- Pembuka Tulisan
Akumulasi limbah expanded polystyrene (EPS) atau styrofoam telah menjadi salah satu permasalahan lingkungan global yang krusial akibat sifatnya yang sulit terurai secara hayati serta keterbatasan dalam proses daur ulang konvensional. Sebagian besar limbah styrofoam berakhir di tempat pemrosesan akhir atau terlepas ke ekosistem perairan, di mana bahan ini terfragmentasi menjadi mikroplastik yang mengancam biota air. Untuk mengatasi dampak ekologis ini, berbagai upaya riset terkini berfokus pada strategi upcycling atau mengolah limbah styrofoam menjadi material fungsional bernilai tinggi, salah satunya adalah pembuatan membran filtrasi untuk pengolahan air bersih.
Meskipun pembuatan membran berbasis styrofoam memiliki potensi besar, rantai polimer polistirena yang bersifat non-polar secara alami menyebabkan permukaan membran menjadi hidrofobik. Hal ini mengakibatkan rendahnya laju aliran air (fluks), tingginya kecenderungan penyumbatan (fouling), serta keterbatasan kinerja pemisahan kontaminan biologis seperti mikroalga. Untuk mengatasi keterbatasan tersebut, penelitian ini mengajukan solusi peningkatan performa melalui penyisipan aditif karbon aktif mikro (micro-activated carbon) ke dalam matriks membran styrofoam guna meningkatkan sifat hidrofilisitas, porositas, dan ketahanan fouling.
- Penjelas / Isi Tulisan
Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa penambahan karbon aktif mikro berpengaruh signifikan terhadap sifat fisik dan morfologi membran. Peningkatan konsentrasi karbon aktif (0–0,4% wt) berhasil meningkatkan nilai hidrofilitas permukaan, yang ditandai dengan penurunan sudut kontak air (water contact angle) hingga 63,2° serta peningkatan porositas membran hingga mencapai 90% pada variasi EPS-AC0.4. Perubahan struktur ini mendorong peningkatan nilai permeabilitas air secara dramatis, yaitu dari 10,98 LMH/bar pada membran tanpa aditif (pristine) menjadi 46.16 LMH/bar pada variasi EPS-AC0.4. Pengamatan SEM juga mengonfirmasi terbentuknya kerapatan pori permukaan yang lebih tinggi serta struktur makro tersambung yang mendukung laju pasokan air.
Pada pengujian pemisahan mikroalga (Spirulina platensis), seluruh variasi membran berhasil mencapai tingkat penyisihan alga (rejection rate) sebesar 100% dengan nilai kekeruhan permeat mencapai 0 NTU. Keberhasilan pemisahan ini utamanya didorong oleh mekanisme penyaringan ukuran pori (size exclusion) yang dikombinasikan dengan interaksi adsorpsi pada permukaan karbon aktif. Selain itu, pengujian ketahanan fouling menunjukkan bahwa penambahan karbon aktif optimal (seperti pada variasi EPS-AC0.2) mampu memberikan tingkat pemulihan fluks (flux recovery ratio/FRR) yang tinggi hingga 90,68%, menegaskan kemampuan membran dalam mempertahankan efisiensi operasional jangka panjang..
- Penutupan / Simpulan
Penelitian ini berhasil membuktikan bahwa limbah styrofoam dapat diolah kembali (upcycled) menjadi membran filtrasi lembaran datar (flat-sheet) berkinerja tinggi melalui metode inversi fasa. Integrasi karbon aktif mikro ke dalam matriks styrofoam mampu memperbaiki sifat fisik membran secara signifikan—meliputi peningkatan hidrofilisitas, porositas, dan permeabilitas sambil tetap mempertahankan efisiensi penyisihan mikroalga Spirulina platensis secara sempurna (100%).
Secara keseluruhan, inovasi ini menawarkan manfaat ganda baik dari sudut pandang lingkungan maupun teknologi pengolahan air bersih. Selain membantu mengurangi penumpukan limbah plastik yang persisten melalui prinsip ekonomi sirkular, teknologi membran berbiaya rendah ini menyediakan solusi yang ekonomis dan berkelanjutan untuk mengatasi permasalahan ledakan alga (algal bloom) dan pemurnian air di masa depan.
Penulis: Gunawan Setia Prihandana, S.T., M.Eng., Ph.D.
Link:
