Jenis unit RO dan cara memilihnya: bertangki tekan, tanpa tangki, dispenser, dan kabinet berpompa

Pemilik sebuah kafe membeli unit osmosis balik (RO) bawah wastafel tanpa tangki berlabel 800 GPD. Angka itu terdengar besar: lebih dari 3.000 liter sehari, sedangkan kafe hanya memakai sekitar 400 liter. Pada hari Sabtu pertama, antrean minuman macet. Dalam setengah jam ramai, barista mengambil air jauh lebih cepat daripada yang keluar dari keran, dan air di kota itu sedang dingin karena musim hujan. Unit tidak rusak. Kapasitas harian memang cukup, tetapi yang dibutuhkan kafe adalah debit sesaat di jam ramai, dan unit tanpa tangki hanya bisa memberikan debit produksinya saat itu juga.

Kesalahan pilih seperti ini dapat dihitung sebelum unit dibeli. Bab ini memakai rumus dari bab-bab rak Air sebelumnya dan langsung mengisinya dengan angka lapangan dari sumber pemilik.

Batas pembahasan

Empat arsitektur unit RO titik pakai dan komersial kecil dibandingkan di sini: jalur aliran, tahap filtrasi, pengaruh tangki terhadap tekanan balik permeat, kapasitas dibanding kebutuhan, koreksi suhu, pilihan RO atau ultrafiltrasi (UF), batas air umpan, air buangan, dan energi listrik. Mekanisme membran, NDP, dan TCF diturunkan di bab Osmosis balik; recovery dan neraca konsentrat di bab Recovery, rejeksi, dan neraca konsentrat RO. Instrumen dan tangki tekan secara rinci ada di bab Instrumen debit dan tekanan, tangki tekan, dan proteksi kelistrikan unit RO; komisioning dan perawatan di bab Komisioning dan perawatan rutin unit RO.

Sumber pemilik membahas tiga mesin bermerek. Di sini mesin ditulis menurut jenisnya, dan angka manual dipakai sebagai contoh satu unit, bukan sebagai spesifikasi semua unit sejenis. Label dan manual unit yang ditangani tetap menjadi acuannya.

Empat arsitektur

Tanpa pompa dengan tangki tekan. Tekanan PDAM sendiri yang mendorong air melalui prafilter dan membran. Permeat mengisi tangki tekan berkantong karet (bladder) yang di sisi lainnya berisi udara prapengisian sekitar 7–8 psi. Makin penuh tangki, makin tinggi tekanan di sisi permeat, sehingga tekanan pendorong bersih (NDP) turun dan produksi melambat. Sumber pemilik memberi recovery tipikal sekitar 25% untuk jenis ini, karena tekanan PDAM rendah dan tekanan balik tangki ikut menekan produksi.

Bawah wastafel tanpa tangki, berpompa. Pompa penguat internal memberi tekanan kerja, dan tidak ada tangki di sisi permeat, sehingga tekanan balik permeat mendekati nol. Prafilter sedimen dan karbon blok sering digabung dalam satu kartrid yang dapat diganti cepat; membran kelas 600–800 GPD menghasilkan sampai sekitar 2,1 L/menit langsung ke keran. Unit contoh di sumber pemilik dilengkapi sensor tekanan rendah, sensor bocor, dan pembilasan otomatis (90 detik saat pertama dinyalakan, 15 detik setiap 2 jam pemakaian kumulatif, dan 15 detik setelah tekanan pulih). Tanpa tangki berarti juga tanpa air diam yang dapat ditumbuhi biofilm, tetapi debit di keran tidak pernah lebih besar daripada debit produksi.

Dispenser berdiri dengan pemanas dan pendingin. Unit contoh memakai lima tahap: sedimen 1–5 mikron, karbon blok, membran RO atau UF, karbon akhir, dan lampu UV LED di saluran keluar, lalu tangki panas baja nirkarat, tangki dingin berkompresor, dan tangki penampung. Opsi RO menghasilkan sekitar 0,4 L/menit dengan rejeksi sampai 99%; opsi UF sekitar 2 L/menit tanpa air buangan, tetapi tidak menurunkan TDS. Pemanas 500 W, pendingin 150 W, dan bagian RO hanya 15 W. Tangki panas dilindungi pemutus kering (dry-burn protection) yang memutus pemanas bila tangki kosong; pengaman ini tidak boleh dijembatani.

Kabinet berpompa dengan tangki internal. Unit contoh kelas 800 GPD memakai empat elemen membran dengan satu pompa penguat. Jalur aliran menurut manualnya: PDAM, sedimen, karbon butiran, karbon blok, manometer tekanan kerja, solenoid air masuk, pompa, empat membran; buangan melalui katup konsentrat, solenoid bilas, dan manometer buangan; permeat melalui sakelar tekanan tinggi (HPS), sensor TDS, pengukur debit, tangki internal, karbon akhir, lalu keran. HPS menghentikan pompa saat tangki penuh, dan sakelar tekanan rendah (LPS) menghentikannya bila pasokan air hilang. Batas air masuk menurut manual: tekanan 1–3 bar, suhu 5–45 °C, TDS paling tinggi 500 ppm, klorin paling tinggi 0,2 ppm.

Kapasitas nominal dan koreksi suhu

Kapasitas membran ditulis dalam galon AS per hari (GPD) pada kondisi uji pabrikan, termasuk suhu 25 °C. Konversinya:

$$Q_\text{L/hari} = 3{,}785 \times Q_\text{GPD}, \qquad Q_\text{L/menit} = \frac{Q_\text{L/hari}}{1440}$$

Untuk unit 800 GPD, $800 \times 3{,}785 = 3028$ L/hari, dan $3028/1440 \approx 2{,}10$ L/menit atau sekitar 126 L/jam. Untuk 600 GPD: 2.271 L/hari atau 1,58 L/menit; untuk 400 GPD: 1.514 L/hari atau 1,05 L/menit.

Debit permeat berubah dengan suhu air karena permeabilitas membran berubah. Faktor koreksi suhu (TCF) dari bab Osmosis balik:

$$Q_\text{p,T} = Q_\text{p,25} \times \text{TCF}, \qquad \text{TCF} = \exp\left[3020\left(\frac{1}{298} - \frac{1}{273 + T}\right)\right] \quad (T \le 25\ ^\circ\text{C})$$

Pada air 15 °C, $\text{TCF} = \exp[3020\,(1/298 - 1/288)] = \exp(-0{,}352) \approx 0{,}703$. Unit 800 GPD menghasilkan $2{,}10 \times 0{,}703 \approx 1{,}48$ L/menit atau sekitar 89 L/jam. Pada 20 °C, $\text{TCF} = \exp[3020\,(1/298 - 1/293)] \approx 0{,}841$, sehingga debitnya $2{,}10 \times 0{,}841 \approx 1{,}77$ L/menit atau sekitar 106 L/jam. Dari 25 °C ke 15 °C, produksi turun sekitar 30%. Unit yang dipilih untuk daerah berair dingin dihitung pada suhu air terendah setempat, bukan pada angka label.

Tangki, tekanan balik, dan NDP

Tekanan pendorong bersih menurut bab Osmosis balik:

$$\text{NDP} = p_\text{f} - \frac{\Delta p_\text{fc}}{2} - p_\text{p} - (\bar{\pi} - \pi_\text{p})$$

$p_\text{f}$ tekanan umpan, $\Delta p_\text{fc}$ penurunan tekanan sepanjang elemen, $p_\text{p}$ tekanan balik di sisi permeat, $\bar{\pi}$ tekanan osmotik rata-rata di sisi umpan, dan $\pi_\text{p}$ tekanan osmotik permeat, semuanya dalam bar. Debit permeat sebanding dengan NDP pada suhu dan kondisi membran yang sama.

Contoh sumber pemilik memakai $p_\text{f} = 6{,}5$ bar, $\Delta p_\text{fc}/2 = 0{,}3$ bar, $\bar{\pi} = 0{,}4$ bar, $\pi_\text{p} \approx 0$.

Bila 5,3 bar memberi 2,1 L/menit, tekanan balik 2,0 bar menurunkan debit menjadi sekitar $2{,}1 \times 3{,}8/5{,}3 \approx 1{,}5$ L/menit, dan sisi permeat tanpa tekanan balik menaikkannya ke sekitar 2,3 L/menit. Pada unit tanpa pompa dengan tekanan umpan PDAM yang jauh lebih rendah daripada 6,5 bar, kehilangan yang sama memakan bagian NDP yang jauh lebih besar. Itulah sebabnya produksi unit jenis ini melambat nyata menjelang tangki penuh.

Kebutuhan harian dan kebutuhan puncak

Dua angka kebutuhan dibandingkan dengan dua angka kemampuan unit. Kebutuhan harian dibandingkan dengan produksi selama jam unit benar-benar berproduksi. Kebutuhan puncak dibandingkan dengan debit produksi ditambah isi tangki yang dapat dikeluarkan. Untuk unit tanpa tangki, debit di keran sama dengan debit produksi. Untuk unit bertangki, kekurangan selama jam ramai ditutup dari tangki:

$$V_\text{tangki,perlu} = (Q_\text{ambil} - Q_\text{p,T}) \times t_\text{ramai}$$

$V_\text{tangki,perlu}$ adalah volume air yang harus sudah tersedia di tangki (L), $Q_\text{ambil}$ laju pengambilan rata-rata saat ramai (L/menit), $Q_\text{p,T}$ debit produksi pada suhu air (L/menit), dan $t_\text{ramai}$ lamanya jam ramai (menit).

Kasus kafe di pembuka bab dapat dihitung dengan cara ini. Misalkan pemilik mencatat 120 L diambil dalam 30 menit ramai, atau 4,0 L/menit, dan air 15 °C. Unit tanpa tangki 800 GPD hanya memberi 1,48 L/menit, jadi dalam 30 menit hanya keluar sekitar 44 L. Kekurangannya $(4{,}0 - 1{,}48) \times 30 \approx 76$ L. Unit bertangki memerlukan sedikitnya 76 L air siap ambil di tangki saat jam ramai dimulai. Tangki tekan hanya dapat mengeluarkan sebagian volumenya; sumber pemilik memberi sekitar 60–70%, sehingga volume total tangki tekan sedikitnya sekitar $76/0{,}65 \approx 117$ L. Untuk kabinet bertangki internal, volume tangkinya dibaca dari label atau manual unit; sumber pemilik tidak mencantumkannya.

Jam operasi juga membatasi. Sebuah depot kecil membutuhkan 1.500 L dalam 8 jam buka, dengan air 20 °C. Unit 800 GPD menghasilkan 1,77 L/menit, atau $1{,}77 \times 60 \times 8 \approx 850$ L dalam 8 jam. Angka 2.543 L/hari pada 20 °C hanya tercapai bila unit berproduksi 24 jam dan hasilnya tertampung. Tanpa tangki penampung yang cukup untuk produksi malam hari, kebutuhan itu memerlukan debit sekitar $1500/480 \approx 3{,}1$ L/menit, hampir dua unit kelas 800 GPD.

Air buangan

Volume air buangan mengikuti recovery $R$:

$$Q_\text{c} = Q_\text{p}\,\frac{1 - R}{R}$$

Untuk 100 L permeat sehari, unit tanpa pompa dengan recovery sekitar 25% membuang $100 \times 0{,}75/0{,}25 = 300$ L, sedangkan unit berpompa pada recovery 50% membuang 100 L. Perbedaan 200 L sehari ini menjadi biaya air dan beban saluran, dan ikut menentukan apakah lokasi punya saluran buangan yang memadai. Opsi UF pada dispenser tidak menghasilkan air buangan, tetapi juga tidak menurunkan TDS.

Energi listrik

Energi harian adalah jumlah daya kali lama menyala:

$$E = \sum P_i\,t_i$$

Bagian RO sendiri kecil: 15 W selama 6 jam produksi hanya $15 \times 6 = 90$ Wh. Hampir seluruh energi dispenser dipakai pemanas dan pendingin. Lama menyala pemanas bergantung pada jumlah air panas yang diambil dan kehilangan panas tangki, sehingga lebih aman dihitung dari kebutuhan air panasnya:

$$E_\text{panas} = \frac{m\,c\,\Delta T}{3{,}6 \times 10^6}$$

$E_\text{panas}$ dalam kWh, $m$ massa air (kg), $c \approx 4186$ J/(kg·K), dan $\Delta T$ kenaikan suhu (K).

Misalkan sebuah kantor mengambil 20 L air panas sehari, dipanaskan dari 28 °C ke 90 °C: $E = 20 \times 4186 \times 62/3{,}6 \times 10^6 \approx 1{,}44$ kWh. Dengan pemanas 500 W, pemanas menyala sekitar $1{,}44/0{,}5 \approx 2{,}9$ jam sehari, belum termasuk kehilangan panas tangki saat siaga. Satu liter dari 28 °C ke 90 °C memerlukan sekitar 8,7 menit pada 500 W. Energi pendingin tidak dapat dihitung dengan cara yang sama tanpa data efisiensi kompresor; pemakaian sebenarnya diukur dengan kWh meter selama beberapa hari. Unit tanpa tangki contoh memakai adaptor 150 W, dan manual kabinet contoh mencantumkan 48–110 W, sehingga label unit yang terpasang yang dipakai.

Batas air umpan dan pilihan RO atau UF

Air umpan di luar batas rancangan merusak membran atau membuat unit tidak mencapai produksinya. Batas yang tercatat di sumber pemilik:

Untuk baris yang tidak tercatat, angkanya diambil dari manual unit. TDS umpan menaikkan tekanan osmotik sekitar 0,0008 bar per ppm; air 500 ppm memberi sekitar $0{,}0008 \times 500 = 0{,}4$ bar. Pada unit tanpa pompa yang hanya mengandalkan tekanan PDAM sekitar 2–3 bar, tekanan osmotik itu dan tekanan balik tangki bersama-sama memakan bagian besar tekanan yang ada. Sumber pemilik menyebut ketiga mesin contohnya dirancang untuk TDS sampai 500 ppm; di atas itu diperlukan prapengolahan atau unit dengan membran lain.

Pilihan RO atau UF ditentukan oleh apa yang ingin diturunkan. UF menahan partikel dan mikroorganisme, tetapi garam terlarut lewat. Bila TDS air harus turun, misalnya dari 320 ppm ke di bawah 50 ppm, hanya RO yang memenuhi.

Memilih unit menurut lokasi

Sumber pemilik memetakan jenis unit ke lokasi pemakaian. Tabel berikut menyusunnya bersama alasan teknisnya.

Tiga pemeriksaan berlaku untuk semua jenis: air umpan diukur lebih dulu (TDS, klorin, suhu, tekanan siang dan malam), saluran buangan tersedia dengan celah udara, dan stopkontak berpembumian sesuai dayanya.

Contoh kerja

Sebuah kantin membuka dapur pukul 06.00–18.00, memakai sekitar 600 L air minum sehari, dengan ramai 45 menit saat makan siang yang mengambil sekitar 150 L. Air PDAM 18 °C, TDS 280 ppm, tekanan statis 2,2 bar siang dan 2,6 bar malam.

Langkah 1: debit produksi. $\text{TCF} = \exp[3020\,(1/298 - 1/291)] = \exp(-0{,}244) \approx 0{,}784$. Unit 800 GPD menghasilkan $2{,}10 \times 0{,}784 \approx 1{,}65$ L/menit.

Langkah 2: kebutuhan harian. Dalam 12 jam buka, unit menghasilkan $1{,}65 \times 720 \approx 1190$ L, cukup untuk 600 L walaupun tidak berproduksi di malam hari.

Langkah 3: kebutuhan puncak. Laju ambil $150/45 \approx 3{,}3$ L/menit. Kekurangan $(3{,}3 - 1{,}65) \times 45 \approx 75$ L harus tersedia di tangki saat makan siang dimulai. Unit tanpa tangki tidak cocok. Kabinet bertangki cocok bila volume tangki yang dapat diambil sedikitnya 75 L; bila tangki internalnya lebih kecil, diperlukan tangki penampung tambahan.

Langkah 4: batas air umpan. TDS 280 ppm dan tekanan 2,2–2,6 bar berada di dalam batas kabinet contoh (≤ 500 ppm, 1–3 bar). Klorin diukur; bila di atas 0,2 ppm, kapasitas tahap karbon diperiksa.

Langkah 5: air buangan. Pada recovery 50%, 600 L permeat disertai sekitar 600 L konsentrat sehari, sehingga saluran buangan dan rencana pemanfaatannya disiapkan.

Contoh kerja lapangan

Contoh di bawah memakai rumus bab ini; angka yang bukan dari sumber ditandai angka latihan, dan hitungannya dicatat di peta sumber pengembangan. Volume tangki dan daya yang sebenarnya tetap dibaca dari label dan manual unit yang dipilih.

Contoh 1: tangki untuk sarapan hotel. Restoran sebuah hotel mengambil sekitar 240 L air minum dalam satu jam puncak sarapan, atau 4,0 L/menit, dengan air 24 °C (angka latihan). TCF pada suhu itu $\exp[3020\,(1/298 - 1/297)] \approx 0{,}967$, sehingga unit 800 GPD menghasilkan $2{,}10 \times 0{,}967 \approx 2{,}03$ L/menit:

$$V_\text{tangki,perlu} = (4{,}0 - 2{,}03) \times 60 \approx 118\ \text{L}$$

Unit tanpa tangki tidak cocok. Bila dipakai tangki tekan yang dapat mengeluarkan 60 sampai 70% volumenya, volume totalnya sedikitnya sekitar $118/0{,}65 \approx 182$ L. Setelah jam puncak, unit memerlukan sekitar 58 menit untuk mengisi kembali 118 L, sehingga dua puncak yang berdekatan dihitung bersama.

Contoh 2: dispenser di ruang perawat rumah sakit. Ruang perawat sebuah rumah sakit memakai dispenser berdiri opsi RO untuk 40 L air sehari, 25 L di antaranya air panas dari 27 °C ke 90 °C (angka latihan). Bagian RO menghasilkan 0,4 L/menit, sehingga produksi 40 L memerlukan 100 menit, dengan energi RO hanya $15 \times 100/60 = 25$ Wh. Energi pemanasannya:

$$E_\text{panas} = \frac{25 \times 4186 \times 63}{3{,}6 \times 10^6} \approx 1{,}83\ \text{kWh}$$

Pemanas 500 W menyala sekitar 3,7 jam sehari, belum termasuk kehilangan panas siaga dan pendingin, yang diukur dengan kWh meter. Jumlah daya label 665 W memerlukan stopkontak berpembumian yang sesuai (kondisi berhenti butir 5), dan pemutus kering pemanas tidak boleh dijembatani (butir 3).

Contoh 3: unit tanpa pompa di mess karyawan hotel. Mess karyawan sebuah hotel memakai unit tanpa pompa bertangki tekan untuk 60 L sehari. Tekanan PDAM 2,5 bar, setengah beda tekanan elemen 0,2 bar, TDS 300 ppm, dan tekanan balik saat tangki hampir penuh 1,0 bar (angka latihan). Tekanan osmotiknya sekitar $0{,}0008 \times 300 = 0{,}24$ bar:

$$\text{NDP}_\text{kosong} = 2{,}5 - 0{,}2 - 0 - 0{,}24 = 2{,}06\ \text{bar}, \qquad \text{NDP}_\text{penuh} = 2{,}5 - 0{,}2 - 1{,}0 - 0{,}24 = 1{,}06\ \text{bar}$$

Menjelang tangki penuh, produksi tinggal sekitar 51%. Pada recovery sekitar 25%, air buangannya $60 \times 0{,}75/0{,}25 = 180$ L sehari atau 5.400 L sebulan, tiga kali permeatnya. Unit ini layak bila mess tidak memerlukan debit besar dan saluran buangan dengan celah udara tersedia (kondisi berhenti butir 5). Bila air buangan menjadi beban, unit berpompa pada recovery 50% hanya membuang 60 L sehari.

Contoh 4: tangki penampung untuk dapur pusat hotel. Dapur pusat sebuah hotel memerlukan 2.000 L air RO sehari dalam 10 jam operasi, dengan air 20 °C (angka latihan). Unit 800 GPD pada suhu itu menghasilkan 1,77 L/menit:

$$1{,}77 \times 600 \approx 1060\ \text{L dalam jam operasi}, \qquad 1{,}77 \times 840 \approx 1490\ \text{L di luar jam operasi}$$

Tanpa tangki, kebutuhan itu memerlukan $2000/600 \approx 3{,}3$ L/menit, hampir dua unit. Dengan satu unit, kekurangan sekitar 940 L ditutup dari produksi 14 jam di luar jam operasi, sehingga diperlukan tangki penampung sedikitnya sekitar 940 L yang terisi penuh sebelum dapur buka. Produksi malam sekitar 1.490 L cukup untuk mengisinya, asalkan unit tetap berproduksi di malam hari.

Kondisi berhenti

1. TDS, klorin, suhu, atau tekanan air umpan di luar batas unit yang akan dipasang: unit tidak dijalankan sampai prapengolahan, PRV, atau pasokan tambahan disiapkan.
2. Tangki tekan mengeluarkan air dari pentil udaranya saat diperiksa: kantong tangki bocor, dan tangki diganti sebelum unit dipakai.
3. Pemutus kering pemanas dispenser, LPS, HPS, atau sensor bocor tidak bekerja: unit tidak dipakai sampai diperbaiki; pengaman tidak dijembatani.
4. Rumah filter atau sambungan perlu dilepas: pasokan ditutup, unit dimatikan, dan tekanan dibuang lebih dulu.
5. Lokasi tidak punya saluran buangan atau stopkontak berpembumian: pemasangan ditunda sampai keduanya tersedia.

Salah tafsir yang sering terjadi

Kesalahan pertama adalah menganggap kapasitas harian menjamin debit di jam ramai. Angka GPD adalah produksi 24 jam pada 25 °C. Unit 800 GPD hanya memberi sekitar 1,5 L/menit pada air 15 °C, dan kebutuhan di atas itu hanya dapat ditutup oleh tangki. Karena itu kebutuhan puncak dan jam operasi dihitung terpisah dari kebutuhan harian, seperti pada kafe di pembuka bab dan depot delapan jam.

Kesalahan kedua adalah menafsirkan perilaku normal sebagai kerusakan. Debit yang turun sekitar 30% dari 25 °C ke 15 °C adalah efek suhu pada permeabilitas membran, sehingga debit dinormalisasi lebih dulu sebelum membran dicurigai. Pompa kabinet yang berhenti saat tangki penuh juga bekerja benar, karena HPS memang menghentikannya dan produksi mulai lagi setelah air diambil.

Kesalahan ketiga adalah memilih atau menyetel unit hanya dari penampilan airnya. UF dan RO sama-sama memberi air jernih, tetapi UF tidak menurunkan TDS. Pembatas aliran buangan yang diperkecil, atau katup konsentrat yang dicekik, memang mengurangi air buangan, tetapi recovery naik, garam di sisi konsentrat makin pekat, dan kerak terbentuk lebih cepat. Recovery diubah hanya setelah diukur dan kimia air umpan diketahui.

Hubungan dengan bab lain

Bab Osmosis balik menurunkan NDP dan TCF yang dipakai di sini. Bab Recovery, rejeksi, dan neraca konsentrat RO menjelaskan air buangan dan risiko kerak. Bab Hidrolika jalur air unit RO menghitung tekanan balik dari selang permeat yang panjang, dan bab Proteksi tekanan pada instalasi RO menjelaskan kapan PRV diperlukan. Bab Instrumen debit dan tekanan, tangki tekan, dan proteksi kelistrikan unit RO menurunkan kapasitas efektif tangki tekan. Bab Komisioning dan perawatan rutin unit RO memeriksa unit yang sudah dipilih. Bab Adaptasi kapasitas unit RO membahas apa yang terjadi bila unit yang terlalu kecil dipaksa ditingkatkan. Bab Regulasi dan standar membahas syarat air minum dan depot.

Latihan dan pembahasan

1. Unit 600 GPD dipasang di apartemen. Hitung kapasitasnya dalam L/hari dan L/menit pada 25 °C, lalu debitnya pada air 10 °C.
2. Unit tanpa pompa bekerja dengan $p_\text{f} = 4{,}0$ bar, $\Delta p_\text{fc}/2 = 0{,}2$ bar, $\bar{\pi} = 0{,}35$ bar, $\pi_\text{p} = 0$. Hitung NDP saat tangki kosong ($p_\text{p} = 0$) dan saat $p_\text{p} = 1{,}5$ bar, lalu debit relatifnya.
3. Kantor dengan air PDAM 320 ppm ingin air minum di bawah 50 ppm, panas dan dingin siap ambil. Pilih arsitektur dan opsi membrannya.
4. Klinik mengambil 15 L air panas sehari dari 27 °C ke 90 °C. Hitung energi pemanasan dan lama pemanas 500 W menyala, tanpa kehilangan panas siaga.
5. Depot membutuhkan 1.500 L dalam 8 jam buka, air 20 °C. Apakah satu unit 800 GPD tanpa tangki penampung cukup? Tunjukkan hitungannya.
6. Rumah tangga memakai 30 L permeat sehari. Bandingkan air buangan unit tanpa pompa (recovery 25%) dan unit berpompa (recovery 50%) dalam sebulan 30 hari.

Kunci jawaban beralasan

1. $600 \times 3{,}785 = 2271$ L/hari; $2271/1440 \approx 1{,}58$ L/menit. $\text{TCF}(10) = \exp[3020\,(1/298 - 1/283)] \approx 0{,}584$; debit $1{,}58 \times 0{,}584 \approx 0{,}92$ L/menit. Turunnya sekitar 42% adalah efek suhu pada permeabilitas membran, bukan kerusakan.
2. Tangki kosong: $4{,}0 - 0{,}2 - 0 - 0{,}35 = 3{,}45$ bar. $p_\text{p} = 1{,}5$ bar: $4{,}0 - 0{,}2 - 1{,}5 - 0{,}35 = 1{,}95$ bar. Debit relatif $1{,}95/3{,}45 \approx 0{,}57$: produksi menjelang tangki penuh tinggal sekitar 57%, jauh lebih besar penurunannya daripada pada unit berpompa 6,5 bar.
3. Dispenser berdiri dengan opsi RO. Hanya dispenser yang menyediakan air panas dan dingin, dan hanya RO yang menurunkan TDS; dengan rejeksi 95%, $320 \times 0{,}05 = 16$ ppm, di bawah 50 ppm. UF tidak menurunkan TDS.
4. $E = 15 \times 4186 \times 63/3{,}6 \times 10^6 \approx 1{,}10$ kWh. Pemanas menyala $1{,}10/0{,}5 \approx 2{,}2$ jam sehari, ditambah kehilangan panas siaga yang diukur dengan kWh meter.
5. Tidak. Pada 20 °C debitnya sekitar 1,77 L/menit, atau sekitar 850 L dalam 8 jam. Kebutuhan memerlukan sekitar 3,1 L/menit. Pilihannya dua unit, unit berkapasitas lebih besar, atau tangki penampung yang menampung produksi di luar jam buka.
6. Recovery 25%: $30 \times 0{,}75/0{,}25 = 90$ L sehari, 2.700 L sebulan. Recovery 50%: 30 L sehari, 900 L sebulan. Selisihnya 1.800 L sebulan.

Referensi