Teknologi Membran: Solusi Penyedia Air Bersih Untuk Indonesia

           Air merupakan unsur vital yang merupakan dasar kebutuhan manusia yang harus di penuhi.  Kebutuhan ini cukup besar mengingat pada permintaannya tidak di dandingi dengan jumlah air bersih yang ada di dunia yaitu hanya sekitar 2,5% di bumi. Dari jumlah 2,5 % air tawar tersebut ternyata paling banyak masih berupa glasier (gletser; bongkahan es) di kutub utara dan selatan bumi yakni sebesar 68,7 %. Kandungan air tawar terbesar kedua tersimpan di dalam tanah dalam bentuk air tanah (groundwater) sebesar 30,1% dan sebanyak 0,8% tersimpan dalam bentuk tanah beku (permafrost). Hanya 0,4 % terdapat di permukaan tanah yang mengalir melalui sungai dan danau air tawar, serta di atmosfir bumi sebagai air hujan. Tapi 0,4 % air tawar inilah yang sering diperebutkan dan dikonsumsi oleh lebih 7 milyar penduduk bumi (www.unep.org).

Ketersediaannya makin berkurang karena degradasi ekosistem. Indonesia sebagai negara air terkaya pun tidak dapat menghindari krisis air yang sangat mengancam kehidpan manusia,  kuantitas dan kualitas sumberdaya air di Indonesia kondisinya semakin hari semakin memprihatinkan. Tak pelak beberapa kecamatan dan kabupaten di perbatasan provinsi Jawa Tengah dan Jawa Timur saat ini mengalami krisis air. Mata air dan belasan sungai yang menjadi pusat sumber air telah mengering sejak sebulan terakhir, sudah lebih dari dua bulan di wilayah tersebut tidak pernah turun hujan Di Bengkulu beberapa kecamatan juga mengalami kekeringan. Warga saat ini mengonsumsi air setengah asin, sehingga dikhawatirkan kesehatan masyarakat terganggu. Kekeringan juga melanda beberapa kecamatan di Riau, Lampung dan Sumatera Selatan. Kalimantan yang selama ini nyaris tidak pernah mengalami kekeringan, tahun ini menderita kemarau panjang yang cukup parah.

Menteri Pekerjaan Umum, Djoko Kirmanto mengatakan,  baru 50 % penduduk Indonesia yang dapat merasakan nikmatnya air bersih. Di Indonesia, 119 juta rakyat belum memiliki akses terhadap air bersih. Baru 20 % yang bisa mengakes air bersih, itu pun kebanyakan di daerah perkotaan, sedangkan 82 % rakyat Indonesia mengkonsumsi air yang tak layak untuk kesehatan. Menurut badan dunia yang mengatur soal air, World Water Assessment Programme, krisis air memberi dampak yang mengenaskan, membangkitkan epidemi penyakit.

Enam puluh persen sungai di Indonesia tercemar, mulai bahan organik, bahan kimia, sampai bakteri coliform dan Fecal coli penyebab diare. Jakarta dialiri 13 sungai, sayangnya menurut Badan Pengendalian Lingkungan Hidup DKI Jakarta 13 sungai di Jakarta itu sudah tercemar bakteri Escherichia coli, bakteri dari sampah organik dan tinja manusia.

            Sungai Ciliwung termasuk yang paling besar tercemar bakteri E. coli, kadar pencemaran mencapai 1,6 - 3 juta individu per 100 cc, padahal standar baku mutunya 2.000 individu per 100 cc. Dari situ ada 20-30 jenis penyakit yang bisa timbul akibat mikroorganisme di dalam air yang tidak bersih. Bakteri yang sama juga mencemari 70 % tanah di Jakarta yang juga berpotensi mencemari sumber air tanah.Penduduk miskin perkotaan yang paling rentan dan menderita. Mereka tak memiliki pilihan kecuali membeli air dari pedagang tidak resmi dengan harga 20-100 persen lebih tinggi daripada tetangga mereka yang kaya, karena mereka tidak bisa mengakses air bersih. Padahal pemerintah sudah mengatur Undang-undang Nomor 7 tahun 2004 tentang Sumber Daya Air (UU SDA) menegaskan bahwa komersialitas air dibatasi hanya sebagai balas jasa atas upaya pengolahan air hingga layak pakai.

Sungguh ironi jika krisis air bersih melanda Indonesia.

Demi menjawab permasalahan air bersih diatas, Pemerintah akan mengkoordinasikan rencana program air bersih untuk rakyat sesuai dengan enam program pro rakyat yang yang di sahkan oleh Presiden Susilo Bambang Yudhoyono sebagai bagian dari kebijakan penururnan angka kemiskinan. Dalam pengembangan sistem air minum haruslah didasarkan pada azas keadilan dan keterjangkauan dengan memperhatikan keterlibatan masyarakat. Demikian pokok-pokok pikiran yang disampaikan oleh Direktur Jenderal Cipta Karya, Budi Yuwono P, dalam Rapat Koordinasi Program Air Bersih Untuk Rakyat di Kementerian Pekerjaan Umum, pada hari Senin, 28 Februari 2011 yang lalu. Dalam mensukseskan program in, Pemerintah melalui Kementerian Ristek dan Teknologi (KRT) berinisiatid untuk memakai pendekatan teknologi dalam usaha penyediaan air bersih terutama di daerah rawan air. “Kemenristek sedang menjajaki kemungkinan digunakannya teknologi membran untuk mengubah sumber-sumber air non konvensional menjadi pemasok air bersih di daerah rawan air,” ujar Asisten Deputi Iptek Pemerintah KRT, Pariatmono.

Teknologi Membran menjadi solusi terbaik dalam penyediaan air bersih bagi indonesia. Teknologi ini menjadi teknologi pemisahan mutakhir yang dalam pemisahannya tidak memakai tambahan bahan-bahan kimia, dengan pemakaian energi yang relatif kecil, mudah, dan sangat rapih pada pemorosesannya. Teknologi membran adalah teknologi terdiri dari berberapa macam filtrasi membran yang di gunakan untuk proses pemisahan suatu zat dari zat lain dengan banyak variasi aplikasi. Membran pada Teknologi membran diperguanakan sebagai dinding tebal diantara dua fluida yang hanya memperbolehkan satu substant untuk masuk melewati membran ini

Jenis-jenis aplikasi membran yang umum digunakan yaitu mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, dan  nanofiltrasi untuk pengolahan air dan air limbah dan reverse osmosis (RO) untuk desalinasi dan reklamasi air. Dalam reklamasi air biasanya memakai  mikrofiltrasi atau ultrafiltrasi untuk pretreat air limbah biologis diobati sebelum proses RO.
           

Pendekatan lain untuk reklamasi air yaitu menggabungkan pengolahan air limbah biologis dengan membran perlakuan awal dalam suatu proses tunggal, yang dikenal sebagai bioreaktor membran (MBR). Metode ini menggunakan membran mikrofiltrasi atau ultrafiltrasi di tempat sedimentasi gravitasi untuk membersihkan air limbah yang mengancam dan menyaring biomassa atau zat organik. Konfigurasi MBR  sebagai sistem sisi-aliran, di mana unit membran terhubung ke bioreaktor eksternal, atau sistem terendam, di mana modul membran mengalir langsung ke bioreaktor. Membran memberikan penghalang lengkap untuk biomassa, menghasilkan efluen dengan kekeruhan dan konsentrasi organik yang sangat rendah . Hal ini dapat dimanfaatkan untuk memproduksi air mentah atau disalurkan sebagai air umpan di RO untuk meproduksi air layak minum

            MBR menawarkan banyak keuntungan dibandingkan sistem lumpur aktif tradisional, seperti kualitas efluen yang unggul dan jejak yang lebih kecil daripada yang dibutuhkan untuk mengolah air limbah dalam jumlah yang sama. Instalasi MBR dilaksanakan di seluruh dunia yang berkembang pesat, terutama dalam menanggapi peraturan ramah lingkungan dan penggunaan kembali air

Destilasi Membran

            Membran proses seperti distilasi membran dan Forward Osmosis (FO), sekarang dalam penelitian dan tahap pengujian, berpotensi  mengurangi kebutuhan energi secara keseluruhan dalam desalinasi dan penggunaan kembali air. Terhadap gradien suhu, membran distilasi, yang menggunakan membran hidrofobik dengan ukuran micrometer pori, menawarkan alternatif yang menarik dengan masalah adanya limbah panas yang dikeluarkan

FO untuk aplikasi air dimanfaatkan pada fenomena alam osmosis dengan memanfaatkan gradien osmotik-tekanan yang dihasilkan oleh suatu larutan pekat (dikenal sebagai draw solution)  memungkinkan air untuk berdifusi melalui membran semi-permeabel dari air umpan garam dengan konsentrasi yang lebih rendah. Akibatnya, itu menghasilkan draw solution yang terkonsentrasi, yang selanjutnya dapat dipakai untuk mengekstrak air tawar.

            FO sebanding dengan RO, dalam kedua proses air bergerak melalui membran semi-permeabel sedangkan membran menahan  garam. Namun, perbedaan konsentrasi antara feed dan draw solution di seluruh membran, dalam perbedaan yang kontras dengan tekanan tinggi yang diterapkan dalam proses RO, tentu menciptakan kekuatan pendorong dalam proses FO. Jadi, FO membutuhkan energi lebih sedikit.


            Dengan begitu banyak aplikasi membran  untuk menghadapi ancaman kontaminasi dan ancaman krisis air bersih , kebutuhan untuk cara yang lebih baik dari aplikasi membran dalam mengolah dan melindungi persediaan air kita  adalah penting. Meskipun tidak ada jaminan perlindungan 100% terhadap serangan, tumpahan, atau infiltrasi alami atau kontaminasi  yang disengaja. Manfaat teknologi membran dapat mengurangi potensi bencana substansial. Bersama-sama  dengan langkah-langkah keselamatan dan keamanan yang direkomendasikan oleh pedoman  nasional dan federal, instalasi sistem membran  dalam lemabaga fasilitas penyedia  air menjadi sangat efektif
Singkatnya, salah satu dari teknologi  membran ini  memiliki jawaban untuk pemerinta pada situasi tertentu,.

Aplikasi dalam skala global:
  

1.      Air minum

2.       Air Limbah Kota

3.      Air Limbah industri

4.       Air murni Ultra

5.       Penggunaan kembali / Reuse

6.      Pertanian

7.       Farmasi

8.      Pembangkitan Listrik

9.       Pulp dan Kertas

10.  Semikonduktor