Normalisasi data kinerja dan diagnosis sistem RO

Sebuah unit osmosis balik (RO) komersial kelas 800 GPD di kantor mengisi galon lebih lambat daripada bulan lalu. Alat ukur debit air bersih menunjukkan 1,6 L/menit, padahal saat unit dipasang angkanya 2,1 L/menit. Penurunan 24% dalam sebulan tampak seperti tanda keempat membran harus diganti. Sebelum membongkar, teknisi membuka catatan pemasangan dan mengukur suhu air baku: dulu 28 °C, sekarang 22 °C. Teknisi juga membandingkan bacaan pengukur tekanan saat pompa mati dan saat pompa jalan. Dua pengukuran itu mengubah keputusan.

Bab Osmosis balik menjelaskan bahwa debit permeat sebanding dengan tekanan pendorong bersih (NDP) dan faktor koreksi suhu (TCF). Bab Recovery, rejeksi, dan neraca konsentrat RO menjelaskan recovery dan salt passage. Di sini kedua hasil itu dipakai untuk memisahkan perubahan yang disebabkan keadaan air dan tekanan dari perubahan yang benar-benar terjadi pada membran, lalu untuk membaca gejala di unit sebelum satu komponen pun dibuka.

Batas pembahasan

Bab ini membahas titik ukur dan baseline, normalisasi debit permeat dan salt passage, pemicu tindakan, pembacaan beda tekanan prafilter, pola gejala tiga instrumen, serta udara terjebak, kavitasi, dan katup yang bocor sebagai hipotesis diagnosis. Pengujian sakelar tekanan dan rangkaian kendali tidak dibahas; itu wilayah Bab 58 · Kelistrikan & Kendali dan dikerjakan orang yang berwenang. Instrumen dan loop kendali umum ada di Bab 4, kavitasi secara rinci di Bab 3 · Fluida & Termal, dan tindakan pembersihan di bab Prapengolahan, pembersihan, sanitasi, dan pengawetan membran RO.

Mengapa data mentah menyesatkan

Debit permeat bergantung pada permeabilitas membran, luas membran, suhu, dan NDP. NDP sendiri bergantung pada tekanan umpan, rugi tekan sepanjang elemen, tekanan balik permeat, dan tekanan osmotik, yang naik bila TDS umpan naik. Bila salah satu keadaan itu berubah, debit berubah walaupun membran sama sekali tidak berubah. Membandingkan debit bulan ini dengan bulan lalu tanpa koreksi sama seperti membandingkan konsumsi bahan bakar kendaraan di tanjakan dengan di jalan datar.

Normalisasi menyetarakan setiap data ke satu kondisi acuan. Setelah suhu dan tekanan dikoreksi, perubahan yang tersisa mencerminkan keadaan membran, misalnya pengotoran atau kerusakan lapisan aktif. Metode lengkapnya dibakukan dalam ASTM D4516; bab ini memakai versi lapangan yang disederhanakan dari sumber pemilik.

Titik ukur dan baseline

Diagnosis bergantung pada letak setiap alat ukur. Unit contoh dalam sumber pemilik adalah kabinet komersial 800 GPD dengan empat elemen membran, satu pompa penguat, dan tangki internal. Air PDAM melewati filter sedimen, filter karbon butiran, dan filter karbon blok, lalu pengukur tekanan kerja, solenoid air masuk, pompa, dan keempat membran. Di jalur konsentrat ada katup pengatur konsentrat, solenoid bilas, dan pengukur tekanan buangan. Di jalur permeat ada sakelar tekanan tinggi, sensor TDS, alat ukur debit permeat, tangki internal, dan filter karbon akhir.

Letak pengukur tekanan kerja menentukan arti bacaannya. Pada unit contoh, pengukur itu terpasang setelah tiga prafilter dan sebelum pompa. Bacaannya kira-kira tekanan PDAM dikurangi rugi tekanan prafilter, bukan tekanan membran. Sebagian sumber pemilik di bagian lain menyebut pengukur ini mengukur tekanan tepat sebelum membran; pernyataan itu tidak sesuai dengan jalur aliran yang ditulis dari manual unit, sehingga yang dipakai di sini adalah jalur aliran tersebut.

Pengukur tekanan buangan membaca tekanan di jalur konsentrat. Nilai normalnya belum tercatat di manual maupun di lapangan, dan artinya bergantung pada letaknya terhadap katup konsentrat. Sumber pemilik memberi uji cepat: katup konsentrat diputar sedikit ke arah menutup, sekitar seperempat putaran dan tidak sampai tertutup penuh, sambil mengamati jarum. Bila jarum naik, pengukur berada sebelum katup dan bacaannya mendekati tekanan membran; bila tidak berubah, pengukur berada setelah katup. Katup dikembalikan ke posisi semula dan bacaannya dicatat. Posisi katup ditandai sebelum diputar, dan uji ini hanya dilakukan oleh orang yang memang berwenang menyetel unit.

Baseline adalah sekumpulan angka yang dicatat saat unit dalam keadaan sehat, misalnya setelah pemasangan atau setelah prafilter diganti. Sumber pemilik meminta lima angka: tekanan kerja saat pompa mati, tekanan kerja saat pompa jalan, tekanan buangan, debit permeat, dan TDS. Untuk normalisasi, tiga angka lain perlu ikut dicatat setiap kali: suhu air, TDS umpan, dan debit konsentrat dari tampungan satu menit. Tanpa suhu, data debit tidak dapat dinormalisasi; tanpa TDS umpan, salt passage tidak dapat dihitung.

Normalisasi debit permeat

Debit permeat aktual $Q_\text{p,a}$ dikoreksi ke kondisi acuan menjadi debit ternormalisasi $Q_\text{p,n}$:

$$Q_\text{p,n} = Q_\text{p,a} \times \frac{\text{NDP}_\text{ref}}{\text{NDP}_\text{a}} \times \frac{\text{TCF}_\text{ref}}{\text{TCF}_\text{a}}$$

Indeks "ref" menunjuk kondisi acuan (baseline) dan indeks "a" menunjuk kondisi saat pengukuran. NDP dihitung seperti di bab Osmosis balik, dari tekanan umpan, setengah beda tekanan sepanjang elemen, tekanan balik permeat, dan selisih tekanan osmotik. TCF dihitung dengan persamaan pabrikan membran yang sama:

$$\text{TCF} = \exp\!\left[K\left(\frac{1}{298} - \frac{1}{273 + T}\right)\right], \qquad K = 3020\ (T \le 25), \quad K = 2640\ (T \ge 25)$$

dengan $T$ suhu air dalam derajat Celsius. Bila acuannya 25 °C, $\text{TCF}_\text{ref} = 1$.

Di lapangan, unit kecil sering tidak memiliki pengukur tekanan membran yang lengkap. Bila tekanan kerja, tekanan buangan, dan TDS umpan relatif sama dengan baseline, suku NDP mendekati satu dan rumus disederhanakan menjadi debit yang dikoreksi ke 25 °C:

$$Q_\text{p,25} = \frac{Q_\text{p,a}}{\text{TCF}_\text{a}}$$

Penyederhanaan ini hanya sah bila syaratnya diperiksa. Bila tekanan kerja saat pompa jalan sudah turun jauh dari baseline, NDP juga berubah dan koreksi suhu saja tidak cukup.

Normalisasi salt passage

Salt passage $SP \approx C_\text{p}/C_\text{f}$ adalah bagian garam yang lolos ke permeat. Aliran garam melewati membran hampir tidak bergantung pada tekanan, sedangkan aliran air sebanding dengan NDP. Ketika NDP turun, air yang lewat berkurang tetapi garam yang lewat relatif tetap, sehingga permeat lebih asin dan SP tampak naik walaupun membran tidak berubah. Untuk recovery dan suhu yang sama dengan baseline, sumber pemilik memakai koreksi lapangan:

$$SP_\text{n} \approx SP_\text{a} \times \frac{\text{NDP}_\text{a}}{\text{NDP}_\text{ref}}$$

Pengaruh suhu terhadap salt passage diabaikan dalam versi ini; sumber pemilik menandai penyederhanaan itu berkeyakinan sedang, dan analisis formal memakai ASTM D4516.

Pemicu tindakan

Sumber pemilik memakai pemicu dari panduan pembersihan FilmTec, dibandingkan terhadap baseline setelah data dinormalisasi: debit permeat ternormalisasi turun 10% atau lebih, salt passage ternormalisasi naik 5% atau lebih, atau beda tekanan sepanjang membran naik 15% atau lebih. Pemicu ketiga hanya dapat dipakai bila unit memiliki pengukur tekanan masuk dan keluar membran; unit contoh tidak memilikinya. Lampiran sumber pemilik menambahkan dua batas untuk logbook: rejeksi di bawah 95% berarti membran dan filter karbon dievaluasi, dan kenaikan beda tekanan prafilter lebih dari 0,5 bar di atas baseline berarti prafilter diperiksa.

Pemicu bukan perintah otomatis untuk membersihkan atau mengganti membran. Ia menandai saat penyebab perlu dicari. Urutan pemeriksaannya dimulai dari yang paling murah dan paling mudah: suhu, tekanan suplai, prafilter, lalu membran. Catatan diambil sekurang-kurangnya seminggu sekali: suhu, tekanan kerja saat pompa mati dan jalan, tekanan buangan, debit permeat, debit buangan, TDS umpan, dan TDS permeat.

Membaca beda tekanan prafilter

Pada unit contoh tidak ada pengukur tekanan terpisah sebelum prafilter. Rugi tekanan prafilter dibaca dengan membandingkan pengukur tekanan kerja dalam dua keadaan. Saat pompa mati, air hampir tidak mengalir, rugi gesek mendekati nol, dan jarum menunjukkan kira-kira tekanan PDAM. Saat pompa jalan, air mengalir melewati selang masuk dan tiga prafilter, dan jarum turun sebesar rugi tekanannya:

$$\Delta p_\text{prafilter} \approx p_\text{mati} - p_\text{jalan}$$

Beda tekanan saat prafilter baru dicatat sebagai baseline. Sumber pemilik memakai kenaikan lebih dari sekitar 0,5 bar di atas baseline sebagai ambang awal untuk memeriksa atau mengganti prafilter, dengan catatan bahwa angka ini disesuaikan setelah data lapangan terkumpul. Bacaan saat pompa mati juga berarti sendiri. Bila sudah di bawah sekitar 1 bar, masalahnya ada di suplai: tekanan PDAM, keran yang setengah tertutup, atau selang masuk yang tertekuk. Mengganti prafilter dalam keadaan itu tidak memperbaiki apa pun.

Pola gejala tiga instrumen

Tiga instrumen yang dapat dibaca tanpa membongkar adalah pengukur tekanan kerja (dibaca saat pompa mati dan jalan), pengukur tekanan buangan, dan alat ukur debit permeat. Pola gabungannya mempersempit dugaan. Tabel berikut dari sumber pemilik adalah pola umum yang harus dikonfirmasi dengan baseline unit masing-masing.

Baris ketiga memperlihatkan mengapa suhu diperiksa lebih dahulu: air dingin dan membran kotor memberi pola instrumen yang sama, dan hanya normalisasi yang membedakannya.

Udara terjebak dan kavitasi sama-sama membuat jarum tidak stabil, tetapi sebabnya berbeda. Kavitasi terjadi bila tekanan di sisi isap pompa turun di bawah tekanan uap air; gelembung uap terbentuk lalu pecah saat tertekan, merusak katup dan diafragma pompa diafragma yang umum pada unit komersial kecil. Gejalanya bunyi keras seperti ketukan, getaran yang merambat ke selang, dan tekanan kerja yang jatuh mendadak; penyebab yang paling sering adalah hambatan di jalur masuk, misalnya keran setengah tertutup atau filter sedimen yang mampet. Udara terjebak terjadi bila kantong udara tertahan di rumah pompa atau elemen, misalnya setelah kartrid diganti; pompa menyala, air bersih tidak keluar, dan jarum berdenyut tidak menentu. Udara dibuang menurut prosedur pabrikan dengan sistem dalam keadaan aman; rumah filter tidak dikendurkan saat sistem bertekanan.

Air buangan yang terus mengalir dan unit yang tidak mau berhenti

Air buangan yang mengalir deras saat unit memproduksi air dapat disebabkan solenoid bilas yang tersangkut terbuka, pembatas aliran yang rusak atau salah ukuran, atau katup konsentrat yang dibuka terlalu lebar. Ketiganya menurunkan tekanan membran dan menurunkan recovery.

Bila air buangan tetap mengalir saat unit mati, ada dua tersangka: solenoid air masuk yang tidak menutup rapat, atau katup searah di jalur permeat yang bocor sehingga air dari tangki mengalir balik melewati membran ke pembuangan. Keduanya dapat dibedakan dengan menutup keran secara bergantian. Bila aliran buangan berhenti ketika keran tangki ditutup, air berasal dari tangki dan katup searah yang dicurigai. Bila aliran tetap ada setelah keran tangki ditutup dan baru berhenti ketika keran pasokan utama ditutup, solenoid air masuk yang dicurigai.

Unit yang tidak mau berhenti walaupun keran air bersih ditutup juga punya dua tersangka: sakelar tekanan tinggi yang kontaknya lengket, atau katup searah yang bocor. Sumber pemilik memuat cara menguji sakelar dengan menjumper atau melepas kabelnya. Cara itu tidak ditulis sebagai langkah di buku ini, karena berarti bekerja pada rangkaian kendali dan dapat meniadakan proteksi pompa. Pengujian sakelar dan rangkaian kendali dikerjakan orang yang berwenang menurut Bab 58 · Kelistrikan & Kendali.

Contoh kerja

Data unit di pembuka: baseline debit permeat 2,1 L/menit pada 28 °C dengan salt passage 2,0%; sekarang 1,6 L/menit pada 22 °C dengan salt passage 2,05%. Tekanan buangan dan TDS umpan sama dengan baseline. Tekanan kerja saat baseline 2,8 bar (pompa mati) dan 2,5 bar (pompa jalan); sekarang 2,8 bar dan 1,5 bar.

Koreksi suhu. Pada 28 °C dipakai $K = 2640$:

$$\text{TCF}_{28} = \exp\!\left[2640\left(\frac{1}{298} - \frac{1}{301}\right)\right] = \exp(0{,}0883) \approx 1{,}092$$

Pada 22 °C dipakai $K = 3020$:

$$\text{TCF}_{22} = \exp\!\left[3020\left(\frac{1}{298} - \frac{1}{295}\right)\right] = \exp(-0{,}1031) \approx 0{,}902$$

Debit terkoreksi ke 25 °C:

$$Q_\text{p,25,baseline} = \frac{2{,}1}{1{,}092} \approx 1{,}923\ \text{L/menit}, \qquad Q_\text{p,25,sekarang} = \frac{1{,}6}{0{,}902} \approx 1{,}774\ \text{L/menit}$$

Penurunan ternormalisasi $(1{,}923 - 1{,}774)/1{,}923 \approx 7{,}7\%$, di bawah pemicu 10%. Salt passage naik $(2{,}05 - 2{,}0)/2{,}0 = 2{,}5\%$, di bawah pemicu 5%. Dari penurunan mentah 24%, sebagian besar dijelaskan oleh air yang lebih dingin.

Beda tekanan prafilter. Baseline $2{,}8 - 2{,}5 = 0{,}3$ bar; sekarang $2{,}8 - 1{,}5 = 1{,}3$ bar. Kenaikan 1,0 bar melewati ambang awal 0,5 bar. Tekanan saat pompa mati tetap 2,8 bar, sehingga suplai normal dan sumber rugi tekanan ada di prafilter. Karena tekanan masuk pompa turun, NDP kemungkinan juga sedikit turun; itu ikut menjelaskan sisa penurunan 7,7%.

Keputusan. Membran belum perlu dibersihkan atau diganti. Prafilter diganti, filter karbon baru dibilas ke pembuangan sebelum disambung ke membran, pengukuran diulang, dan baseline baru dicatat.

Catatan empat minggu unit yang sama memperlihatkan polanya. Kolom terakhir dihitung dari angka yang tidak dibulatkan.

Tanpa normalisasi, minggu ketiga dan keempat tampak memburuk tajam. Setelah dikoreksi, tiga minggu pertama stabil dan penurunan baru tampak di minggu keempat, bersamaan dengan naiknya beda tekanan prafilter.

Contoh kedua: normalisasi dengan NDP. Unit lain memiliki pengukur tekanan di masuk elemen dan di jalur permeat, sehingga NDP dapat dihitung. Angkanya memakai contoh NDP dari bab Osmosis balik. Baseline pada 25 °C: tekanan umpan 6,5 bar, setengah beda tekanan sepanjang elemen 0,3 bar, tekanan balik permeat 0,5 bar, tekanan osmotik rata-rata 0,4 bar, debit permeat 2,1 L/menit, salt passage 2,0%:

$$\text{NDP}_\text{ref} = (6{,}5 - 0{,}3 - 0{,}5) - 0{,}4 = 5{,}3\ \text{bar}$$

Sebulan kemudian, pada suhu yang sama, debit tinggal 1,5 L/menit dan salt passage 2,8%. Tekanan balik permeat terbaca 2,0 bar karena selang air bersih tertekuk di belakang kabinet:

$$\text{NDP}_\text{a} = (6{,}5 - 0{,}3 - 2{,}0) - 0{,}4 = 3{,}8\ \text{bar}$$

Suhu sama, sehingga $\text{TCF}_\text{ref}/\text{TCF}_\text{a} = 1$, dan:

$$Q_\text{p,n} = 1{,}5 \times \frac{5{,}3}{3{,}8} \times 1 \approx 2{,}09\ \text{L/menit}, \qquad SP_\text{n} \approx 2{,}8\% \times \frac{3{,}8}{5{,}3} \approx 2{,}0\%$$

Data mentah menunjukkan debit turun 29% dan salt passage naik 40%. Setelah dinormalisasi, debit hanya sekitar 0,4% di bawah baseline dan salt passage sama dengan baseline: membran tidak berubah. Seluruh perubahan berasal dari tekanan balik permeat, dan tindakannya meluruskan selang, bukan membersihkan membran.

Contoh kerja lapangan

Contoh di bawah memakai rumus dan pemicu bab ini; angka yang bukan dari sumber ditandai angka latihan, dan hitungannya dicatat di peta sumber pengembangan. Semua pembacaan dilakukan tanpa membuka sistem bertekanan atau rangkaian kendali.

Contoh 1: air hangat yang menutupi penurunan di hotel. Baseline unit sebuah hotel 1,90 L/menit pada 24 °C; pada musim kemarau terbaca 2,00 L/menit pada 31 °C (angka latihan). Tekanan kerja, tekanan buangan, dan TDS umpan sama dengan baseline, sehingga koreksi suhu saja sah. Konstanta dipilih menurut suhu:

$$\text{TCF}_{24} = \exp\!\left[3020\left(\frac{1}{298} - \frac{1}{297}\right)\right] \approx 0{,}967, \qquad \text{TCF}_{31} = \exp\!\left[2640\left(\frac{1}{298} - \frac{1}{304}\right)\right] \approx 1{,}191$$$$Q_\text{p,25,baseline} = \frac{1{,}90}{0{,}967} \approx 1{,}97\ \text{L/menit}, \qquad Q_\text{p,25,sekarang} = \frac{2{,}00}{1{,}191} \approx 1{,}68\ \text{L/menit}$$

Data mentah naik 5%, tetapi debit ternormalisasi turun 14,6% (dihitung dari angka yang tidak dibulatkan), melewati pemicu 10%. Penyebabnya dicari menurut urutan bab ini: suhu sudah dikoreksi, lalu tekanan suplai, prafilter, dan terakhir membran.

Contoh 2: salt passage naik di rumah sakit. Unit di sebuah rumah sakit mempunyai pengukur tekanan lengkap. Baseline: TDS umpan 300 mg/L, permeat 6 mg/L, NDP 5,0 bar. Sekarang: umpan 300 mg/L, permeat 9 mg/L, NDP 4,5 bar, recovery dan suhu sama (angka latihan):

$$SP_\text{n} \approx 3{,}0\% \times \frac{4{,}5}{5{,}0} = 2{,}7\%$$

Terhadap $SP_\text{ref} = 2{,}0\%$, kenaikan ternormalisasi 35%, jauh di atas pemicu 5%; turunnya NDP hanya menjelaskan sebagian kenaikan mentah. Rejeksi 97% masih di atas 95%, tetapi TDS permeat naik 50% tanpa perubahan TDS umpan, sehingga pemakaian air untuk minum dihentikan sampai penyebabnya diketahui dan mutu air diuji (kondisi berhenti butir 2). Filter karbon diperiksa lebih dahulu sebagai pelindung membran dari klorin.

Contoh 3: tekanan suplai rendah di laundry. Baseline unit RO sebuah laundry: tekanan kerja 2,4 bar saat pompa mati dan 2,0 bar saat pompa jalan. Pagi ini terbaca 0,8 bar dan 0,5 bar (angka latihan):

$$\Delta p_\text{prafilter,baseline} \approx 2{,}4 - 2{,}0 = 0{,}4\ \text{bar}, \qquad \Delta p_\text{prafilter,sekarang} \approx 0{,}8 - 0{,}5 = 0{,}3\ \text{bar}$$

Beda tekanan prafilter tidak naik, sehingga prafilter bukan penyebabnya. Bacaan saat pompa mati di bawah sekitar 1 bar menunjuk ke suplai: tekanan PDAM, keran yang setengah tertutup, atau selang masuk yang tertekuk. Mengganti prafilter tidak memperbaiki apa pun. Keran dan selang masuk diperiksa lebih dahulu; bila keduanya normal, tekanan PDAM diukur ulang pada jam lain dan hasilnya dicatat.

Contoh 4: air buangan menetes saat unit berhenti di dapur hotel. Unit dapur sebuah hotel berhenti sepanjang malam karena tangki penuh, tetapi selang buangan terus menetes. Tampungan satu menit 0,15 L (angka latihan), sehingga selama 10 jam berhenti:

$$V = 0{,}15 \times 60 \times 10 = 90\ \text{L per malam}$$

Dalam 30 hari, sekitar 2.700 L terbuang. Saat keran tangki ditutup, tetesan berhenti dalam beberapa detik. Air itu berasal dari tangki, sehingga katup searah di jalur permeat yang dicurigai, bukan solenoid air masuk. Penggantian katup dikerjakan orang yang berwenang setelah listrik dimatikan, pasokan ditutup, dan tekanan dibuang (kondisi berhenti butir 4).

Kondisi berhenti

1. Pompa berbunyi seperti ketukan dan bergetar keras terus-menerus: hentikan pompa. Kavitasi merusak pompa; periksa suplai dan jalur masuk sebelum menyalakan lagi.
2. Rejeksi turun di bawah 95% atau TDS permeat naik jelas di atas baseline tanpa perubahan TDS umpan: hentikan pemakaian air untuk minum sampai penyebabnya diketahui dan mutu air diuji.
3. Diagnosis memerlukan pengujian sakelar tekanan, pembukaan panel, atau pelepasan kabel: hentikan dan serahkan kepada orang yang berwenang menurut Bab 58 · Kelistrikan & Kendali.
4. Rumah filter, rumah membran, atau sambungan perlu dibuka: matikan listrik, tutup pasokan, dan buang tekanan lebih dahulu menurut prosedur fasilitas dan bab keselamatan.
5. Pemicu tercapai (debit ternormalisasi turun 10% atau lebih, salt passage ternormalisasi naik 5% atau lebih, atau beda tekanan sepanjang membran naik 15% atau lebih): membran tidak langsung dibersihkan dengan bahan kimia atau diganti sebelum suhu, tekanan suplai, dan prafilter diperiksa. Pembersihan kimia dikerjakan orang yang berwenang menurut Bab 8 tentang prapengolahan dan pembersihan membran.
6. Unit tidak mau berhenti walaupun keran air bersih ditutup: matikan unit dari sumber listriknya dan tutup pasokan; sakelar tekanan tinggi dan katup searah diperiksa orang yang berwenang menurut Bab 58 · Kelistrikan & Kendali, bukan dengan menjumper atau melepas kabel sakelar.

Salah tafsir yang sering terjadi

Membandingkan debit mentah antarbulan tanpa koreksi suhu adalah kesalahan yang paling sering. Variasinya adalah memakai konstanta TCF yang salah, misalnya $K = 2640$ untuk air di bawah 25 °C.

Membaca pengukur tekanan kerja sebagai tekanan membran juga menyesatkan. Pada unit contoh, pengukur itu berada sebelum pompa; memakainya sebagai tekanan umpan dalam NDP memberi angka yang sama sekali salah.

Menyimpulkan membran rusak karena salt passage naik, tanpa memeriksa apakah tekanan turun lebih dahulu. Prafilter tersumbat menurunkan NDP, dan itu saja sudah menaikkan salt passage.

Mengganti membran sebelum prafilter. Membran baru yang menerima air dari prafilter jenuh cepat kotor lagi, dan penyebab awalnya tidak pernah ditemukan.

Hubungan dengan bab lain

Bab Osmosis balik menurunkan NDP dan TCF yang dipakai di sini. Bab Recovery, rejeksi, dan neraca konsentrat RO memberi recovery, salt passage, dan cara mengukur debit konsentrat. Bab 4 membahas pemilihan titik ukur dan bukti pembeda secara umum; Bab 3 · Sistem, Diagram & Diagnosis membahas cara menyusun hipotesis dan uji pembeda. Bab 3 · Fluida & Termal membahas kavitasi dan sisi isap pompa, Bab 58 · Kelistrikan & Kendali sakelar proses dan rangkaian kendali pompa. Tindakan setelah diagnosis ada di bab Prapengolahan, pembersihan, sanitasi, dan pengawetan membran RO.

Latihan dan pembahasan

1. Baseline unit 2,1 L/menit pada 25 °C. Sekarang 1,8 L/menit pada 20 °C, dengan tekanan dan TDS umpan sama. Hitung debit ternormalisasi dan perubahannya. Apakah membran perlu dievaluasi?
2. Tekanan kerja 2,7 bar saat pompa mati dan 1,0 bar saat pompa jalan; baseline beda tekanannya 0,3 bar. Tekanan buangan dan debit permeat turun. Apa dugaan utama dan apa yang diperiksa lebih dahulu?
3. Unit dimatikan, tetapi air terus menetes ke saluran buangan. Saat keran tangki ditutup, tetesan berhenti dalam beberapa detik. Komponen mana yang dicurigai, dan mengapa solenoid air masuk tidak?
4. Baseline: TDS permeat 10 mg/L, TDS umpan 500 mg/L, NDP 4,0 bar. Sekarang: TDS permeat 14 mg/L, TDS umpan 500 mg/L, NDP 3,0 bar, recovery dan suhu sama. Hitung $SP_\text{ref}$, $SP_\text{a}$, dan $SP_\text{n}$. Apakah pemicu 5% tercapai, dan apa yang diperiksa lebih dahulu?
5. Pompa menyala, jarum tekanan kerja berdenyut acak antara 0,5 dan 2,0 bar, tidak ada air bersih keluar, tidak ada bunyi ketukan, dan tekanan PDAM normal. Mana dugaan yang lebih kuat, udara terjebak atau kavitasi?
6. Data mingguan: $Q_\text{p,25}$ turun 12%, salt passage ternormalisasi naik 3%, beda tekanan prafilter naik 0,8 bar dari baseline. Susun urutan tindakan dan alasannya.

Kunci jawaban beralasan

1. TCF pada 20 °C $= \exp[3020(1/298 - 1/293)] = \exp(-0{,}173) \approx 0{,}84$. $Q_\text{p,25} = 1{,}8/0{,}84 \approx 2{,}14$ L/menit, sekitar 2% di atas baseline. Penurunan mentah 14% seluruhnya dijelaskan suhu; membran tidak perlu dievaluasi.
2. Beda tekanan $2{,}7 - 1{,}0 = 1{,}7$ bar, naik 1,4 bar dari baseline. Tekanan saat pompa mati 2,7 bar menunjukkan suplai normal, sehingga dugaan utama prafilter tersumbat. Pola tekanan buangan dan debit yang turun sesuai baris pertama tabel. Prafilter diganti, karbon baru dibilas, lalu semua angka diukur ulang.
3. Katup searah di jalur permeat. Tetesan berhenti saat sumbernya, yaitu tangki, diisolasi, sehingga air berasal dari tangki yang mengalir balik lewat membran. Bila solenoid air masuk yang bocor, aliran tetap ada setelah keran tangki ditutup dan baru berhenti ketika pasokan utama ditutup.
4. $SP_\text{ref} = 10/500 = 2{,}0\%$; $SP_\text{a} = 14/500 = 2{,}8\%$; $SP_\text{n} = 2{,}8\% \times 3{,}0/4{,}0 = 2{,}1\%$. Kenaikan ternormalisasi $(2{,}1 - 2{,}0)/2{,}0 = 5\%$, tepat mencapai pemicu "5% atau lebih". Sebagian besar kenaikan mentah berasal dari NDP yang turun; yang diperiksa lebih dahulu adalah mengapa NDP turun (prafilter, tekanan suplai), lalu filter karbon sebagai pelindung membran dari klorin.
5. Udara terjebak. Tidak ada bunyi ketukan yang khas kavitasi, suplai normal, dan jarum berdenyut acak tanpa air keluar sesuai gejala kantong udara. Unit dihentikan dan udara dibuang menurut prosedur pabrikan dengan sistem dalam keadaan aman.
6. Prafilter lebih dahulu, karena beda tekanannya sudah melewati ambang 0,5 bar dan prafilter tersumbat menurunkan NDP, yang ikut menurunkan debit dan menaikkan salt passage. Setelah prafilter diganti dan dibilas, ukur ulang dan normalisasi lagi. Bila $Q_\text{p,25}$ masih turun 10% atau lebih, barulah membran dievaluasi untuk dibersihkan atau diganti.

Referensi