pengolahan air

Pengolahan Air

Pada jaman sekarang ini kualitas air mengalami penurunan akibat dari limbah yang dihasilkan oleh aktivitas rumah tangga dan industri. Persyaratan baku mutu air diatur oleh Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492/MENKES/PER/IV/2010 Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum. Air yang telah mengalami pencemaran harus diproses terlebih dahulu pada suatu sistem, yaitu unit pengolahan air. Unit Pengolahan air dapat didefinisikan sebagai suatu sistem yang direkayasa untuk mengubah kondisi tertentu pada air (DAVID HENDRICKS, 2011). Metode pengolahan air ini terdiri dari intake, koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi, dan desinfeksi.

Intake

Intake merupakan alat atau bangunan penangkap air dari sumber air baku. Dalam Intake terdapat penampungan air yang dilengkapi dengan saringan kasar, halus dan pompa air. Saringan kasar berfungsi untuk memisahkan benda-benda terapung, daun-daunan, sampah, dan kotoran-kotoran  berukuran besar lainnya. Sedangkan saringan halus digunakan untuk penyaring kotoran-kotoran yang lebih halus. Intake secara terus menerus memompa air baku untuk dialirkan ke water treatment plant dengan menggunakan pipa dilengkapi katup membuka dan menutup aliran air.

Koagulasi dan Flokulasi

Koagulasi merupakan proses penambahan dan pencampuran cepat koagulan ke dalam air baku. Sedangkan flokulasi adalah proses pencampuran lambat air dengan koagulan untuk membantu terbentuknya flok. Didalam proses koagulasi dan flokulasi  padatan tersuspensi yang tidak dapat mengendap diubah menjadi lebih besar dan lebih berat sehingga padatan dapat lebih mudah mengendap dengan cara fisika-kimia yaitu penambahan dan pencampuran koagulan ke dalam air baku. Pada proses ini dipengaruhi oleh ukuran partikel dan kekuatan ikatan antar partikel (NICHOLAS G. PIZZI, 2010). Koagulan yang dipakai pada proses koagulasi di WTP 230 L/detik Instalasi Cibinong adalah Alumunium Sulfat (Al₂(SO₄)₃).  Koagulan Al₂(SO₄)₃ dapat bekerja dengan baik pada rentang pH 5,8-6,8. Selain itu, kinerja koagulan Al₂(SO₄)₃ dipengaruhi oleh nilai suhu, alkalinitas, dan kekeruhan. Proses koagulasi menggunakan koagulan Al₂(SO₄)₃ dapat dijelaskan sebagai berikut :

Reaksi antara alumunium sulfat dan garam bikarbonat dalam air :

Al₂(SO₄)₃ + 18H₂O + 3Mg(HCO₃)₂ → 2Al(OH)₃ + 3 MgSO₄+ 18 H₂O + 6 CO₂ 

Alumunium hidroksida yang dihasilkan dari reaksi antara alumunium sulfat dan garam bikarbonat dalam air merupakan endapan yang tidak larut yang akan menarik partikel-pertikel, kemudian membentuk gumpalan yang lebih besar dan akhirnya mengendap.

Sendimentasi

Sedimentasi adalah pemisahan partikel tersuspensi dari air dengan gaya gravitasi. Tangki sedimentasi dirancang mengurangi kecepatan aliran air sehingga padatan tersuspensi dapat terpisahkan dari air dengan gaya gravitasi (B.C PUNMIA, ASHOK.K.JAIN, & ARUM.K.JAIN, 2005). Pada proses pengolahan air di WTP 230 L/detik Instalasi Cibinong digunakan sedimentasi biasa karena sebelumnya air baku telah melalui proses koagulasi dan flokulasi. Pada proses sendimentasi biasa air dari proses koagulasi dan flokulasi yang mengandung partikel-partikel yang tersuspensi dengan berat jenis lebih besar daripada berat jenis air dengan gaya beratnya akan mengendap.  Pengendapan partikel dapat dipercepat dengan memperkecil arus / aliran air dengan cara memperbesar luasan aliran atau cara penyimpanan air. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses sendimentasi adalah kecepatan aliran, viscositas, suhu cairan, bentuk ukuran/ volume, dan berat partikel.

Filtrasi

Pada proses filtrasi air dilewatkan ke media filter untuk menghilangkan materi-materi dari  proses sebelumnya seperti partikel flok, warna, mineral terlarut, dan mikrob yang tidak bisa dihilangkan oleh proses sedimentasi (B.C PUNMIA, ASHOK.K.JAIN, & ARUM.K.JAIN, 2005). Tipe filtrasi yang digunakan pada WTP 230 L/detik di Instalasi Cibinong adalah saringan pasir lambat dan filtrasi karbon aktif. Sedangkan media filter yang digunakan adalah antrasit, pasir silika, dan kerikil. Pada proses saringan pasir lambat air melalui media filter dengan laju filtrasi kurang lebih satu sampai dua puluh lebih dari laju filtrasi saringan pasir cepat atau filtrasi tekanan. Media pasir silika digunakan karena mudah didapat, cukup murah, inert, tidak mudah pecah, dan dapat menghasilkan hasil yang baik pada proses filtrasi. Diameter pasir akan efektif dengan ukuran 0,1 sampai 0,3 mm. dibawah media pasir terdapat kerikil yang berfungsi untuk menyangga lapisan pasir agar pasir tidak menutup lubang saluran bawah. Saringan pasir lambat ini sebelum media pasir silika terdapat antrasit. Antrasit merupakan karbon aktif, proses filtrasi saringan pasir lambat akan lebih efektif jika digabungkan dengan filtrasi karbon aktif.  Filtrasi karbon aktif ini berfungsi untuk menghilangkan bau dan rasa. Media filter akan mengalami kejenuhan karena pemakaian pada proses filtrasi yang terus-menerus. Media filter yang jenuh harus dicuci, pencucian ini dilakukan dengan cara backwash. Backwash dalam water treatment adalah membalik arah masuk air ke dalam tabung filter air. Pada kondisi normal air masuk dari inlet air setelah proses koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi kemudian melewati media filter  kemudian keluar menjadi air hasil olahan yang akan dialirkan gas klor. Pada proses backwash air dialirkan dari bawah media filter ke atas media filter lalu air dari pencucian dibuang melalui pipa pembuangan sisa backwash, setelah backwash dilakukan pembilasan yang berfungsi untuk mengatur lapisan media filter sebelum filter kembali beroperasi.

Desinfeksi

Desinfeksi merupakan proses terakhir yang dilakukan sebelum air disuplai ke rumah masyarakat. Proses desinfeksi bertujuan untuk membunuh mikrob patogen dalam air yang dapat mengganggu kesehatan. Desinfektan yang digunakan pada proses pengolahan air di WTP 230 L/detik Instalasi Cibinong adalah gas klor dan kaporit. Penggunaan kaporit pada proses desinfeksi ini hanya pada saat ketersediaan gas klor habis. Saat klor dialirkan dalam air, klor akan bereaksi terlebih dahulu dengan zat-zat yang dapat dioksidasi kemudian jika terdapat amoniak (NH₃) didalam air maka asam hipoklor (HOCl) yang dihasilkan dari reaksi klor dan air akan bereaksi dengan amoniak membentuk kloramin. Setelah amoniak habis bereaksi dengan asam hipoklorit barulah ion hipoklorit (OCl^-) dari asam hipoklor yang merupakan klor bebas berperan sebagai pembunuh mikrob (F.G.WINARNO, 1986).

Reaksi antara khlor dan air :

Cl₂         +       H₂O                     HOCl  +   H⁺    +   Cl

HOCl                       H⁺    +   OCl^-

Reaksi antara asam hipoklor dengan amoniak :

NH₃      +     HOCl                        NH₂Cl     +      H₂O  (monokloramin)

NH₂Cl   +    HOCl                        NHCl₂        +     H₂O  (dikloramin)

NHCl₂     +    HOCl                       NCl₃            +    H₂O   (trikloramin)

air

Air dan Sumber Air

Air merupakan sumber daya yang penting bagi semua kehidupan di bumi.  Air di bumi terdapat dalam berbagai bentuk seperti uap air, es, cairan, dan salju. Secara kimia air terdiri dari atom hidrogen dan oksigen, ikatan hidrogen antara molekul-molekul air sangat kokoh sehingga untuk memecah ikatan air tersebut diperlukan energi yang besar. Air memiliki beberapa sifat fisika seperti zat pelarut universal. Sumber energi kimia yang kuat, tidak berbau,dan senyawa yang mantap. Air juga merupakan media untuk tumbuhnya mikrob.

Ketersediaan air dibumi yang memenuhi syarat untuk digunakan manusia cukup sedikit karena dibatasi oleh berbagai faktor. Sumber air yang dapat dimanfaatkan  pada dasarnya dapat digolongkan sebagai berikut : (F.G. WINARNO, 1986)

a.             Air angkasa atau air hujan

                  Air angkasa atau air hujan adalah air yang menguap karena panas kemudian mengembara di udara. Uap air yang bercampur melarutkan gas-gas oksigen, nitrogen, karbondioksida, debu, dan senyawa lain. Bagi daerah yang tidak memiliki sumber air  atau hanya memiliki sedikit sumber air tanah maupun air permukaan maka air hujan sangat penting karena dapat dimanfaatkan untuk penyediaan air bersih. Pemanfaatan air hujan dapat dilakukan dengan cara membuat penampungan untuk air hujan.

b.            Air tanah

                  Air tanah adalah sumber air bagi masyarakat pedesaan dalam bentuk mata air atau sumur, baik berbentuk sumur gali, sumur pompa dalam maupun sumur pompa dangkal. Pada air tanah umumnya mengandung bahan larut mineral seperti  kation-kation, Ca, Mn, Fe, Mg, anion-anion, SO₄, CO₃, HCO₃, dan Cl. Kondisi dan sifat tanah mempengaruhi besar kecilnya kandungan mineral. Pada tanah terjadi proses infiltrasi sehingga air tanah menjadi bersih, jernih tak berwarna, dan bebas mikrob tetapi air tanah dapat memiliki bau dan rasa yang diakibatkan  adanya sulfida dan gas metan yang larut.

c.             Air permukaan

                  Air permukaan merupakan air baku utama bagi produk air minum dikota besar. Sumber air permukaan dapat berupa sungai, danau, mata air, waduk, empang, dan air saluran irigasi. Pada umumnya air permukaan sudah mengalami pencemaran sehingga perlu diolah terlebih dahulu.