Al-Kimiya: Pengolahan Air

Pengolahan Air

Sumber Air Bersih

Sumber air untuk penyediaan air minum berdasarkan kualitasnya dapat dibedakan atas:

Sumber air yang bebas dari pengotor (polusi)
Sumber air yang mengalami pemurnian secara alamiah (natural purificarion)
Sumber air yang mendapatkan proteksi dengan pengolahan buatan (artificial treatment)

Berdasarkan petunjuk Program Pembangunan Prasarana Kota Terpadu perihal Peoman Perencanaan dan Desain Teknis Sektor Air Bersih, sumber air baku yang perlu diolah terlebih dahulu adalah:

Mata air, yaitu sumber air yang berada di atas permukaan tanah yang debitnya sulit diduga kecuali jika dilakukan penelitian selama jangka waktu tertentu.
Sumur dangkal (shallows wells), yaitu sumber air hasil penggalian ataupun pengeboran yang kedalamannya kurang dari 40 meter.
Sumur dalam (deep wells), yaitu sumber air hasil penggalian ataupun pengeboran yang kedalamannya lebih dari 40 meter.
Sungai, yaitu saluran pengaliran air yang terbentuk mulai dari hulu di daerah pegunungan/tinggi sampai bermuara di laut/danau. Secara umum, air baku yang didapat dari sungai harus diolah terlebih dahulu karena kemungkinan untuk tercemar polutan sangat besar.
Danau dan penampung air (lake and reservoir), yaitu unit penampung air dalam jumlah tertentu yang airnya berasal dari aliran sungai maupun tampungan dari aliran sungai maupun tampungan dari air hujan.

Di sisi lain, sumber air dari sumur dalam yang sudah mengalami perjalanan panjang jauh lebih murni dan umumnya dapat langsung diminum. Namun, untuk lebih memastikan kualitasnya perlu dilakukan pemeriksaan di laboratorium. Keburukan dari pemakaian sumur dalam ini yaitu apabila diambil terlalu banyak akan menimbulkan intrusi air asin yang berasal dari air laut. Hal ini biasanya sering terjadi di daerah-daerah sekitar pantai.

Standar Kualitas Air Baku

Air bersifat universal, artinya air mampu melarutkan zat-zat alamiah maupun sintetis. Sebelum mengolah dan meningkatkan mutu air, perlu diketahui terlebih dahulu kotoran dan kontaminan yang terlartut di dalam air tersebut. Dengan berlakunya baku mutu air untuk badan air, air limbah, dan air bersih maka perlu dilakukan penilaian kualitas air untuk berbagai kebutuhan. Di Indonesia, ketentuan mengenai standar kualitas air bersih mengacu pada peraturan Menteri Kesehatan berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 416 Tahun 1990 tentang Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air Bersih, dimana kriteria penentuan standar baku mutu air dibagi dalam tiga bagian sebagai berikut:

1. Persyaratan kualitas air untuk air minum

2. Persyaratan kualitas air untuk air bersih

3. Persyaratan kualitas air untuk limbah cair bagi kegiatan yang telah beroperasi

Mengingat pentingnya air bersih untuk kehidupan manusia, maka kualitas air tersebut harus memenuhi persyaratan fisik, kimia, dan biologi (bakteriologi) sebagai berikut:

Persyaratan Fisik : Air harus bersih dan tidak keruh, tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, dan suhunya sekitar 10^oC – 25^oC (sejuk).

Persyaratan Kimia : Tidak mengandung bahan kimiawi yang mengandung racun, tidak mengandung zat-zat kimiawi yang berlebihan, memiliki kandungan yodium yang cukup, dan pH-nya diantara 6,5 – 9,2.

Persyaratan Biologi : Tidak mengandung kuman-kuman yang menyebabkan penyakit dan juga tidak bebas dari bakteri patogen.

Kualitas air baku akan menentukan besar kecilnya investasi instalasi penjernihan air dan biaya operasi serta pemeliharaannya. Apabila kualitas air baku semakin buruk/jelek maka harga jual air bersih (air hasil pengolahan) akan semakin tinggi. Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No.173/Men.Kes/Per/VII/1997, penyediaan air harus memenuhi kuantitas dan kualitas seperti : aman dan higienis, baik dan layak minum, tersedia dalam jumlah yang cukup, dan harganya yang relatif murah dan terjangkau oleh sebagian besar masyarakat.

Proses Pengolahan Air Minum

Pengolahan air minum merupakan pemisahan air dari pengotornya secara fisik, kimia, dan biologi. Tujuan dari pengolahan adalah untuk mendapatkan air yang memenuhi standar mutu sebagai air minum. Pengolahan air minum dapat dilakuan dengan beberapa proses sebagai berikut:

1. Proses Pengolahan Air secara Fisik

Penyaringan (screening), yaitu menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar dan mudah mengendap.
Sedimentasi (pengendapan), yaitu proses pengendapan bahan padat dari air olahan.
Flotasi, yaitu menyisihkan bahan yan mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu proses berikutnya.
Filtrasi, yaitu menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dari dalam air atau menyumbat membran yang akan digunakan dalam proses osmosis.
Adsorbsi, yaitu menyisihkan senyawa anorganik dan senyawa organic terlarut lainnya, terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut, biasanya menggunakan karbon aktif.
Reverse osmosis (teknologi membran), yaitu proses yang dilakukan untuk memanfaatkan kembali air limbah yang telah diolaah sebelumnya dengan melalui beberapa tahap. Biasanya teknologi ini diaplikasikan untuk unit pengolahan kecil dan teknologi ini termasuk mahal.

2. Proses Pengolahan Air secara Kimia

Proses pengolahan ini dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor dan zat organik beracun dengan menambahkan bahan kimia tertentu yang diperlukan. Metode imia dibedakan menjadi dua, yaitu metode non-degradatif dan metode degradatif. Metode non-degradatif misalnya koagulasi, sedangkan metode degradatif misalnya oksidasi polutan organik dengan pereaksi lemon, degradasi polutan organik dengan sinar ultraviolet, dan lain-lain.

3. Proses Pengolahan Air secara Biologi

Proses pengolahan ini dilakukan dengan memanfaatkan mikroorganisme alami untuk menghilangkan polutan, baik secara aerobik maupun anaerobik. Pengolahan ini dianggap sebagai cara yang murah dan efisien. Khusus untuk air minum, disyaratkan bahwa tidak mengandung bakteri pathogen, misalnya bakteri E. coli, Salmonella typhi, dan Vibrio cholera, serta bakteri-bakteri non-patogen seperti Actinomycetes dan Cladocera. Kuman-kuman/bakteri ini mudah tersebar melalui air (Ttransmitted by water). Metode umum yang sangat sederhana dan sudah biasa dilakuan adalah dengan memanaskan air pada suhu sekitar 100^oC.

Pengolahan Air Minum dengan Teknik Filtrasi (Penyaringan)

Konsep dasar pengolahan air dengan teknik ini adalah memisahkan padatan atau koloid dari air dengan menggunakan alat penyaring atau saringan. Air yang mengandung padatan akan dilewatkan pada media penyaring dengan ukuran pori atau lubang tertentu. Ukuran pori saringan harus lebih kecil dari ukuran bahan padatan yang akan dipisahkan. Bahan padatan yang berukuran yang sangat kecil atau sangat halus dan yang terlarut mungkin akan lebih baik jika dilakukan proses koagulasi terlebih dahulu. Hasil proses koagulasi merupakan endapan yang berukuran relatif besar, baru kemudian dilakukan penyaringan untuk memisahkan produk koagulasi dari air.

Ukuran pori atau lubang saringan

Penyaring bahan padat yang berukuran kasar sebaiknya menggunakan saringan yang memiliki lubang yang berukuran diantara 5 – 20 mm. Untuk bahan padatan yang berukuran halus atau hiperfiltrasi biasanya menggunakan saringan yang lubangnya sangat halus (tergantung diameter bahan). Ukuran saringan berdasarkan tipenya dibedakan menjadi tiga, yaitu:

Single medium, digunakan untuk menyaring bahan padatan yang memiliki rentang ukuran sempit ataupun seragam.
Dual medium, digunakan untuk menyaring bahan padatan yang memiliki dua selang ukuran (memiliki dua ukuran rata-rata yang berbeda).
Three medium, digunakan untuk menyaring bahan padatan yang memiliki lebih dari dua ukuran atau memiliki ukuran yang sangat bervariatif atau memiliki rentang ukuran yang lebar.

Ukuran media penyaringan berdasarkan ukuran media saring dikelompokkan menjadi lima jenis, yaitu: