Apa itu Reverse Osmosis dan Bagaimana Cara Kerjanya

Reverse osmosis atau RO adalah a penyaringan metode yang digunakan untuk menghilangkan ion dan molekul dari larutan dengan memberikan tekanan pada larutan di satu sisi membran semipermeabel atau selektif. Molekul besar (zat terlarut) tidak dapat melintasi membran, sehingga mereka tetap berada di satu sisi. Air (pelarut) bisa melintasi membran. Hasilnya adalah molekul terlarut menjadi lebih terkonsentrasi pada satu sisi membran, sedangkan sisi yang berlawanan menjadi lebih encer.

Untuk memahami reverse osmosis, ada baiknya untuk terlebih dahulu memahami bagaimana massa diangkut melalui difusi dan osmosis reguler. Difusi adalah pergerakan molekul dari daerah yang lebih tinggi konsentrasi ke daerah konsentrasi yang lebih rendah. Osmosa adalah kasus difusi khusus di mana molekulnya adalah air dan gradien konsentrasi terjadi melintasi membran semipermeabel. Membran semipermeabel memungkinkan aliran air, tetapi gagasan (mis., Na⁺, Ca²⁺, Cl^-) atau molekul yang lebih besar (mis., glukosa, urea, bakteri). Difusi dan osmosis menguntungkan secara termodinamik dan akan berlanjut sampai kesetimbangan tercapai. Osmosis dapat diperlambat, dihentikan, atau bahkan dibalik jika tekanan yang cukup diberikan pada membran dari sisi membran 'pekat'.

Reverse osmosis terjadi ketika air dipindahkan melintasi membran terhadap gradien konsentrasi, dari konsentrasi yang lebih rendah ke konsentrasi yang lebih tinggi. Untuk mengilustrasikannya, bayangkan sebuah membran semipermeabel dengan air tawar di satu sisi dan larutan air pekat di sisi lainnya. Jika osmosis normal terjadi, air tawar akan melewati membran untuk melarutkan larutan pekat. Pada reverse osmosis, tekanan diberikan pada sisi dengan larutan pekat untuk memaksa molekul air melalui membran ke sisi air tawar.

Ada berbagai ukuran pori membran yang digunakan untuk reverse osmosis. Sementara ukuran pori kecil melakukan pekerjaan penyaringan yang lebih baik, butuh waktu lebih lama untuk memindahkan air. Ini seperti mencoba menuangkan air melalui saringan (lubang besar atau pori-pori) dibandingkan dengan mencoba menuangkannya melalui handuk kertas (lubang kecil). Namun, reverse osmosis berbeda dari filtrasi membran sederhana karena melibatkan difusi dan dipengaruhi oleh laju aliran dan tekanan.

Reverse osmosis sering digunakan dalam penyaringan air komersial dan perumahan. Ini juga salah satu metode yang digunakan untuk menghilangkan garam air laut. Reverse osmosis tidak hanya mengurangi garam, tetapi juga dapat menyaring logam, kontaminan organik, dan patogen. Kadang-kadang reverse osmosis digunakan untuk memurnikan cairan di mana air merupakan pengotor yang tidak diinginkan. Misalnya, reverse osmosis dapat digunakan untuk memurnikan etanol atau alkohol butir untuk meningkat buktinya.

Reverse osmosis bukanlah teknik pemurnian baru. Contoh pertama osmosis melalui membran semipermeabel dijelaskan oleh Jean-Antoine Nollet pada 1748. Sementara proses itu dikenal di laboratorium, itu tidak digunakan untuk desalinasi air laut sampai 1950 di University of California di Los Angeles. Beberapa peneliti menyempurnakan metode menggunakan reverse osmosis untuk memurnikan air, tetapi prosesnya sangat lambat sehingga tidak praktis pada skala komersial. Polimer baru memungkinkan untuk menghasilkan membran yang lebih efisien. Pada awal abad ke-21, pabrik desalinasi menjadi mampu melakukan desalinasi air dengan laju 15 juta galon per hari, dengan sekitar 15.000 pabrik beroperasi atau direncanakan.