Pengolahan air

Pengolahan Air minumPengolahan Air limbahPengiolahan Air industri

Tujuan Pengolahan Air

Ada 3 jenis tujuan pengolahan Air: Pengolahan Air untuk kebutuhan Air minum Pengolahan Air untuk mengolahan air limbah

domestik supaya tidak mencemari lingkungan Pengolahan Air untuk kebutuhan Industri

Tujuan pengolahan air minum

Adapun tujuan pengolahan air minum adalah untuk :

menurunkan kekeruhan menghilangkan bau, rasa dan warna menurunkan dan mematikan mikroorganisme

(bakteri) patogen mengurangi kadar zat kimia yang terlarut

dalam air. menurunkan kesadahan

PERSYARATAN AIR SEHAT

Air yang sehat harus memenuhi beberapa persyaratan antara lain :

 Air harus jernih atau tidak keruh. Kekeruhan pada air biasanya disebabkan oleh adanya butir-butir tanah liat yang sangat halus. Semakin keruh menunjukkan semakin banyak butir-butir tanah dan kotoran yang terkandung di dalamnya.

Tidak berwarna. Air yang berwarna berarti mengandung bahan-bahan lain berbahaya bagi kesehatan, misalnya pada air rawa berwarna kuning , air buangan dari pabrik , selokan, air sumur yang tercemar dan lain-lain.

Rasanya tawar. Air yang terasa asam, manis, pahit, atau asin menunjukan bahwa kualitas air tersebut tidak baik. Rasa asin disebabkan adanya garam-garam tertentu yang larut dalam air, sedangkan rasa asam diakibatkan adanya asam organik maupun asam anorganik.Tidak berbau. Air yang baik memiliki ciri tidak berbau bila dicium dari jauh maupun dari dekat. Air yang berbau busuk mengandung bahan-bahan organik yang sedang didekomposisi (diuraikan) oleh mikroorganisme air.

Derajat keasaman (pH) nya netral sekitar 6,5 – 8,5 . Air yang pHnya rendah akan terasa asam, sedangkan bila pHnya tinggi terasa pahit. Contoh air alam yang terasa asam adalah air gambut (rawa)

Persyaratan Kimia Tidak mengandug zat kimia beracun, misalnya arsen, timbal, nitrat, senyawa raksa,

senyawa sulfida, senyawa fenolik, amoniak serta bahan radioaktif. Kesadahannya rendah. Kesadahan air dapat diakibatkan oleh kandungan ion

kalsium (Ca2+) dan magnesium (Mg2+) .. Air sadah dapat juga mengandung ion-ion Mangan (Mn2+) dan besi (Fe2+) yang memberikan rasa anyir pada air dan berbau, serta akan menimbulkan noda-noda kuning kecoklatan pada peralatan dan pakaian yang dicuci. Meskipun ion kalsium, ion magnesium, ion besi dan ion mangan diperlukan oleh tubuh kita. Air sadah yang banyak mengandung ion-ion tersebut tidak baik untuk dikonsumsi. Karena dalam jangka panjang akan menimbulkan kerusakan pada ginjal, dan hati. Tubuh kita hanya memerlukan ion-ion tersebut dalam jumlah yang sangat sedikit sedikit sekali. Kalsium untuk pertumbuhan tulang dan gigi, mangan dan magnesium merupakan zat yang membantu kerja enzim, besi dibutuhkan untuk pembentukan sel darah merah.Batas kadar ion besi yang diizinkan terdapat di dalam air minum hanya sebesar 0,1 sampai 1 ppm ( ppm = part per million, 1ppm = 1 mgr/1liter). Untuk ion mangan ; 0,005 – 0,5 ppm, ion kalsium : 75 – 200 ppm dan 1on magnesium : 30 – 150 ppm.

Persyaratan mikrobiologi

Tidak boleh mengandung bakteri patogen seperti Escheria coli , yaitu bakteri yang biasa terdapat dalam tinja atau kotoran, serta bakteri-bakteri lain yang dapat menyebabkan penyakit usus dan limpa, yaitu kolera, typhus, paratyphus, dan hepatitis. Dengan memasak air terlebih dahulu hingga mendidih, bakteri tersebut akan mati

Pengolahan Air minum

Pengolahan pada tingkat dasar

Penyaringan

Penyimpanan & pendiaman

Filtrasi

Desinfeksi

Pengolahan Air Limbah

Berbagai teknik pengolahan air buangan untuk menyisihkan bahan polutannya telah dicoba dan dikembangkan selama ini.  Teknik-teknik pengolahan air buangan yang telah dikembangkan tersebut secara umum terbagi menjadi 3 metode pengolahan:

1.    pengolahan secara fisika 2.    pengolahan secara kimia 3.    pengolahan secara biologi Untuk suatu jenis air buangan tertentu, ketiga metode

pengolahan tersebut dapat diaplikasikan secara sendiri-sendiri atau secara kombinasi.

Pengolahan Secara Fisika

Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air buangan, diinginkan agar bahan-bahan tersuspensi berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan yang terapung disisihkan terlebih dahulu. Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan.  Parameter desain yang utama untuk proses pengendapan ini adalah kecepatan mengendap partikel dan waktu retensi hidrolis di dalam bak pengendap.

PROSES FLOTASI

Proses flotasi banyak digunakan untuk menyisihkan bahan-bahan yang mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya. Flotasi juga dapat digunakan sebagai cara penyisihan bahan-bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpur endapan (sludge thickening) dengan memberikan aliran udara ke atas (air flotation).

PROSES FILTRASI

Proses filtrasi di dalam pengolahan air buangan, biasanya dilakukan untuk mendahului proses adsorbsi atau proses reverse osmosis-nya, akan dilaksanakan untuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dari dalam air agar tidak mengganggu proses adsorbsi atau menyumbat membran yang dipergunakan dalam proses osmosa.

Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya diaplikasikan untuk unit-unit pengolahan kecil, terutama jika pengolahan ditujukan untuk menggunakan kembali air yang diolah. Biaya instalasi dan operasinya sangat mahal.

PROSES ADSORPSI

Proses adsorbsi, biasanya dengan karbon aktif, dilakukan untuk menyisihkan senyawa aromatik (misalnya: fenol) dan senyawa organik terlarut lainnya, terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut.

Proses Kimia

Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor, dan zat organik beracun; dengan membubuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan.  Penyisihan bahan-bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.

Pengendapan bahan tersuspensi yang tak mudah larut dilakukan dengan membubuhkan elektrolit yang mempunyai muatan yang berlawanan dengan muatan koloidnya agar terjadi netralisasi muatan koloid tersebut, sehingga akhirnya dapat diendapkan. Penyisihan logam berat dan senyawa fosfor dilakukan dengan membubuhkan larutan alkali (air kapur misalnya) sehingga terbentuk endapan hidroksida logam-logam tersebut atau endapan hidroksiapatit.  Endapan logam tersebut akan lebih stabil jika pH air > 10,5 dan untuk hidroksiapatit pada pH > 9,5.  Khusus untuk krom heksavalen, sebelum diendapkan sebagai krom hidroksida [Cr(OH)3], terlebih dahulu direduksi menjadi krom trivalent dengan membubuhkan reduktor (FeSO4, SO2, atau NaHSO3).

Koagulasi & Flokulasi Penyisihan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida

pada konsentrasi rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasinya dengan klor (Cl2), kalsium permanganat, aerasi, ozon hidrogen peroksida.

Pada dasarnya kita dapat memperoleh efisiensi tinggi dengan pengolahan secara kimia, akan tetapi biaya pengolahan menjadi mahal karena memerlukan bahan kimia.

Cara Memperoleh Air Bersih

Air yang kita minum harus bersih sesuai standar, demikian juga air yang kita gunakan untuk mandi, mencuci, memasak, juga harus bersih. Bersih disini artinya bersih dari segi fisik, kimiawi dan biologis. Bersih secara fisik artinya jernih, tidak berwarna, tawar dan tidak berbau.

Secara kimiawi air yang kualitasnya baik adalah yang memiliki pH netral, tidak mengandung bahan berbahaya dan beracun (B3) dan ion-ion logam, serta bahan organik. Sedangkan bersih secara biologis artinya tidak mengandung mikroorganisme seperti bakteri baik yang patogen/ menyebabkan penyakit atau yang apatogen.

Ada 2 cara untuk mendapatkan air bersih dalam skala terbatas yaitu : Tanpa Bahan Kimia, dan Dengan Menambahkan Bahan Kimia. Kedua cara penjernihan air ini melalui 2 tahap, yaitu tahap

pengendapan dan tahap penjernihan. Media penyaring yang digunakan adalah; pasir, arang batok, ijuk dan kerikil. Pada cara yang kedua, ditambahkan bahan kimia berupa tawas, kapur dan kaporit ke dalam bak pengendap untuk membantu menggumpalkan zat kimia pencemar.

Cara Memperoleh Air Bersih> Tanpa Bahan Kimia

Cara ini biasanya digunakan untuk sumber air terbuka dengan menggunakan 3 macam bak yaitu bak pengendap, bak penyaring dan bak penampung air bersih, yang ukurannya tergantung volume air yang akan dialirkan. Mula-mula air dari sumbernya dialirkan ke bak pengendap. Selanjutnya lewat saluran bambu yang pada bagian ujungnya di beri kawat kasa, dari bak pengendap air dialirkan ke dalam bak penyaring melalui parit yang berbelok-belok dan berbatuan untuk mendapatkan kandungan oksigen. Atau jika tidak mungkin parit dapat diganti dengan saluran bambu. Bak penyaring ini telah diisi dengan media penyaring, yang disusun berturut-turut dari bagian dasar bak berupa batu setinggi 10 cm, kerikil 10 cm, pasir halus setinggi 20 cm, arang 5 cm, ijuk 10 cm, pasir halus 15 cm dan lapisan paling atas diisi ijuk lagi setinggi 10 cm. Setelah melewati bak penyaring air di tampung di dalam bak penampung air bersih.

Untuk keperluan minum dan masak, air ini tetap harus dimasak agar kumannya mati.

Cara Memperoleh Air Bersih> Dengan Menambahkan Bahan Kimia

Pada cara kedua ini digunakan 2 buah Drum yang berukuran sama yang dilengkapi dengan keran air, sebagai bak pengendap dan bak penyaring. Tinggi keran air dari dasar drum kira-kira 5-10 cm (harus lebih tinggi dari lumpur yang akan terkumpul). Tetapi drum bisa juga diganti dengan gentong. Setelah air kotor masuk ke drum pengendap, masukkan 1 gr tawas/ 1 gr kapur/ 2,5 gr kaporit untuk setiap 10 liter air, lalu diaduk perlahan ke satu arah. Pengadukan sebaiknya dilakukan pada malam hari sehingga pengendapan berlangsung sempurna pada keesokan paginya.

Pada drum yang berfungsi sebagai bak pengendap diberi media penyaring yang terdiri dari kerikil setinggi 5 cm di bagian dasar, kemudian berturut-turut ke atas diberi arang batok setinggi 10 cm, ijuk setinggi 10 cm dan pasir halus setinggi 20 cm. Ketika air yang dialirkan dari drum pengendap melewati media penyaring ini, air akan dijernihkan lagi melalui proses penyaringan. Sehingga ketika kran dibuka akan diperoleh air yang bersih. Apabila air yang keluar dari drum kedua sudah ti

Pengolahan secara biologi Semua air buangan yang biodegradable dapat diolah secara

biologi. Sebagai pengolahan sekunder, pengolahan secara biologi dipandang sebagai pengolahan yang paling murah dan efisien. Dalam beberapa dasawarsa telah berkembang berbagai metode pengolahan biologi dengan segala modifikasinya.

Pada dasarnya, reaktor pengolahan secara biologi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu:

1.    Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reaktor); 2.    Reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reaktor).

Kelebihan Proses Kimia

Prosesnya cepat Dapat menghilangkan total bahan pencemar

organik dan pencemar beracun yang dapat merusak proses pengolahan biologi tapi tidak merusak proses kimiawi

Proses kimiawi tidak perlu waktu penyesuaian seperti pada proses biologi

Tidak membutuhkan modal yang besar

Kekurangan Proses kimia

Adanya penambahan beban effluen dengan garam-garam logam yang terbentuk pada lumpur yang ditimbulkan pada pengolahan kimia.

Biaya proses yang lebih mahal

Batasan Air Limbah untuk Industri Kepmen LH No. KEP-51/MENLH/10/1995  Dalam pengolahan air limbah itu sendiri, terdapat beberapa parameter kualitas yang digunakan. Parameter kualitas air limbah dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu parameter organik, karakteristik fisik, dan kontaminan spesifik.

Pengolahan air limbah tersebut dapat dibagi menjadi 5 (lima) tahap:  

1.Pengolahan Awal (Pretreatment) .

2. Pengolahan Tahap Pertama (Primary Treatment) 

3. Pengolahan Tahap Kedua (Secondary Treatment) 4. Pengolahan Tahap Ketiga (Tertiary Treatment) . 5. Pengolahan Lumpur (Sludge Treatment) .

Pengolahan pendahuluan

Tujuan pengolahan pendahuluan adalah pemisahan air dari benda terapung, melayang dan yang mengendap termasuk memisahkan lumpur dan lemak

Alat yang dipakai : para-para atau saringan kasar, alat pencacah untuk memotong zat padat yang besar yang terdapat di dalam air, pompa sentrifugal

Bak pengendap dan alat penyedot pasir (grit dragger)

Pengolahan Pertama (primary treatment)

Tujuannya mengurangi beban dan menyisihkan bahan-bahan yang mengganggu pada proses berikutnya. Bisa dengan proses fisika dan kimia (koagulasi dan flokulasi)

Fungsinya mengurangi bahan tersuspensi maupun yang melayang

Alat yang digunakan : clarifier, thickner, aerator

Pengolahan sekunder

Bertujuan untuk mengolah zat pencemar utama dalam air limbah baik dengan proses biologi maupun dengan proses kimia

Alat yang digunakan : aerator, clarifier, alat penukar ion, elektrolisis, chemical ekstraction.

Pengolahan tersier

Bertujuan untuk penyisihkan bahan pencemar tambahan yang tidak tersisihkan dalam pengolahan sebelumnya.

Tujuan pengolahan tersier :

1. Mengurangi padatan tersuspensi

2. Menghilangkan dissolved organic compound

3. Menghilangkan dissolved inorganic compound

Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga). Dimana masyarakat bermukim, disanalah berbagai jenis limbah akan dihasilkan. Ada sampah, ada air kakus (black water), dan ada air buangan dari berbagai aktivitas domestik lainnya (grey water)

Teknik pengolahan Limbah Domestik

Septic System

Pengolahan Air industri

Air untuk kebutuhan industri dapat digolongkan menjadi 3 yaitu :

Pengolahan untuk air boiler Pengolahan untuk air pendingin Pengolahan air limbah yang berasal dari

pemanasan, pendinginan, proses dan pencucian

Tujuan pengolahan air industri

1. Mengurangi kandungan TDS 2. Mengurangi kesadahan, asiditas dan

alkalinitas 3.Mengurangi kadar Fe, silika

Ada 2 jenis pengolahan air industri

1. External treatment Berfungsi untuk menghilangkan TDS,

kesadahan dan gas-gas terlarut Contoh : aerasi, filtrasi dan clarifikasi 2. Internal treatment Contoh reaksi oksidasi sulfit, penambahan

pengkelat, penambahan bahan pengendap, penstabilan pH, penambahan inhibitor, dan desinfeksi

Karakteristik Limbah Industri

Limbah cair biasanya dikenal sebagai entitas pencemar air. Komponen pencemaran air pada umumnya terdiri dari bahan buangan padat, bahan buangan organik, dan bahan buangan anorganik.

Limbah Padat Limbah gas dan partikel Limbah b3 (Bahan Berbahaya dan Beracun). Merupakan sisa suatu usaha atau

kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan atau beracun yang karena sifat, konsentrasinya, dan jumlahnya secara langsung maupun tidak langsung dapat mencemarkan, merusak, dan dapat membahayakan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta makhluk hidup lainnya. Pengelolaan limbah b3 adalah rangkaian kegiatan yang mencakup reduksi, penyimpanan, pengumpulan, pengangkutan, pemanfaatan, pengolahan, dan penimbunan limbah B3. Pengelolaan Limbah B3 ini bertujuan untuk mencegah, menanggulangi pencemaran dan kerusakan lingkungan, memulihkan kualitas lingkungan tercemar, dan meningkatan kemampuan dan fungsi kualitas lingkungan

Pembagian air limbah

Air limbah dapat dibagi menjadi 4 golongan, yaitu :

1. Air kotor (black water) : air buangan yang berasal dari kloset, peturasan, bidet dan air buangan mengandung kotoran manusia yang berasal dari alat-alat plambing lainnya soil pipe.

2. Air bekas (grey water) : air buangan yang berasal dari alat-alat plambing lainnya seperti bak mandi (bath tub), bak cuci tangan, bak dapur, dsb. waste pipe

3. Air hujan: dari atap, halaman, dsb.

4. Air buangan khusus : yang mengandung gas, racun atau bahan-bahan berbahaya seperti yang berasal dari pabrik, air buangan dari laboratorium, tempat pengobatan, tempat pemeriksaan dari rumah sakit, rumaah pemotongan hewan, dll