PENGOLAHAN AIR BERSIH

Disusun oleh

Septian Julifar Syamsul Huda

April 2004

I. Sistem Pengolahan Air.

1.1 Umum

Dalam perencanaan sistem penyediaan air minum, pengolahan air merupakan bagian terpenting.

Tujuan pokok dalam sistem pengolahan air adalah untuk mendapatkan air yang memenuhi standar kualitas air minum, karena sumber air umumnya mengalami fluktuasi dan mengalami perubahan kuantitas, maka diperlukan skill dan kewaspadaan dalam pengawasan dan operasi sistem.

Secara umum pengolahan air dapat dikemukakan seperti pada tabel 6.3.

Tabel : Proses Pengolahan air

Pengotoran	Proses yang dugunakan
Bahan terapung	Penyaringan kasar
Bahan tersuspensi	Prasedimentasi
Bahan tersuspensi halus	Sedimentasi dengan koagulasi
Mikroorganisma dan bahan koloid	Filtrasi
Gas terlarut, rasa dan bau	Aerasi dan pengolahan kimiawi
Bakteri patogen	Desinfeksi

Sumber :

1.2 Standar Kualitas Air Minum

Dalam sistem penyediaan air minum, dikenal beberapa standar kualitas air minum, antara lain :

- Standar I.C.M.R (Incian Council of Medikal Research)

- Standar W.H.O (work Headtn Organisation)

- Standar U.S.P.H.S (United States Public Health Sociecy)

- Standar A.W.W.A (Amirican Warer Work Association)

- Standar Kualitas Air Minum Departemen Kesehatan RI.

Tabel : Standar Kualitas Air Minum Departemen Kesehatan RI

Parameter		Minimum yang dibolehkan	Maksimum yang di anjurkan	Maksimum yang di bolehkan
Warna (Unit Pt-Co)		-	5	50
Bau		-	Tak ada	-
Rasa		-	Tak ada	-
Kekeruhan (SiO₂)	mg/1	-	5	45
pH		6,5	-	9,2
Total solid	mg/1	-	500	1500
Zat Organik (MnO₄)	mg/1	-	-	1
CO2 agresif	mg/1	-	-	0
Kesadahan Total OG		5	-	10
Ca	mg/1	-	75	200
Mg	mg/1	-	30	150
Fe	mg/1	-	0,1	1,0
Mn	mg/1	-	0,05	0,5
SO4	mg/1	-	200	400
H2S	mg/1	-	-	0
F	mg/1	1	-	2
C1	mg/1	-	200	600
NH4	mg/1	-	-	0
Nitrat	mg/1	-	-	20
Nitrit	mg/1	-	-	0

Sumber: Standar Kualitas Air Minum Departemen Kesehatan RI

Berhukmas No. 01/I/1775

1.3 Proses Pengolahan

Proses pengolahan dimaksudkan adalah untuk mengolah air baku dari sumber air menjadi air yang dapat digunakan sebagai air minum yang aman dan sehat sesuai dengan syarat kualitas air minum berdasarkan standar kualitas air minum Departemen Kesehatan RI

Oleh sebab itu maka proses pengolahan yang perlu dilakukan sangat bergantung pada kuantitas air baku yang digunakan

Tabel : Kuantitas Air Baku dan Standar Kualitas Air Minum

Parameter		Kualitas Air Baku		Standar Air Minum
Parameter		I	II	Standar Air Minum
Warna (Unit Pt-Co)		20 koloid	35 koloid	< 5-50
Daya hantar listrik	(mhos/cM)	29	56	-
Kekeruhan (SiO₂)	mg/1	71,4	23	< 5-25
pH		6,7	6,8	6,5-9,2
Zat Organik (MnO₄)	mg/1	22,97	8,97	< 1
CO₂ agresif	mg/1	2,52	3	0
Kesadahan Total OG		0,96	1,88	5-10
Ca	mg/1	4,64	6,28	< 75-200
Mg	mg/1	1,33	4,3	< 30-150
Fe	mg/1	2,00	1,40	< 0,1-1,0
Mn	mg/1	0,00	0,00	< 0,05-0,5
SO₄	mg/1	18,4	11,0	< 200-400
NH₄	mg/1	0,15	0,35	0
Nitrat	mg/1	1,35	2,15	< 20
Nitrit	mg/1	0	0.01	0

Sumber : Laboratprium jurusan Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Bandung,

Desember 1988

Standar Kualitas Air minum DepKes RI, Birhukmas No. 01/1/1975

Darihasil analisa kualitas air baku air sungai Cileuer menunjukkan bahwa beberapa parameter kualitas air baku tersebut belum memenuhi standar kualitas air minum. Parameter tersebut adalah : warna, kekeruhan, besi, zat organik, CO₂ agresif, HCO^-₃, suspended solids.

Untuk itu diperlukan pengolahan, yaitu :

1. Warna

Pada umumnya air permukaan mempunyai warna yang melebihi satndar air minum. Penyebab warna dalam air adalah adanya kontak antara air dengan zar organik dan sering kali disebabkan oleh adanya kandungan besi (Fe)

Pada dasarnya warna dibedakan dalam 2 jenis penyebab, yaitu :

- Warna semu (apparent colour)

warna yang disebabkan oleh unsur tersuspensi

- Warna sejati (True Colour)

warna yang diakibatkan zar organik, zat koloidal.

2. Kekeruhan

Kekeruhan air disebabkan oleh unsur tersuspensi terutama yang koloidal. Penurunan kekeruhan ini diperlukan karena :

- Segi erstetika

- Desinfeksi, karena kekeruhan sering kali disebabkan dengan adanya organisme, maka dalam pengolahan diperlukan desinfeksi.

3. Besi (Fe)

Untuk menurunkan kadar Fe dalam air dapat dilakukan dengan metoda ion exchanger atau dengan oksidasi/koagulasi yang kemudian diikuti dengan sedimentasi dan filtrasi.

4. CO₂ agresif

Karbon dioksida berlebih yang terdapat dalam air perlu dihilangkan karena dapat bersifat agresif, yaitu :

- Korosif terdapat peralatan logam

- Merusak bangunan beton dan lapisan semen pada pipa

- Korosif terhadap peralatan plambing

Karbon dioksida dapat diturunkan dengan aerasi atau pembubuhan kapur. Keagresifan air terhadap karbonat dapat dilihat melalui Indeks Lengeliernya (LI), yaitu :

Jika LI < 0, air bersifat agresif

LI = 0, air bersifat stabil

LI > 0, air jenuh CaCO3

Dimana LI – Indeks Langelier

5. Zat Organik

Zat organik yang trerdapat dalam air umumnya disebabkan oleh kontaminasi yang berasal dari tumbuh-tumbuhan dan vegetasi lainnya.

Adanya zat organik dalam air dapat menyebabkan kekeruhan danwarna yang stabil selain itu juga berpengaruh pada proses penurunan besi. Zat organik dapat dihilangkan melalui proses oksidasi dengan pembubuhan zat kimia seperti : kaporit, kalium permanganat.

II. Unit Pengolahan Air Minum

2.1 Koagulasi

Partikel dengan ukuran butir sangat keciltidak dapat diendapkan dalam unit sedimentasi. Partikel dengan diameter 0,06 mm membutuhkan waktu 10 jam untuk mengendap dalam bak sedimentasiyang mempunyai kedalaman 3 meter, dan partikel yang berdiameter 0,002 mm membutuhkan waktu mengendap selama 4 hari. Detention time selama ini tidak bisa dipraktekan dalam perencanaan. Selain partikel-partikel yang halus, didalam air juga terdapat koloid-koloid yang bermuatan listrik yang selalu bergerak-gerak serta tidak dapat diendapkan secara gravitasi.

Oleh sebab itu digunakan suatu proses yang dapat mempermudah partikel-partikel halus/koloidal tersebut mengendap, yaitu Koagulasi

Proses

Suatu zat kimia tertentu yang disebut koagulan tidak dapat larut didalam air, bahkan dapat membentuk flok-flok presipitat. Presipitat-presipitat terbentuk dapat menyerap/mengikat suspensi halus dan koloid-koloid yang terdapat dalam air, proses ini dapat berjalan dalam waktu yang relatif cepat. Proses koagulasi ini dapat menurunkan derajad “warna”, “bau” dan “rasa”. Partikel-partikel suspensi maupun koloidal-koloidal yang telah berbentuk flok hasil proses koagulasi dapat dipisahkan dari air melalui proses sedimentasi (pengendapan)

Koagulan

1. Alumunium Sulfat.

Rumus Kimia : A1₂ (SO₄)3. 18 H₂O

Alumunium Sulfat atau “Alum”, mudah didapat dipasaran bebas.

Alum berwarna abu-abu kotor berbentuk padat dengan kadar kurang lebih 17 % alumunium sulfat. Alum adalah koagulan yang sering di gunakan dalam proses pengolahan air minum. Alum didalam air dapat bereaksi dengan garam. Jika didalam air tidak terdapat garam-garam alum, maka diperlukan penambahan kapur sehingga dapatlah terjadi reaksi alum. Koagulasi dengan alum berjalan dengan baik pada pH antara 6,5 – 8,5

2. Natrium Sulfat.

Rumus kimia : Na₂A1₂O₄

Koagulan ini harganya mahal, oleh sebabitu tidak umum digunakan. Disamping sebagai koagulan, natrium aluminat ini dapat menghilangkan korosifitas air.

3. Koagulan Besi

Umumnya yang digunakan dalam proses koagulasi adalah garam ferri FeC1₃, Fe₂(SO₄)3 atau campuran dari kedua garam tersebut.

Ferri merupakan koagulan oksidator yang sangat baik, yang juga dapat menghilangkan gas H₂S, rasa dan bau. Umumnya koagulan ini digunakan dalam pengolahan air buangan

Dosis Koagulan

Dosis koagulan yang diperlukan untuk pengolahan air, tergantung dari :

- Jenis Koagulan

- Kekeruhan air

- Warna air

- pH air

- Temperatur

- Waktu pencampuran

Tabel : dosis koagulan

Koagulan	pH optimum	Dosis mg/1
Alumunium sulfat	5,5 – 8,0	5,15 – 8,5
Ferri sulfat	-	3,4 – 34
Ferri klorida	5,5 – 11	8,5 – 51
Ferro sulfat	5,5 – 11	8,5 – 51
	8,5 – 11	5,1 – 51

Penentuan dosis optimum umumnya dilakukan dengan percobaan “Jar Test”.

Didalam sistem pengolahan air, jar test dilakukan secara berkala atau bila kualitas air baku berubah, sehingga dapat ditentukan dosis optimum dari pengolahan air baku.

Pencampuran

Sesudah pembubuhan koagulan dulakukan, maka operasi berikutnya adalah mencampur/mengaduk koagulan tersebut dalam air baku secara merata.

Pengadukan (koagulan) dilakukan secara cepat selama kurang lebih satu menit yang diikuti dengan pengadukan secara lambat, kurang lebih 30 – 60 menit, yang dihentikan dengan proses flokulasi. Tipe bak koagulasi adalah :

a. Pengaduk Mekanis

Didalam mencampurkan koagulan dengan air, alat ini menggunakan padel yang digerakkan oleh motor penggerak

b. Deflektor Plate Mixer

Alat ini bekerja dengan menggunakan/memanfaatkan pancaran air yang keluar dari deflaktor.

Air masuk melaluianlat, kemudian dipancarkan olehdeflaktor dimana didekat deflaktor dibubuhkan koagulan dengan demikian pencampuran dapat berlangsung.

Reaksi – reaksi kimia pada koagulasi :

A1₂(SO₄)3. 18H₂O + 6HCO^-₃ ® 2A1(OH)3 ¹ 6CO₂ + 18H₂O + 3SO^-₄
A1₂(SO₄)3. 18H₂O + OH^- ® 2A1(OH)3 + 18H₂O + 3SO^-₄
Untuk kondisi pH > 8,0

A1₂(OH)3 + OH^- ® A10^-₂ + 2H₂O

Untuk kondisi pH > 6,5

A1(OH)3 + 3H⁺ ® A1³⁺ + 2H₂O

2.2 Flokulasi

Sesudah koagulan tercampur dalam air, maka operasi berikutnya adalah flokulasi. Flokulator berjalan dengan kecepatan lambat dengan maksud supaya terjadi pembentukan flok.

Kecepatan air dalam bak pengaduk dijaga pada harga 15 – 30 cm/detik, hal ini dimaksudkan untuk menjaga agar supaya tidak terjadi pengendapan ataupun tidak terjadi kerusakan flok-flok yang telah terbentuk pada bak pengaduk. Tipe flokulasi adalah :

1. Pengaduk mekanis

2. bak tersekat (Baffle Type Basins)

dalam bak pengaduk ini, air mengalir berubah-ubah arah. Vertikal ke atas ke bawah atau horisontal, ke kanan ke kiri melewati bafel-bafel. Bafel-bafel diletakkan pada jarak antara 60 – 100 cm dengan kecepatan aliran air direncanakan dapat melaluinya pada harga antara 15 – 30 cm/detik. Periode detensi diambil antara 20 – 50 menit.

Pemisahan Flok

Dalam operasi flok yang telah terbentuk dalam unit flokulasi dapat diendapkan pada operasi berikutnya, yaitu pada bak penendap.

Pada jaman sekarang ini umumnya unit=unit koagulator, flokulator dan sedimentasi dikombinasikan dalam satu unit, yang disebut accesalator.

2.3 Bak Pengendap (Sedimentasi)

Partikel yang mempunyai berat jenis yang lebih besar daripada berat jenis air akan dapat mengendap secara grafitasi. Partikel yang tidak berubah ukuran, bentuk dan besarnya selama proses pengendapan didalam zar cair, yang disebur partikel diskrit (discrete particle), akan mengendap yang diakibatkan karena mendapat gaya percepatan sampai gaya gesek yang dialaminya sama dengan kecepatan yang konstan (tetap), kecepatan yang konstan ini dikenal dengan kecepatan pengendapan (settling velecity)

Gaya dorong (impelling velocyti) pada kecepatan mengendap adalah sama dengan berat efektif dari partikel dalam cairan.

Fi = (rs - r). g.v……………………… (1)

Dimana, F1 = impelling force (gaya dorong)

rs = masa jenis partikel

r = masa jenis fluida

g = percepatan gravitasi

v = volume partikel = 1/6 p d³

Hukum Newton menuliskan hubungan gaya gesekan (frictional) resistance atau drag sebagai berikut :

Fd = Cd.A.r / (2.v2)………………… (2)

Dimana, Fd = gaya gesekan (drag force)

Cd = Koofisien gesekan

A = luas penampang partikel = ¼.p.d²

d = diameter partikel

v = kecepatan mengendap partikel

dari persamaan (1) dan (2) didapat

v = ( ¾ . 8 . (rs-r).D) ^½ …………… (3)

Cd r

Koefisien Reynold (Reynold Number)

R = r.v.d …………………. (4)

Dimana, R = Reynold Number

= viskositas absolut cairan

Hukum stokes

F_d = 3.p.v.v.d……………….. (5)

Dari persamaan (2) dan (5) didapat

C_p = 24 . v .

r.v.d

dan dengan memasukan persamaan (4) didapat

Cd = 24.

Maka persamaan umum untuk kecepatan mengendap partikel, adalah

V = 1/18 . 8/v . (rs - r).d2

Dimana, V = kecepatan mengendap, cm/det

8 = percepatan grafitasi, cm²/det

V = Vikositas absolut cairan, cm²/det

rs = masa jenis partikel,

r = masa jenis air,

d = diameter partikel, cm

Tabel 6.7 : Harga Viskositas Air

Temperatur ^oC	0	5	10	15	20
Viskositas (centistokes)	1,79	1,52	1,31	1,15	1,01

1 centistokes = 10^-2 cm²/det

Disain Bak Sedimentasi

Dalam perencanaan bak sedimentasi didasari oleh beberapa asumsi, yaitu

- air yang berada dalam zone sedimentasi adalah tenang tanpa terjadi pada zone penegendapan.

- Aliran air adalah steady (lunak) dan semua partikel didistribusikan secara merata pada penampang bak secara tegak lurus.

- Partikel mengendap pada zone lumpur

Pada bak sedimentasi ii dikenal beberapa zone, yaitu :

Zone Inlet

Zone inlet didesain sedemikian rupa sehingga air baku dapat masuk ke zone pengendapan tanpa menimbuilkan gangguan terhadap partikel yang mengendap. Air didistribusikan secara uniform dan merata sepanjang bak pengendapan.

Zone Pengendapan

Partikel yang mengendap pada zone pengendapan dipengaruhi oleh dua gaya, yaitu aliran air itu sendiri dan gaya gravitasi. Aliran horisontal, sedangkan gaya gravitasi menyebabkan partikel bergerak kearah vertikal ke bawah. Resultan dari kedua arah gerakan tersebut menyebabkan partikel dapat mengendap ke zone lumpur.

Dalam proses pengolahan air dengan bak sedimentasi, air baku dialirkan dengan tenang agar zat tersuspensi dapat mengendap secara gravitasi. Kondisi tersebut dapat dicapai apabila dipenuhi hubungan matematis berikut ini.

L / V > L / m

Dimana, L = panjang zone pengendapan, m

H = kedalam air pada zone pengendapan, m

V = kecepatan horisontal air, m/dt

m = kecepatan pengendapan partikel, m/dt

waktu yang dibutuhkan oleh air untuk mengalir dari awal zone pengendapan sampai air keluar dari zone tersebut dinamakan waktu detansi (detantion time), yaitu waktu yang dibutuhkan oleh air selama berada di zone pengendapan. Dalam waktu detensi ini partikel seluruhnya sudah mengendap dalam zone lumpur.

Secara teoritis detention time diformulasikan sebagai berikut :

Detention time, t^d (detik) = volume bak, C(m³) .

Debit aliran, Q(m³/detik)

Di dalam prakteknya, waktu detensi diambil lebih besar dari waktu detensi teoritis, oleh karena kelakuan air yang kadan-kadang dapat mengalir lebih cepat dari yang direncanakan.

Debit aliran per unit area permukaan bak pengendap disebut beban permukaan (surface loading). Kecepatan mengendap partikel adalah sama dengan beban permukaan, dan ini berarti bahwa tidak ada ketergantungan dengan kedalaman bak sedimentasi. Atas dasar ini maka dapat direncanakan zone pengendapan sehingga partikel-partikel yang diinginkan dapat diendapkan pada dasar bak.

Zone Lumpur

Zone lumpur dalam bak pengendap direncanakan sedemikian rupa sehingga lumpur partikel dapat terkumpul, kemudian dibuang dapat sewaktu-waktu

Zone Outlet

Pada prinsipnya zone outlet ini didisain sebagaimana zone inlet, sehingga air dapat dikeluarkan dari bak pengendap tanpa menimbulkan gangguan pada proses pengendapan.

Tipe Bak sedimentasi

a. Rectanguler Tanks (bak segi empat)

Bak sedimentasi jenis ini direncanakan berbentuk segiempat dan kadang kadang memiliki bafel-bafel yang berfungsi untuk memperbesar beban permukaan, untuk mengurangi kecepatan aliran air, dan juga berfungsi untuk menghindari adanya aliran pendek (short circuiting).

Untuk memungkinkan pengeluaran lumpur endapan, maka dasar bak dibuat dengan kemiringan tertentu. Pengeluaran lumpur dapat menggunakan prinsip hidrostatik melalui pipa out let lumpur.

b. Circular Tanks

Circular Tanks dapat dibedakan dua macam berdasarkan pada aliran air yang masuk ke dalam tanks, yaitu :

Radial Flow Circular Tanks.

Air masuk melalui pipa inlet yang diletakkan dipusat tangki pengendap, kemudian oleh deflektor air dialirkan ke arah radial horizontal menuju tepi tangki pengendap (Outlet). Lumpur endapan mengumpul dipusat tangki (pengumpulan dilakukan dengan menggunakan scraper).

Circumferential Flow Circular Tanks

Air baku masuk kedalam tangki pengendap melalui beberapa celah inlet. Kemudian oleh lengan pemutar air yang masuk dialirkan (didorong) ke sekeliling lingkaran tangki pengendap. Bersamaan dengan itu lumpur endapan dapat mengendap kedasar bak dan terkumpul dalam zone lumpur, sedangkan air bersih masuk ke dalam outlet tangki pengendap.

c. Hopper Botton Tank

Tipe bak pengendap ini disebut juga vertikal flow tanks, sebab air baku dialirkan secara vertikal (baik ke bawah ataupun ke atas)

Pada pusattangki bak diletrakkan deflektor dimana air baku masuk dari bagian atas kedalam deflektor, kemudian air turun kebawah serta keluar lagi dari deflektor menuju outlet. Partikel suspensi akan mengumpul pada zone lumpur sewaktu aliran ke bawah. Pada saat aliran ke atas (up flow), partikel-partikel suspensi tidak akan ikut aliran air keatas, oleh karena partikel lumpur memiliki berat jenis yang lebih besar dari pada air.

Lumpurendapan dapat dikeluarkan melalui pipa outlet dengan prinsip hidrostatik. Air yang sudah bersih dari suspensi dikumpulkan oleh peluap-peluap yang diletakkan dibagian atas bak pengendap, selanjutnya air dialirkan keluar melalui outlet yang berada pada sisi bak pengendap tersebut.

2.4 Filtrasi

Pada unit sedimentasi, partikel-partikel suspensi diendapkan ndalam persentase yang besar, namun demikian masih diperlukan suatu unit pengolahan untuk menyempurnakan penurunan kadar-kadar kontaminan seperti bakteria, warna, rasa, bau, dan Fe sehingga diperoleh air yang bersihmemenuhi standar kualitas air minum. Unit operasi yang dimaksudkan disini adalah filtrasi.

Filter atau saringan dapat menjadi dua macam yaitu saringan pasir lambat dan saringan pasir cepat saringan pasir lambat dikembangkan pada trahun 1829 oleh James Simson pada PerusahaanAir Minum Inggris, sedangkan saringan pasir cepat dikembangkan di USA selama periode tahun 1900 – 1910

Saringan pasir cepat mempunyai keuntungan – keuntungan yang lebih banyakdipergunakan dalam sistem pengolahan air minum, filter juga dapat diklasifikasikan berdasarkan cara pengalirannya, yaitu gravity filter dan pressure filter.

Prinsip Filtrasi

Dalam proses filtrasi dapat dihilangkan bakteri, warna, bau, rasa serta Fe sehingga air menjadi bersih. Proses yang dapat terjadi pada filter adalah :

a. Penyaringan Mekanis

Proses ini dapat terjadi pada filter cepat maupun filter lambat.

Media yang dipergunakan dalam filtrasi adalah pasir yang mempunyai pori-pori (ruang antar pasir) yang cukup kecil. Dengan demikian partikel-partikel yang mempunyai ukuran butir lebih besar dari ruang antar butir pasir media dapat bertahan. Selama proses filtrasi, ruang butir antar pasir akan semakin dipekecil oleh partikel-partikel yang tertahan pada media filter. Pada filter ini flok-flok yang tidak terendapkan pada sedimentasi akan tertahan pada lapisan teratas pasir membentuk lapisan penutup yang selanjutnya akan menahan partikel-partikel yang mempunyai ukuran kecil.

b. Pengendapan

Proses ini hanya dapat terjadi pada filter lambat.

Ruang antar butir media pasir berfungsi sebagai bak pengendap kecil. Partikel-partikel yang mempunyai ukuran kecil sekalipun, serta koloidal-koloidal dan beberapa macam bakteri akan mengendap dalam ruang antar butir dan melekat pada butir pasir efek fisika (Adsorpsi)

c. Biological Action.

Proses ini hanya dapat terjadi pada filter lambat.

Suspensi-suspensi yang terdapat dalam air mengandung orbanisme-orbanisme seperti algae, dan plankton, yang merupakan bahan makanan jenis-jenis mikro organiame tertentu. Organisme-organisme tersebut membentuk lapisan diatas media filter yang disebut dengan “Lapisan Lendir” (smudt decke) filter. Dengan adanya lapisan lendir filter ini maka mikroorganisme yang terdapat dalam air akan tertinggal di situ, sehingga air filtrat tidak mengandung mikroorganisme/bakteri lagi.

Pasir Filter

Pasir yang dipergunakan dalam filter harus bebas dari lumpur, kapur dan unsur-unsur organik. Pasir harus keras. Jika dimasukkan kedalam asam klorida selama 24 jam tidak akan kehilangan berat lebih dari 5 %. Pasir yang sangat halus akan lebih cepat mampat (clogang), tetapi jika terlalu besar maka suspensi/partikel halus akan lolos. Oleh karena itu ukuran butir pasir filter harus diseleksi terlebih dulu.

Media Penahan Filter

Pasir yang dipergunakan dalam filter di tahan oleh media penahan filter yang umumnya dibuat dari lapisan kerikil.

Media penahan ini berfungsi untuk menahan pasir dan menyebarkan alirn filtrat ke dalam sistem drainase serta aliran air pencuci pasir.

Kerikil yang dipergunakan untuk media penahan filter harus bersih, keras, tahan lama dan bulat-bulat.

Saringan Pasir Lambat (Slow Sand Filter)

Pada Saringan Pasir Lambat air baku dari bak sedimenstasi masuk ke saringan pasir melalui Inlet, kemudian didistribusikan secara merata kepermukaan media penyaring tanpa menimbulkan gangguan.

Apabila filter ytelah mencapai kehilangan tekanan maksimum, maka operasi filter dihentikan untuk selanjutnya filter dicuci/dibersihkan. Pencucian dilakukan dengan cara mengambil media filter bagian paling atas setebal 3 – 5 cm untuk dicuci di luar filter.

Tujuan pokok dalam penyaringan ini adalah menghilangkan bakteri dan partikel suspensi yang terbawa dalam air. Efisiensi saringan pasir lambat cukup besar, kurang dari 98% bakteri sampai 99 % bakteri dapat bertahan sedangkan partikel-partikelsuspensi hampir 100 % slow sand Filter juga menghilangkan efek bau, rasa dan warna dalam air. Namun untuk bakteri pathogen tidak dapat tertahan dalam filter lambat, karena itu setelah operasi filter ini masih diperlukan proses desinfeksi

Sehubungan dengan kecepatan filtrasi yang relatif lambat, maka dimensi bak filter memerlukan areal yang cukup luas.

Saringan Pasir Cepat (Rapid Sand Filter)

Pencucian filter pasir cepat dilakukan dengan cara back wash (aliran balik). Pertama tama aliran inlet ditutup dan air dalam filter dibuang sampai beberapa centimeter dibawah lapisan pasir teratas. Kemudian selama kurang lebih 2 – 3 menit, filter ditiup dengan udara untuk melepaskan /membersihkan kotoran kotoran yang menempel pada pasir. Kemudian dilakukan pembersihan dengan back wash, kotoran-kotoran atau pun endapan suspensi yang tertinggal pada filter akan ikut terekspansi dan bersama air pencuci dikeluarkan melalui gutter.

Proses pencucian filter dilakukan sampai media filter menjadi bersih. Pencucian biasanya dilakukan setelah 24 jam beroperasi dan memerlukan waktu pencucian kurang lebih 10 menit. Selama pencucian pasir terekpasnsi kurang lebih 50 %. Pencucian filter juga dapat dikombinasikan dengan pencucian permukaan filter dengan menggunakan nozzle. Kecepatan peyemprotan nozzle kurang lebih270 liter/m2/menit, dengan tekanan antara 0,70 – 1.10 kg/cm2. dengan kombinasi ini, hasil pencucian filter dapat lebih bagus, dan jumlah air yang diperlukan untuk mencuci filter dapat lebih sedikit.

Sistem Drainase

Pada dasar filter diletakkan suatu sistem drainase. Sistem ini berfungsi untuk mengumpulkan filtrat serta meratakan aliran pencuci selama backwash. Sistem drainase yang umumnya digunakan adalah sebagai berikut :

Vitrivied Tile Blocks (leopold Block)

Sistem ini terdiri dari seperangkat blok-bnlok yang terlubangn-lubang (orifice) dimana air filtrat masuk melaluinya. Blok-blok tersebut di letakkan pada dasr filter dibawah lapisan kerikil.

Tabel : Perbandingan Slow dan Rapid Sand Filter

Parameter	Slow Sand Filter	Rapid Sand Filter
* Area Filter	Sangat luas	Relatif kecil
* Ukuran Pasir	ES = 0,2 – 0,4 mm UC = 2 - 4	ES = 0,36 – 0,6 UC = 1,2 – 1,8
* Air Baku	Tidak perlu pengolahan pendahuluan	Perlu pengolahan pendahuluan
* Kecepatan filtrasi	100-180 1/m²/jam	4000-5000 l/m²/jam
* Distribusi pasir	Tercampur	Kecil ke besar
* Periode pencucian	1 – 3 bulan	24 – 48 jam
* Metoda Pencucian	Pengerukan lapisan atas 3 – 5 cm	Back washing
* Kehilangan tekanan	15 – 75 cm	2 – 4 m

2.5 Desinfeksi

Desinfeksi ialah proses untuk membunuh bakteri-bakteri patogen (Penyebab penyakit) dalam air sehingga diperoleh air yang sehat (safe water)

Metode Desinfeksi

Dsinfeksi dapat dilakukan melalui beberapa cara, namun cara yang umum digunakan antara lain sebagai berikut ini.

1. Pemanasan

Air dipanaskan/didihkan selama (15-20) menit. Dengan pendidihan ini, bakteri patogen dapat mati dengan demikian air menjadi sehat. Metode ini umum diterapkan secara individual

2. Pembubuhan Kimia (Desinfektan Kimia)

Proses desinfeksi dengan metode ini adalah dengan mencampurkan suatu zat kimia (desinfektan) ke dalam air kemudian membiarkan dalam waktu yang cukup untuk memberikan kesempatan kepada desinfektan untuk berkontak dengan bakteri.

Bahan yang dipergunakan dalam proses desinfeksi disebut desinfektan.

Syarat-syarat desinfektan :

Dapat mematikan semua jenis organisme patogen dalam air
Dapat membunuh kuman yang dimaksud dalam waktu singkat
Ekonomis dan dapat dilaksanakan dengan mudah dalam operasinya.
Air tidak boleh menjadi setelah desinfeksi
Dosis diperhitungkan agar memiliki residu atau cadangan untuk mengatasi adanya kontaminasi di dalam air

Bahan kimia yang dapat digunakan untuk desinfeksi antara lain sebagai berikut :

1. Zat mengoksidir seperti klor, Brom, Iod, Kalium permamanganat, dsb

2. Metal ion seperti ion perak, ion tembaga

3. Garam-garam alkali, asam seperti soda

Dalam sistem penyediaan air minum, desinfektan yang umum digunakan adalah senyawa Klor.

Klorinasi

Senyawa Klor dapat mematikan mikroorganisme dalam air, karena oksigen yang terbebaskan dari senyawa asam hypochlorous mengosidasi beberapa bagian yang penting dari sel bakteri sehingga rusak.

Teori lain menyatakan bahwa proes pembunuhan bakteri oleh senyawa klor itu selkai oleh oksigen bebas juga disebabkan oleh pengaruh langsung senyawa klor yang bereaksi dengan protoplasma.

Beberapa percobaan juga menyebutkan bahwa kematian mikroorganisme disebabkan reaksi kimia antara asam hipoklorus dengan enzim pada sel bakteri sehingga metabolismenya terganggu.

Faktor yang mempengaruhi efisiensi desinfeksi adalah Hipo klorit dari kalsium dan natrium, kloroamin, klor dioksida, dan senyawa komplek dari klor.

Tabel : Senyawa desinfektan klor

Senyawa	Mol eqivalen Klor	Persen Berat Klor
Cl₂	Cl₂	100
CaClOCl	Cl₂	56
Ca (OCl)₂	2 Cl₂	99,2
NH₂Cl	Cl₂	138
NHCl₂	2 Cl₂	165
HOCl	Cl₂	135,4
NaOCl	Cl₂	95,4

Senyawa klor dalam air akan bereaksi dengan senyawa organik dan senyawa anorganik tertentu membentuk senyawa baru. Beberapa bagian Klor akan tersisa yang disebut sisa chlor. Pada mulanya sisa klor ini merupakanklor terikat, selanjutnya jika dosis klor ditambahkan maka sisa chlor terikat akan semakin besar, dan pada suatu ketika tercapai komndisi “break point chlorination”. Penambahan dosis klor setelah titik ini akan memberikan sisa klor yang sebanding dengan penambahan chlor

Mole ratio, Cl : NH₃ (as N)

Ammonia destruction

Breakpoint

Combined chlorine

Residuals predominato

Free chlorine residuals predominate

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Applied chiorine, mg/l

= Residual chlorine,mg/l

= Zero chlorine demond

Keuntungan dicapainya break point :

- Senyawa amonium teroksidir sempurna.

- Mematikan bakteri patogen secara sempurna

- Mencegah pertubuhan lumut.

Proses klorinasi dapat terjadi sebagai berikut :

1. Penambahyan klor pada air yang mengandung senyawa nitrogen, akan membentuk senyawa kloramin yang disebut klor terikat.

Pembentukan klor terikat ini bergantung pada pH, pada pH normal klor terikat (NCl3) tidak akan terbentuk kecuali apabila “break point” sudah terlampaui.

NH₃ + HOCl ® NH₂Cl + H₂O

NH₂Cl + HOCl ® NHCl₂ + H₂O

NHCl₂ + HOCl ® NCl₂ + H₂O

2. Pada air yang bebas senyawa organik, akan terbentuk klor bebas, yaitu asam hipoklorus (HOCl) dan ion hipoklorit (OCl), yang berfungsi dalam proses desinfeksi.

Cl₂ + H2O ® HOCl + H⁺ + Cl^-

HOCl ® H⁺ + OCl^-

Kondisi optimum untuk proses desinfeksi adalah jika hanya terdapat HOCl, adanya ion OCl- akan kurang menguntungkan.

Kondisi optimum ini dapat dicapai pada pH < 5

2.6 Netralisasi

Netralisasi (pembubuhan kapur) dimaksudkan sebagai koagulan aid, menaikkan pH, menurunkan kadarCO2 serta menghasilkan kadar Alkalinity. Pembubuhan kapur ini bertujuan untuk menaikkan/mengembalikan pH pada range pH yang diingikan (disyaratkan), setelah mengalami penurunan pH akibat pembubuhan alum.

III. Reservoar

Bangunan reservoar umumnya diletakkan didekat jaringan distribusi pada ketinggian yang cukup untuk mengalkirkan (mendistribusikan)air secara baik dan merata ke seluruh daerah konsumen.

Reservoar dapat digunakan untuk :

- Menyimpan air pada waktu kebutuhan kecil lebih dari kebutuhan rata-rata

- Menyalurkan air pada waktu kebutuhan lebih besar darikebutuhan rata-rata

- Memberikan waktu kontak desinfetan yang cukup bila diperlukan.

Reservoar dapat dibedakan berdasarkan posisi penempatannya

My Life

Selasa, 28 Januari 2014