- Pembuka Tulisan
Pertumbuhan mikroalga yang tak terkendali (microalgae blooms) di perairan alami telah menjadi tantangan lingkungan yang krusial, khususnya di wilayah dengan infrastruktur pengolahan air yang masih terbatas. Fenomena ini sebagian besar dipicu oleh peningkatan kadar nutrisi (eutrofikasi) akibat limpasan pertanian serta limbah domestik dan industri, yang berujung pada penurunan kadar oksigen dan penurunan kualitas air. Di sisi lain, akumulasi limbah expanded polystyrene (EPS) atau styrofoam terus meningkat dan menjadi masalah pencemaran lingkungan karena sifatnya yang sulit terurai secara alami. Guna mengatasi kedua permasalahan tersebut secara bersamaan, teknologi filtrasi berbasis membran yang memanfaatkan material daur ulang menawarkan solusi yang menjanjikan, hemat biaya, dan sejalan dengan prinsip ekonomi sirkular.
- Penjelas / Isi Tulisan
Membran filtrasi berhasil difabrikasi dari limbah expanded polystyrene (EPS) atau styrofoam dengan modifikasi polyethylene glycol (PEG 600) berbasis metode pemisahan fasa terinduksi non-pelarut (non-solvent-induced phase separation/NIPS). Proses pelindian PEG saat pembilasan memicu pembentukan jaringan pori asimetris berupa saluran menyerupai jari (finger-like macrovoids), yang secara signifikan merubah sifat fisik membran. Penambahan PEG hingga konsentrasi optimal 15 wt.% terbukti meningkatkan porositas dari 77% menjadi 84% serta meningkatkan sifat hidrofilik permukaan, yang ditunjukkan oleh penurunan sudut kontak air (water contact angle) dari 68° menjadi 48°. Namun, penambahan PEG secara berlebihan hingga 20 wt.% justru meningkatkan viskositas larutan dan memperlambat laju demiksian, sehingga menghasilkan struktur membran yang lebih rapat (sponge-like) dengan porositas yang menurun.
Peningkatan hidrofilisitas dan porositas pada kondisi optimal 15 wt.% PEG berdampak langsung pada kinerja filtrasi, di mana fluks air murni meningkat tajam dari 10,98 LMH/Bar (tanpa PEG) menjadi 39 LMH/Bar. Meskipun debit air meningkat pesat, seluruh variasi membran tetap konsisten mempertahankan tingkat penyisihan mikroalga Spirulina platensis sebesar 100%, menurunkan kekeruhan larutan dari 1052 NTU menjadi 0 NTU. Performa pemisahan sempurna ini didorong oleh mekanisme penyaringan berbasis ukuran (size-exclusion), karena ukuran sel mikroalga jauh lebih besar dibandingkan pori selektif permukaan membran. Secara keseluruhan, hasil ini membuktikan bahwa upcycling limbah styrofoam menjadi membran termodifikasi PEG merupakan solusi yang sangat efektif, hemat biaya, dan ramah lingkungan untuk pengolahan air terdesentralisasi.
.
- Penutupan / Simpulan
Penelitian ini berhasil membuktikan bahwa daur ulang limbah expanded polystyrene (EPS) atau styrofoam menjadi membran filtrasi termodifikasi polyethylene glycol (PEG 600) merupakan pendekatan yang efektif dan ramah lingkungan untuk pengolahan air. Hasil pengujian menunjukkan bahwa konsentrasi PEG 15 wt.% merupakan kondisi operasional paling optimal, yang mampu menghasilkan keseimbangan terbaik antara porositas tinggi (84%), sifat hidrofilik permukaan yang baik (sudut kontak air 48°), dan peningkatan fluks air murni hingga 39 LMH/Bar. Selain itu, seluruh variasi membran terbukti mampu menyisihkan mikroalga Spirulina platensis secara sempurna sebesar 100% (menurunkan kekeruhan dari 1052 NTU menjadi 0 NTU) melalui mekanisme penyaringan berbasis ukuran (size-exclusion). Secara keseluruhan, inovasi ini memberikan solusi terintegrasi untuk mengurangi limbah plastik padat sekaligus menyediakan teknologi pemisahan air terjangkau bagi wilayah dengan keterbatasan infrastruktur pengolahan air. Untuk pengembangan dan penerapan di masa depan, penelitian lanjutan disarankan berfokus pada pengujian stabilitas jangka panjang membran dalam kondisi air limbah nyata yang kompleks, pengujian siklus pembersihan membran (cleaning cycles), serta peningkatan skala produksi ke tahap uji coba (pilot-scale).
Penulis: Gunawan Setia Prihandana, S.T., M.Eng., Ph.D.
