Pengolahan Air

06.06 |

Air merupakan kebutuhan yang paling utama bagi makhluk hidup. Manusia dan makhluk hidup lainnya sangat bergantung dengan air demi mempertahankan hidupnya. Air yang digunakan untuk konsumsi sehari -hari harus memenuhi standar kualitas air bersih. Kualitas air bersih dapat ditinjau dari segi fisik,kimia, mikrobiologi dan radioaktif. Namun kualitas air yang baik ini tidak selamanya tersedia di alam sehingga diperlukan upaya perbaikan, baik itu secara sederhana maupun modern. Jika air yang digunakan belum memenuhi standar kualitas air bersih, akibatnya akan menimbulkan masalah lain yang dapat menimbulkan kerugian bagi penggunanya.

JENIS-JENIS AIR
1. AIR BERSIH

Air Bersih (clean water) adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Air bersih mempunyai persyaratan dari segi kualitas air yang meliputi kualitas fisik, kimia, biologi dan radiologis yang sesuai dengan Ketentuan Umum Permenkes No. 416/Menkes/PER/IX/1990 sehingga apabila dikonsumsitidak menimbulkan efek samping bagi kesehatan.

AIR MINUM

Air Minum (drinking water) adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum.

Air minum yang ideal adalah:

jernih
tidak berwarna
tidak berbau
tidak berasa
tidak mengandung kuman dan zat-zat yang berbahaya

Standar air minum di Indonesia : diterapkan untuk sumber air minum (air baku) dan air minum sehingga tidak akan menimbulkan dampak negatif terhadap kesehatan manusia :

Standar sumber air minum (air baku) : PP 82/2001
Standar air minum : Keputusan Menkes No. 907/MENKES/SK/VII/2002

Kriteria air minum :

Kualitas : memenuhi persyaratan agar berfungsi secara baik dalam penggunanya
Kuantitas : memenuhi kebutuhan agar jumlahnya cukup sesuai kebutuhan
Kontinuitas : tersedia dan terjangkau setiap saat

Kualitas :

- Kualitas fisik : bau, rasa, warna, suhu dan kekeruhan
- Kualitas kimiawi :

Anorganik : ditoleransi hingga batas-batas tertentu, terutama dampaknya terhadap kesehatan. Contoh maksimum konsentrasi Cu = 1 mg/l, Zn = 5 mg/l
Organik : dibatasi karena dapat bersifat toksik (baik karsinogen, maupun npn-karsigen), seperti senyawa aktif pembentukan pestisida dll

- Kualitas biologi : indikator pencemaran air oleh aktivitas domestik, contoh : bakteri eschericia coli

- Kualitas radioaktif : bebas dari zat radioaktif

SUMBER-SUMBER AIR
1. Air hujan : Kurang mineral, Tergantung musim
2. Air tanah :
3. Mata air : kuantitas kecil, kualitas relatif bagus, kontinuitas belum tentu terjamin
4. Air permukaan :

PENGOLAHAN AIR

Jenis Pengolahan Air Bersih

Jenis pengolahan air bersih secara umum:
- Penjernihan : bertujuan menurunkan kekeruhan, Fe dan Mn
- Pelunakan : bertujuan menurunkan kesadahan air
- Desinfeksi : bertujuan membunuh bakteri patogen
Jenis proses pengolahan air bersih:
- Secara fisika : tidak ada penambahan zat kimia (aditif), contoh: pengendapan, filtrasi, adsorpsi, dll
- Secara kimiawi : penambahan bahan kimia sehingga terjadi reaksi kimia. Contoh penyisihan logam berat, pelunakan, netralisasi, klorinasi, ozonisasi, UV, dsb
- Secara biologi : memanfaatkan aktivitas mikroorganisme. Contoh saringan pasir lambat

Penjernihan Air

Karakteristik tipikal air permukaan di Indonesia adalah masalah kekeruhan, yang berfluktuasi tergantung musim. Sehingga sasaran utama adalah “jernih”
Rangkaian proses penjernihan _ tergatung dari:
- Suspensi koloidal:
  - Stabil sehingga sulit diendapkan
  - Ukuran 10-3 – 10-6 mm, memiliki kecepatan mengendap sekitar 1 mm/jam sampai 1 mm/tahun
- Non koloidal dapat terendapkan (settleable):
  - Tidak stabil
  - Siap untuk mengendap
Proses penjernihan air akan melibatkan unit-unit operasi dan proses berdasarkan sifat fisik dan kimia dari koloid

Konfigurasi penjernihan air

Koloid dengan kekeruhan tinggi

conditioning → koagulasi + flukolasi → sedimentasi → filtrasi → distribusi → desinfeksi

Koloid dengan kekeruhan sedang atau rendah:

conditioning → koagulasi + flokulasi → filtrasi → distribusi → desinfeksi

Koloid dengan kekeruhan rendah:

conditioning → saringan pasir lambat → desinfeksi

Non koloid:
- Filtrasi langsung (direct filtration)
- Pengendapan langsung (direct sedimentation)
- Kombinasi filtrasi dan sedimentasi

Conditioning

Pengaturan pH
Pra-sedimentasi: pengendapan partikel diskrit, misal: pasir

( Skema pengolahan air bersih )

Sumber : www.geocities.com

1. Bangunan Intake

Bangunan intake ini berfungsi sebagai bangunan pertama untuk masuknya air dari sumber air. Pada umumnya, sumber air untuk pengolahan air bersih, diambil dari sungai. Pada bangunan intake ini biasanya terdapat bar screen yang berfungsi untuk menyaring benda-benda yang ikut tergenang dalam air. Selanjutnya, air akan masuk ke dalam sebuah bak yang nantinya akan dipompa ke bangunan selanjutnya, yaitu WTP – Water Treatment Plant.

2. Water Treatment Plant

Water Treatment Plant atau lebih populer dengan akronim WTP adalah bangunan utama pengolahan air bersih. Biasanya bangunan ini terdiri dari 4 bagian, yaitu : bak koagulasi, bak flokulasi, bak sedimentasi, dan bak filtrasi.

a. Koagulasi

Dari bangunan intake, air akan dipompa ke bak koagulasi ini. Pada proses koagulasi ini dilakukan proses destabilisasi partikel koloid, karena pada dasarnya air sungai atau air-air kotor biasanya berbentuk koloid dengan berbagai partikel koloid yang terkandung di dalamnya. Destabilisasi partikel koloid ini bisa dengan penambahan bahan kimia berupa tawas, ataupun dilakukan secara fisik dengan rapid mixing (pengadukan cepat), hidrolis (terjunan atau hydrolic jump), maupun secara mekanis (menggunakan batang pengaduk). Biasanya pada WTP dilakukan dengan cara hidrolis berupa hydrolic jump. Lamanya proses adalah 30 – 90 detik.

( Koagulasi (Rapid Mixing) )

b. Flokulasi

Setelah dari unit koagulasi, selanjutnya air akan masuk ke dalam unit flokulasi. Unit ini ditujukan untuk membentuk dan memperbesar flok. Teknisnya adalah dengan dilakukan pengadukan lambat (slow mixing). Waktu operasi 15 – 30 menit.

( Proses Flokulasi Partikel Koloid ) ( Flokulasi (Slow Mixing) )

c. Sedimentasi

Setelah melewati proses destabilisasi partikel koloid melalui unit koagulasi dan unit flokulasi, selanjutnya perjalanan air akan masuk ke dalam unit sedimentasi. Unit ini berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel koloid yang sudah didestabilisasi oleh unit sebelumnya. Unit ini menggunakan prinsip berat jenis. Berat jenis partikel koloid (biasanya berupa lumpur) akan lebih besar daripada berat jenis air. Dalam bak sedimentasi, akan terpisah antara air dan lumpur. Waktu pengendapan tergantung ukuran partikel. Kecepatan mengendap umumnya berkisar antara 1-2 jam

Gabungan unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi disebut unit aselator.

d. Filtrasi

Setelah proses sedimentasi, proses selanjutnya adalah filtrasi. Unit filtrasi ini, sesuai dengan namanya, adalah untuk menyaring dengan media berbutir. Media berbutir ini biasanya terdiri dari antrasit, pasir silica, dan kerikil silica denga ketebalan berbeda. Dilakukan secara grafitasi.

e. Desinfeksi

Biasanya untuk proses tambahan, dilakukan desinfeksi berupa penambahan chlor/klorinasi, ozonisasi, UV, pemanasan, dan lain-lain sebelum masuk ke bangunan selanjutnya, yaitu reservoir.

3. Reservoir

Setelah dari WTP dan berupa clear water, sebelum didistribusikan, air masuk ke dalam reservoir. Reservoir ini berfungsi sebagai tempat penampungan sementara air bersih sebelum didistribusikan melalui pipa-pipa secara grafitasi. Karena kebanyakan distribusi di kita menggunakan grafitasi, maka reservoir ini biasanya diletakkan di tempat dengan eleveasi lebih tinggi daripada tempat-tempat yang menjadi sasaran distribusi. Biasanya terletak diatas bukit, atau gunung.

( Reservoir air bersih )

Gabungan dari unit-unit pengolahan air ini disebut IPA – Instalasi Pengolahan Air. Untuk menghemat biaya pembangunan, biasanya Intake, WTP, dan Reservoir dibangun dalam satu kawasan dengan ketinggian yang cukup tinggi, sehingga tidak diperlukan pumping station dengan kapasitas pompa dorong yang besar untuk menyalurkan air dari WTP ke reservoir. Barulah, setelah dari reservoir, air bersih siap untuk didistribusikan melalui pipa-pipa dengan berbagai ukuran ke tiap daerah distribusi.

Pengolahan Air Khusus

Penurunan kesadahan (air tanah):
- Penambahan kapur atau kapur soda
- Pertukaran ion: Ca++ + Na2R → CaR + 2Na+
Penurunan Fe dan Mn:

Oksidasi _ dan pengaturan pH

Penyisihan materi terlarut (Total Dissolved Solid):

Membran :

Menyisihkan partikel-partikel koloidal dan ion-ion terlarut
Selektivitas pemisahan berdasarkan ukuran pori :

Mikrofiltrasi : 0,02 – 10 mm
Ultrafiltrasi : 0,01 – 0,02 mm
Membran dense : 0,0001 – 0,001 mm
Reverse osmosis :  0,0001 mm

Membran digunakan dalam proses pengolahan air limbah dengan nilai recovery tinggi

Penyisihan bau, rasa dan warna:

Adsorpsi: karbon aktif

Penempatan pengolahan khusus membutuhkan:
- Karakteristik air baku yang akan diolah secara:
  - Kualitatif: kandungan pencemar yang terkandung serta tingkat keberbahayaan thd kesehatan manusia dan kerusakan material
  - Kuantitatif: besarnya kebutuhan air di masyarakat serta ketersediaannya di sumber air baku
- Periode perencanaan: sangat berpengaruh terhadap dimensi instalasi dan aspek ekonomis
- Kemudahan dalam operasi dan perawatan: ketersediaan sumberdaya manusia dan suku cadang

DAFTAR PUSTAKA

TL 4001 Rekayasa Lingkungan 2009 Program Studi Teknik Lingkungan ITB . Pengantar Pengolahan Air Bersih . http://kuliah.ftsl.itb.ac.id/wp-content/uploads/2009/03/pengantar-pengolahan-air-bersih-compatibility-mode.pdf . Diunduh hari Jum’at, 6 April 2012 pukul 19.49