Mengenal Ultrafiltrasi, Ini Cara Kerja dan Manfaatnya

Dalam pengembangan sumber daya air, Anda mungkin akan melakukan beberapa metode pengolahan, salah satunya ultrafiltrasi. Ultrafiltrasi adalah proses pengolahan air, baik air minum atau air limbah, yang menggunakan teknologi pemisahan membran.

Artikel ini membahas teknologi pengolahan air dengan ultrafiltrasi, termasuk pengertian dan cara kerjanya. Untuk mengetahui informasi selengkapnya, cermati artikel ini hingga akhir.

Apa Itu Ultrafiltrasi?

Ultrafiltrasi adalah metode pengolahan air yang memanfaatkan membran semipermeabel untuk menyaring bakteri, virus, bahan organik, dan polutan lainnya dari air. Menurut buku Handbook of Industrial Membranes, bahan dan partikel yang dapat ditahan oleh membran ultrafiltrasi berukuran 1.000–1.000.000 berat molekul.

Proses penyaringan ini tentu akan memengaruhi bau, rasa, dan warna dari air serta dapat mendisinfeksinya. Umumnya, membran ini berukuran 0,01 dan 0,1 mikron sehingga organisme dan partikel yang lebih besar akan sulit lolos.

Meski begitu, membran ini cukup lebar untuk meloloskan zat terlarut, seperti garam dan mineral, yang bermanfaat pada air. Biasanya, membran ultrafiltrasi terbuat dari polimer. Membran ini juga memiliki pori-pori mikroskopis yang menentukan keakuratan hasil penyaringan.

Berkat teknologi penyaringannya, ultrafiltrasi kerap disandingkan dengan reverse osmosis, nanofiltrasi, dan mikrofiltrasi. Namun, yang membuatnya berbeda adalah ukuran molekul yang tertahan saat proses penyaringan.

Lantas, untuk apa saja ultrafiltrasi digunakan? Berikut ini adalah beberapa kegunaan ultrafiltrasi secara umum:

Water softening (mengurangi kesadahan air).
Pengolahan air limbah.
Menghilangkan makromolekul dan partikel untuk produksi air minum.
Industri makanan.
Penggantian tahap filtrasi sekunder dan tersier pada instalasi pengolahan air.
Filtrasi limbah pabrik bubur kertas.

Bagaimana Ultrafiltrasi Bekerja?

Ultrafiltrasi adalah metode penyaringan air menggunakan membran semipermeabel. Membran semipermeabel adalah lapisan tipis yang dapat memisahkan zat atau material ketika gaya pendorong diterapkan melintasi membran.

Cara kerja ultrafiltrasi cukup sederhana, di mana air akan melewati membran tersebut di bawah tekanan sehingga zat yang lebih besar dari pori-pori membran dapat tertahan di permukaan membran.

Beberapa zat yang tersaring di sistem ini meliputi bakteri, virus, protozoa, bahan organik dengan berat molekul tinggi, koloid, dan padatan.

Sementara itu, air dan zat terlarut lainnya dapat melewati pori-pori membran. Ultrafiltrasi adalah proses yang tidak melibatkan reaksi kimia karena berfokus pada pemisahan polutan fisik. Alhasil, komposisi kimia air tidak berubah serta air menjadi lebih bersih dari mikroorganisme dan polutan lain.

Secara umum, ultrafiltrasi memiliki beberapa tahapan penyaringan, di antaranya:

Tahap sebelum penyaringan: Sebelum air masuk ke sistem ultrafiltrasi, air akan masuk ke tahap awal untuk menyaring partikel yang lebih besar dan berpotensi merusak membran ultrafiltrasi.
Pengaplikasian tekanan: Tekanan akan diberikan untuk menyedot air melalui membran.
Pemisahan membran: Ketika air melewati membran, kontaminan akan tertahan di permukaan membran.
Pengumpulan air: Air yang tersaring (permeat) melewati membran dan dikumpulkan untuk selanjutnya diolah.
Penghilangan konsentrat: Kontaminan yang tertahan akan terkumpul di sisi umpan dan membentuk konsentrat. Selanjutnya, konsentrat akan dibersihkan dari sistem secara berkala.
Backwashing: Sistem ultrafiltrasi akan melakukan pencucian dengan membalik aliran air sehingga sistem tetap bersih dan membran bisa bekerja secara efektif.

Manfaat Ultrafiltrasi

Manfaat ultrafiltrasi yang paling utama adalah menghilangkan polutan secara efektif sehingga air minum atau industri yang dihasilkan aman. Ultrafiltrasi juga cocok digunakan di daerah dengan air berkualitas buruk sehingga air yang dihasilkan lebih aman dimanfaatkan.

Yang paling penting, metode ini tidak menghilangkan garam dan mineral pada air sehingga manfaat mineralnya tetap terjaga. Anda juga tidak perlu khawatir air tercemar bahan kimia karena proses ini tidak menggunakan bahan kimia.

Karena tidak menggunakan bahan kimia pula, proses penyaringan air menjadi lebih ramah lingkungan dan tidak menimbulkan limbah yang berpotensi mencemari sekitar.

Biaya perawatan dan pengoperasian metode ini juga lebih rendah dibandingkan teknologi pengolahan air lainnya sehingga dapat dimanfaatkan oleh UMKM, komunitas, dan rumah tangga.

Perbedaan Ultrafiltrasi dengan Filtrasi

Ultrafiltrasi dan filtrasi memiliki tujuan yang sama, yaitu memurnikan air dari polutan-polutan fisik. Namun, apa yang membedakan kedua metode pengolahan air ini? Berikut penjelasan selengkapnya:

1. Teknologi yang Digunakan

Filtrasi tradisional menggunakan penyaring fisik, seperti karbon aktif dan pasir, untuk menahan partikel besar dan melarutkan zat bermanfaat. Di sisi lain, ultrafiltrasi menggunakan teknologi membran mutakhir yang berpori sangat kecil sehingga bisa menahan kontaminan berukuran mikroskopis.

2. Ukuran Pori

Ukuran pori sistem filtrasi lebih besar dari ultrafiltrasi, yaitu sekitar 1–1.000 mikron. Sementara itu, membran ultrafiltrasi memiliki pori-pori yang lebih kecil, yaitu 0,01 dan 0,1 mikron, sehingga bisa menyaring partikel kecil.

3. Kualitas Air

Teknologi ultrafiltrasi menghasilkan air yang lebih berkualitas dibandingkan filtrasi biasa karena metode ini dapat menyaring zat dan partikel berukuran molekul. Alhasil, air lebih aman dan bersih.

4. Penghilangan Kontaminan

Filtrasi tradisional cocok untuk menghilangkan partikel yang lebih besar serta beberapa jenis mikroorganisme. Sementara itu, ultrafiltrasi adalah metode yang tidak hanya menyaring partikel besar, tetapi juga yang lebih kecil, seperti bakteri dan virus.

5. Pengaplikasian

Kedua metode tersebut digunakan untuk mengolah air, baik air minum, air industri, maupun air limbah. Namun, ultrafiltrasi sering digunakan untuk memenuhi kebutuhan air dengan kemurnian lebih tinggi.

Perbedaan Ultrafiltrasi dengan Reverse Osmosis (RO)

Selain filtrasi, ultrafiltrasi juga kerap dibandingkan dengan reverse osmosis (RO). Keduanya dapat dikategorikan sebagai sistem penyaringan air yang efektif sehingga banyak dimanfaatkan di berbagai sektor. Bahkan, keduanya juga menggunakan membran. Berikut ini adalah perbedaan ultrafiltrasi dan RO:

1. Membran yang Digunakan

RO menggunakan membran semipermeabel yang memisahkan 95–98% zat terlarut anorganik dari air. Sementara itu, ultrafiltrasi menggunakan membran serat berongga yang dapat menahan kontaminan mikroskopis. Kemudian, ultrafiltrasi adalah sistem penyaringan, sedangkan reverse osmosis adalah proses pemisahan molekul.

2. Zat yang Dihilangkan

Ultrafiltrasi hanya menghilangkan padatan hingga yang berukuran sangat kecil, tetapi bisa meloloskan zat mineral, seperti magnesium dan kalsium, pada air. Sementara itu, RO menghilangkan keseluruhan mineral pada air sehingga air yang dihasilkan sangat murni.

3. Keperluan Penyimpanan

Ultrafiltrasi tidak membutuhkan tangki penyimpanan karena tersambung langsung ke keran khusus, sedangkan RO membutuhkan tangki penyimpanan karena proses filtrasi aliran silang yang dijalankan.

Itulah informasi tentang ultrafiltrasi yang dapat dipelajari. Ultrafiltrasi adalah salah satu metode pemurnian air yang dianggap efektif karena dapat menghilangkan kontaminan mikroskopis dan meningkatkan kualitas air.

Ultrafiltrasi kerap digunakan di berbagai pengolahan air, termasuk pula pengolahan yang dilakukan oleh Krakatau Tirta Industri (KTI). Perusahaan yang terafiliasi dengan Chandra Asri Group ini menawarkan solusi pengolahan air, seperti pengolahan air demin, air bersih, dan air limbah.

Dengan teknologi ultrafiltrasi, biological treatment, dan ion exchange, kami tidak hanya memastikan industri mendapatkan air bersih dan demin yang berkualitas, tetapi juga memastikan air limbah diolah secara efisien dan berkelanjutan.

Jadi, pastikan Anda memenuhi kebutuhan air industri bersama Krakatau Tirta Industri!