TDS, Kesadahan dan Besi: Panduan Kualitas Air

Perilaku air ditentukan oleh ion mana yang membawa TDS, bukan oleh totalnya. Natrium dan klorida bersifat monovalen, tetap terlarut dan meningkatkan konduktivitas tanpa membentuk kerak. Kalsium dan magnesium bersifat divalen, mengendap sebagai karbonat di atas sekitar 60 °C, dan mengonsumsi sabun. Sulfat menambah jalur kerak sebagai kalsium sulfat di atas sekitar 1,800 mg/L pada 25 °C. Silika berpolimerisasi di atas 100–150 mg/L dan sulit dihilangkan setelah melekat erat pada membran.

Suhu dan pH menentukan hasilnya. Air dengan TDS 500 mg/L sebagai kalsium bikarbonat dapat stabil pada 20 °C dan mengendapkan kerak pada 70 °C, karena kelarutan kalsium karbonat menurun seiring naiknya suhu. Konsentrasi yang sama sebagai natrium klorida tetap jernih pada suhu domestik apa pun. Itulah sebabnya keputusan pelunak air memerlukan kesadahan, alkalinitas dan pH, bukan hanya pena TDS.

Pelunakan air diperlukan berdasarkan kombinasi kesadahan, suhu dan peralatan hilir. Di bawah 60 mg/L sebagai CaCO₃, sebagian besar sistem komersial beroperasi tanpa kerak. Antara 60 dan 120 mg/L, kerak terbentuk lambat di atas 60 °C, dan keputusannya bergantung pada pemanas, generator uap dan target laju pemulihan RO. Di atas 120 mg/L, pelunakan air adalah standar untuk setiap sistem yang memanaskan air atau menjalankan RO di atas 65% pemulihan.

Besi di atas 0.3 mg/L menodai perlengkapan dan pakaian, dan mangan di atas 0.05 mg/L meninggalkan endapan hitam. Keduanya adalah ambang estetika yang digunakan Organisasi Kesehatan Dunia, dan keduanya adalah titik di mana membran RO mulai tersumbat, karena oksida besi menyumbat spacer umpan dan tidak hilang dengan pembersihan normal. Besi fero terlarut lolos filter 0.45 µm dan tampak jernih; besi feri teroksidasi tertahan di filter dan tampak oranye.

Analisis laboratorium jauh lebih murah daripada salah memilih skid. Ambil sampel setelah tangki tekanan dan sebelum perlakuan apa pun, dan catat apakah sampel besi dan mangan disaring di lapangan, karena hasil tersaring dan tidak tersaring menggambarkan fraksi berbeda dari logam yang sama. Satu kali pengambilan sampel tidak cukup untuk air sumur: uji kembali setelah hujan lebat dan pada akhir musim kemarau.

Urutannya ditentukan oleh apa yang dapat ditoleransi setiap tahap. Oksidasi dan filtrasi berada di awal karena besi dan mangan mengotori setiap permukaan hilir, termasuk resin pelunak dan membran RO. Pelunakan air menyusul karena melindungi pemanas dan memungkinkan laju pemulihan RO yang lebih tinggi. Osmosis balik mengikuti, lalu karbon dan UV memoles permeat.

RO dibenarkan ketika TDS memengaruhi rasa, batas proses atau batas regulasi, bukan ketika angkanya hanya tinggi. Untuk air minum, banyak orang merasakan sensasi mineral atau asin di atas 600 mg/L dan menolak air di atas 1,000 mg/L. Untuk air proses, batasnya berasal dari peralatan: air umpan boiler, pelembap, mesin es dan resep minuman masing-masing menetapkan angkanya sendiri.

RO satu tahap menghilangkan 95–99% garam terlarut dan, dari umpan 300 µS/cm pada 25 °C, menghasilkan permeat pada atau di bawah 10 µS/cm. Di bawah 600 mg/L, filtrasi karbon dan UV biasanya menyelesaikan masalah rasa dan keamanan dengan biaya lebih rendah dan tanpa aliran konsentrat. Antara 600 dan 1,000 mg/L, mencampur permeat dengan air baku sering menjadi cara termurah untuk mencapai target rasa.

Pembuangan konsentrat termasuk dalam keputusan yang sama. RO kecil pada pemulihan 50% menggandakan beban garam yang dibuang ke saluran, dan jika pembuangan diukur atau peraturan pembuangan air limbah membatasi TDS, biaya tersebut mengubah perbandingan. Jika bangunan juga membutuhkan air lunak, pelunak air dapat menyelesaikan masalah kerak dengan biaya modal lebih rendah dan membiarkan TDS tidak berubah. Kedua perangkat tidak dapat dipertukarkan, dan membeli satu untuk memperbaiki masalah yang lain adalah cara proyek berakhir dengan pabrik yang memenuhi lembar spesifikasi tetapi bukan kebutuhan.

Tidak ada satu kartrid pun yang melakukan ketiganya. Filter sedimen menghilangkan partikel hingga ukuran nominalnya, biasanya 5–100 µm, dan meloloskan garam terlarut, kesadahan dan besi terlarut. Pelunak air menghilangkan kesadahan melalui penukaran ion dan membiarkan TDS hampir tidak berubah; natrium naik sekitar 46 mg/L untuk setiap 100 mg/L kesadahan yang dihilangkan. Karbon aktif menghilangkan klorin, rasa dan sebagian bahan organik, tetapi tidak menghilangkan garam atau kesadahan.

RO menolak ketiga kelompok terlarut pada 95–99%, tetapi besi harus dihilangkan lebih dulu, karena oksida besi mengotori membran dan tidak pulih dengan pembersihan. Urutan praktisnya adalah oksidasi dan filtrasi untuk besi, pelunakan untuk kesadahan, lalu RO untuk salinitas, dengan karbon dan UV sebagai tahap pemolesan. Pemasok yang mengusulkan satu bejana untuk ketiganya sedang menjelaskan sebuah kartrid, bukan rangkaian pengolahan.