UTILITASWater Treatment

Di Susun Oleh:Muhammad BanagungMei Valentina Silaban

Kelas

5 Kc

MAKALAH

1Dosen Pembimbing:

Zulkarnain, S.T, M.T

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan salah satu komponen lingkungan yang mempunyai peranan

yang cukup besar dalam kehidupan. Bagi manusia air berperan dalam kegiatan

pertanian, industri, dan pemenuhan kebutuhan rumah tangga. Air yang digunakan

harus memenuhi syarat dari segi kualitas maupun kuantitasnya. Kualitas air dapat

ditinjau dari segi fisik, kimia, dan biologi. Kualitas air yang baik tidak selamanya

tersedia di alam. Perkembangan industri dan permukiman dapat mengancam

kelestarian air bersih.

Tujuan dari semua proses pengolahan air yang ada adalah menghilangkan

kontaminan dalam air, atau mengurangi konsentrasi kontaminan tersebut sehingga

menjadi air yang diinginkan sesuai kebutuhan (pengguna akhir) tanpa merugikan

dampak ekologis.

Proses-proses yang terlibat dalam pemisahan kontaminan dapat menggunakan

Proses Fisik seperti menetap dan penyaringan Kimia seperti Desinfeksi dan

Koagulasi. Selain itu proses Biologi juga digunakan dalam pengolahan air limbah,

proses-proses ini dapat meliputi, mencampur dengan Udara, diaktifkan Lumpur

atau Saringan pasir padat.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari pembuatan makalah ini, yaitu:

1. Apa yang dimaksud dengan water treatment?

2. Mengapa perlu dilakukan water treatment?

3. Apa saja yang menjadi parameter pengolahan air?

4. Bagaimana proses pengolahan air?

2

1.3 Tujuan

Memahami definisi water treatment.

Memahami perlunya water treatment.

Menjelaskan parameter dalam Water Treatment.

Memahami proses pengolahan air.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Water Treatment

Water Treatment adalah suatu cara/bentuk pengolahan air dengan cara –

cara tertentu dengan tujuan untuk mencapai hasil yang diharapkan sesuai

kebutuhan. Water Treatment Plant adalah sebuah sistem yang difungsikan untuk

mengolah air dari kualitas air baku (influent) yang kurang bagus agar

mendapatkan kualitas air pengolahan (effluent) standar yang di

inginkan/ditentukan atau siap untuk dikonsumsi.

Tabel 2.1 Batasan Air Limbah untuk Industri

Parameter Konsentrasi (mg/L)

COD 100 – 300

BOD 50 – 150

Minyak nabati 5 – 10

Minyak mineral 10 – 50

Zat padat tersuspensi (TSS) 200 – 400

pH 6.0 – 9.0

Temperatur 38 – 40 [oC]

Ammonia bebas (NH3) 1.0 – 5.0

3

Nitrat (NO3-N) 20 – 30

Senyawa aktif biru metilen 5.0 – 10

Sulfida (H2S) 0.05 – 0.1

Fenol 0.5 – 1.0

Sianida (CN)0.05 – 0.5

Pada umumnya gangguan terhadap suatu peralatan/ sistem yang bermedia

air disebabkan oleh zat-zat pengotor dalam air yang disebut kontaminan.

Kontaminan tersebut dapat berbentuk gas, cair, padatan, dan mikroorganisme.

a. Kontaminan gas

Beberapa kontaminan gas seperti karbondoksida, sulfur dioksida, oksigen, dan

lain-lain. Air yang mengandung gas-gas tersebut bersifat korosif dalam

reaksinya terbentuk senyawa asam yang kemudian bereaksi dengan peralatan

dari logam dengan reaksi sebagai berikut.

CO2 + H2O H2CO3 + Fe FeCO3 + H2

SO2 + ½ O2 SO3

SO3 + H2O H2SO4 + Fe FeSO4 + H2

b. Kontaminan cair

Kandungan zat cair dalam air dapat berupa asam, seperti asam klorida (HCl),

asam sulfat (H2SO4) atau basa seperti ammonia cair (NH4OH), minyak/ lemak

yang berasal dari kebocoran air yang masuk ke dalam sistem. Kandungan asam

dan basa dalam air akan bersifat korosif.

c. Kontaminan padatan

4

Berdasarkan besarnya ukuran partikel padatan terlarut, maka kontaminan

padatan dikelompokkan menjadi 3 jenis, yaitu: padatan terlarut (TDS), padatan

tersuspensi (TSS), dan padatan sediment.

Padatan terlarut (TSS) terdiri dari senyawa organik dan anorganik yang larut

dalam air seperti kalsium karbonat, magnesium karbonat, kalsium sulfat,

magnesium sulfat, kalsium klorida, natrium silikat, dan lain-lain. Air yang

mengandung padatan terlarut sangat baik daya hantar listriknya.

Garam-garam kalsium dan magnesium menjadikan air bersifat sadah, dapat

menyebabkan kerak (CaCO3.CaSO4) dan defosit lumpur [(MgCO3.Mg(OH)2)]

pada pipa-pipa ketel uap (boiler).

CaCl2 + SO42- CaSO4 + 2Cl-

CaCl2 + CO32- CaCO3 + 2Cl-

MgSO4 + CO32- MgCO3 + SO4

2-

MgCl2 + CO32- MgCO3 + 2Cl-

MgCl2 + H2O Mg(OH)3 + 2HCl-

Garam natrium silikat ( Na2SiO3 ) dalam air panas akan terhidrolisa

menghasilkan asam silikat pada temperatur di atas 200ºC akan menjadi kristal

keras yang sangat padat, kecil, dan rapat. Kristal ini yang menempelkan pada

pipa-pipa ketel uap. Silika hanya dapat dihilangkan dengan alat penukar ion di

unit demin plant.

Padatan tersuspensi ( TSS ) menyebabkan air keruh, tidak larut, tidak dapat

mengendap langsung seperti tanah liat, koloid silikat. Koloid silikat sering lolos

dalam proses koagulasi sehingga proses penghilangannya dapat menggunakan

alat penukar ion.

Padatan Sedimen adalah padatan yang langsung mengendap jika air

didiamkan. Padatan yang mengendap tersebut terdiri dari partikel-partikel

padat yang berukuran lebih besar dari padatan tersusupensi, relative besar dan

berat, seperti pasir dan lumpur. Padatan sering menimbulkan erosi pada

material dan menyumbat aliran air.5

d. Kontaminan mikroorganisme

Kontaminan mikroorganisme seperti ganggang, lumut, jamur dan bakteri dapat

tumbuh dengan baik pada sistem air pendingin “open circuit”. Mikroorganisme

jenis ganggang dan lumut dapat menyumbat saringan-saringan air pendingin,

tube-tube kondensor, pompa-pompa dan mengurangi kecepatan pertukaran

panas. Bakteri merupakan salah satu jenis mikroorganisme dalam air yang

dapat merusak bangunan-bangunan menara pendingin yang terbuat dari beton.

2.2 Tujuan dari Water Treatment

Water Treatment secara umum bertujuan untuk mengelola air hasil

buangan dari proses industri dimana pengelolahan itu dimaksudkan supaya air

buangan industri itu tidak mencemari lingkungan atau bisa digunakan kembali

untuk proses industri dengan cara menghilangkan kontaminan atau memurnikan

kembali air tersebut.

2.3 Parameter dalam Water Treatment

2.3.1 Parameter Fisik

Parameter fisik air biasanya dilihat dari unsur yang berhubungan dengan

indra manusia seperti penglihatan, sentuhan, rasa dan penciuman, yang meliputi

Turbidity (kekeruhan), warna, bau, rasa, dan suhu. Sistem pengolahan yang biasa

digunakan adalah Sistem Sedimentasi (Pengendapan), Filtrasi dan penambahan

desinfektan.

2.3.2 Parameter Kimia

Senyawa kimia yang sering di temukan pada air adalah Fe, Mn, Ca, Mg,

Na, SO4, CO3. Jika air memiliki kandungan senyawa kimia yang berlebihan (tidak

masuk standar konsumsi yang aman), pengolahan dapat dilakukan dengan sistem

6

filtrasi dengan menggunakan media tertentu misalnya system Reverse Osmosis

atau Demineralier dan Softener.

2.3.3 Parameter Biologi

Parameternya dilihat berdasarkan adanya mikroorganisme yang ada di

dalam air. Bila jumlah mikroorganisme di dalam air berlebihan biasanya akan

mengganggu kesehatan bila dikonsumsi. Pengolahan dapat dilakukan dengan

menggunakan desinfektan atau alat yang biasa digunakan, misalnya injeksi Chlor,

System UV dan System Ozone (O3).

2.4 Proses Pengolahan Air pada Water Treatment.

Water treatment merupakan proses pengolahan air dimana air tersebut diolah

untuk menghilangkan kontaminan yang ada di dalamnya. Proses pengolahan

air ini dibagi menjadi tiga proses yaitu :

Pengolahan air secara kimia

Pengolahan air secara fisika

Pengolahan air secara biologi

2.4.1. Pengolahan air secara kimia

Koagulasi dan Flokulasi

Benda-benda tersuspensi dalam air dapat berupa bahan-bahan kasar yang

dapat mengendap sampai pada bahan-bahan koloid lembut. Bahan-bahan tersebut

dapat bersatu dan mengendap dan disatukan menjadi lebih besar dengan bantuan

bahan penggumpal. Kumpulan benda-benda besar tersebut akan tertinggal di dasar

sedimentasi dan dihilangkan dengan cara penyaringan (filtrasi). Langkah-langkah

proses koagulasi dan flokulasi sebagai berikut :

1. Bahan kimia penggumpal dimasukkan ke dalam air, supaya bahan

kimia tersebut bereaksi secara seragam, bahan tersebut harus

ditaburkan secara merata . Hal ini memerlukan pengadukan yang

7

cepat atau pencampuran dengan air pada titik dimana penggumpalan

ditambahkan.

2. Rekasi-reaksi kimia dan kimia fisik dan perubahan-perubahan yang terjadi

mengarahkan pada koagulasi dan pembentukan partikel-partikel berukuran

mikroskopis.

3. Pengadukan perlahan-lahan menyebabkan penyatuan pertikel-

partikel menjadi kumpulan yang dapat terendapkan.

Gambar 1. Proses Koagulasi, Flokulasi, dan Filtrasi

Proses Pelunakan dan Demineralisasi

Proses softening ( pelunakan ) bertujuan untuk mengurangi kadar

kesadahan air yang biasanya digunakan sebagai air umpan boiler. Proses softening

dilakukan dengan 2 cara, yaitu : presifitasi kimia dan pertukaran ion. Presipitasi

kimia dilakukan dengan cara mengubah kesadahan kalsium dan magnesium

yang mempunyai kelarutan kecil menjadi kalsium karbonat dan magnesium

hidroksida yang mempunyai kelarutan besar. Presipitasi kimia dilakukan

dengan 2 cara pengolahan, yaitu : Proses Kapur Soda Abu dan Proses Soda

Kaustik.

8

Gambar 2. Bagan Proses Demineralisasi

PROSES KAPUR SODA ABU

Proses presipitasi kimia dengan Kapur Soda Abu mampu mengubah

bentuk kesadahan karbonat (CH) dan magnesium non karbonat (MgNCH)

menjadi spesies terendapkan dengan bantuan penambahan kapur (CaO). Spesies

hasil reaksi tersebut merupakan bentuk padatan terendapkan ( disimbolkan dengan

s ) yang mempunyai densitas cukup untuk melakukan pengendapan secara

gravitas. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Ca2+ + 2 (HCO3)-+ CaO + H2O 2 CaCO3(s) + 2 H2O

Mg2+ + 2 (HCO3)-+ CaO + H2O CaCO3(s) + Mg2+

+ CO32-

Mg2+ + CO3

2- + CaO + H2O CaCO3(s) + Mg(OH)2(s)

PROSES SODA KAUSTIK

Semua bentuk senyawa sadah dapat diubah menjadi bentuk yang

terendapkan dengan penambahan soda kaustik (NaOH). Reaksi yang terjadi pada

proses soda kaustik sebagai berikut :

Ca2+ + 2 (HCO3)- + 2 NaOH CaCO3 + 2 Na+ + CO3

2- + 2 H2O

9

Mg2+ + 2 (HCO3)- + 4 NaOH Mg(OH)2 + 4 Na+ + 2 CO3

2- + 2 H2O

Mg2+ + SO4

2- + 2 NaOH Mg(OH)2 + 2 Na+ + SO42-

Rangkaian reaksi tersebut menghasilkan senyawa soda abu (Na2CO3) yang

digunakan untuk bereaksi dengan calcium non carbonat hardness (NaNCH).

Tabel 2.2 Dosis Bahan Kimia Untuk Softening (Lb/Million Gallon)

Sumber Proses Kapur Soda Proses Soda

KaustikCaO sebagai CaO Na2CO3

CO2 10,61 Tidak Ada 15,16

Ca CH 4,67 Tidak Ada 6,67

Mg CH 9,34 Tidak Ada 13,34

Mg NCH 4,67 8,84 6,67

Ca CH Tidak Ada 8,84 Tidak Ada

Dosis stoikometri bahan kimia murni dari sumber 1 mg/l sebagai CaCO3

kecuali CO2 1 lb/million gallon = 1,2 x 10-4 kg/m3

Pertukaran Ion

Adalah suatu alat untuk mengambil ion – ion kontaminan air oleh resin –

resin dan menukarnya dengan ion – ion hidrogen (H+) dan ion – ion hidroksil (OH-

) sehingga diperoleh air murni. Resin adalah bahan polimer sintesis yang

mengandung ion – ion hidrogen sebagai resin kation dan ion – ion hidroksil

sebagai resin anion.

Resin memiliki batas kemampuan dalam melakukan pertukaran ion.

Apabila telah mencapai batasnya, maka resin tersebut telah jenuh dan harus

di aktifkan kembali melalui regenerasi dan injeksi bahan – bahan kimia. Alat

penukar ion terdiri dari alat penukar kation dan alat penukar anion.

10

Gambar 3. Ion Exchanger

Alat Penukar Kation adalah suatu alat berbentuk silinder yang berisi

resin kation, berfungsi untuk menukar ion – ion positif dari kontaminan air.

Contoh : kontaminan air adalah garam NaCl, reaksinya

Na+Cl- + R-H+ Na+R- + H+Cl-

Reaksi yang terjadi pada proses pertukaran kation, yaitu :

2 R – H + Ca(HCO3)2 R2 – Ca + 2 H2CO3

2 R – H + CaSO4 R2 – Ca + H2SO4

2 R – H + CaCl2 R2 – Ca + 2 NaCl

2 R – H + Mg(HCO3)2 R2 – Mg + 2 H2CO3

2 R – H + MgSO4 R2 – Mg + H2SO4

2 R – H + MgCl2 R2 – Mg + 2 HCl

Urutan penukaran oleh resin pertukaran kation: Ca2+, Mg2+, K dan Na.

11

Alat Penukar Anion : adalah suatu berbentuk silinder yang berisi resin anion,

berfungsi untuk menukar ion-ion negatif don kontaminan air. Contoh: kontaminan

air adalah keluaran alat penukar kation HCI. Rekasinya sebagai berikut :

H+ CI- + R+ OH- R+ CI- + H2O

Hasil keluaran dari penukar kation adalah bersifat asam. Ion positif pada

resin anion akan menangkap ion negatif dari senyawa asam sehingga produk akhir

adalah air murni yang babas mineral, Reaksinya sebagai berikut :

2 R - OH + H2CO3 R2 - CO3 +2 H2O

2R - OH + H2SO4 R2 -SO4 + 2 H2O

2R - OH + H2(SiO2) R2__SiO2 +2 H2O

Urutan penukaran oleh resin penukar anion adalah: SO42-, CI-, HCO3

- HSiO2- ,

Hasil penukaran ion baik kation dan anion terkadang tidak berlangsung

100 %. Idealnya setelah melewati penukar kation dan anion, air tidak lagi

mengandung kontaminan. Tetapi kenyataannya masih ada ion-ion kontaminan air

yang lolos dari penukar kation dan anion.

Mixed bed adalah suatu alat berbentuk silinder yang berisi campuran

resin kation dan resin anion, berfungsi untuk menangkap kation dan anion yang

lolos dari tangkapan penukar kation dan penukar anion. Keseluruhan reaksi terjadi

pada satu silinder. Dengan dilengkapi mixed bed diharapkan akan diperoleh air

dengan kemurnian tinggi.

12

Gambar 4. Mixed Bed

Degasser adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengeluarkan gas-gas

kontaminan yang terlarut dalam air pada proses penukaran ion. Degasser biasanya

dipasang setelah alat penukar ion dan sebelum alat penukaran ion.

Gambar 5. Degasser

Resin Penukar Ion

Resin sebagai penukar ion memiliki kapasitas yang terbatas. Bila kapasitas

kapasitas ion sudah terlampaui, penukar ion tidak lagi mampu menangkap ion-ion

13

kontaminan air. Dalam keadaan watt, ini resin penukar ion dikatakan sudah jenuh

dan harus diregenerasi.

Kejenuhan Resin

Ada 2 cara yang dipakai untuk menentukan indikasi kejenuhan resin:

Berdasarkan “couter flow”; yaitu dengan cara mengukur kuantitas air

yang telah diproses oleh resin penukar ion.

Berdasarkan kualitas air yaitu dengan cara mengukur kualitas air yang

telah diproses oleh resin penukar ion. Parameter yang digunakan adalah

konduktivitas dan kadar silikat.

Regenerasi Resin

Agar resin penukar ion yang telah jenuh dapat berfungsi kembali perlu

diregenerasi. Regenerasi adalah suatu proses untuk menginaktifkan kembali resin

penukar ion yang telah jenuh menggunakan bahan kimia sebagai larutan

regenerasi.

Langkah-Langkah Regenerasi Resin

1. Back washing berfungsi untuk membilas mesin dengan cara membalik

arah aliran air. Maksudnya untuk merenggangkan resin yang dalam

keadaan mampat serta membersihkan kotoran dari permukaan resin.

Pembukaan katup harus perlahan-lahan untuk menghindarkan rusaknya

resin (chanelling).

2. Dilute water berfungsi untuk membilas sisa-sisa kotoran yang masih ada

dari hasil back washing dengan arah aliran normal. Maksudnya adalah

supaya pada saat pemberian bahan kimia tidak terganggu oleh kotoran-

kotoran.

3. Regenerasi (pemberian bahan kimia), setelah di “back washing” dan

“dilute water”, resin menjadi renggang dan bersih sehingga permukaan

kontak antara resin mejadi lebih luas. Regenerasi dilakukan dengan

mengalirkan air dan bahan regenerasi (HCI untuk kation dan NaOH untuk

14

anion pada konsentrasi tertentu) dengan arah aliran normal. Regenerasi

dilakukan sampai larutan regenerai habis.

4. Slow Rinse : Pencuci lambat dilakukan dengan cara mengalirkan air

dengan arah aliran normal secara perlahan-lahan. Hal ini dimaksudkan

agar bahan kimia regenerasi berdifusi secara sempurna ke dalam resin.

5. Fast Rinse: Dilakukan sama seperti pencucian lambat, tetapi dengan laju

alir yang lebih besar. Maksudnya untuk membuang sisa-sisa bahan kimia

regenerant. Pencucian cepat terus dilakukan sampai hasil airnya sesuai

dengan standar yang telah diterapkan.

Proses Regenerasi Kation

Regenerasi kation adalah proms pengendalian resin yang telah

menangkap kontaminan air untuk ditukar kembali dengan ion hidrogen

dengan cara menginjeksikan bahan kimia HCI. Contoh reaksi yang terjadi

pada proses regenerasi kation untuk ion yang ditangkap adalah Na+, yaitu:

Na+ R- + H+ CI- Na+ Cl- + R- H+ (resin aktif kembali)

Proses Regenerasi Anion

Regenerasi anion adalah proses pengembalian resin yang telah

menangkap kontaminan air untuk ditukar kembali dengan ion hidroksil

dengan cara menginjeksikan bahan kimia NaOH. Contoh reaksi yang terjadi

pada proses regenerasi anion untuk ion yang ditangkap adalah SiO2, yaitu :

R2 – SiO2 + 2 NaOH Na2 – SiO2 + 2 R – OH (resin aktif kembali)

Akibat Kegagalan Regenerasi

Kegagalan proses regenerasi perlu dihindari karena akan menyebabkan

inefisiensi. Seberapa dampak akibat kegagalan proses regenerasi yaitu:

Berdampak langsung pada pemakaian bahan kimia. Bahan yang

diinjeksikan akan terbuang percuma dan akan menyebabkan

pemborosan bahan kimia

Meningkatnya pemakaian air karena dipakai untuk proses pencucian

15

dan pembilasan regenerasi.

Lamanya waktu untuk mengulangi regenerasi yang seharusnya tidak

dilakukan. Waktu yang semestinya setelah regenerasi dapat

dimanfaatkan untuk memproduksi air demin.

Meningkatnya biaya lain karena pemakaian listrik untuk pompa-pompa,

tenaga operator, dan lain-lain.

Regenerasi Mixed Bed

Miked bed terdiri dari dua macam resin, maka regenerasinya

dilakukan untuk masing-masing resin secara bergantian. Resin anion

terletak pada bagian atas dari resin kation karena perbedaan berat jenis.

Bahan kimia regenerant yang digunakan adalah NaOH untuk resien anion

dan KCI untuk resin kation.

Langkah-Langkah Regenerasi Mixed Bed

Normal operation

Back washing

Regenerasi (pemberian bahan kimia)

Air blowing

Fast rinse

Air blowing adalah pemberian udara mengguanakan kompresor ke resin

dengan arah berlawanan. Tujuannya supaya resin tergelembung dan bercampur

aduk dengan baik. Pada langkah ini akan terlihat pemisahan resin anion pada

bagian atas karena berat jenisnya.

2.4.2. Pengolahan air secara fisika

Sedimentasi

Sedimentasi adalah proses pemisahan padatan yang terkandung dalam

limbah cair oleh gaya gravitasi. Pada umumnya proses Sedimentasi dilakukan

setelah proses Koagulasi dan Flokulasi dimana tujuannya adalah untuk

16

memperbesar partikel padatan sehingga menjadi lebih berat dan dapat tenggelam

dalam waktu lebih singkat.

Sedimentasi bisa dilakukan pada awal maupun pada akhir dari unit sistem

pengolahan. Jika kekeruhan dari influent tinggi, sebaiknya dilakukan proses

sedimentasi awal (primary sedimentation) didahului dengan koagulasi dan

flokulasi, dengan demikian akan mengurangi beban pada treatment berikutnya.

Sedangkan secondary sedimentation yang terletak pada akhir treatment gunanya

untuk memisahkan dan mengumpulkan lumpur dari proses sebelumnya (activated

sludge, OD, dsb) dimana lumpur yang terkumpul tersebut dipompakan keunit

pengolahan lumpur tersendiri.

Sedimen dari limbah cair mengandung bahan-bahan organik yang akan

mengalami proses dekomposisi. Pada proses tersebut akan timbul formasi gas

seperti carbon dioxida, methane, dsb. Gas tersebut terperangkap dalam partikel

lumpur dimana sewaktu gas naik ke atas akan mengangkat pula partikel lumpur

tersebut. Proses ini selain menimbulkan efek turbulensi juga akan merusak

sedimen yang telah terbentuk. Pada Septic-tank, Imhoff-tank dan Baffle-reactor,

konstruksinya didesain sedemikian rupa guna menghindari efek dari timbulnya

gas supaya tidak mengaduk/merusak partikel padatan yang sudah mapan (settle)

di dasar tangki, sedangkan pada UASB (Uplift Anaerobic Sludge Blanket) justru

menggunakan efek dari proses tersebut untuk mengaduk aduk partikel lumpur

supaya terjadi kondisi seimbang antara gaya berat dan gaya angkat pada partikel

lumpur, sehingga partikel lumpur tersebut melayang-layang/mubal mubal.

Setelah proses dekomposisi dan pelepasan gas, kondisi lumpur tersebut

tersebut sudah stabil dan akan menetap secara permanen pada dasar tangki,

sehingga sering juga proses sedimentasi dalam waktu yang cukup lama disebut

dengan proses Stabilisasi. Akumulasi lumpur (Volume) dalam periode waktu

tertentu (desludging-interval) merupakan parameter penting dalam perencanaan

pengolahan limbah dengan proses sedimentasi dan stabilisasi lumpur.

17

Gambar 6. Proses Sedimentasi

Filtrasi

Filtrasi adalah proses penyaringan air melalui media pasir atau bahan

sejenis untuk memisahkan partikel flok atau gumpalan yang tidak dapat

mengendap agar diperoleh air yang jernih. 

Penyaring adalah pengurangan lumpur tercampur dan partikel koloid dari

air limbah dengan melewatkan pada media yang porous. Kedalaman penyaringan

menentukan derajat kebersihan air yang disaringnya pada pengolahan air untuk

minum. 

Mekanisme yang dilalui pada filtrasi: 

1. Air mengalir melalui penyaring glanular

2. Partikel-partikel tertahan di media penyaring

3. Terjadi reaksi-reaksi kimia dan biologis

Filtrasi yang berfungsi sebagai tempat proses penyaringan butir-butir yang

tidak ikut terendap pada bak sedimentasi dan juga berfungsi sebagai penyaring

mikroorganisme atau bakteri yang ikut larut dalam air. Bangunan filtrasi

biasanya menggunakan pasir silica yang berwarna hitam yang memiliki

ketebalan yang berbeda dan juga kerikil. Pasir ini digunakan karena lebih

berat dan lebih menempel flok-floknya.

18

Gambar 7. Proses Filtrasi

2.4.3. Pengolahan air secara biologi

Ticking Filter

Pengolahan air dengan cara trickling filter merupakan proses pengolahan

air dengan cara meyebarkan air ke dalam suatu tumpukan unggun atau

media yang terdiri dari bahan batu pecah atau kerikil, bahan keramik, sisa

tanur (slag), medium dari bahan plastik atau lainnya. Dengan cara

demikian maka pada permukaan medium akan tumbuh lapisan biologis

(biofilm), seperti lender, dan lapisan biologis tersebut akan kontak dengan

air dan akan menguraikan senyawa polutan yang ada di dalam air limbah.

Gambar 8. Trickling Filter19

Rotating biological contractor

Rotating Biological Contactors (RBCs) adalah teknologi pengolahan

limbah secara biologi yang menggunakan biofilm sebagai tempat tumbuh

mikroorganisme. RBCs berbentuk tangki horizontal setengah lingkaran, di

dalamnya terdapat sejumlah cakram (disc) yang dirangkai secara paralel dengan

jarak yang berdekatan. Biofilm akan terbentuk dan tumbuh menempel pada

permukaan cakram. Cakram akan berputar dengan kecepatan tertentu. RBC terdiri

dari cakram (disc) yang tersusun secara seri dengan jarak antar cakram yang

relatif dekat.

  Reaktor biologis putar (rotating biological contactor) disingkat RBC

adalah salah satu teknologi pengolahan air limbah yang mengandung polutan

organik yang tinggi secara biologis dengan sistem biakan melekat (attached

culture). Prinsip kerja pengolahan air limbah dengan RBC yakni air limbah yang

mengandung polutan organik dikontakkan dengan lapisan mikro-organisme

(microbial film) yang melekat pada permukaan media di dalam suatu reaktor.

           Media tempat melekatnya film biologis ini berupa piringan (disk) dari

bahan polimer atau plastik yang ringan dan disusun dari berjajar-jajar pada suatu

poros sehingga membentuk suatu modul atau paket, selanjutnya modul tersebut

diputar secara pelan dalam keadaan tercelup sebagian ke dalam air limbah yang

mengalir secara kontinyu ke dalam reaktor tersebut.

           Dengan cara seperti ini mikro-organisme misalnya bakteri, alga, protozoa,

fungi, dan lainnya tumbuh melekat pada permukaan media yang berputar tersebut

membentuk suatu lapisan yang terdiri dari mikro-organisme yang disebut biofilm

(lapisan biologis). Mikro-organisme akan menguraikan atau mengambil senyawa

organik yang ada dalam air serta mengambil oksigen yang larut dalam air atau

dari udara untuk proses metabolismenya, sehingga kandungan senyawa organik

dalam air limbah berkurang.

20

           Pada saat biofilm yang melekat pada media yang berupa piringan tipis

tersebut tercelup ke dalam air limbah, mikro-organisme menyerap senyawa

organik yang ada dalam air limbah yang mengalir pada permukaan biofilm, dan

pada saat biofilm berada di atas permuaan air, mikro-organisme menyerap okigen

dari udara atau oksigen yang terlarut dalam air untuk menguraikan senyawa

organik. Enegi hasil penguraian senyawa organik tersebut digunakan oleh mikro-

organisme untuk proses perkembang-biakan atau metabolisme.

           Senyawa hasil proses metabolisme mikro-organisme tersebut akan keluar

dari biofilm dan terbawa oleh aliran air atau yang berupa gas akan tersebar ke

udara melalui rongga-rongga yang ada pada mediumnya, sedangkan untuk

padatan tersuspensi (SS) akan tertahan pada pada permukaan lapisan biologis

(biofilm) dan akan terurai menjadi bentuk yang larut dalam air.

           Pertumbuhan mikro-organisme atau biofilm tersebut makin lama semakin

tebal, sampai akhirnya karena gaya beratnya sebagian akan mengelupas dari

mediumnya dan terbawa aliran air keluar. Selanjutnya, mikro-organisme pada

permukaan medium akan tumbuh lagi dengan sendirinya hingga terjadi

kesetimbangan sesuai dengan kandungan senyawa organik yang ada dalam air

limbah. 

21

Gambar 9. Rotating Biological Contractor

Gambar 10. Diagram Proses RBC

22

Bak Pemisah Pasir

           Air limbah dialirkan dengan tenang ke dalam bak pemisah pasir, sehingga

kotoran yang berupa pasir atau lumpur kasar dapat diendapkan. Sedangkan

kotoran yang mengambang misalnya sampah, plastik, sampah kain dan lainnya

tertahan pada sarangan (screen) yang dipasang pada inlet kolam pemisah pasir

tersebut.

Bak Pengendap Awal

           Dari bak pemisah/pengendap pasir, air limbah dialirkan ke bak pengendap

awal. Di dalam bak pengendap awal ini lumpur atau padatan tersuspensi sebagian

besar mengendap. Waktu tinggal di dalam bak pengendap awal adalah 2 - 4 jam,

dan lumpur yang telah mengendap dikumpulkan daan dipompa ke bak

pengendapan lumpur.

Bak Kontrol Aliran

           Jika debit aliran air limbah melebihi kapasitas perencanaan, kelebihan debit

air limbah tersebut dialirkan ke bak kontrol aliran untuk disimpan sementara. Pada

waktu debit aliran turun / kecil, maka air limbah yang ada di dalam bak kontrol

dipompa ke bak pengendap awal bersama-sama air limbah yang baru sesuai

dengan debit yang diinginkan.

Kontaktor (reaktor) Biologis Putar

           Di dalam bak kontaktor ini, media berupa piringan (disk) tipis dari bahan

polimer atau plastik dengan jumlah banyak yang dilekatkan atau dirakit pada

suatu poros, diputar secara pelan dalam keadaan tercelup sebagian ke dalam air

limbah. Waktu tinggal di dalam bak kontaktor kira-kira 2,5 jam. Dalam kondisi

demikian, mikro-organisme akan tumbuh pada permukaan media yang berputar

tersebut, membentuk suatu lapisan (film) biologis. Film biologis tersebut terdiri

dari berbagai jenis/species mikro-organisme misalnya bakteri, protozoa, fungi,

dan lainnya. Mikro-organisme yang tumbuh pada permukaan media inilah yang

akan menguraikan senyawa organik yang ada di dalam air limbah. Lapisan

23

biologis tersebut makin lama makin tebal dan kerena gaya beratnya akan

mengelupas dengan sendirinya dan lumpur organik tersebut akan terbawa aliran

air keluar. Selanjutnya lapisan biologis akan tumbuh dan berkembang lagi pada

permukaan media dengan sendirinya.

Bak Pengendap Akhir

           Air limbah yang keluar dari bak kontaktor (reaktor) selanjutnya dialirkan

ke bak pengendap akhir dengan waktu pengendapan sekitar 3 jam. Dibandingkan

dengan proses lumpur aktif, lumpur yang berasal dari RBC lebih mudah

mengendap, karena ukurannya lebih besar dan lebih berat. Air limpasan (over

flow) dari bak pengendap akhir relatif sudah jernih, selanjutnya dialirkan ke bak

khlorinasi. Sedangkan lumpur yang mengendap di dasar bak dipompa ke bak

pemekat lumpur bersama-sama dengan lumpur yang berasal dari bak pengendap

awal.

Bak Khlorinasi

           Air olahan atau air limpasan dari bak pengendap akhir masih mengandung

bakteri coli, bakteri patogen, atau virus yang sangat berpotensi menginfeksi ke

masyarakat sekitarnya. Untuk mengatasi hal tersebut, air limbah yang keluar dari

bak pengendap akhir dialirkan ke bak khlorinasi untuk membunuh mikro-

organisme patogen yang ada dalam air. Di dalam bak khlorinasi, air limbah

dibubuhi dengan senyawa khlorine dengan dosis dan waktu kontak tertentu

sehingga seluruh mikro-orgnisme patogennya dapat dimatikan. Selanjutnya

dari bak khlorinasi air limbah sudah boleh dibuang ke badan air.

Bak Pemekat Lumpur

           Lumpur yang berasal dari bak pengendap awal maupun bak pengendap

akhir dikumpulkan di bak pemekat lumpur. Di dalam bak tersebut lumpur diaduk

secara pelan kemudian dipekatkan dengan cara didiamkan sekitar 25 jam sehingga

lumpurnya mengendap, selanjutnya air supernatant yang ada pada bagian atas

dialirkan ke bak pengendap awal, sedangkan lumpur yang telah pekat dipompa ke

24

bak pengering lumpur atau ditampung pada bak tersendiri dan secara periodik

dikirim ke pusat pengolahan lumpur di tempat lain.

25

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Water Treatment adalah suatu cara/bentuk pengolahan air dengan

cara – cara tertentu dengan tujuan untuk mencapai hasil yang diharapkan

sesuai kebutuhan. Dalam mengolah air dapat ditinjau dari beberapa

parameter di antaranya parameter fisik, kimia, dan biologi.

Selain parameter terdapat beberapa proses pengolahan air yaitu

pengolahan air secara fisika, kimia, dan biologi. Secara fisika yaitu filtrasi

dan sedimentasi. Secara kimia yaitu koagulasi dan flokulasi, pelunakan air

serta ion exchange. Secara biologi yaitu trickling filter dan RBC (Rotating

Biological Contractor).

3.2 Saran

Dalam kehidupan sehari – hari maupun dalam industri tidak

terlepas dari adanya limbah cair. Untuk mengatasi limbah tersebut perlu

adanya pengolahan air (Water Treatment). Dalam Water Treatment proses

yang dilakukan untuk mengolah limbah cair tersebut sebaiknya dilakukan

sesuai dengan kontaminan yang terkandung di dalam limbah tersebut agar

pengolahannya menjadi lebih tepat dan efisien. Sehingga tidak

menimbulkan pengaruh yang lain terhadap lingkungan.

26

BAB IV

DAFTAR PUSTAKA

Zulkarnain, dkk. 2011. Modul Utilitas. Palembang : Politeknik Negeri Sriwijaya

http://envist2.blogspot.com/2009/05/filtrasi.html

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/limbah-industri/sedimentasi-

pengendapan-pada-pengolahan-limbah-cair/

http://www.ionexchange.com/ion/en/processes/counterflow/multistep/

27