menjadi alternatif. Metode tersebut adalah adalah dengan memanfaatkan kondisi geologi lokal pantai untuk menyaring air laut dengan sistem sumur (beach wells). Dengan metode ini, air laut diekstraksi dari lapisan bawah permukaan (subsurface) pantai. Selain itu, teknologi yang sedang dikembangkan adalah tipe gallery dengan struktur menyerupai penyaringan pasir yang dipasang di permukaan bawah laut (seabed) untuk mendapatkan bahan baku dengan kualitas tinggi. Metode-metode diatas tercakup dalam sistem subsurface intake.

Pengambilan air laut dengan beach wells

b. Pengolahan awalPengambilan air laut dengan gallery

Pengolahan awal bertujuan untuk mengkondisikan bahan baku, dalam hal kandungan pengotor, agar ramah bagi proses utama desalinasi. Pengotor yang biasa terkandung dalam air laut mencakup makromolekul (pasir dan biota laut termasuk ikan, alga dll.) dan mikromolekul (unsur penyebab sedimentasi, kristalisasi dan fouling). Teknik yang dilakukan pada umumnya mencakup koagulasi-flokulasi-sedimentasi (coagulation-flocculation-sedimentation), membrane tekanan rendah (low pressure membrane), penyaringan dengan media (media filter) dan catridge filter.Contoh rangkaian proses awal

Proses pengolahan awal menjadi kunci penting lancarnya proses desalinasi karena menentukan stabilitas dan kinerja proses dengan semakin tingginya kualitas air umpan. Dari segi ekonomi, proses pengolahan awal terhitung hampir mencapai 30% dari keseluruhan biaya proses. Penghematan biaya dalam proses pengolahan awal sangat mungkin dilakukan dengan aplikasi alternatif pengambilan air laut seperti yang dijelaskan sebelumnya. Dengan bahan baku yang kualitasnya lebih baik saat, proses pengolahan awal akan lebih ringan sehingga mengurangi konsumsi bahan kimia proses serta mengurangi jumlah peralatan proses dan pada akhirnya menurunan biaya operasional serta meningkatkan performa dan stabilitas proses.c. Proses IntiPada tahapan ini, bahan baku yang telah mengalami pengolahan awal akan mengalami proses penyisihan garam sehingga menghasilkan air bersih. Berdasarkan teknik pemisahan garamnya, proses desalinasi dikategorikan menjadi dua: berbasis panas dan berbasis membran.Pada proses berbasis panas, bahan baku dikondisikan mendidih pada tekanan rendah sehingga menghasilkan uap air pada temperatur rendah. Pada proses ini, hanya air saja yang mengalami penguapan, sehingga setelah pengumpulan dan pengkondensasian uap, akan dihasilkan air bersih tanpa garam dan pengotor. Multistage flash distillation dan multi effect distillation adalah contoh teknologi desalinasi dengan berbasis panas.Skema pemisahan air laut berbasis panas

Berbeda halnya pada proses diatas yang menggunakan energi panas untuk pemisahan garam dari air laut, teknologi membran menggunakan energi tekanan. Membran adalah istilah umum untuk saringan tipis yang memfasilitasi pemisahan secara selektif hanya bahan-bahan tertentu yang dapat dilewatkan dan ditahan oleh membran ini. Tipe membran yang digunakan sangat bergantung pada aplikasi. Khusus untuk desalinasi, digunakan reverse osmosis(RO) membrane dengan karakter tak berpori yang mampu melakukan pemisahaan pada level ion, termasuk garam dengang komposisi utama ion natrium dan klorida.

Proses pemisahan dengan berbagai tipe membran

Penyaringan dengan membran RO dilakukan dengan cara menekan bahan baku air laut pada permukaan membran sehingga melewatkan air murni pada sisi produk, sementara menahan kandungan garam dan pengotor lainnya ke aliran buangan. Produk air yang dihasilkan sangat murni dengan konsentrasi ion yang sangat rendah.Pengolahan akhirKondisi air murni dengan konsentrasi ion rendah dalam produk desalinasi perlu disesuaikan agar nyaman saat dikonsumsi dan tidak merusak pipa distribusi. Untuk konsumsi, air murni tidak berasa, perlu adanya penambahan mineral supaya rasanya sesuai dengan kualitas air minum: rasa menyegarkan dari air berasal dari kandungan mineral. Kandungan ion yang minimal dapat memicu proses korosi pada pipa distribusi karena kecenderungan pengikatan ion-ion metal pipa agar keseimbangan kimia air tercapai. Pada tahapan akhir penambahan mineral dilakukan pada aliran produk sehingga dihasilkan produk air bersih dengan kualitas air minum.Proses desalinasi air laut hingga saat ini terus berkembang di seluruh dunia untuk memenuhi kebutuhan air bersih dan mengentaskan permasalahan krisis air. Kegiatan penelitian sangat intensif dilakukan dan menyeluruh pada setiap tahapan proses untuk menjadikan proses ini lebih ramah lingkungan, hemat energi dan murah. Proses ini juga cocok untuk diimplementasikan di Indonesia yang merupakan negara maritime dengan garis pantai yang panjang. Studi mengenai energi yang berujung pada kelayakan ekonomi perlu di lakukan lebih lanjut pada implementasi proses ini