TUGAS MATAKULIAH

SISTEM JARINGAN PERPIPAAN

Dosen Pengampu :

Dr. Very Dermawan. ST., MT

JUDUL:

INSTALASI PENGOLAHAN AIR MINUM

Disusun oleh:

Elfira Dyah Setyowati 135060407111003

Wirda 135060407111008

Teresa Apti A 135060407111010

Ariza Julian Hakim 135060407111015

Fanny Aliza Safitri 135060407111016

Hardiman Mahendra 135060407111021

Masfufahtut Thohuroh 135060407111023

Shafiya Sausan Hidayati 135060407111024

Yuvika Rega Siswanti 135060407111027

Maylita Widi Astari 135060407111029

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK PENGAIRAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2014

Pendahuluan

Dalam Permenkes RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010, definisi Air minum :

“air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang memenuhi

syarat kesehatan (fisika, mikrobiologis, kimiawi dan radioaktif) dan dapat langsung

diminum”. Air minum yang biasa digunakan adalah air minum yang berasal dari air

tanah, mata air, dan air permukaan yang selama perjalannya menembus lapisan-lapisan

tanah sehingga terjadi filtrasi atau penyaringan partikel-partikel yang tersuspensi di

dalamnya.

Akan tetapi air dari sumber air pun biasanya tidak dapat diminum secara

langsung karena masih belum memenuhi syarat kesehatan tersebut, maka perlu diolah

terlebih dahulu agar memenuhi syarat kesehatan dan aman untuk dikonsumsi

(Sutrisno,1987). Terdapat 3 metode dalam pengolahan kualitas air yaitu :

1) Pengolahan Fisik (Physical Unit Treatment )

Aspek fisik : suhu, warna, bau, kekeruhan, dan material padatan

2) Pengolahan Kimia ( Chemical Unit Treatment)

Aspek kimia : Total solid, suspended solid, BOD, COD, Nitrit, Nitrat, pH,

kandungan zat organik (senyawa aktif pembentuk pestisida) dan kandungan zat

anorganik (Cu = 1 mg/L; Fe = 5 mg/L)

3) Pengolahan Biologi (Biological Unit Treatment )

Aspek Biologi : kandungan bakteri pathogen, virus, indikator pencemaran air oleh

aktivitas manusia,dll

Sehingga air minum yang dihasilkan memenuhi persyaratan fisika,

mikrobiologis, kimiawi dan radioaktif yang dimuat dalam parameter Permenkes RI No.

492/MENKES/PER/IV/2010 berikut.

Tabel 1.1 Persyaratan Kualitas Air Minum

Instalasi Pengolahan Air Minum

Sebuah sistem yang mengkombinasikan proses- proses dan unit-unit pengolahan

air dari sumber yang tidak memenuhi baku mutu standart air minum untuk memastikan

air tersebut aman untuk dikonsumsi sebagai air minum.Unit, dan proses pada instalasi

pengolahan air minum di tiap tempat tidak lah sama, karena adanya perbedaan

kebutuhan, metode, ataupun ketersediaan dana yang ada. Di Indonesia air bersih yang di

produksi PDAM tidak dapat langsung diminum, sehingga untuk produksi air minum

biasanya dikemas dalam kemasan. Secara umum proses-proses dalam pengolahan air

diantaranya :

» Koagulasi (coagulation )

» Flokulasi (flocculation )

» Sedimentasi (sedimentation )

» Penyaringan (filtration )

» Desinfeksi (desinfection )

1. Tahapan Pengolahan dan Kriteria Pengolahan Air Bersih

Gambar 1.1 Water Treatment Plant

1) Pengolahan Pendahuluan (Preliminary treatment)

Melibatkan proses penyaringan untuk benda- benda berukuran besar

(pasir, kerikil, sampah) dan proses pengumpulan pasir pada dasar bak

(maceration ) Misal. Saringan.

Gambar 1.2Bar screen Gamber 1.3Traveling Water Screen

Sumber : water.me.vccs.edu Sumber : www.evoqua.com

2) Pengolahan Pertama ( Primary treatment)

Melibatkan proses pengendapan (sedimentation) zat-zat padat terlarut yang

kemudian menghasilkan lumpur (sludge). Misal. Bak sedimentasi, Koagulasi, Flokulasi.

2.1 Koagulasi

Air baku yang keruh setelah diendapkan dalam jangka waktu tertentu masih tetap

keruh karena adanya koloid yang melayang-layang di dalam air. Koloid ini memerlukan

waktu yang sangat lama untuk dapat diendapkan. Proses pemisahan diefektifkan dengan

penambahan bahan kimia tertentu dalam air baku. Setelah pencampuran tersebut, terjadi

proses koagulasi (proses pembekuan/ pengadukan cepat) sehingga zat padat tersebut

menggumpal dan dapat diendapkan dengan mudah. Setelah begitu maka dilakukan

proses netralisasi.

Gambar 1.4 Koagulasi

» Kriteria perencanaan unit koagulasi (pengaduk cepat)

Tabel 1.2 Kriteria Koagulasi

» KriteriaKoagulan

Pada prinsipnya, zat kimia atau koagulan yang dapat dipakai adalah semua unsur

dengan kation bervalensi dua keatas yang mempunyai daya elektrolit yang kuat

Kriteriakoagulanadalahsebagaiberikut :

a) Jenis koagulan yang digunakan;

aluminiumsulfat, Al2(SO4)3 .l4(H2O)

diturunkandalambentukcairkonsentrasisebesar (5 — 20) %.

PAC, poly aluminium chloride (Al10(OH)15Cl15) kualitas PAC

ditentukanolehkadaraluminium oxide (Al2O3) yang

terkaitsebagaipacdengankadar (10 — 11)%.

b) Dosiskoagulanditentukanberdasarkanhasilpercobaan jar test terhadap air baku

c) P

embubuhankoagulankepengadukcepatdapatdilakukansecaragravitasiataupemom

paan

» Bakkoagulan

Kriteriabakkoagulanadalahsebagaiberikut :

a) Bakkoagulanharusdapatmenampunglarutanselama 24 jam;

b) Diperlukan 2 buahbakyaitu 1 buahbakpengaduk manual ataumekanisdan

1 buahbakpembubuh;

c) Bakharusdilindungidaripengaruhluardantahanterhadapbahankoagulan.

Setelah proses ini dilakukan flokulasi untuk mempercepat terbentuknya

gumpalan-gumpalan koloid yang dapat diendapkan secara lebih mudah.

2.2 Flokulasi

Flokulasi adalah tahap pengadukan lambat yang mengikuti unit pengaduk cepat.

Proses ini bertujuan untuk mempercepat laju tumbukan partikel.

Flokulasi dicapai dengan mengaplikasikan pengadukan yang tepat untuk

memperbesar flok-flok hasil koagulasi. Pengadukan pada bak flokulasi harus diatur

sehingga kecepatan pengadukan semakin ke hilir semakin lambat. Pada umumnya

waktu detensi pada bak ini adalah 20 – 40 menit. Hal tersebut dilakukan karena flok

yang telah mencapai ukuran tertentu tidak bisa menahan gaya tarik dari aliran air dan

menyebabkan flok pecah kembali, oleh sebab itu kecepatan pengadukan dan waktu

detensi dibatasi. Konstruksi dari unit flokulasi harus bisa menghindari aliran mati pada

bak. Terdapat beberapa kategori sistem pengadukan untuk melakukan flokulasi ini,

yaitu pengaduk mekanis dan pengadukan menggunakan baffle channel basins.

Gambar 1.5 Flokulasi

» Kriteria perencanaan unit flokulasi (pengaduk lambat)

Tabel 1.3 Kriteria Flokulasi

2.3. Sedimentasi

Sedimentasi merupakan unit yang berfungsi memisahkan padatan dan cairan

dengan menggunakan pengendapan secara gravitasi untuk memisahkan partikel

tersusupensi yang terdapat dalam cairan tersebut (Reynols, 1982). Untuk kondisi air

baku dengan kekeruhan yang tinggi (>1000 mg/l), sebelum unit sedimentasi terdapat

unit lain yaitu unit pra-sedimentasi yang berfungsi untuk mengendapkan partikel

tersuspensi dalam air, sehingga unit sedimentasi berfungsi untuk mengendapkan

partikel-partikel yang tidak terendapkan dalam unit prasedimentasi serta flok-flok yang

terbentuk setelah melalui proses koagulasi dan flokulasi.

Aplikasi utama dari sedimentasi pada instalasi pengolahan air minum adalah :

1. Pengendapan awal dari air permukaan sebelum pengolahan menggunakan

saringan pasir cepat.

2. Pengendapan air yang telah melalui proses koagulasi dan flokulasi sebelum

memasuki unit saringan pasir cepat.

3. Pengendapan air yang telah melalui proses koagulasi dan flokulasi pada instalasi

yang menggunakan sistem pelunakan air oleh kapur-soda.

Pengendapan air pada instalasi pemisahan besi dan mangan.

Bak sedimentasi berfungsi untuk mengendapkan flok-flok yang dibentuk pada

proses koagulasi dan flokulasi. Agar pengendapan yang terjadi pada bak sedimentasi

berjalan dengan baik, terdapat beberapa persyaratan yang harus dipenuhi menyangkut

karakteristik aliran dalam bak sedimentasi yang akan dibangun. Untuk mencapai

pengendapan yang baik, bentuk bak sedimentasi harus dibuat sedemikian rupa sehingga

karakteristik aliran di dalam bak tersebut memiliki aliran yang laminar dan tidak

mengalami aliran mati (short-circuiting).

Gambar 1.6 Rectangular Basin Gambar 1.7 Sedimentation Basin

» Kriteriaperencanaan unit sedimentasi (pengendap)

3) Pengolahan Kedua (Secondary Treatment)

Melibatkan proses pengolahan secara biologi untuk mengurangi bahan-

bahan organik melalui mikroorganisme yang ada di dalamnya. Misal. Proses

pemberian oksigen (aerasi ), activated sludge untuk pertumbuhan bakteri.

» Activated Sludge dan Aerasi

Merupakan proses pengolahan secara biologis aerobik dengan mempertahankan

jumlah massa mikroba dalam suatu reaktor dan dalam keadaan tercampur sempurna.

Suplai oksigen adalah mutlak dari peralatan mekanis, yaitu aerator dan blower, karena

selain berfungsi untuk suplai oksigen juga dibutuhkan pengadukan yang sempurna.

Gambar 1.9 Cascade Aerator

Gambar 1.10 Spray Aerator

4) Pengolahan Ketiga (Tertiary Treatment)

Pengolahan ketiga dilakukan apabila pada pengolahan pertama dan kedua masih

terdapat zat-zat tertentu yang berbahaya bagi kesehatan. Pengolahan ketiga ini

melibatkan proses pengurangan BOD, bakteri patogen, suspended soild, dan kandungan

racun. Misal. Saringan pasir, saringan multimedia, penyerapan (adsorpsion ),

pengurangan besi dan mangan.

Filtrasi adalah proses pemisahan padatan dan larutan, dimana larutan dilewatkan

melalui suatu media berpori atau materi berpori lainnya untuk menyisihkan partikel

tersuspensi yang sangat halus sebanyak mungkin. Proses ini digunakan pada instalasi

pengolahan air minum untuk menyaring air yang telah dikoagulasi dan diendapkan

untuk menghasilkan air minum dengan kualitas yang baik.

Gambar 1.11 Filtrasi

Gambar 1.12 Bak Filtrasi

» Kriteriaperencanaan unit filtrasi

Filtrasi dapat dilakukan menggunakan beberapa jenis filter, antara lain :

4.1. Filter Karbon

Karbon aktif dengan media granular (Granular Activated Carbon) merupakan

proses filtrasi yang berfungsi untuk menghilangkan bahan-bahan organik, desinfeksi,

serta menghilangkan bau dan rasa yang disebabkan oleh senyawa-senyawa organik.

Selain untuk menyisihkan senyawa-senyawa organik, karbon aktif juga dapat digunakan

untuk menyisihkan partikel-partikel terlarut.

Dalam instalasi pengolahan air minum, pengolahan menggunakan karbon aktif

dilakukan sebelum proses ozonisasi karena secara umum unit pengolahan karbon aktif

tidak dapat menyisihkan mikroorganisme patogen seperti virus dan bakteri. Selain itu,

karbon aktif juga tidak efektif dalam menyisihkan kalsium (Ca) dan magnesium (Mn)

yang menimbulkan kesadahan pada air, flour dan nitrat.

4.2 Membran

Pada awalnya filtrasi menggunakan membran merupakan unit pengolahan air

alternatif untuk menggantikan filtrasi pasir lambat (slow sand filtration). Dengan

kemajuan yang sangat pesat dari teknologi ini, terutama dari penurunan biaya

operasional dan instalasinya, membran semakin banyak digunakan dalam instalasi

pengolahan air terutama untuk insatalasi pengolahan air yang bertujuan menghasilkan

air layak minum. Keunggulan utama membran dibandingkan filtrasi pasir lambat adalah

unit pengolahan yang dibutuhkan mempunyai ukuran yang lebih kecil, kapasitas

pengolahan lebih besar, serta mampu menghasilkan air layak minum. Secara umum

sistem membran dapat dibedakan menjadi empat jenis yaitu Reverse

osmosis (RO), Elektrodialisis (ED), Ultrafiltrasi (UF), dan Mikrofiltrasi(MF).

5) Pembunuhan Bakteri (Desinfection)

Desinfeksi adalah proses yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme patogen

yang terdapat di dalam air baku yang masuk ke dalam instalasi pengolahan air minum.

Pembunuhan bakteri bertujuan untuk mengurangi mikroorganisme patogen yang ada di

dalam air. Zat yang digunakan umumnya klorin (kaporit) pada bak penampung terakhir.

Proses ini tidak berlaku bagi mikroorganisme yang berada dalam bentuk spora.

Terdapat berbagai metode untuk melakukan desinfeksi, antara lain dengan penggunaan

zat pengoksidasi (ozon, halogen, senyawa halogen), kation dari logam berat (perak,

emas, merkuri), senyawa organik, senyawa berbentuk gas, dan pengolahan fisik (panas,

UV, pH) (Chang, 1971 dikutip dalam Reynolds, 1982).

Hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan desinfektan yang akan

digunakan adalah kemampuan desinfektan untuk memerangi kontaminasi yang terjadi

setelah pengolahan pada sistem ditribusi air sehingga desinfektan yang terpilih harus

memiliki kekuatan desinfeksi yang tersisa di dalam air selama proses distribusi terjadi.

» Kriteriadesinfektan

a) Jenis densifektan yang digunakan

• Gas klor (Cl2), kandungan klor aktif minimal 99%;

• Kaporitataukalsiumhipoklorit (CaOCl2 ) x H2O kandungankloraktif (60

— 70) %;

• Sodium hipoklorit (NaOCl), kandungankloraktif 15%;

b) Dosisklorditentukanberdasarkandpcyaitujumlahklor yang dikonsumsi air

besarnyatergantungdarikualitas air bersih yang di

produksisertaditentukandarisisaklor di instalasi (0,25 – 0,35) mg/l.

» PembubuhanDesinfektan

Gas klordisuntikanlangsungkeinstalasipengolahan air bersih, pembubuhan gas

menggunakanperalatantertentu yang memenuhiketentuan yang berlaku;

Kaporit atau sodium hipoklorit dibubuhkan ke instalasi pengolahan air bersih

secara gravitasiataumekanis.

» KeperluanPerlengkapanDesinfeksi

a) a) Pembubuhan gas klor

Peralatan gas klor disesuaikan minimal 2, lengkap dengan tabungnya;

Pabung gas klorharusditempatkanpadaruangkhusus yang tertutup;

Ruangan gas klorharusterdapatperalatanpengamananterhadapkebocoran

gas klor;

Alatpengamananadalahpendeteksikebocoran gas klordan sprinkler air

otomatikatau manual.

harus disediakan masker gas pada ruangan gas klor.

b) b) Bakkaporit

1) Bakdapatmenampunglarutanselama 8 sampaidengan 24 jam;

2) Diperlukan 2 buahbakyaitubakpengaduk

manual/mekanisdanbakpembubuh;

c) Bakharusdilindungidaripengaruhluardantahanterhadapkaporit.

» Kriteriabakpenampung air minum

Bakpenampung air minumdiberisekat-sekat yang dilengkapidengan:

a) Ventilasi;

b) Tangga;

c) Pelimpah air;

d) Lubangpemeriksaandanperbaikan;

e) Alat ukur ketinggian air;

f) Pinstalasipengolahan air penguras

Gambar 1.20 Bak Penampung Air Minum

5.1 Ozonisasi

Ozon merupakan senyawa oksigen yang terbentuk dari tiga atom oksigen (O3)

dan mempunyai sifat sebagai oksidator kuat. Secara alamiah ozon terbentuk melalui dua

cara yaitu melalui bantuan radiasi sinar ultravioletmatahari pada atmosfer bumi dan

kilat yang terjadi di udara. Proses ozonisasi dalam pengolahan air minum dilakukan

berdasarkan prinsip pembentukan ozon secara alamiah. Melalui dua cara diatas, ikatan

atom dari 3 molekul oksigen (O2) akan terpecah dan membentuk 2 molekul ozon (O3).

Ikatan atom yang membentuk ozon sangat lemah sehingga ozon yang terbentuk dapat

cepat kembali menjadi oksigen (O2). Hal ini menyebabkan ozon mempunyai sifat

oksidator yang kuat.

Ozon efektif mengoksidasi berbagai jenis zat pencemar dalam air tanpa

meninggalkan zat sisa yang tidak diinginkan atau mengubah pH air secara signifikan.

Ozonisasi dalam instalasi pengolahan air minum mempunyai beberapa manfaat, antara

lain untuk desinfeksi mikroorganisme organik patogen, menghilangkan bau dan rasa

yang tidak diinginkan (biasanya berasal dari ion S-2), serta menjernihkan air akibat

adanya senyawa organik terlarut. Dalam sistem pengolahan air minum, penggunaan

sistem ozonisasi disertai dengan penggunaan saringan karbon aktif yang bertujuan untuk

mengefektifkan pengolahan terutama untuk menghilangkan zat-zat pencemar organik.

Penutup

Setelah proses pengolahan air selesai maka dihasilkan air siap minum yang dapat

di alirkan melalui pipa pada proses distribusi, atau dikemas dalam kemasan terlebih

dahuli sebagai air minum kemasan.

Kesimpulan

Jadi dapat disimpulkan bahwa instalasi air minum sangat penting adanya untuk

menghasilkan air minum yang siap untuk dikonsumsi. Instalasi air minum pada

umumnya memiliki unit-unit diantaranya koagulasi, flokulasi, sedimentasi, aerasi,

filtrasi, dan desinfektan. Tiap unit memiliki kriteria dalam perencanaan dan

pelaksanaannya yang sangat penting untuk di perhatikan untuk memastikan tiap proses

tersebut berjalan dengan baik dan menghasilkan air minum yang berkualitas dan baik

untuk kesehatan.

Daftar Pustaka

http://pppl.depkes.go.id/_asset/_regulasi/53_Permenkes%20492.pdf

water.me.vccs.edu

google.com

Sholichin,Mohammad.2014 Unit paket Instalasi, Jurusan Teknik Pengairan Universitas

Brawijaya

Harisuseno, Donny. 2014. PKA-Water Treatment. Jurusan Teknik Pengairan

Universitas Brawijaya