SISTEM PENGOLAHAN AIR MINUM

4.1 Pendahuluan

Air menjadi barang publik dan sekaligus elemen terpenting bagi kelangsungan hidup manusia. Air bersih yang digunakan oleh manusia harus memenuhi syarat dari segi kualitas mapun kuantitas. Kriteria dan standar kualitas air didasarkan atas beberapa hal antara lain keberadaan logam dan logam berat, anorganik, tingkat toksisitas, dan teremisinya pencemar ke lingkungan.

Sumber air, baik air permukaan maupun air tanah, akan terus mengalami peningkatan kontaminasi pencemar disebabkan meningkatnya aktivitas pertanian dan industri. Air hasil produksi yang diharapkan konsumen adalah air yang bebas dari warna, kekeruhan, rasa, bau, nitrat, ion logam berbahaya dan berbagai macam senyawa kimia organik seperti pestisida dan senyawa terhalogenasi. Permasalahan kesehatan yang berkaitan dengan kontaminan tersebut diatas meliputi kangker, gangguan pada bayi yang lahir, kerusakan jaringan saraf pusat, dan penyakit jantung (Rahadi, 2008).

Dalam kegiatan produksi air minum, evaluasi terhadap instalasi pengolahan air minum perlu dilakukan secara berkala. Menurut Hudson (1981) tujuan dari dilakukannya evaluasi terhadap operasional instalasi antara lain yaitu meningkatkan kapasitas dari instalasi yang sudah dibangun, meningkatkan kualitas dari air olahan dan mereduksi biaya operasional. Optimalisasi dan perbaikan terhadap instalasi perlu dilakukan untuk mengahasilkan air minum yang berkualitas dan memenuhi standard serta terus meningkatkan pelayanan terhadap. Tujuan dari praktikum ini adalah mendefinisikan dan menjabarkan mekanime proses dan aspek rancangan unit pengolahan air minum.

4.2 MetodologiPenyusunan laporan ini menggunakan studi literatur dari internet dan

dengan mendefinisikan dan menjabarkan mekanime proses dan aspek rancangan unit pengolahan air minum, serta melengkapi deskripsi setiap unit pengolahan dengan rancangan gambar (denah, potongan, ataupun tampak) yang dapat diperoleh dari jurnal atau textbook.

4.3 Hasil dan PembahasanBeberapa hal yang perlu dibahas untuk mengetahui proses dan aspek

rancangan unit pengolahan air minum adalah mengetahui kebutuhan air perkotaan, kualitas air baku, gambaran umum Instalasi Pengolahan Air Minum (IPAM), serta inventarisasi unit pengolahan.

4.3.1. Kebutuhan Air Perkotaan

4.3.1.1 Kebutuhan Air Domestik

4.3.1.2 Kebutuhan Air Non-Domestik (Fasilitas-Fasilitas Perkotaan)

4.3.1.3 Standar Kebutuhan Air Minum Perkotaan

4.3.1.4 Fluktuasi Kebutuhan Air (Debit Rata-Rata, Jam Puncak, Dan Debit Maksimal Harian)

4.3.2. Kualitas Air Baku

4.3.2.1 Persyaratan air baku air minum (kualitas dan kuantitas), standar kualitas air minum yang digunakan

Menurut SNI 6774:2008 tentang Tata Cara Perencanaan Unit Paket Instalasi Pengolahan Air, air baku adalah air yang berasal dari sumber air permukaan, cekungan air tanah dan atau air hujan yang memenuhi ketentuan baku mutu tertentu sebagai air baku untuk air minum. Sumber air baku ini dapat berasal dari dari sungai, danau, sumur air dalam, mata air dan sebagainya. Tidak semua air baku dapat diolah oleh instalasi pengolahan air Minum. Dalam SNI 6773:2008 tentang Spesifikasi Unit Paket Instalasi Pengolahan Air, didefinisikan kualitas air baku yang dapat diolah oleh IPAM yakni sebagai berikut:

1. Kekeruhan, maximum 600 NTU (nephelometric turbidity unit) atau 400 mg/l SiO2

2. Kandungan warna asli (appearent colour) tidak melebihi dari 100 Pt Co dan warna sementara mengikuti kekeruhan air baku.

3. Unsur-unsur lainnya memenuhi syarat baku air baku sesuai PP No. 82 tahun 2000 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air.

4. Dalam hal air sungai daerah tertentu mempunyai kandungan warna, besi dan atau bahan organik melebihi syarat tersebut diatas tetapi kekeruhan rendah (<50 NTU) maka digunakan IPA system DAF (Dissolved Air Flotation) atau system lainnya yang dapat dipertanggungjawabkan.

Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan No 492/Menkes/Per/IV/2010 , Air Minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Dalam penyediaan air minum, harus terpenuhi persyaratan kualitas, kuantitas, maupun kontinuitas. Persyaratan kualitas dimaksudkan agar air minum dapat berfungsi secara baik dalam menyehatkan penggunanya, persyaratan kuantitas air minum dimaksudkan agar kebutuhan akan air minum dapat terpenuhi dari segi jumlahnya, sedangkan persyaratan kontinuitas dimaksudkan agar air minum selalu tersedia dan terjangkau setiap saat. Air minum bersifat aman bagi kesehatan apabila memenuhi persyaratan fisika, mikrobiologis, kimiawi dan radioaktif yang dimuat dalam parameter wajib dan parameter tambahan yang tercantum dalam peraturan ini. Adapun parameter wajib yang disyaratkan dalam peraturan ini ditampilkan pada tabel 4.1

Tabel 4.1 Parameter wajib persyaratan kualitas air minum

Jenis Parameter SatuanKadar Maksimum yang Diperbolehkan

Parameter yang Berhubungan langsung dengan kesehatana. Parameter Mikrobiologi

1. E.ColiJumlah per 100 ml sampel 0

2. Total Bakteri Jumlah per 100 ml 0

Koliform sampelb. Kimia an-organik1. Arsen mg/l 0.012. Fluorida mg/l 1.53. Total Kromium mg/l 0.054. Kadmium mg/l 0.0035. Nitri mg/l 36. Nitrat mg/l 507. Sianida mg/l 0.078. Selenium mg/l 0.01Parameter yang tidak Berhubungan langsung dengan kesehatana. Parameter Fisik1. Bau Tidak berbau2. Warna TCU 153. Total zat padat terlarut mg/l 5004. Kekeruhan NTU 55. Rasa Tidak berasa6. Suhu C suhu udara +- 3b. Parameter Kimiawi1. Aluminium mg/l 0.22. Besi mg/l 0.33. Kesadahan mg/l 5004. Khlorida mg/l 2505. Mangan mg/l 0.46. pH 6.5-8.57. Seng mg/l 38. Sulfat mg/l 2509. tembaga mg/l 210. Amonia mg/l 1.5

Persyaratan kuantitas air dalam penyediaan air bersih adalah ditinjau dari banyaknya air baku yang tersedia sehingga dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan sesuai dengan kebutuhan daerah dan jumlah penduduk yang dilayani. Pemenuhan kuantitas ini dapat berasal dari berbagai sumber air baku, salah satunya adalah sungai. Dalam menetapkan suatu sungai sebagai sumber air baku, tidak hanya kualitas yang perlu ditinjau, tetapi juga dari segi kuantitas yang dapat disediakan oleh sungai tersebut. Kuantitas ini digambarkan dalam bentuk debit aliran air sungai. Debit yang akan dipergunakan adalah debit murni atau data debit yang sudah dikurangi dengan berbagai macam kebutuhan lainnya dari sungai tersebut, misalnya kebutuhan irigasi. Data debit yang digunakan ini adalah data debit selama 10 tahun yang dapat dicari menggunakan rumus perhitungan debit andalan (metode basic year). Debit andalan ini dibuat sebagai acuan dapat tidaknya sungai tersebut dipakai untuk mengairi atau menyediakan sumber air bersih yang dibutuhkan.

4.3.2.2 Debit Air Baku

Fluktuasi harian debit air baku

Prosedur pengukuran debit

Lokasi pengukuran debit

4.3.2.3 Parameter Kualitas Air

Berdasarkan SNI 06-2412-1991 tentang Metode Pengambilan Contoh Uji Kualitas Air, ada beberapa hal yang harus diperhatikan dari setiap tahapan pengambilan contoh uji kualitas air. Hal tersebut dijabarkan sebagai berikut:a. Alat dan bahan yang diperlukan dalam pengambilan contoh uji kualitas air

1) Bahan kimia untuk pengawetPengawetan contoh untuk parameter tertentu diperlukan apabila pemeriksaan tidak dapat langsung dilakukan setelah pengambilan contoh. Jenis bahan pengawet yang digunakan dan lama penyimpanan berbeda-beda tergantung pada jenis parameter yang akan diperiksa. Bahan kimia yang digunakan untuk pengawet harus memenuhi persyaratan bahan kimia untuk analisis dan tidak mengganggu atau mengubah kadar zat yang akan diperiksa.

2) Wadah ContohWadah yang digunakan untuk menyimpan contoh harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

i. terbuat dari bahan gelas atau plastik ;ii. dapat ditutup dengan kuat dan rapat ;

iii. mudah dicuci ;iv. tidak mudah pecah ;v. wadah contoh untuk pemeriksaan mikrobiologi harus dapat

disterilkan ;vi. tidak menyerap zat-zat kimia dari contoh ;

vii. tidak melarutkan zat-zat kimia ke dalam contoh ;viii. tidak menimbulkan reaksi antara bahan wadah dengan contoh.

3) Volume contoh yang diambil untuk keperluan pemeriksaan di lapangan dan laboratorium bergantung dari jenis pemeriksaan yang diperlukan sebagai berikut :

i. untuk pemeriksaan sifat fisik air diperlukan lebih kurang 2 L ;ii. untuk pemeriksaan sifat kimia air diperlukan lebih kurang 5 L ;

iii. untuk pemeriksaan bakteriologi diperlukan lebih kurang 100 mL ;iv. untuk pemeriksaan biologi air (khlorofil) diperlukan 0,5 - 20 L;

(bergantung pada kadar khlorofil di dalam contoh).b. Interval waktu pengambilan contoh diatur agar contoh diambil pada hari dan

jam yang berbeda sehingga dapat diketahui perbedaan kualitas air setiap hari maupun setiap jam. Caranya dilakukan dengan menggeser jam dan hari pengambilan pada waktu pengambilan contoh berikutnya, misalnya pengambilan pertama hari Senin jam 06.00 pengambilan berikutnya hari Selasa jam 07.00 dan seterusnya.

c. Lokasi pengambilan contoh di air permukaan dapat berasal dari daerah pengaliran sungai dan danau/waduk, dengan penjelasan sebagai berikut:1) pemantauan kualitas air pada suatu daerah pengaliran sungai

(DPS),berdasarkan pada:i. sumber air alamiah, yaitu lokasi pada tempat yang belum terjadi

atau masih sedikit pencemaran ;ii. sumber air tercernar, yaitu lokasi pada tempat yang telah

mengalami perubahan atau di hilir sumber pencemar ;iii. sumber air yang dimanfaatkan, yaitu lokasi pada tempat

penyadapan pemanfaatan sumber air tersebut ; 2) pemantauan kualitas air pada danau/waduk berdasarkan pada:

i. tempat masuknya sungai ke danau/waduk ;ii. di tengah danau/waduk ;

iii. lokasi penyadapan air untuk pemanfaatan ;iv. tempat keluarnya air danau/waduk

d. Lokasi pengambilan contoh air tanah dapat berasal dari air tanah bebas (tidak tertekan) dan air tanah tertekan dengan penjelasan sebagai berikut:

1) air tanah bebas (tidak tertekan) :i. sebelah hulu dan hilir dari lokasi penimbunan/pembuangan sampan

kota/industri ;ii. sebelah hilir daerah pertanian yang intensif menggunakan pestisida

dan pupuk kimia ;iii. daerah pantai dimana terjadi penyusupan air asin ;iv. tempat-tempat lain yang dianggap perlu.

2) air tanah tertekan :i. di sumur produksi air tanah untuk pemenuhan kebutuhan

perkotaan, pedesaan, pertanian dan industri ;ii. di sumur produksi air tanah PAM maupun sarana umum ;

iii. di sumur-sumur pemantauan kualitas air tanah ;iv. di lokasi kawasan industri ;v. di sumur observasi untuk pengawasan imbuhan ;

vi. pada sumur observasi air tanah di suatu cekungan air tanah artesis (misalnya : cekungan artesis Bandung) ;

vii. pada sumur observasi di wilayah pesisir dirnana terjadi penyusupan air asin ;

viii. pada sumur observasi penimbunan/pengolahan limbah industri bahan berbahaya dan beracun (B3) ;

ix. pada sumur lainnya yang dianggap perlu.e. Titik pengambilan contoh dapat dilakukan di sungai dan danau/waduk, dengan

penjelasan sebagai berikut:1) Jika di sungai, titik pengambilan contoh di sungai dengan ketentuan sungai

dengan debit kurang dari 5 m3/ detik, contoh diambil pada satu titik di tengah sungai pada 0,5 x kedalaman dari permukaan air . Sungai dengan debit antara 5 - 150 m3/ detik, contoh diambil pada dua titik masing masing pada jarak 1/3 dan 2/3 lebar sungai pada 0,5 x kedalaman dari permukaan air. Sungai dengan debit lebih dari 150 m3/ detik contoh diambil minimum pada enam titik masing-masing pada jarak 1/4, 1/2 dan 3/4 lebar sungai pada 0,2 x dan 0,8 x kedalaman dari permukaan air

2) Jika di danau/waduk, titik pengambilan Contoh di danau /waduk dengan ketentuan danau/waduk yang kedalamannya kurang dari 1.0 m, contoh diambil pada dua titik di permukaan dan di dasar danau/waduk. Danau/waduk dengan kedalaman antara 10 - 30 m, contoh diambil pada tiga titik, yaitu : di permukaan, di lapisan termoklin dan di dasar danau/waduk. Danau/waduk dengan kedalaman antara 30 - 100 m, contoh diambil pada empat titik, yaitu : di permukaan, di lapisan termoklin (metalimnion), di atas lapisan hipolimnion dan di dasar danau/ waduk. Danau/waduk yang kedalamannya Lebih dari 100 m, titik pengambilan contoh dapat ditambah sesuai dengan keperluan.

f. Titik pengambilan contoh air tanah dapat berasal dari air tanah bebas dan air tanah tertekan(artesis) dengan penjelasan sebagai berikut :1) Air tanah bebas : pada sumur gali contoh diambil pada kedalaman 20 cm

di bawah permukaan air dan sebaiknya diambil pada pagi hari. Pada sumur bor dengan pompa tangan /mesin, contoh diambil dari kran/mulut pompa tempat keluarnya air setelah air dibuang selama lebih kurang lima menit.

2) Air tanah tertekan (artesis) : pada sumur bor eksplorasi contoh diambil pada titik yang telah ditentukan sesuai keperluan eksplorasi. Pada sumur observasi contoh diambil pada dasar sumur setelah air dalam sumur bor/pipa dibuang sampai habis (dikuras) sebanyak tiga kali. Pada sumur produksi contoh diambil pada kran/mulut pompa keluarnya air.

g. Pengambilan contoh untuk pemeriksaan oksigen terlarutPengambilan contoh dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :1) cara langsung; tahapan pengambilan contoh dengan cara langsung sebagai berikut :i. siapkan botol KOB yang bersih dan mempunyai volume + 300 mL

serta dilengkapi dengan tutup asah ;ii. celupkan botol dengan hati-hati ke dalam air dengan posisi mulut

botol searah dengan aliran air, sehingga air masuk ke dalam botol dengan tenang, atau dapat pula dengan menggunakan sifon;

iii. isi botol sampai penuh dan hindarkan terjadinya turbulensi dan gelembung udara selama pengisian, kemudian botol ditutup ;

iv. contoh siap untuk dianalisis.2) cara tidak langsung

h. Pemeriksaan mikrobiologiPengambilan contoh untuk pemeriksaan mikrobiologi dapat dilakukan pada air permukaan dan air tanah dengan penjelasan sebagai berikut :1) air permukaan secara langsung; tahapan pengambilan contoh ini sebagai berikut :

i. siapkan botol yang volumenya paling sedikit 100 mL dan telah disterilkan pada suhu 120°C selama 15 menit atau dengan cara sterilisasi lain;

ii. ambil contoh dengan cara memegang botol steril bagian bawah dan celupkan botol stern + 20 cm di bawah permukaan air dengan posisi mulut botol berlawanan dcngan arah aliran.

2) air tanah pada kran air; tahapan pengambilan contoh sebagai berikut :i. siapkan botol streril yang tutupnya terbungkus kertas aluminium ;

ii. buka kran selama 1 - 2 menit ;

iii. sterilkan kran dengan cara membakar mulut kran sampai keluar uap air ;

iv. alirkan lagi air selama 1 - 2 menit ;v. buka tutup botol steril dan isi sampai ± 3/4 volume botol ;

vi. bakar bagian mulut botol, kemudian botol ditutup lagi.pemeriksaan unsur-unsur yang dapat berubah dengan cepat, dilakukan langsung setelah pengambilan contoh ; unsur-unsur tersebut antara lain ; pH, suhu, daya hantar listrik, alkalinitas, asiditas dan oksigen terlarut.

4.3.3 Gambaran Umum Instalasi Pengolahan Air Minum (IPAM)

4.3.3.1. Deskripsi Unit-Unit Pengolahan Air Minum 4.3.3.2 Pemilihan Unit IPAM dengan Model Prediksi JICA

Pemilihan unit- unit pengolahan dapat dilakukan dengan menggunakan model prediksi (JICA) yang dikombinasikan dengan analisis mengenai pengaruh yang diberikan oleh proses pengolahan air (Fair/Geyer/Okun, 1968). Menurut JICA (1991), proses pengolahan air untuk menghilangkan parameter pencemar dalam air dibagi menjadi 3 tahap yaitu:1. Tahap Pra Pengolahan

Tahap Pra Pengolahan merupakan tahap pengolahan air baku sebelum air baku diolah pada unit- unit pengolahan utama yang umum digunakan seperti koagulasi, flokulasi dan desinfeksi yang terjadi pada akhir pengolahan. Pra pengolahan memiliki fungsi utama untuk menurunkan parameter tertentu yang dapat mengganggu proses selanjutnya.

2. Tahap Pengolahan UtamaPengolahan utama meliputi pengolahan yang secara umum diperlukan untuk mengolah air baku sehingga pada akhirnya menjadi air minum, seperti misalnya pengolahan kesadahan, koagulasi, dan flokulasi yang diikuti oleh proses sedimentasi, filtrasi, dan desinfeksi.

3. Tahap Pengolahan KhususPengolahan khusus adalah tambahan yang benar- benar diperlukan apabila pada air baku terdapat parameter pencemar yang spesifik, sehingga memerlukan pengolahan yang spesifik pula.Pada tabel dibawah ini akan diperlihatkan bagaimana pemilihan unit

pengolahan air minum dengan model prediksi menurut JICA bekerja beserta pengaruhnya pada proses pengolahan air terhadap beberapa parameter menurut Fair, Geyer dan Okum.

Tabel. Pemilihan Unit Pengolahan Air Minum dengan Model Prediksi

Tabel Pengaruh Proses Pengolahan Air terhdap beberapa Parameter

b. Mekanisme proses pengolahan dari air baku hingga air bersih (tinjauan secara

c.d.

4.3.3.3 Mekanisme Proses Pengolahan dari Air Baku hingga Air Bersih

Minimal ada lima tahap dalam merencanakan (planning) dan mendesain (designing) IPAM (Instalasi Pengolahan Air Minum).

1. Karakterisasi sumber air dan kualitas air olahan.2. Pradesain, yaitu membuat alternatif proses dan memilih proses yang final.3. Detail desain pilihan tahap 3 di atas.4. Konstruksi, pembangunan.5. Operasi-rawat instalasi.Untuk mencapai tujuan utama IPAM, yaitu menghasilkan air yang sesuai

dengan standar kualitas air minum (drinking water quality standard) dengan harga murah dan mudah, maka perlu dipelajar unit operasi dan unit proses yang mendukungnya. Unit operasi ialah unit yang didominasi oleh fenomena atau gejala fisika (physical forces); unit proses lebih didominasi oleh fenomena kimia dan biologi (chemical, biological reaction). Istilah UO dan UP tersebut dapat dipertukarkan atau interchangeably dan merupakan kombinasi yang tak terpisahkan dalam suatu unit pengolahan. Sebagai contoh, pengurangan kekeruhan (turbidity) dengan koagulasi. Agar tercapai kualitas yang diinginkan, yaitu airnya jernih, maka selalu ditambahkan zat kimia (koagulan), lalu diaduk dan disebar (dispersi), dikuatkan floknya denga flokulasi dan terakhir diendapkan (sedimentasi).

Dalam desain, pada tahap tertentu akan dibuat sebuah deretan unit operasi dan proses atau urutan unit pengolah. Ini disebut process train, flow sheet, process or flow diagram, flow schematic, atau flow scheme. Ini pun bisa dilihat dalam gambar profil hidrolis yang biasanya dibuat setelah tahap rancangan setiap UO dan UP selesai. Di bawah ini diberi skema posisi air baku (raw water), IPAM, dan air olahan (air minum yang sesuai dengan standar kualitas air minum menurut peraturan pemerintah). Dalam setiap IPAM akan selalu dihasilkan air limbah dan sludge (lumpur), oleh karena itu keduanya harus diolah lagi atau disiapkan unit pengolahnya (penampungnya) dan jangan dibuang langsung ke badan air seperti sungai, danau, atau waduk. Tetapi masih bisa dibuang di tanah yang cekung dengan tujuan membuat urugan.

Ada sejumlah komponen penting, walaupun terkadang tidak harus selalu tersedia di sistem pengolahan air minum. Komponen ini menjadi bagian penting dalam setiap deretan proses pengolahan air. Yang pertama adalah intake (raw water intake). Ini merupakan bangunan untuk mengambil air dari sungai, danau, waduk, dll. Bentuknya ada yang sederhana seperti submerged intake pipe. Ada juga yang floating dan yang berbentuk tower-like structure yang bisa berisi intake gates, screens, control valves, pompa, dan chemical feeders. Submerged dan floating intake digunakan untuk debit kecil sedangkan tower-like intakes diterapkan untuk debit besar dan bisa menjadi bagian integral dari sebuah dam atau merupakan bangunan yang dibuat khusus.

Komponen kedua ialah pompa. Unit ini biasanya dipasang di bangunan sadap atau intake. Gunanya untuk menaikkan air dari sungai atau danau ke ketinggian tertentu lalu dialirkan secara gravitasi. Head pompanya sama dengan jumlah head statis, friction losses dan minor losses. Pompa yang digunakan adalah sentrifugal, baik yang suspended, submerged, atau dry-well centrifugal pumps.

Komponen ketiga adalah raw water conveyance atau transmisi sebagai alat transportasi. Gunanya untuk mengalirkan air dari sumber ke IPAM. Biasanya IPAM berada di dalam atau di dekat kota sehingga perlu pipa atau saluran yang panjang. Hal yang penting dalam menentukan saluran dan jalurnya adalah topografi, available head, material konstruksi, ekonomi, dan kualitas airnya. Bentuk-bentuk saluran bermacam- macam mulai dari kanal, flume, grade aquiduct, grade tunnel, pipa atau kombinasinya.

flow measurement adalah komponen penting keempat dalam IPAM. Pengukuran debit air baku dan air olahan sangat penting untuk operasi instalasi, kendali proses, billing (tarif air), dan record keeping. Alat ini bisa dipasang di dalam pipa air baku, pipa insuk distribusi setelah pompa servis, atau di sejumlah lokasi di dalam instalasi. Jumlahnya pun bisa lebih dari satu, sesuai dengan keperluan instalasi. Secara umum, debit dapat diukur di dalam pipa bertekanan dan di dalam saluran terbuka. Debit yang melewati pipa bertekanan diukur dengan mechanical or differential head meters seperti venturi meter, flow nozzles, atau orifice meter. Adapun yang lewat saluran terbuka menggunakan weir atau venturi-type flume seperti Parshal flume.

Sistem IPAM dewasa ini, terutama di kota-kota besar dan kota yang sarat dengan kawasan industri telah menunjukkan penurunan kualitas air baku sudah sangat begitu tercemar. Pencemar organik dan anorganik ini menjadi masalah utama dalam pengolahan air minum. Setelah pengolahan pun, yaitu sebagai efek sampingnya, selalu muncul sludge (lumpur) yang harus dibuang dengan aman.

IPAM, terutama pengolahan lengkap (complete treatment) selalu disusun atas beberapa UO dan UP. Karena demikian banyaknya unit-unit pengolah itu, maka seleksi yang tepat merupakan kunci sukses pengolahannya. Selain itu, seleksi yang tepat akan menghemat biaya investasi, juga ongkos operasi dan rawatnya. Atau, kalaupun mahal, tetapi sepadan dengan kualitas air olahannya yang juga sangat bergantung pada kualitas air bakunya. Begitu pun sebaliknya, salah dalam proses seleksi dapat mengubah proses pengolahan secara besar-besaran dan memboroskan uang.

Secara umum, pengolahan air bersih terdiri dari 3 aspek, yakni pengolahan secara fisika, kimia dan biologi. Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis, tanpa adanya penambahan bahan kimia. Contohnya adalah pengendapan, filtrasi, adsorpsi, dan lain-lain. Pada pengolahan secara kimiawi, terdapat penambahan bahan kimia, seperti klor, tawas, dan lain-lain, biasanya bahan ini digunakan untuk menyisihkan logam-logam berat yang terkandung dalam air. Sedangkan pada pengolahan secara biologis, biasanya memanfaatkan mikroorganisme sebagai media pengolahnya.

PDAM (Perusahaan Dagang Air Minum), BUMN yang berkaitan dengan usaha menyediakan air bersih bagi masyarakat, biasanya melakukan pengolahan air bersih secara fisika dan kimia. Secara umum, skema pengolahan air bersih dapat dilihat pada gambar di bawah ini

4.3.4 Inventarisasi Unit Pengolahan

4.3.4.1 IntakeDeskripsi umum intake

Intake merupakan bangunan penangkap/ pengumpul air yang berfungsi untuk mengumpulkan air baku dari sumber untuk menjaga kuantitas debit air yang dibutuhkan oleh instalasi, menyaring benda-benda kasar dengan menggunakan bar screen, dan mengambil air baku yang sesuai dengan debit yang diperlukan oleh instalasi pengolahan yang direncanakan untuk menjaga kontinuitas penyediaan atau pengambilan air dari sumber.

Bangunan Intake pada dasarnya merupakan bangunan penangkap/ pengumpul air yang berfungsi untuk mengumpulkan air baku dari sumber untuk menjaga kuantitas debit air yang dibutuhkan oleh instalasi, menyaring benda-benda kasar dengan menggunakan bar screen, dan mengambil air baku yang sesuai dengan debit yang diperlukan oleh instalasi pengolahan yang direncanakan untuk menjaga kontinuitas penyediaan atau pengambilan air dari sumber.

Jenis IntakeMacam- macam bangunan Intake

1. Direct IntakeIntake jenis ini mungkin dibangun jika sumber air memiliki kedalaman yang besar seperti sungai dan danau, dan apabila tanggul tahan terhadap erosi dan sedimentasi.

2. Canal IntakeKetika air diambil dari kanal, ruangan yang terbuat dari batu dengan lubang dibangun di pinggiran kanal. Lubang tersebut dilengkapi dengan saringan kasar. Dari ruangan batu, air diambil menggunakan pipa yang memiliki bell mouth, yang dilapisi dengan tutup hemispherical yang berlubang-lubang. Luas daerah lubang yang terdapat pada penutup adalah satupertiga dari area hemisphere. Karena pembangunan intake di kanal, lebar kanal menjadi berkurang dan mengakibatkan meningkatnya kecepatan aliran. Hal ini dapat menyebabkan penggerusan tanah, oleh karena itu di bagian hulu dan hilir intake harus dilapisi.

3. Intake BendunganDigunakan untuk menaikkan ketinggian muka air sungai sehingga tinggi muka air yang direncanakan memungkinkan konstannya debit pengambilan air. Intake bendungan dapat digunakan untuk pengambilan air dalam jumlah besar dan dapat mengatasi fluktuasi muka air.

Alat-alat Pendukung Bangunan IntakeSelain bendungan, intake ini juga dilengkapi oleh beberapa bagian yang

memiliki fungsi khusus. Bagian-bagian tersebut adalah :1. Kolam Olak

Merupakan bagian dari bendung yang berfungsi sebagai peredam energi. Peredam ini berguna untuk mencegah terjadinya erosi yang mungkin terjadi pada saluran pelimpah dengan cara memperkecil kecepatan aliran.

2. Pintu AirPintu air diperlukan untuk menjaga aliran tetap stabil meskipun sumber air berfluktuasi terutama pada saat pengaliran berlebih. Pintu

air juga diperlukan untuk membuka atau menutup saluran ketika akan dilakukan pembersihan saluran

3. Bar ScreenBar screen berfungsi sebagai penahan benda-benda yang berukuran besar seperti sampah, kayu, dan plastik. Secara berkala bar screen memerlukan pembersihan karena benda-benda kasar menyebabkan peningkatan kehilangan tekan. Proses pembersihan dapat dilakukan secara manual atau otomatis tergantung beban yang ada. Bila beban sedikit maka pembersihan dapat dilakukan secara manual dan sebaliknya.Kriteria desain untuk bar screen adalah :a. Lebar batang, w = 0,8 – 1 inchb. Jarak antar batang, b = 1 – 2 inchc. Kemiringan batang, θ = 30° – 60°d. Kecepatan aliran sebelum melalui batang, v = 0,3 – 0,75 m/dete. Head loss maksimum, hL = 6 inch

4. Bak PengumpulBerfungsi untuk menampung air baku sebelum disalurkan ke unit pengolahan melalui pipa transmisi.

Kriteria desainIntake dan transmisi merupakan sarana penyediaan air baku bagi suatu

instalasi pengolahan air. Profil hidrolis adalah faktor yang penting demi terjadinya proses pengaliran air. Profil ini tergantung dari energi tekan/head tekan (dalam tinggi kolom air) yang tersedia bagi pengaliran. Head ini dapat disediakan oleh beda elevasi (tinggi ke rendah) sehingga air pun akan mengalir secara gravitasi. Jika tidak terdapat beda elevasi yang memadai, maka perlu diberikan head tambahan dari luar, yaitu dengan menggunakan pompa.

Bangunan Intake memiliki berbagai tipe seperti Direct Intake, Canal Intake, dan Intake bendungan. Intake juga memiliki bagian- bagian yang mempunyai fungsi khusus seperti kolam olak, pintu air, bar screen dan bak pengumpul. Beberapa hal yang menjadi pertimbangan dalam pembangunan unit intake adalah sebagai berikut:

1. Tertutup untuk mencegah masuknya sinar matahari yang memungkinkan tumbuhan atau mikroorganisme hidup.

2. Tanah di lokasi intake harus stabil.3. Intake harus kedap air sehingga tidak terjadi kebocoran.4. Intake harus di desain untuk menghadapi keadaan darurat.5. Intake dekat permukaan air untuk mencegah masuknya suspended

solid dan inlet jauh di atas intake.Bangunan pengambilan air baku untuk penyediaan air bersih disebut

dengan bangunan penangkap air atau Intake. Struktur bangunan penangkap ini bertujuan untuk mengontrol pengambilan air baku pada lokasi terbaik. Struktur bangunan penangkap air ini merupakan kesatuan dengan sistem perpiapaan, saringan, rumah pompa, alat ukur, dan bagian yang integral dengan bangunan air. Kapasitas intake ini dibuat sesuai dengan debit yang diperlukan untuk pengolahan. Menurut Al-Layla (1978), beberapa hal yang harus dipertimbangkan dalam penentuan lokasi intake yaitu :

1. Intake harus berlokasi pada tempat dimana tidak akan terjadi aliran deras yang memungkinkan intake rusak sehingga berakibat pada penyediaan air baku yang tersendat.

2. Tanah di daerah intake harus stabil.3. Area sekitar intake harus bebas dari halangan atau rintangan.4. Untuk menghindari kemungkinan kontaminasi, intake harus berlokasi

beberapa jauhdari bak.5. Intake harus berada di bagian upstream (hulu) suatu kota.Pemilihan lokasi bangunan penangkap air didasarkan pada :1. Kualitas Air2. Kedalaman Air3. Kecepatan Aliran4. Kemudahan pencapaian5. Kemudahan tenaga listrik6. Saluran Pembawa7. Dampak terhadap lingkungan

Dimensi Intake

Kelebihan Dan Kekurangan Masing-Masing Jenis Pipa

Bangunan Pompa

Mekanisme Penyaluran Air Baku Menuju Unit Pengolahan

Permasalahan Yang Terjadi Pada Unit Intake

Prosedur Operasional

Sistem Monitoring Dan Perawatan

Gambar Teknik

4.3.4.2 Koagulasi

Deskripsi KoagulasiKoagulasi merupakan proses destabilisasi koloid akibat netralisasi muatan

elektrostatik dengan penambahan koagulan. Untuk melaksanakan koagulasi secara efektif, koagulan yang ditambahkan harus disebarkan secara cepat dan merata ke dalam air baku. Pencampuran dapat dilaksanakan dengan cara pengadukan secara hidrolis, mekanis atau pneumatis. Secara teknis, koagulasi berlaku bagi penyisihan dari partikel koloid yaitu partikel yang biasanya berukuran 0,001-1 µm seperti asam humus, tanah liat, virus dan protein. Pada proses koagulasi ada beberapa faktor yang harus diperhatikan seperti:

1. Kualitas air2. Jumlah dan karakteristik partikel koloid3. pH4. Pengadukan cepat, waktu pengadukan, dan kecepatan paddles

5. Temperatur6. Alkalinitas7. Karakteristik dari ion-ion di dalam air

Kriteria Desain

Jenis Koagulasi

Jenis Koagulan yang DigunakanAlumunium Sulfat (Al2(SO4)3), atau dikenal dengan nama tawas, merupakan

koagulan yang sering digunakan karena harganya murah dan mudah diperoleh. pH optimum untuk proses koagulasi dengan tawas adalah sekitar 6,5-7,5. Bila pH air yang akan dikoagulasi lebih kecil dari 6,5 atau lebih besar dari 7,5, perlu dilakukan penaikkan atau penurunan pH terlebih dahulu, misalnya dengan penambahan kapur. Untuk air yang banyak mengandung hidrogen sulfida bisa digunakan Senyawa besi, seperti FeCl3 dan FeSO4. Dan PAC (Poli Alumunium Chloride)

Prosedur Jar Set

4.3.4.3 Flokulasi

Deskripsi FlokulasiFlokulasi berfungsi mempercepat tumbukan antara partikel koloid yang

sudah terdestabilisasi supaya bergabung membentuk mikroflok ataupun makroflok yang secara teknis dapat diendapkan. Berbeda dengan proses koagulasi dimana faktor kecepatan tidak menjadi kendala, pada flokulator terdapat batas maksimum kecepatan untuk mencegah pecahnya flok akibat tekanan yang berlebihan. Tujuan dari koagulasi adalah untuk mengubah partikel-partikel kecil seperti warna dan kekeruhan menjadi flok yang lebih besar, baik sebagai presipitat ataupun partikel tersuspensi. Flok-flok ini kemudian dikondisikan sehingga dapat disisihkan dalam proses berikutnya.

Kriteria Desain

Jenis Unit Flokulasi

Aspek Desain Unit

Gambar Teknik

4.3.4.4 Pra Sedimentasi dan Sedimentasi

Deskripsi Sedimentasi adalah suatu proses yang dirancang untuk menghilangkan

sebagian besar padatan yang dapat mengendap dengan pengendapan secara gravitasi. Hasil yang tersisa adalah berupa cairan jernih dan suspensi yang lebih pekat. Sedimentasi adalah salah satu unit proses yang paling umum digunakan

dalam proses pengolahan air. Partikel akan mengendap dalam salah satu dari 4 cara, bergantung pada konsentrasi dari suspensi tersebut dan sifat-sifat flokulasi dari partikel. 4 cara pengendapan tersebut adalah :

1. Pengendapan Tipe 1, untuk menghilangkan partikel diskret2. Pengendapan Tipe 2, untuk menghilangkan partikel non diskret3. Pengendapan Tipe 3, disebut juga Zone Settling4. Pengendapan Tipe 4, disebut juga Compression

Kriteria Desain

Jenis Unit Sedimentasi

Aspek Desain Unit

Manajemen Pengelolaan Lumpur Hasil SedimentasiLumpur yang terkumpul pada dasar tangki dikeluarkan dengan

membilasnya ke dalam suatu wadah atau mengumpulkannya ke dalam hopper dan kemudian mengambilnya secara gravitasi atau menggunakan pompa. Untuk memperbaiki kinerja dari bak sedimentasi dapat digunakan tube settler ataupun plate settler. Tube settler tersedia dalam 2 konfigurasi dasar, yaitu horizontal tubes dan steeply inclined. Horizontal tubes dioperasikan dalam sambungan dengan unit filtrasi yang mengikuti unit sedimentasi. Tube-tube tersebut akan terisi zat padat dan dibersihkan dengan backwash dari filter. Horizontal tubes settlers digunakan pada instalasi dengan kapasitas kecil (3,785 m3/hari). Steeply inclined tube settlers membersihkan lumpur secara kontinu melalui pola aliran yang dibuat. Karena kedalaman yang dangkal dari steeply inclined tube settlers dan pembersihan lumpur yang kontinu, ukuran instalasi menjadi tidak terbatas. Pada umumnya dengan pemakaian plate settler, overflow rate dapat ditingkatkan 3-6 kali (Huisman, 1974).

Gambar Teknik

4.3.4.5 Filtrasi

Deskripsi Umum Filtrasi

Gambar 1. Proses Pengolahan Air Minum

Filtrasi adalah suatu proses pemisahan zat padat dari fluida (cair maupun gas) yang menggunakan suatu medium berpori atau bahan berpori lainnya untuk menghilangkan sebanyak mungkin zat padat halus yang tersuspensi dan koloid. Pada pengolahan air minum, filtrasi digunakan untuk menyaring air hasil dari proses koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi sehingga dihasilkan air minum dengan kualitas tinggi. Selain untuk mereduksi kandungan zat padat, filtrasi dapat pula digunakan untuk mereduksi kandungan bakteri, menghilangkan warna, rasa, bau, kandungan zat besi, serta mangan. Perencanaan suatu sistem filter untuk pengolahan air tergantung pada tujuan pengolahan dan pre-treatment yang telah dilakukan pada air baku sebagai influen filter.

Jenis Unit FiltrasiProses filtrasi dibagi menjadi beberapa jenis yaitu filter pasir lambat, filter

pasir cepat, filter karbon aktif dan filter karbon membrane. Berdasarkan kecepatan penyaringan, filtrasi dibagi menjadi dua yaitu :

1. Slow Sand Filter (Saringan Pasir Lambat)Filtrasi dengan metode Slow Sand Filter merupakan penyaringan partikel

yang tidak didahului oleh proses pengolahan kimiawi (koagulasi). Kecepatan aliran dalam media pasir ini kecil karena ukuran media pasir lebih kecil. Kecepatan filtrasi pada filter lambat sekitar 20 – 50 kali lebih lambat, yaitu sekitar 0,1 hingga 0,4 m/jam. Kecepatan yang lebih lambat ini disebabkan ukuran media pasir juga lebih kecil (effective size = 0,15 – 0,35 mm). Filter lambat digunakan untuk menghilangkan kandungan organic dan organism pathogen dari air baku. Filter pasir lambat ini efektif digunakan dengan kekeruhan relatif rendah yaitu dibawah 50 NTU tergantung distribusi ukuran partikel pasir, ratio luas permukaan filter terhadap kedalaman dan kecepatan filtrasi.

Filter pasir lambat bekerja dengan cara pembentukan lapisan gelatin atau biofilm yang disebut lapisan hypogeal atau Schmutzdecke. Lapisannya mengandung bateri, fungsi, protozoa, rotifer, dan larva serangga air. Schmutzdecke merupakan lapisan yang melakukan pemurnian efektif dalam pengolahan air minum. Dalam Schmutzdecke, partikel terperangkap dan organic yang terlarut akan terabsorbsi, diserap dan dicerna oleh bakteri, fungi, an

protozoa. Proses utama Schmutzdecke adalah mechanical straining terhadap bahan tersuspensi dalam lapisan tipis yang berpori sangat kecil. Keuntungan dari filter lambat yaitu :

a. Biaya kontruksi yang murahb. Rancangan dan operasinya sederhanac. Tidak perlu tambahan bahan kimiad. Variasi kualitas air baku tidak menggangue. Tidak perlu banyak air untuk pencucian karena hanya dilakukan di

bagian atas media tanpa backwashSedangkan kerugiannya adalah filter pasir lambat adalah besarnya kebutuhan lahan sebagai akubat lambatnya kecepatan proses filtrasi.

2. Rapid Sand Filter (Saringan Pasir Cepat)Proses filtrasi dengan cara ini merupakan jenis unti filtrasi yang mampu

menghasilkan debit air yang lebih banyak, namun kurang efektif untuk mengatasi bau dan rasa yang ada pada air yang disaring. Debit air yang cepat tersebut menyebabkan lapisan bakteri yang berguna untuk menghilangkan patogen namun membutuhkan proses desinfeksi yang lebih intensif. Arah aliran airnya dari bawah ke atas. Pada proses ini umumnya melakukan backwash atau pencucian saringan tanpa membongkar keseluruhan saringan.

Media yang digunakan untuk proses Rapid Sand Filter tersusun dari pasir silica alami, anthrasit, atau pasir garnet yang memiliki variasi ukuran, bentuk dan komposisi kimia. Dasar filternya terdiri dari sistem pipa yang tersusun dari lateral dan manifold untuk mengalirkan air terolah yang penerimaan airnya diterima melalui lubang orifice yang diletakkan pada pipa lateral. Penggunaan manifold dan lateral bertujuan agar ditribusinya merata. Saat proses filtrasi berlangsung, terjadi penurunan debit air produksi akibat clogging atau pemampatan oleh kotoran yang tersaring dan tertahan pada media yang menyebabkan diameter pori mengecil. Perbandingan Slow Sand Filter dan Rapid Sand Filter dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel. Perbandingan Slow Sand Filter dan Rapid Sand Filter

Gambar 2. Skema filter pasir lambat

Kriteria Rapid Sand Filter Slow Sand Filter

Kecepatan filtrasi 4 – 21 m/jam 0,1 – 0,4 m/jam

Ukuran bed Kecil, 40 – 400 m2 Besar, 2000 m2

Kedalaman bed 30 – 45 cm kerikil, 60 – 70 cm pasir, tidak berkurang saat pencucian

30 cm kerikil, 90 – 110 cm pasir, berkurang 50 – 80 cm saat pencucian

Ukuran pasir Effective size >0,55 mm, uniformly coefficient <1,5

Effective size 0,25 – 0,3 m, uniformlycoefficient 2-3

Distribusi ukuran media Terstratifikasi Tidak terstratifikasi

Sistem underdrain Pipa lateral berlubang yang mengalirkan ke pipa utama

Sama dengan filter cepat atau batu kasar dan beton berlubang sebagai saluran utama

Kehilangan energi 30 cm saat awal hingga 275 cm saat akhir

6 cm saat awal hingga 120 cm saat akhir

Filter run (jarak waktu pencucian)

12- 72 jam 20 – 60 hari

Metode pembersihan Mengangkat kotoran dan pasir ke atas dengan backwash

Mengambil lapisan pasir di permukaan dan mencucinya

Jumlah air untuk pembersihan

1 – 6% dari air tersaring 0,2-0,6% dari air tersaring

Pengolahan pendahuluan Koagulasi-flokulasi-sedimentasi

Biasanya tidak ada bila kekeruhan kurang dari 50 NTU

Biaya konstruksi Relatif tinggi Relatif rendah

Biaya operasi Relatif tinggi Relatif rendah

Biaya depresiasi Relatif tinggi Relatif rendah

Kriteria Desain dan Aspek Desain UnitUntuk menentukan jenis filter yang akan digunakan dalam instalasi

pengolahan air minum, diperlukan perencanaan kriteria dan aspek desain unit. Hal ini dilakukan agar filter dapat menyaring zat-zat padat dari fluida yang diolah secara efisien. Bagian filter yang berperan penting dalam melakukan penyaringan adalah media filter. Media filter dapat tersusun dari pasir silika alami, anthrasit, atau pasir garnet. Media ini umumnya memiliki variasi dalam ukuran,bentuk, dan

komposisi kimia. Pemilihan media filter yang akan digunakan dilakukan dengan analisa ayakan atau sieve analysis. Hasil ayakan suatu media filter digambarkan dalam kurva akumulasi distribusi untuk mencari ukuran efektif dan keseragaman media yang diinginkan atau uniformity coefficient.

Berdasarkan jenis dan jumlah media yang digunakan dalam penyaringan, media filter dikategorikan menjadi single media, dual media, serta multi media.

1. Single media: Satu jenis media seperti pasir silika atau dolomit saja. Filter cepat tradisional biasanya menggunakan pasir kwarsa. Pada sistem ini, penyaringan terjadi pada lapisan paling atas sehingga dianggap kurang efektif karena sering dilakukan pencucian.

2. Dual media: Misalnya digunakan pasir silika dan anthrasit. Filter dual media sering digunakan filter dengan media pasir kwarsa dilapisan bawah dan antharasit pada lapisan atas. Keuntungan dual media antara lain: kecepatan filtrasii lebih tinggi yaitu 10 – 15 m/jam serta periode pencucian lebih lama.

3. Multi media: Misalnya digunakan pasir silika, anthrasit, dan garnet atau dolomit. Fungsi multi media adalah untuk memfungsikan seluruh lapisan filter agar berperan sebagai penyaring.

Sedangkan susunan media berdasarkan ukurannya dibedakan menjadi seragam (uniform), gradasi (stratified), dan tercampur (mixed). Bila suatu stok pasir tidak memenuhi kriteria, maka harus dilakukan pemilihan ukuran hingga memenuhi kriteria tersebut.

Setelah dilakukan pemilihan ukuran butiran pasir stok,maka pasir stok dapat digunakan sebagai media filter yang memenuhi kriteria. Kriteria nilai ukuran efektif dan keseragaman media filter dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 4. Kriteria Perencanaan Media Filter untuk Pengolahan Air Minum

Luas permukaan bak filter tergantung pada jumlah bak, debit pengolahan, dan kecepatan (rate) filtrasi. Jumlah bak ditentukan berdasarkan debit pengolahan dengan menggunakan persamaan:

N=1,2 Q0,5

Dengan Q adalah debit pengolahan (MGD). Jumlah bak juga dapat ditentukan dengan batasan luas permukaan maksimum 100 m2 per bak. Jumlah bak minimum yang diizinkan adalah dua buah. Luas permukaan bak dihitung dengan menggunakan persamaan:

A s=QV 0

V0 adalah kecepatan filtrasi. Berdasarkan luas permukaan bak, ukuran bak (panjang, lebar, diameter) dapat ditentukan. Rasio lebar terhadap panjang berkisar dari 1 : 1 hingga 1 : 2. Tinggi bak filter ditentukan dari tinggi total bahan yang terdapat di bak, meliputi underdrain, media penyangga, media filter, dan air diatas

media ditambah dengan tinggi jagaan (free board). Tinggi air diatas media direncanakan sekitar 90 sampai 120 cm.

Headloss pada proses filtrasi akan selalu meningkat sejalan dengan waktu operasi filtrasi. Naiknya headloss digunakan untuk menentukan siklus filtrasi,yaitu periode waktu operasi filtrassi di antara dua pencucian media. Filter run ditentukan dengan melakukan pencatatan kekeruhan pada efluen filter dan headloss yang terjadi selama filter beroperasi. Dengan mengacu pada besarnya kekeruhan maksimum pada efluen, waktu backwash dapat ditentukan.

Underdrain merupakan bahan sistem pengaliran air yang telah melewati proses filtrasi yang terletak dibawah media filter. Fungsi underdrain adalah untuk mengalirkan air hasil penyaringan (air bersih) dan dialirkan ke clear well, serta untuk mendistribusikan air keperluan backwash merata ke seluruh media pasir. Underdrain terdiri atas orifice, yaitu lubang pada sepanjang pipa lateral sebagai jalan masuknya air dari media filter ke dalam pipa, serta manifold yang menampung air dari lateral dan mengalirkannya ke bangunan penampung air.

Mekanisme Sistem Pencucian/Pembersihan MediaSetelah digunakan dalam kurun waktu tertentu, filter akan mengalami

penyumbatan akibat tertahannya partikel halus dan koloid oleh media filter. Tersumbatnya media filter ditandai oleh penurunan kapasitas produksi, peningkatan headloss yang diikuti oleh kenaikan muka air diatas media filter, serta penurunan kualitas air produksi. Jika keadaan ini tercapai, maka filter harus dicuci. Teknik pencucian filter cepat dapat dilakukan dengan menggunakan aliran air balik atau backwashing dengan kecepatan tertentu agar media filter terfluidisasi dan terjadi tumbukan antar media. Tumbukan antar media menyebabkan lepasnya kotoran yang menempel pada media, selanjutnya kotoran yang telah terkelupas akan terbawa bersama dengan aliran air. Untuk meningkatkan kinerja backwashing, sering didahului dengan pencucian di permukaan (surface washing) dan/atau memberikan tekanan udara dari bawah dengan blower (air washing).

Tujuan pencucian filter adalah melepaskan kotoran yang menempel pada media filter dengan aliran ke atas (upflow) hingga media terekspansi. Umumnya tinggi ekspansi sebesar 15 sampai 35% dengan lama pencucian sekitar 3 hingga 15 menit. Terdapat beberapa sistem pencucian filter yaitu dengan menggunakan menara air, interfilter, serta pompa backwash.

Partikel yang tersaring di media lama kelamaan akan menyumbat pori-pori media sehingga terjadi clogging (penyumbatan). Clogging meningkatkan headloss aliran air di media dan peningkatannya dapat dilihat dari meningkatnya permukaan air di atas media atau menurunnya debit filtrasi. Untuk menghilangkan clogging, maka dilakukan pencucian media.

Gambar Teknik

4.3.4.6 Disinfeksi

DeskripsiDesinfeksi adalah pengolahan air dengan tujuan membunuh kuman atau

bakteri panthogen yang terdapat di dalam air. Dalam instalasi pengolahan air minum, keberadaan desinfeksi berfungsi untuk mengurangi atau membunuh mikroorganisme pantogen yang terdapat di air baku sebelum masuk ke unit pengolahan selanjutnya. Mekanisme pembunuhan sangat dipengaruhi oleh kondisi dari zat pembunuhnya dan mikroorganisme itu sendiri. Ada banyak hal yang mempengaruhi proses desinfeksi, diantaranya adalah oksidan kimia, radiasi, pengolahan termal, dan pengolahan elektrokimia. Karakteristik desinfektan yang baik adalah sebagai berikut:

1. Efektif membunuh mikroorganisme patogen2. Tidak beracun bagi manusia/hewan domestik3. Tidak beracun bagi ikan dan spesies akuatik lainnya4. Mudah dan aman disimpan, dipindahkan, dibuang5. Rendah biaya6. Analisis yang mudah dan terpercaya dalam air7. Menyediakan perlindungan sisa dalam air minum

Sementara kecepatan dan kemampuan desinfektan tergantung dari beberapa faktor, antara lain adalah keadaan mikroorganisme dilihat dari jenis, jumlah, umur, penyebaran; jenis dan konsentrasi desinfektan, waktu kontak, serta faktor lingkungan meliputi suhu, pH, kualitas air, dan pengolahan air.

Metode Disinfeksi 1. Desinfeksi Klorinasi

Klorinasi merupakan salah satu bentuk pengolahan air yang bertujuan untuk membunuh kuman dan mengoksidasi bahan-bahan kimia dalam air. Klorinasi (chlorination) adalah proses pemberian klorin ke dalam air yang telah menjalani proses filtrasi dan merupakan langkah yang maju dalam

proses purifikasi air. Klorin ini banyak digunakan dalam pengolahan limbah industri, air kolam renang, dan air minum di negara-negara sedang berkembang karena sebagai desinfektan, biayanya relatif murah, mudah, dan efektif. Senyawa-senyawa klor yang umum digunakan dalam proses klorinasi, antara lain, gas klorin, senyawa hipoklorit, klor dioksida, bromine klorida, dihidroisosianurate dan kloramin. Bentuk bentuk klorin di pasaran:

a. Liquid/gas –Clb. Ca(OCl)2

c. NaOClReaksi dengan air:Cl2 (aq)+ H2O(l)↔ HOCl(aq)+ H+(aq)+ Cl-(aq)Keq= 4x10-4= [H+][Cl-][HOCl]/[Cl2]

HOCl adalah asam lemah:HOCl(aq)↔ H+(aq)+ OCl-(aq)Keq= 2.7x10-8= [H+][OCl-]/[HOCl]

Pembagian Reaksi Klorin:1. Tahap 1

Terjadi pemecahan klorin oleh senyawa pereduksi2. Tahap 2

Terbentuk komplek kloro-organik3. Tahap 3

Terjadi reaksi ammonia dengan klorin4. Tahap 4 (penyebab penurunan Cl2)

Pemecahan kloramin dan senyawa komplek kloro-organik5. Tahap 5

Terbentuk klorin bebasKlorin dalam air akan berubah menjadi asam klorida. Zat ini kemudian di

netralisasi oleh sifat basa dan air sehingga akan terurai menjadi ion hydrogen dan ion hipoklorit. Klorin sebagai disenfektan terutama bekerja dalam bentuk asam hipoklorit (HOCl) dan sebagian kecil dalam bentuk ion hipoklorit (OCl-). Klorin dapat bekerja dengan efektif sehingga desinfektan jika berada dalam air dengan pH sekitar 7. Jika nilai pH air lebih dari 8,5, maka 90% dari asam hippokorit itu akan mengalami ionisasi menjadi ion hipoklorit. Dengan demikian, khasiat desinfektan yang memiliki klorin menjadi lemah atau berkurang.

Cara kerja klorin dalam membunuh kuman yaitu penambahan klorin dalam air akan memurnikannya dengan cara merusak struktur sel organisme, sehingga kuman akan mati. Namun demikian proses tersebut hanyak akan berlangsung bila klorin mengalami kontak langsung dengan organisme tersebut. Jika air mengandung lumpur, bakteri dapat bersembunyi di dalamnya dan tidak dapat dicapai oleh klorin.

Klorin membutuhkan waktu untuk membunuh semua organisme. Pada air

yang bersuhu lebih tinggi atau sekitar 18oC, klorin harus berada dalam air paling tidak selama 30 menit. Jika air lebih dingin, waktu kontak harus ditingkatkan. Karena itu biasanya klorin ditambahkan ke air segera setelah air dimasukkan ke dalam tangki penyimpanan atau pipa penyalur agar zat kimia tersebut mempunyai cukup waktu untuk bereaksi dengan air sebelum mencapai konsumen.

Terdapat beberapa prinsip yang perlu diperhatikan ketika melakukan proses klorinasasi, antara lain air harus jernih dan tidak keruh karena kekeruhan pada air akan menghambat proses klorinasi. Kebutuhan klorin juga harus diperhitungkan secara cermat agar dapat efektif mengoksidasi bahan-bahan organik dan dapat membunuh kuman patogen dan meninggalkan sisa klorin bebas dalam air. Tujuan klorinasi pada air adalah unutk mempertahankan sisa klorin bebas sebesar 0,2 mg/l didalam air. Nilai tersebut merupakan margin of safety (nilai batas keamanan) pada air untuk membunuh kuman pathogen yang mengantominasi pada saat penyimpanan dan pendistribusian air. Dosis klorin yang tepat adalah jumlah klorin dalam air yang dapat di pakai untuk mebunuh kuman patogen serta untuk mengoksidasi bahan organik dan untuk meninggalkan sisa klorin bebas sebesar 0,2 mg/l dalam air.

Pemberian klorin pada disenfeksi pada air dapat dilakukan melalui beberapa cara yaitu dengan pemberian :

1. Gas klorinGas klorin merupakan pilihan utama karena harganya murah, kerjanya

cepat, efisien, dan mudah digunakan. Gas klorin harus digunakan secara hati-hati karena ini beracun dan dapat menimbulkan iritasi pada mata. Alat klorinasi berbahan gas klorin ini disebut sebagai chloronome equipments. Alat yang sering dipakai adalah paterson’s chloronome yang berfungsi untuk mengukur dan mengatur gas klorin pada persedian air.

2. KloraminKloramin dapat juga dipakai dan merupakan prsenyawaan lemah dari klorindan

anaomia. Zat ini kurang memberikan rasa klorin pada air dan sisa klorin bebas di dalam air lebih persisten walau kerjanya lambat dan tidak ssuai untuk klorinasi dalam skala besar.

3. PerkloronPerkloron sering juga disebut sebagai high test hypochlorite. Zat ini merupakan

persenyawaan antara kalsium dan 65-75% klorin yang diepaskan didalam air.

2. Desinfeksi Dengan OzonProses ozonisasi telah dikenal lebih dari seratus tahun yang lalu. Proses

ozonisasi atau proses dengan menggunakan ozon pertama kali diperkenalkan Nies dari Prancis sebagai metode sterilisasi pada air minum pada tahun 1906. Penggunaan proses ozonisasi kemudian berkembang sangat pesat. Dalam kurun waktu kurang dari 20 tahun terdapat kurang lebih 300 lokasi pengolahan air minum menggunakan ozonisasi untuk proses sterilisasinya di Amerika.

Ozon mampu menguraikan komponen organik termasuk asam humus. Dengan ozon, asam humus akan terurai menjadi senyawa yang lebih sederhana dan bersifat biodegradable dan lebih polar karena terbentuk gugus karboksil dan gugus karboksilat. Asam humus dengan ozon akan menghasilkan : aldehid, keton, asam format, asam glioksilat, asam polikarboksilat, dan asam oksalat.

Ozon juga bersifat bakterisida, virusida, algisida, fungisida, serta mengubah senyawa organik kompleks minyak senyawa yang lebih sederhana. Sedangkan sifat-sifat fisika ozon seperti yang dilaporkan antara lain :

- berat molekul, M :  48- titik leleh, °K       :  80,5- titik didih, °K      :  161,3

- volume, ml/mol     :  147,1- tegangan permukaan pada 90° K, dyne / c m   : 38,4- potensial ionisasi, ev                  :  12,3 ± 0,1- potensial redoks, a         O3 + 2H +  2e     O2 +   H 2C + 2,07b       O3   + H2O + 2e      O2  + 2CH + 1,24

Untuk pertama kali penggunaan ozon dalam proses pengolahan air dalam skala besar, diperkenalkan oleh Marius Paul Otto pada tahun 1907 di Nice Perancis. Pada pengolahan pertama berhasil memproduksi air olahan 22500 m3

per hari dengan dosis  pemakaian ozon 0,9 g per meter kubik. Proses pengolahan ini berhasil menghilangkan warna dan bakteri pathogen tanpa meninggalkan bau dan rasa.

3. Desinfeksi Menggunakan Radiasi Ultra Violet (Uv)Disinfeksi merupakan proses untuk membebaskan air minum dari

mikroorganisme pathogen. Proses desinfeksi pada pengolahan air minum dapat menggunakan sinar ultra violet (UV). Gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 200 nm – 300 nm (disebut UV-C) dapat membunuh bakteri, spora, dan virus. Panjang gelombang UV yang paling efektif dalam membunuh bakteri adalah 265 nm. Metode Ultraviolet (UV) digunakan sebagai desinfektan sebelum air didistribusikan ke seluruh water tap. Radiasi UV dapat mempengaruhi mikroorganisme dengan mengubah DNA dalam sel. Penggunaan UV bukan untuk menghilangkan organisme dalam air, UV hanya meng-inaktif-kan organisme.

Dulu disinfeksi UV lebih efektif untuk bakteri dan virus, yang memiliki lebih terkena bahan genetik, dibandingkan patogen yang lebih besar yang memiliki lapisan luar atau bentuk kista yang menyatakan (misalnya, Giardia) yang melindungi DNA mereka dari sinar UV. Namun, radiasi ultraviolet bisa juga efektif untuk mengobati Cryptosporidium mikroorganisme. Temuan mengakibatkan penggunaan radiasi UV sebagai metode yang layak untuk mengobati air minum.

Efektivitas proses ini tergantung pada waktu kontak dan intensitas lampu serta kualitas air yang akan diolah. Sinar UV tidak menambahkan rasa dan bau. Sinar UV adalah desinfektan yang sangat efektif, walaupun proses desinfeksi hanya dapat terjadi di dalam unit. Persentase mikroorganisme yang hancur tergantung pada intensitas dari lampu UV dan waktu kontak.

Mekanisme kerja UV adalah melepaskan poton yang akan diserap oleh DNA mikroorganisme yang menyebabkan kerusakan DNA sehingga proses replikasi DNA akan terhambat. Pada keadaan ini, mikroorganisme akan mati secara perlahan karena tidak dapat mengatur metabolisme sel dan tidak dapat berkembang biak. DNA yang tersusun dari rantai dasar nitrogen berupa purine dan pyrimidine dimana purine terdiri dari adenine dan guanine, sedangkan pyrimidine terdiri dari thymine dan cytosine. Dalam proses penyerapan poton oleh DNA, energi yang dimiliki oleh poton akan mengakibatkan terputusnya rantai hidrogen yang menghubungkan antara thymine dan cytosine yang mengakibatkan kerusakan DNA.

Dosis UV yang diberikan dapat dihitung dengan perkalian antara intensitas poton yang diberikan dengan lamanya waktu pemaparan yang diberikan. Satuan yang digunakan adalah mJ/cm2. Dalam pengolahan menggunakan UV dikenal D10

yang didefinisikan sebagai dosis yang dibutuhkan untuk mengurangi mikroorganisme hingga 90% dari total mikroorganisme dalam air yang diolah. Berikut adalah tabel dosis UV terhadap Jumlah E.Coli dalam Pengolahan Air

Tabel. Dosis UV terhadap Penguraian jumlah E.ColiDosis Uv(mJ/cm2)

Pengurangan jumlah E.coli

5.4 90 %

10.8 99 %

16.2 99.90 %

21.6 99.99 %

Sumber : Hanovia Ltd. Jerman

Sinar UV dihasilkan dari lampu UV yang pada dasarnya hampir sama dengan lampu fluorescent (lampu neon). Tabung lampu diisi dengan gas inert, biasanya argon dan merkuri, dengan jumlah terbatas. Berdasarkan tekanan dalam tabung, lampu UV dibedakan menjadi 2 yaitu lampu UV bertekanan rendah (Low Pressure UV) dan lampu UV bertekanan sedang (Medium Pressure UV). Perbedaan tekanan dalam tabung lampu akan berpengaruh pada gelombang elektromagnetik yang dihasilkan.

Lampu UV bertekanan rendah (Low Pressure UV) merupakan lampu UV yang sering digunakan dalam sistem UV dan merupakan sumber UV yang paling lama digunakan. Lampu ini mempunyai tegangan kerja sebesar 120 volt sampai 240 volt. Tekanan udara dalam lampu kurang dari 10 Torr (1 Torr = 1,316 x 10 -3

atm). Spektrum elektromagnetik yang dihasilkan dari lampu jenis ini sebesar 253 nm. Temperatur optimal operasi dari lampu UV bertekanan rendah adalah 15 oC. Temperatur ini makin berkurang dengan pertambahan suhu lampu. Lampu ini tidak dianjurkan untuk digunakan dalam pengolahan air yang tidak mengalir secara kontinyu karena akan mengurangi efektifitas pengolahan seiring dengan kenaikan suhu lampu dan pengurangan poton yang dikeluarkan oleh lampu. Unit pengolahan UV dengan lampu bertekanan rendah dianjurkan untuk mengolah air dengan debit yang kecil. Lampu UV dengan daya 65 watt mampu mengolah air dengan debit 2.5 liter per detik. Ketika diperlukan penambahan debit, dibutuhkan penambahan lampu UV untuk menjaga kualitas air hasil pengolahan.

Lampu UV bertekanan sedang (Medium Pressure UV) mempunyai tekanan udara dalam tabung sekitar 102 sampai dengan 104 Torr. Lampu ini mempunyai berbagai macam bentuk dengan bentuk umum yang sering digunakan adalah lampu tabung dengan bentuk melingkar (arc tube). Rentang spektrum gelombang elektromagnetik yang dihasilkan dari lampu UV bertekanan sedang cukup besar, yaitu antara 200 nm sampai dengan 280 nm. Daya listrik yang diperlukan untuk mengoperasikan unit UV ini sangat besar, yaitu antara 0,4 kW sampai dengan 7 kW. Lampu UV bertekanan sedang mampu beroperasi sampai temperatur antara 600 oC – 900 0C. Unit pengolahan UV menggunakan lampu bertekanan sedang dianjurkan untuk instalasi pengolahan air yang mempunyai debit pengolahan yang besar, hingga mencapai 170 lt/dtk, hanya dengan menggunakan satu lampu UV. Karena kemampuannya untuk menghasilkan spektrum gelombang

elektromagnetik yang cukup besar, unit pengolahan UV menggunakan lampu UV bertekanan sedang dapat digunakan untuk proses fotokimia, misalnya untuk proses deklorinasi dan deozonisasi. Tabel berikut memberikan perbandingan antara lampu UV bertekanan rendah dengan lampu UV bertekanan sedang.

Tabel. Parameter ultra violet (UV)Parameter Lampu UV

Bertekanan RendahLampu UVBertekanan Sedang

Spektrum UV Sempit LebarPanjang Gelombang UV Sekitar 254 nm 200 nm – 280 nmEfisiensi daya listrik menjadi UV-C 40 % 15 %Daya Lampu 0.5 W/cm 100 W/cmFlux radiasi UV-C 0.2 W/cm 15 W/cmInput Daya Listrik 5 – 80 W 0.4 – 7 Kw

Pertimbangan Pemilihan Metode Keuntungan KlorinasiBerikut beberapa kegunaan klorin:

1. Memiliki sifat bakterisidal dan germisidal.2. Dapat mengoksidasi zat besi, mangan, dan hydrogen sulfide.3. Dapat menghilangkan bau dan rasa tidak enak pada air.4. Dapat mengontrol perkembangan alga dan organisme pembentuk lumut

yang dapat mengubah bau dan rasa pada air.5. Dapat membantu proses koagulasi.

Kelemahan KlorinasiBanyak studi sudah mengungkapkan banyaknya hasil sampingan klorinasi

pada air. Penelitian terkini menyimpulkan, bahwa kontak ibu hamil dengan klorin sebelum melahirkan dapat meningkatkan resiko kelainan janin. Dari berbagai studi, ternyata orang yang meminum air yang mengandung klorin memiliki kemungkinan lebih besar untuk terkena kanker kandung kemih, dubur ataupun usus besar. Sedangkan bagi wanita hamil dapat menyebabkan melahirkan bayi cacat dengan kelainan otak atau urat saraf tulang belakang, berat bayi lahir rendah, kelahiran prematur atau bahkan dapat mengalami keguguran kandungan. Selain itu pada hasil studi efek klorin pada binatang ditemukan pula kemungkinan kerusakan ginjal dan hati.

Desinfeksi dengan OzonBeberapa keuntungan yang diperoleh dari penggunaan ozon dalam proses

pengolahan air seperti: dapat membunuh mikroorganisme yang terdapat di dalam air (bersifat bakterisida, algasida, fungisida dan virusida); dapat menghilangkan bau dan rasa yang umumnya disebabkan oleh komponen organik dan anorganik yang terdapat di dalam air, dan tidak menimbulkan bau ataupun rasa yang umumnya terjadi dengan penggunaan bahan kimia lain sebagai bahan pengolahan.

Melalui proses oksidasinya pula ozon mampu membunuh berbagai macam mikroorganisma seperti bakteri Escherichia coli, Salmonella enteriditis, Hepatitis A Virus serta berbagai mikroorganisma patogen lainnya (Crites, 1998). Melalui proses oksidasi langsung ozon akan merusak dinding bagian luar sel mikroorganisma (cell lysis) sekaligus membunuhnya. Juga melalui proses oksidasi

oleh radikal bebas seperti hydrogen peroxida (H2O2) dan hydroxyl radikal (OH) yang terbentuk ketika ozon terurai dalam air. Seiring dengan perkembangan teknologi, dewasa ini ozon mulai banyak diaplikasikan dalam mengolah limbah cair domestik dan industri.

Ozon akan larut dalam air untuk menghasilkan hidroksil radikal (-OH), sebuah radikal bebas yang memiliki potential oksidasi yang sangat tinggi (2.8 V), jauh melebihi ozon (1.7 V) dan chlorine (1.36 V). Hidroksil radikal adalah bahan oksidator yang dapat mengoksidasi berbagai senyawa organik (fenol, pestisida, atrazine, TNT, dan sebagainya). Sebagai contoh, fenol yang teroksidasi oleh hidroksil radikal akan berubah menjadi hydroquinone, resorcinol, cathecol untuk kemudian teroksidasi kembali menjadi asam oxalic dan asam formic, senyawa organik asam yang lebih kecil yang mudah teroksidasi dengan kandungan oksigen yang di sekitarnya. Sebagai hasil akhir dari proses oksidasi hanya akan didapatkan karbon dioksida dan air.

Hidroksil radikal berkekuatan untuk mengoksidasi senyawa organik juga dapat dipergunakan dalam proses sterilisasi berbagai jenis mikroorganisma, menghilangkan bau, dan menghilangkan warna, mengoksidasi senyawa organik serta membunuh bakteri patogen yang banyak.

O3 merupakan gas tidak stabil, akan lenyap dalam beberapa menit, tidak meninggalkan sisa desinfektan selama air berada dalam sistem, hal ini merupakan kesulitan untuk mengontrol dosis ozon yang digunakan. Hal ini diatasi dengan pemeriksaan bakteriologis yaitu terhadap sampel sebelum dan sesudah pembubuhan Ozon.

Pembuatan ozon memerlukan pesawat khusus (ozonisator) yang memerlukan energi yang besar, sehingga biaya investasi dan operasi relatif besar, sehingga Ozonisasi menjadi lebih mahal untuk digunakan. Walaupun demikian ada keuntungan jika Ozon digunakan untuk mengolah air berwarna alami (mengandung zat humus), karena pemakaian Ozon sebagai pengganti klor/senyawa klor lebih aman dihubungkan dengan pembentukan halogen terklorinasi (haloform) yang dikenal dengan trihalometan (THMs). Namun demikian, air yang telah di-“ozon” harus difilter menggunakan filter karbon aktif terlebih dahulu sebelum diozonisasi.

Desinfeksi dengan radiasi UltraVioletKeuntungan Radiasi Ultra Violet :

1. Tidak ada zat kimia yang dilarutkan dalam air sehingga kualitas air tidak terpengaruh.

2. Tidak menimbulkan efek pada kapasitas disinfeksi3. Tidak menghilangkan rasa, bau dan warna4. Waktu pemaparan yang singkat5. Over dosis tidak menyebabkan efek mengganggu

Kerugian Radiasi Ultra Violet :1. Spora, kista dan virus lebih susah didesinfeksi dari pada bakteri.2. Membutuhkan banyak UV karena diserap zat lain3. Tidak ada residu, sehingga diperlukan disinfektan sekunder.4. Peralatan yang mahal dan energy listrik yang dibutuhkan besar

5. Seringkali, perawatan alat yang mahal diperlukan untuk memastikan energy yang stabil dan densitas yang relatif seragam

Break Point Chlorination Senyawa klor atau klorin yang berfungsi sebagai biosida pengoksidasi dapat

berasal dari gas Cl2, atau dari garam-garam NaOCl dan Ca(OCl)2 (kaporit) (Lestari dkk., 2008). Kaporit/ kalsium hipoklorit adalah senyawa kimia bersifat korosif pada kadar tinggi, dan pada kadar rendah biasanya digunakan sebagai penjernih air (Alaert dan Sumestri, 1984). BPC atau Break Point chlorination adalah jumlah klor yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan organik, anorganik dan amoniak. Peristiwa tersebut diikuti dengan pembentukan gas N2 akibat paparan klor yang berlebih pada kloramin. Sehingga terjadi penurunan jumlah klor bebas dan masih ada residu klor aktif yang konsentrasinya dianggap perlu sebagai desinfektan. Dengan kata lain, jumlah klor yang dibutuhkan untuk membunuh bakteri koliform (desinfektan) adalah jumlah residu klor aktif setelah tejadi BPC. Ketika kaporit dibubuhkan ke dalam air limbah, klor bereaksi dengan ion H+ dan radikal OH- pada air.

Cl2 + H2O HOCl + H+ + Cl- (1)(asam hipoklorit) (klorida)Ca(OCl)2 + 2 H2O 2 HOCl + Ca (OH)2 (2)(kaporit)HOCl + H2O H3O+ + OCl- (3)(hipoklorit)OCl- Cl- + O

Ion klorida (Cl-) merupakan ion yang tidak aktif, sedangkan Cl2, HOCl, dan OCl dianggap sebagai bahan yang aktif. Asam hipoklorit (HOCl ) yang tidak terurai adalah zat pembasmi yang paling efisien bagi bakteri (Lestari dkk, 2008). Disamping itu, klor juga akan bereaksi dengan berbagai senyawa kimia yang mampu dioksidasi seperti amoniak. Zat amoniak (NH3) dalam air akan bereaksi dengan klor atau asam hipoklorit dan membentuk monokloramin,dikloramin, dan trikloramin.

NH3 + HOCl NH2Cl + H2O pH ≥7 (4)NH2Cl + HOCl NHCl2 + H2O 4 ≤ pH ≥ 6 (5)NHCl2+ HOCl NCl3 + H2O pH ≤ 3 (6)

Apabila cukup banyak kandungan NH3 dalam air limbah maka NH2Cl cukup stabil, dan bila kelebihan klor, NH2Cl akan pecah dan terbentuk gas N2.

2NH2Cl + HOCl ↔ N2 +3HCl + H2O (7)Monokloramin terbentuk secara cepat dibandingkan dengan reaksi lainnya

(dikloramin dan trikloramin), sehingga waktu kontak menjadi sangat penting. Potensi monokloramin teroksidasi sangat rendah dibandingkan dengan klor, dan monokloramin bereaksi sangat lambat terhadap zat organik. Sehingga mampu mereduksi jumlah THMs yang terbentuk (Spellman, 2003). Semua klor yang tersedia di air sebagai kloramin disebut klor tersedia terikat. │Cl2│+ │OCl-│+ │HOCl│disebut klor tersedia bebas. Klor tersedia bebas ditambah klor tersedia terikat disebut jumlah klor yang tersedia atau klor aktif dalam larutan/

Produk asam hipoklorit (HOCl) dan hipoklorit (OCl) adalah agen pembasmi kuman. Klor yang dimasukkan ke dalam air, akan pertama kali akan bereaksi dengan senyawa inorganik dan senyawa organik dan kemudian tidak lagi

berfungsi sebagai desinfektan. Asam hipoklorit (HOCl) memiliki sifat lebih reaktif dan merupakan desinfektan yang kuat dari pada OCl-. HOCl mampu terpecah menjadi asam hidroklorit (HCl) dan oksigen (O). Atom oksigen yang dilepaskan berfungsi sebagai tenaga desinfektan yang sangat kuat. Daya desinfeksi klorine di dalam air didasarkan pada kekuatan oksidasi dari atom oksigen bebas dan reaksi substitusi oleh klorine. Khlorin mampu membunuh mikroorganisme pathogen seperti virus dan bakteri dengan cara memecah ikatan kimia pada molekulnya seperti merubah struktur ikatan enzim, bahkan merusak struktur kimia enzim. Ketika enzim pada mikroorganisme kontak dengan khlorin, satu atau lebih dari atom hidrogennya akan diganti oleh ion khlor. Hal ini dapat menyebabkan berubahnya ikatan kimia pada enzim tersebut atau bahkan memutus ikatan kimia enzim, sehingga enzim pada mikroorganisme tidak dapat berfungsi dengan baik dan sel atau bakteri akan mengalami kematian.

Gambar Teknik

Gambar 3. Desinfeksi Klorinasi

Gambar 4. Desinfeksi Ultra Violet

Gambar 5. Desinfeksi Ozon

4.3.4.7 Reservoir

DeskripsiReservoir digunakan untuk menyimpan sementara air baku atau air yang

sudah diolah sebelum didistribusikan ke masyarakat. Tipe reservoir dibagi

menjadi 3 yaitu Reservoir bawah tanah (Ground Reservoir), Elevated Reservoir dan Stand Pipe. Ground reservoir dibangun di bawah tanah atau sejajar dengan permukaan tanah. Reservoir ini digunakan bila head yang dimiliki mencukupi untuk distribusi air minum. Jika kapasitas air yang didistribusikan tinggi, maka diperlukan ground reservoir lebih dari satu. Menara Reservoir (Elevated Reservoir) adalah Reservoir yang digunakan bila head yang tersedia dengan menggunakan ground reservoir tidak mencukupi kebutuhan untuk distribusi. Dengan menggunakan elevated reservoir maka air dapat didistribusikan secara gravitasi. Tinggi menara tergantung kepada head yang dibutuhkan. Stand Pipe merupakan Reservoir jenis ini hampir sama dengan elevated reservoir, dipakai sebagai alternatif terakhir bila ground reservoir tidak dapat diterapkan karena daerah pelayanan datar.

Penentuan Volume ReservoirPerencanaan unit reservoir terdiri dari kapasitas reservoir, kapasitas untuk

keperluan instalasi, volume reservoir dan pompa distribusi. Perencanaan kapasitas reservoir didasarkan pada kebutuhan jam puncak, kebutuhan rata-rata serta fluktuasi pemakaian air selama 24 jam. Volume ditentukan berdasarkan tingkat pelayanan dengan memperhatikan fluktuasi pemakaian dalam satu hari di satu kota yang akan dilayani.Tipe Reservoir

Reservoir terdiri dari dua jenis yaitu ground storage reservoir dan elevated storage reservoir. Ground water reservoir biasa digunakan untuk menampung air dengan kapasitas besar dan membutuhkan pompa dalam pengoperasiannya sedangkan elevated storage reservoir menampung air dengan kapasitas relatif lebih kecil dibandingkan ground storage reservoir dan dalam pengoperasian distribusinya dilakukan dengan gravitasi.

Alat Pendukung Reservoir

Gambar Teknik