NAMA : Atika Fitria NingrumNIM : 1512031DOSEN : Dr. Ir. GATOT IBNUSANTOSA, DEAMATA KULIAH : TEKNOLOGI LINGKUNGAN II

Pengolahan Air Baku

Air Asin/Air Payau Air Tawar

TABEL PENGOLAHAN AIR BAKU

DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN AIR ASIN

Air Payau

Air permukaan yang bersifat payau (kadar garam sekitar 5000 – 10000 mg/l)berada di daerah rawa di pesisir. Selain kadar garam, karakteristik air rawa ini hampir sama dengan air sungai, sehingga diperlukan proses pengolahan berupa koagulasi-flokulasi – sedimentasi – filtrasi ditambah dengan unit pengolahan untuk menurunkan kadar garam, misal pertukaran ion atau filtrasi membrane (mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, dialisis, elektrodialisis, reverse osmosis). Diagram alirnya dapat dilihat pada Gambar 9.4.

Gambar 1 : Contoh Sistem Pengolah Air Asin Bergerak

Pengertian Sistem Osmosis Balik

Osmosis balik atau reverse osmosis (RO) adalah suatu sistem atau alat yang canggih yang dapat digunakan untuk mengolah air laut menjadi air tawar yang siap diminum.

Cara kerja alat ini yaitu dengan memberikan tekanan terhadap air laut, sehingga memaksa molekul-molekul air murni menembus suatu membran semipermeabel, sedangkan sisanya berupa garam larut, bahan-bahan organik, dan  bakteri pun akan ditolak (rejeksi).

Osmosis balik ini dioperasikan secara berlanjut. Kemurnian air yang dicapai hingga 99% dengan tingkat produksi yang tinggi. Osmosis balik  merupakan cara paling murah untuk menawarkan pemurnian air laut. Keuntungan metode ini adalah kemurnian air yang dihasilkan sangat bagus, menghemat tempat, dan menghemat energi.

Pengolahan air minum dengan sistem Osmosa Balik terdiri dari dua bagian, yakni unit pengolahan awal dan unit Osmosa Balik. Salah satu contoh diagram proses pengolahan air dengan sistem Osmosa Balik dapat dilihat seperti pada Gambar 1.

Air laut, terutama yang dekat dengan pantai masih mengandung partikel padatan tersuspensi, mineral, plankton dan lainnya, maka air baku tersebut perlu dilakukan pengolahan awal sebelum diproses di dalam unit Osmosa Balik.

Unit pengolahan pendahuluan tersebut terdiri dari beberapa peralatan utama yakni pompa air baku, tangki reaktor (kontaktor), saringan pasir, filter mangan zeolit, dan filter untuk penghilangan warna (color removal), dan filter cartridge ukuran 0,5 µm.

Sedangkan unit Osmosa Balik terdiri dari pompa tekanan tinggi dan membran Osmosa Balik, serta pompa dosing klorine dan sterilisator ultra violet (UV).

PROSES PENGOLAHAN

Air baku (air laut) dipompa ke tangki reaktor (kontaktor), sambil diinjeksi dengan larutan klorin atau Kalium Permanganat agar zat Besi atau Mangan yang larut dalam air baku dapat dioksidasi menjadi bentuk senyawa oksida Besi atau Mangan yang tak larut dalam air. Selain itu, pembubuhan Klorin atau Kalium Permanganat dapat berfungsi untuk membunuh mikroorganisme yang dapat menyebabkan biofouling (penyumbatan oleh bakteri) di dalam membran Osmosa Balik.

Dari tangki reaktor, air dialirkan ke saringan pasir cepat agar senyawa Besi atau Mangan yang telah teroksidasi dan juga padatan tersuspensi (SS) yang berupa partikel halus, plankton dan lainnya dapat disaring. Air yang keluar dari saringan pasir selanjutnya dialirkan ke filter Mangan Zeolit.

Dengan Adanya filter Mangan Zeolit ini, zat Besi atau Mangan yang belum teOsmosa Balikksidasi di dalam tangki reaktor dapat dihilangkan sampai konsentrasi < 0,1 mg/l. Zat Besi dan Mangan ini harus dihilangkan terlebih dahulu karena zat-zat tesebut dapat menimbulkan kerak (scale) di dalam membran Osmosa Balik.

Dari filter Mangan Zeolit, air dialirkan ke filter penghilangan warna. Filter ini mempunyai fungsi untuk menghilangkan senyawa warna dalam air baku yang dapat mempercepat penyumbatan membran Osmosa Balik. Setelah melalui filter penghilangan warna, air dialirkan ke filter cartridge yang dapat menyaring partikel dengan ukuran 0,5 µm. Setelah melalui filter cartridge, air dialirkan ke unit Osmosa Balik dengan menggunakan pompa tekanan tinggi sambil diinjeksi dengan zat anti kerak (antiskalant) dan zat anti biofouling. Air yang keluar dari modul membran Osmosa Balik yakni air tawar dan air buangan garam yang telah dipekatkan. Selanjutnya air tawarnya dipompa ke tangki penampung sambil dibubuhi dengan klorine dengan konsentarsi tertentu agar tidak terkontaminasi kembali oleh mikroba, sedangkan air garamnya dibuang lagi ke laut.

KUALITAS AIR BAKU Kualitas air baku menentukan proses yang akan dilakukan untuk menghasilkan air

yang siap diminum. Oleh karena itu pengambilan contoh air dari lokasi pengoperasian sangat dibutuhkan untuk desain alat. Jika kualitas air berubah-ubah sebaiknya dipilih lokasi yang paling stabil kualitasnya dan kalau perlu dibangun stasiun pengambilan air baku. Dengan demikian peralatan dapat bekerja secara efektif dan efisien. Air asin yang akan diolah oleh membran harus jernih, oleh karena itu pada kasus-kasus dimana air tidak jernih atau keruh perlu dilakukan pengolahan awal atau pretreatmen karena pretreatmen yang terpasang terbatas kemampuannya.

 SUMBER TENAGA o Tenaga yang dibutuhkan untuk menjalankan seluruh unit osmosa balik sangat

bervariasi tergantung dari kapasitas alat yang diinginkan, sebagai contoh alat pengolah air sistem osmosa balik kapasitas 10 m3/hari membutuhkan Genset dengan kapasitas 10 KVA dengan fasilitas 3 phase dan tegangan 380 volt.

Air GambutAir gambut adalah air yang kandungan bahan organik alamiahnya tinggi, terutamaasam humat dan asam fulvat. Oleh karena itu diperlukan unit pengolahan untukmenghilangkan bahan-bahan ini, misal slow sand filter (bila kandungan koloidrendah) atau adsorpsi karbon aktif atau reverse osmosis. Jika air gambut tersebutmengandung koloid tinggi, maka diperlukan unit pengolahan berupa koagulasi - flokulasi – sedimentasi – filtrasi. Gambar 9.5 dan 9.6 menunjukkan diagram alir proses pengolahan air gambut.

DIAGRAM ALIR AIR GAMBUT

PROSES DIAGRAM ALIR AIR GAMBUT1. Netralisasi

Yang dimaksud dengan netralisasi adalah mengatur keasaman air agar menjadi netral (pH 7 - 8). Untuk air yang bersifat asam misalnya air gambut, yang paling murah dan mudah adalah dengan pemberian kapur/gamping. Fungsi dari pemberian kapur, disamping untuk menetralkan air baku yang bersifat asam juga untuk membantu efektifitas proses selanjutnya.2. Aerasi

Yang dimaksud dengan aerasi yaitu mengontakkan udara dengan air baku agar kandungan zat besi dan mangan yang ada dalam air baku bereaksi dengan oksigen yang ada dalam udara memben tuk senyawa besi dan senyawa mangan yang dapat diendapkan. Disamping itu proses aerasi juga berfungsi untuk menghilangkan gas-gas beracun yang tak diinginkan misalnya gas H2S, Methan, Carbon Dioksida dan gas-gas racun lainnya. Reaksi oksidasi Besi dan Mangan oleh udara dapat ditulis sebagai berikut: 4 Fe2+ + O2 + 10 H2O ====> 4 Fe(OH)3+ 8 H+

                                 tak larut Mn2+ + O2 + H2O ====> MnO2 + 2 H+

                           tak larut

• Dari persamaan reaksi antara besi dengan oksigen tersebut, maka secara teoritis dapat dihitung bahwa untuk 1 ppm oksigen dapat mengoksidasi 6.98 ppm ion Besi. Reaksi oksidasi ini dapat dipengaruhi antara lain : jumlah Oksigen yang bereaksi , dalam hal ini dipengaruhi oleh jumlah udara yang dikontkkan dengan air serta luas kontak antara gelembung udara dengan permukaan air .

• Jadi makin merata dan makin kecil gelembung udara yang dihembuskan kedalam air bakunya , maka oksigen yang bereaksi makin besar. Faktor lain yang sangat mempengaruhi reaksi oksidasi besi dengan oksigen dari udara adalah pH air. Reaksi oksidasi ini sangat efektif pada pH air lebih besar 7(tujuh).

• Oleh karena itu sebelum aerasi dilakukan, maka pH air baku harus dinaikkan sampai mencapai pH 8. Hal ini dimaksudkan agar pH air tidak menyimpang dari pH standart untuk air minum yaitu pH 6,5 - pH 8,5. Oksidasi Mangan dengan oksigen dari udara tidak seefektif untuk besi, tetapi jika kadar Mangannya tidak terlalu tinggi maka sebagaian mangan dapat juga teroksidasi dan terendapkan.

3. KoagulasiKoagulasi adalah proses pembubuhan bahan kimia kedalam air agar kotoran

dalam air yang berupa padatan tersuspensi misalnya zat warna organik, lumpur halus bakteri dan lain-lain dapat menggumpal dan cepat mengendap. Cara yang paling mudah dan murah adalah dengan pembubuhan tawas/alum atau rumus kimianya Al2(SO4)3.18 H2O. (berupa kristal berwarna putih). Reaksi koagulasi dengan Tawas secara sederhana dapat ditulis sebagai berikut :• Al2(SO4)3.18 H2O + 3 Ca(HCO3)2 ==> 2 Al(OH)3 +3 Ca(SO4) + 6 CO2 + 18 H2O

alkalinity• Al2(SO4)3.18 H2O + 3 Ca(OH)2 ==> 2 Al(OH)3 + 3 Ca(SO4) + 3 CO2 + 18 H2O

           mengendapPengendapan kotoran dapat terjadi karena pembentukan alumunium

hidroksida, Al(OH)3 yang berupa partikel padat yang akan menarik partikel - partikel kotoran sehingga menggumpal bersama-sama, menjadi besar dan berat dan segera dapat mengendap. Cara pembubuhan tawas dapat dilakukan sebagai berikut yaitu : sejumlah tawas/ alum dilarutkan dalam air kemudian dimasukkan kedalam air baku lalu diaduk dengan cepat hingga merata selama kurang lebih 2 menit. Setelah itu kecepatan pengadukkan dikurangi sedemikian rupa sehingga terbentuk gumpalan - gumpalan kotoran akibat bergabungnya kotoran tersuspensi yang ada dalam air baku. Setelah itu dibiarkan beberapa saat sehingga gumpalan kotoran atau disebut flok tumbuh menjadi besar dan berat dan cepat mengendap.

4. PengendapanSetelah proses koagulasi air tersebut didiamkan sampai gumpalan

kotoran yang terjadi mengendap semua (+ 45 - 60 menit). Setelah kotoran mengendap air akan tampak lebih jernih. Endapan yang terkumpul didasar tangki dapat dibersihkan dengan membuka kran penguras yang terdapat di bawah tangki.

5. PenyaringanPada proses pengendapan, tidak semua gumpalan kotoran dapat

diendapkan semua. Butiran gumpalan kotoran dengan ukuran yang besar dan berat akan mengendap, sedangkan yang berukuran kecil dan ringan masih melayang-layang dalam air. Untuk mendapatkan air yang betul-betul jernih harus dilakukan proses penyaringan.

Penyaringan dilakukan dengan mengalirkan air yang telah diendapkan kotorannya ke bak penyaring yang terdiri dari saringan pasir.

Pengolahan Air Limbah

Ada 5 Tahap Yang Di Perlukan Dalam Pengolahan Air Limbah.Yaitu:

Pengolahan Awal (Pretreatment) Pengolahan Tahap Pertama (Primary Treatment) Pengolahan Tahap Kedua (Secondary Treatment) Pengolahan Tahap Ketiga (Tertiary Treatment) Pengolahan Lumpur (Sludge Treatment)

1.Pengolahan Awal (Pretreatment)Tahap ini melibatkan proses fisik yang bertujuan untuk menghilangkan padatan tersuspensi dan minyak dalam limbah. Beberapa proses pengolahan yang berlangsung pada tahap ini ialah screen and grit removal, equalization and storage, serta oil separation.

2.Pengolahan Tahap Pertama (Primary Treatment)Pengolahan tahap pertama memiliki tujuan yang sama dengan pengolahan awal. Letak perbedaannya ialah pada proses yang berlangsung. Proses yang terjadi ialah neutralization, chemical addition and coagulation, flotation, sedimentation, dan filtration.

3.Pengolahan Tahap Kedua (Secondary Treatment)Tahap kedua dirancang untuk menghilangkan zat terlarut dari limbah yg tak dapat dihilangkan dgn proses fisik. Peralatan yang umum digunakan pada pengolahan tahap ini ialah activated sludge, anaerobic lagoon, tricking filter, aerated lagoon, stabilization basin, rotating biological contactor, serta anaerobic contactor and filter.

4.Pengolahan Tahap Ketiga (Tertiary Treatment)Proses-proses yang terlibat dalam pengolahan air limbah tahap ketiga ialah coagulation and sedimentation, filtration, carbon adsorption, ion exchange, membrane separation, serta thickening gravity or flotation. pada proses ini dilakukan pemisahan secara kimia untuk lebih memurnikan air yang belum sepenuhnya bersih.

5.Pengolahan Lumpur (Sludge Treatment)Lumpur yang terbentuk sebagai hasil keempat tahap pengolahan sebelumnya kemudian diolah kembali melalui proses digestion or wet combustion, pressure filtration, vacuum filtration, centrifugation, lagooning or drying bed, incineration, atau landfill.

Terimakasih