-->

Cincopa Gallery

...
SP07h2xosbbkqVeFtGDx6IHrN3J20p9OptU54Mu3

1. Kebutuhan Air Manusia

Bagi manusia, air minum adalah salahsatu kebutuhan primer/utama, untuk kebutuhan minum, mandi, cuci, dsb. Air minum yang ideal adalah:

  • Jernih
  • Tidak berwarna
  • Tidak berbau
  • Tidak berasa
  • Tidak mengandung kuman dan zat-zat yang berbahaya

Tujuan pengolahan air adalah untuk mencegah terjadinya serta meluasnya penyakit bawaan air (water-borne-desease). 

  • Di negara maju standar air minum sangat tinggi, sehingga tersedia air yang siap minum yang memenuhi syarat belum dapat tercapai, sehingga system penyediaan air minum yang disediakan oleh PDAM baru disebut air bersih bukan air minum.
  • Pemakaian air bersih penduduk perkotaan di Indonesia:
  • Pelayanan Secara Langsung: 100-200 liter/orang/hari
  • Pelayanan secara Keran Umum: 20-40 liter/orang/hari

Beberapa kota di dunia (liter/orang/hari) tahun 1974-1975:

  • San Fransisco : 1457
  • Wina : 317
  • Amsterdam : 215
  • London : 286
  • Tokyo : 444
  • Paris : 320
  • Ankara : 180

Konsumsi Air


2. Kriteria dan Standar

Kriteria dan standar kualitas air didasarkan atas:

  • Kesehatan: logam dan logam berat, anorganik (nitrit), zat organic
  • Estetika: bau, rasa, warna
  • Teknis: The best technology available atau best practical technology
  • Polusi: Mencegah teremisinya pencemar ke lingkungan
  • Ekonomi: Kerugian-kerugian ekonomi

Standar air minum di Indonesia di terapkan untuk sumber air minum (air baku) dan air minum sehingga tidak akan menimbulkan dampak negatif Kesehatan manusia:

  • Standar sumber air minum (air baku): PP 82/2001
  • Standar air minum: Keputusan Menkes no.907/2002


3. Parameter Fisik Air

1. Suspended solid (>10^-3 mm), koloid (10^-6 mm = 10^-3 mm)

2. Turbiditas (Absorbed/Scattered)

3. Warna (Dissolved solid, <10^-6 mm)

  • Zat tannin pada kayu dan humus -> warna kuning
  • Oksidasi besi -> Warna merah
  • Oksidasi mangan -> Warna coklat/hitam

4. Rasa dan Bau

5. Temperatur

Parameter Kimia Air

  • Total Dissolved Solid (ion balance)
  • Major constitutens (1-1000 mg/L): Sodium calcium, magnesium, bicarbonate, sulfate, chloride
  • Secondary contitutens (0.01-10 mg/L): iron, strontium, potassium, carbonate, nitrate, fluoride, boron, silica.
  • Alkalinitas adalah jumlah ion dalam air yang akan bereaksi dengan ion hydrogen berasal dari bikabornat, karbonat, hidroksida, dll.
  • Kesadahan (Hardness): Konsentrasi kation logam dalam larutan, dalam kondisi supersaturasi (sangat jenuh) akan bereaksi dengan anion membentuk endapan.
  • Florida
  • Logam -> bersifat kasinogenik
  • Zat Organik yaitu BOD (Biological Oxygen Demand) adalah jumlah oksigen yang digunakan oleh mikroba untuk mengkonsumsi zat organic.
  • Nutrien (untuk pertumbuhan) seperti karbon, nitrogen, fosfor .
Parameter Biologi Air

  • Patogen
  • Bakteri menyebabkan kolera (bakteri Vibrio comma), tifus (bakteri Salmonella thyposa),
  • Virus menyebabkan diare, meningitis, hepatitis
  • Protozoa (hewan tingkat terendah)
  • Helminth (Parasitic worms)


4. Proses Alamiah Air

  1. Sedimentasi/Pengendapan
  2. Filtrasi
  3. Transfer Gas (solubilitas/kelarutan dan kecepatan transfer)
  4. Transfer Panas
  5. Proses kimia -> konversi kimia
  6. Proses biokimia -> Proses metabolic
  7. Mikrooraganisme di air
  8. Bakteri
  9. Protozoa
  10. Alga
  11. Lainnya (rotifers, crustacea)


5. Kriteria Air Minum:

  • Kualitas yaitu memenuhi persyaratan agar berfungsi secar bai kalam penggunanya.
  • Kuantitas yaitu memenuhi kebutuhan agar jumlahnya cukup sesuai kebutuhan
  • Kontinuitas yaitu tersedia dan terjangkau setiap saat
  • Kualitas:
  • Kualitas fisik seperti bau, rasa, warna, suhu dan kekeruhan
  • Kualitas kimiawi:

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

  • Kualitas biologiyaitu indicator pencemaran air oleh aktivitas domestic, contoh: bakteri eschericia coli
  • Kualitas radioaktif: bebas zat radioaktif


6. Syarat Sumber Air

  • Syarat sumber air yang harus terpenuhi:
  • Kuantitas: Jumlah
  • Kualitas: Mutu
  • Kontiunuitas: Ketersediaan air 


7. Sumber-Sumber Air:

1. Air Hujan: Kurang mineral, tergantung musim

2. Air tanah:

  • Dangkal: Kuantitas terbatas, kualitas tergantung air permukaan, kontinuitas tergantung infiltrasi
  • Dalam: Kuantitas relative cukup, kualitas cukup baik, namun kontinuitas tidak terjamin.

3. Mata Air: kuantitas kecil, kualitas relative bagus, kontinuitas belum tentu terjamin

4. Air permukaan:

  • Sungai : Kuantitas dapat diandalkan, namun kualitasnya sedang-buruk, kontinuitas membutuhkan studi hidrologi
  • Danau
  • Laut: Membutuhkan teknologi tinggi 


8. Jenis Pengolahan Air Bersih

  1. Jenis Pengolahan Air bersih secara umum:
  2. Penjernihan bertujuan menurunkan kekeruhan, Fe dan Mn
  3. Pelunakan bertujuan menurunkan kesadahan air
  4. Desinfeksi berujuan membunuh bakteri pathogen 

Jenis Proses pengolahan air bersih:

  • Secara fisika: tidak dapat penambahan zat kimia (aditif), contoh: Pengendapan, Filtrasi, Adsobrsi, dll
  • Secara Kimiawi: penambahan bahan kimia sehingga terjadi reaksi kmia. Contoh penyisihan logam berat, pelunakan, netralisasi, klorinasi, ozonisasi, UV, dsb.
  • Secara biologi: memanfaatkan aktivitas mikroorganisme. Contoh saringan pasir lambat

Foto WTP Pengolahan Air


9. Penjernihan Air

Karakteristik tipikal air permukaan di Indonesia adalah masalah kekeruhan, yang berfluktuasi tergantung musim. Sehinga sasaran utama adalah agar menjadi jernih.

1. Rangkain proses pernjernihan tergantung dari:

  • Suspensi koloidal:
  • Stabil sehingga sulit diendapkan
  • Ukuran 10^-3 – 10^-6 mm, memiliki kecepatan mengendap sekitar 1 mm/jam sampai 1 mm/tahun

2. 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.


10. Konfigurasi Penjernihan Air

  • Koloid dengan kekeruhan tinggi:

Conditioning -> Koagulasi + Flokulasi -> 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 

Unit-Unit Pengolahan

1. Conditioning:

  • Pengaturan pH
  • Penambahan kekeruhan

2. Pra-sedimentasi: pengendapan partikel disktrit, misal: pasir

3. Koagulasi:

  • Destabilisasi partikel koloid
  • Pembubuhan bahan kimia: koagulan, misal:tawas

Dilakukan pengandukan cepat (rapit mixing):

  • Hidrolis: Terjunan atau hidrolik jump
  • Mekanis: Menggunakan batang pengaduk
  • Lamanya proses: 30-90 detik

4. Flokulasi:

  • Pembentukan dan pembesaran flok
  • Dilakukan pengadukan lambat (slow mixing)
  • Pneumatis
  • Mekanis
  • Hidrolis
  • Waktu operasi: 15-30 menit

11. Koreksi pH 

Koreksi pH


12. Proses Koagulasi-Flokulasi

Koagulasi dan Flokulasi
Koagulasi dan Flokulasi


13. Flokulasi Partikel Koloid

1. Operasi Mixing

  • Mekanikal (Rotating impellel -> Propeler, Turbin, Paddle)
  • Pneumatik (Air agitator, mixing jet/pump)
  • Baffle basin

2. Koagulasi (Rapid Mixing)

KOAGULASI

 3. Slow Mixing

Slow Mixing 


14. Sedimentasi:

  • Pengendapan secara gravitasi: rho partikel > rho air
  • Sedimentasi: pengendapan flok
  • Pra-Sedimentasi: Pengendapan settleable particle

 Berdasarkan arah aliran:

  • Horizontal/radial
  • Vertikal
  • Dengan kemiringan: Plate settler 

Waktu pengendapan: Tergantung ukuran partikel.

  • Kecepatan mengendap umumnya berkisar antara 1-2cm/jam penyisihan partikel yang mempunyai rho partikel < rho air. Flotasi/pengapungan, misal penyisihan minyak bebas (free oil) dari air
  • Gabungan instalasi unit koagulasi, flokulasi dan sedimentasi disebut aselator.

Sedimentasi
Sedimentasi


Sedimentation Basin Zones

Sedimentation Basin Zones

 

Rectangular Basin

Sedimentation Rectangular BAsin
Sedimentation Rectangular BAsin


Circular Basin

Sedimentation Circular Basin


15. Filtrasi

1. Penyaringan dengan menggunakan media berbutir

2. Penyisihan partikel dengan cara penyaringan untuk ukuran diameter partikel lebih besar dari ukuran media filter

3. Saringan pasir cepat (rapid sand filtration): Laju aliran = 120 m^3/m^2/jam

4. Saringan pasir lambat (slow sand filtration): Lanju aliran = 5 m^3/M^2/jam

5. Saringan pasir cepat:

  • Single media: Pasir
  • Multi media: Antrasit – pasir – garnet

6. Saringan pasir lambat:

  • Sedimentasi
  • Filtrasi
  • Proses Biologi

7. Desinfeksi: Penghilangan mikroorganisme pathogen: klorinasi, ozonasi, sinar ultra violet, pemanasan, dll

 

Fitrasi
Fitrasi

Operasi Fitrasi

16. Backwash

Kapan dilakukan backwashing ?

  1. Ketika headloss terlalu besar sehingga menyebabkan produksi air semakin lama (filter Mampet)
  2. Ketika Floc mulai hancur dan melalui filter sehingga menyebabkan turbidity (kekeruhan) air yang dihasilkan tinggi (Effluent keruh)

Foto backwash

17. Airscouring

Airscouring

18. Desinfeksi (klorinasi)

Desinfeksi (klorinasi) 

19. Pengolahan air khusus

1. Penurunan kesadahan (air tanah):

  • Penambahan kapur atau kapur soda
  • Pertukaran ion

2. Penurunan Fe dan Mn:

  • Oksidasi dan pengaturan pH

3. Penyisihan bau, rasa dan warna:

  • Adsobsi: Karbon aktif

4. Penempatan pengolahan khusus membutuhkan:

  • Karakteristik air baku yng akan diolah secara:
a. Kualitatif: kandungan pencemar yang terkandung serta tingkat keberbahayaan terhadap Kesehatan manusia dan kerusakan material

b. Kuantitatif: besarnya kebutuhan air dimasyarakat serta ketersediaannya di sumber air baku

  • Periode perencanaan: Sangat berpengaruh terhadap dimensi instalasi dan aspek ekonomis
  • Kemudahan dalam operasi dan perawatan: ketersediaan sumber daya manusia dan suku cadang

20. Membran

Berguna untuk 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 : lebih kecil dari 0,0001 mm

 21. Klasifikasi Membran

Klasifikasi Membran 

22. Jaringan Distribusi

  • Air yang telah diolah siap untuk didistribusikan kepada para pemakai. Sarana yang digunakan biasanya menggunakan perpiaan, dikenal sebagai jaringan distribusi air minum.
  • Selama perjalanannya dari reservoit penampungan air sampai ke keran air di pelanggan, kaulitas air harus tetap terjaga. Biasanya dilakukan pengecakan sisa khlor di titik dalam jaringan, agar dijamin tidak ada bakteri pathogen yang masuk selama perjalannya
  • Air yang dialirkan oleh jaringan distribusi ini harus dijamin kuantitasnya. Tidak boleh terlalu banyak hilang akibat kebocoran. Kebocoran air yang ideal tidak lebih dari 15%. Namun di Indonesia, kebocoran air bisa mencapai 40-45%, bahkan lebih.
  • Air di konsumen juga hendaknya dijamin masih mepunyai tekanan air. Minimum tekanan air di keran konsumen seharusnya adalah 10m-kolom air. Untuk mencapai nilai tersebut, biasanya dibutuhkan bantuan pompa atau Menara air, kecuali konsumen terletak relative lebih rendah dari reservoir distribusi air dari system penyediaan air tsb.  

Jaringan Distribusi

 Secara Keseluruhan Unit-Unit Pengolahan Air

Pengolahan Air Minum
Related Posts
Ahmad Amiruddin
Saat ini mengambil jurusan Teknik Lingkungan di Universitas Pertamina. Seorang yang sangat menyukai membahas isu-isu yang ada di masyarakat utamanya mengenai masalah lingkungan. Selain mengenai lingkungan, juga tertarik dengan platform minyak dan gas serta desain. "VI VERI VENI VERSUM VIVUS VICI"

Related Posts

Posting Komentar