MASALAH AIR BERSIH / MINUM DAN PENGOLAHANNYA

Dalam kehidupan sehari-hari manusia memerlukan air bersih maupun air minum.

Untuk mendapat air bersih maupun air minum yang memenuhi syarat kesehatan maka

diperlukan pengolahan air bersih yang sesuai dengan peraturan yang telah ditetapkan

Pemerintah. Sementara air bersih sulit didapat karena banyak masalah air dari mulai air

keruh, air yang berasa juga air yang terkontaminasi, karena sumber air yang ada biasanya

dari sungai, kadang kala dari air payau sehingga tidak layak untuk digunakan sebagai air

bersih maupun air minum. Dengan demikian air harus terlebih dahulu diolah sebelum

dikonsumsi. Menurut Peraturan Menteri Kesehatan No. 907 / Permenkes / 2002 yaitu

tentang : Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum. Dimana syarat-syarat

air bersih / minum adalah tidak berasa, tidak berbau dan tidak berwarna, agar masyarakat

terbebas dari penyakit apalagi apabila air tersebut terkontaminasi oleh E-coli sehingga

dapat mengakibatkan penyakit yang berbasis lingkungan seperti diare, muntaber dan

penyakit berbahaya seperti kholera, Hepatitis – A, Paratypoid, Typoid dan Polio dapat

ditularkan melalui air minum. Di Indonesia Prevalensi penyakit diare yang disebabkan

oleh air minum yang tidak aman masih relatif tinggi, dan setiap tahun menimbulkan

kematian lebih dari 100.000 orang, khususnya pada anak balita.

Untuk mengatasi masalah air tersebut maka dilakukan pengolahan air yang sesuai

dengan Permenkes RI yaitu dengan Proses Pengolahan Air yang pada prinsipnya terdiri

dari 3 bagian :

- Purification ( Purifikasi ) = penjernihan- Desinfektan (Desinfeksi) = peniadaan bakteri-bakteri pathogen dan pengurangan

jumlah kuman dalam air

- pH adjusment = (pengaturan pH)

Dalam hal ini kami mengambil contoh yaitu :

1. Pengolahan Air Payau – Asin menjadi Air Minum

2. Desinfeksi Air dengan Clorinasi

3. Waspola (Water Suplay and Sanitation Policy and Action Planning Project)

A. Purifikasi :

Air keruh banyak mengandung lumpur-lumpur, baik lumpur kasar dan halus

maupun koloidal. Lumpur kasar mudah dipisahkan dengan jalan sedimentasi

dalam waktu relatif singkat ± 30 menit, lumpur halus menghendaki waktu

mengendap / sedimentasi 1 – 6 jam, sedang koloidal tidak bisa diendapkan

dengan proses alami.

1. Koagulasi

2. Proses Sedimentasi

3. Proses Purifikasi

4. Cara Pengolahan air`sederhana

Ad. 1. Koagulasi

a. Proses Koagulasi

Adalah untuk menyatukan butir-butir (gumpalan-gumpalan) dengan

jalan memberi bahan kimia yang disebut coagulant (koagulan).

Mengapa koloidal-koloidal ini tidak bisa mengendap tanpa bahan-

bahan koagulan? Bahan-bahan koloidal ini sangat halus sekali

dengan ukuran m-micron dan bermuatan listrik negatif. Koloidal ini

berupa tanah liat yang dalam susunan kimianya adalah mengandung

K-NA-AL-silikat Dalam air` terlepaslah ion positif K+ dan Na+

sehingga dalam butiran-butiran koloidal muatan listrik negatif pada

permukannya. Dengan pembubuhan koagulan dimaksudkan untuk

memberikan butir-butir yang bermuatan positif, hingga bisa

mengikat butir-butir koloidal yang bermn negatif itu membentuk

flok-flok yang cukup besar hingga dapat diendapkan. Kemampuan

koagulan untuk menarik butir-butir koloidal itu berbanding

kwadratis dengan jumlah positif dari koagulan

Na+ ------------ bisa mengkoagulasikan pada air laut, tapi pada air biasa kemampuannya kecil karena muatan yang kecil (satu)

K+ -------------- sama dengan Na

Ca++

Mg++

Fe+++

Al+++

Oleh karena itu sebagai koagulan yang baik selalu dipakai Al atau

Fe, karena kemampuan mengkoagulasinya (Coagulating power)

adalah besar dari pada yang lainnya.

Biasa dipakai :

Fe2 (SO4)3 Fe Cl3

Fe SO4 (coperas), Fe SO4 + Cl2 (chlorinated coperas).

Besi lebih baik dari Al. Akan tetapi kalau air itu kurang aerobic

maka akan meninggalkan besi pada air sehingga kualitas air menjadi

rendah.

Yang baik dipakai diperdagangkan adalah : Al2 (SO4)3. 15 – 18

H2O. Tidak memberikan efek yang negatif seperti besi, Al (OH)3

kelarutannya lebih kecil lebih kecil dan endapannya putih.

b. Proses Koagulasi dengan Al2 (SO4)3 17 H2O

Dalam air terjadi hydrolisa :

Al2 (SO4)3 + H2O Al OH)3 + H2SO4

Lebih banyak ± 10 x Na

Lebih banyak ± 100 x Na

Pembentukan endapan Al (OH)3 dipengatuhi oleh PH air dan

Alkalinitas HCO3), (CO3) dan (OH)

AL2 (SO4)3 + 3 Ca (HCO3)2 + 3H2O ----- 2 Al (OH)3 +

3 CaSO4 + 6 H2 CO3

6CO2 6H2O

Jadi air yang mengandug alkanitas lebih mudah dikougulasikan dari

pada air tanpa alkalinitas lebih mudah dikougulasikan dari pada air

tanpa alkalinitas. Yang penting dalam hal ini adalah : Al (OH)3

merupakan suatu butir-butir endapan yang volumenous dan

mengandung muatan listrik positif, sehingga dapat menarik butuir-

butir koloidal yang membentuk flok-flok.

Ad. 2. Proses Sedimentasi

Proses ini dimaksudkan memisahkan air dengan flok-flok yaitu dengan

jalan pengendapan. Flok-flok yang lebih besar akan lebih mudah

mengendap karena V = kd2 sehingga daleberapa menit saja

mengendap, sedangkan flok-flok yang kecil memerlukan waktu yang

lebih lama. Untuk sedtasi kita lakukan 2 – 4 jam, sisanya kita biarkan

dalam air. Kemudian flok-flok yang belum mengendap dalam masa

yang disebut Detention Time (Settling Time), dibiarkan ikut bersama

air. Dan pemisahan flok-flok ini kita lakukan dengan penyaringan,

yang akan memisahkan sama sekali dengan flok-flok tadi sehingga

diperoleh air jernih.

Ad. 3. Proses Purifikasi

Dalam proses Purifikasi ada 3 tahap :

a. Flokulasi

b. Sedimentasi

c. Filtrasi

a. Flokulasi :

Flokulasi tergantung dari beberapa faktor :

- Dosis koagulan

- pH

- Alkalinitas

- Suhu

- Proses Mixing

1. Dosis Koagulan

Yang dimaksud dengan dosis koagulan ialah banyaknya koagulan

yang dibutuhkan dalam air sehingga flokulasi berlangsung dengan

sempurna

Zone I : belum ada koagulasi (koagulasi adalah destabilisasi dari

partikel partikel kolloidal)

Zone II : terjadi destabilisasi (koagulan 50 - 100 mg/1)

Zone III : restabilisasi, atau air menjadi keruh lagi.

Dosis destabilisasi adalah 50 mg/l Al2 (SO4)3 (pembubuhan koagulan dengan dosis

yang terkecil, sudah terjadi destabilisasi atau sudah jernih).

Penepatan dosis dengan Jar test (percobaan koagulan)

Kita pergunakan beberapa gelas dengan isi 1 liter.

Kedalamannya ditambahkan koagulan masing-masing :

Tabung I dan II tak ada endapan.

Tabung III ada endapan, cairan cloudy (putih)

Tabung IV dan V ada endapan. cairan jernih.

Sesudah itu kita lihat pada dosis berapa endapan terjadi. dan airnya

menjadi jernih, misalnya : 60 dan 80 mg/L. Untuk ini kita adakan

percobaan lagi dengan 60, 70.80 mg/L atau 60,65. 70,75, 80 mg/L.

Selanjutnya disaring. Hasil koagulasi dinyatakan dalam index pe-

ngendapan yang terdiri dari nilai : 10, 8, 6,4, 2, 0.

2. pH.

pH koagulasi adalah 6,5 (optimal), pH lebih dari 7.5 koagu-lasi sulit. pH

kurang dari 6 harus dinaikkan dulu, hal ini dikarenakan A12(S04) akan

larut.

Lebih baik kita menaikkan pH daripada menurunkannya. Untuk

menaikkan pH dipergunakan kapur.

3. Alkalinitas

4. Suhu.

Makin tinggi suhu pembentukan flok-flok makin cepat; dengan demikian

mixing time akan lebih rendah. Dan apabila suhu lebih t-endah maka

mix»ng time lebih tinggi (lama).

Indonesia dengan suhu 26°C ———— waktu 7—10'

Amerika dengan suhu 10 - 15°C ——— waktu 30 - 60'

5. Proses Mixing.

Alat dosering A12 (804)3 kita pergunakan: - dry feeder (ko-ring) - solution

feeder '(larutan)

Pehcampuran sederhana sebagai berikut :

H rata-rata = 1.25 + 0,125 = 1.375 m ( H max = 1,5 H min = 1,25) max = K

V1.50 = 1.22K.

Dosis 500 ml/menit = 1.17 K (average rata-rata).

rata-rata = K V 1.375 = 1.17 K.

Max dosis = 1.22K / 1.17 K x 500 = ± 5,25ml/mn.

min = K\/1,25 = 1.11 K.

Min Dosis = 1.11 / 1.17 x 500 = ± 4,75 ml/mn.

Perbedaan max dosis dan min dosis terhadap dosis rata-rata = 25 ml.

b. Sedimentasi :

Biasanya dilakukan dengan bak yang memanjang. Detention time makin lama

makin baik akan tetapi memerlukan bak yang besar.

Detention time biasanya diambil 3 jam (2-6 jam).

Effluent harus diusahakan kekeruhannya ± 10 mg/L 8i0n. Kalau lebih besar

daripada 10 mg/L SiO2 akan menyebabkan saringan cepat ter-sumbat dan

sering harus dicuci. Dalam hal ini harus diperbaiki floculasinya. Endapan-

endapan pada sedimentasi secara periodik harus dibuang karena nantinya

akan membusuk dan membuat gas-gas menghalangi pengendapan flok-flok.

Setiap harinya dibuang dan setiap bulan dikuras.

c. Filtrasi.

Adalah suatu proses pemisahan sisa-sisa flok yang tidak sempat diendapkan

di dalam bak pengendap dengan mengalirkan air itu melalui media yang

porous. Biasanya media yang banyak dipakai adalah pasir guarts.

* Kecepatan menyaring tergantung daripada :

- effective size (diameter pasir yang 10 lolos ayakan D10)

- uniformity coeffient, karena makin uniform pasir itu makin permeable.

Permeabilitas yaitu kemampuan media untuk dilalui cairan. Porositas yaitu

rongga pasir. biasanya ± 35 % - 0,35.

Makin uniform, butirnya makin baik.

Kalau tidak uniform lobang-lobang dapat ditutup ,oleh butir-butir kecil

sehingga permeabilitasnya n?ndah.

Dalam filtrasi umumnya kita gunakan 2 macam :

1. Rapid Sand Filter (saringan pasir cepat)

2. Slow Sand Filter (saringan pasir lambat)

B. Desinfeksi

Desinfeksi, adalah untuk membunuh bakteri patogen (bakteri penyebab penyakit) yang penyebarannya melalui air, seperti penyakit typus, kholera disentri, dan lain-lain. Beberapa cara untuk membunuh bakteri patogen antara lain : 1. cara kimia : dengan penambahan bahan kimia. 2. cara fisik : misal, pemanasan, sinar ultra violet. 3. cara mekanis : misal, pengendapan (bakteri berkurang 23-75%), saringan pasir

lambat mengurangi bakteri 90-99 % dan lain-lain.

1. Aspek-Aspek DesinfeksiKecepatan dan keampuhan desinfektan. Kecepatan dan keampuhan desinfektan tergantung dari beberapa faktor, yaitu:

Keadaan mikroorganisme1) Jenis

Jenis mikroorganisme, yaitu bakteri, virus, atau parasit mempunyai kepekaan tertentu terhadap desinfektan yang berlainan. Misalnya, resistensi cyste protozoa, enterovirus, enteric bacteria.

2) JumlahJumlah mikroorganisme yang besar, terutama yang patogen, akan memerlukan dosis desinfektan yang lebih besar pula.

3) UmurUmur mikroorganisme akan mempengaruhi pula efektivitas desinfektan.

4) PenyebaranMikroorganisme yang menyebar, akan mudah ditembus oleh desinfektan. Sebaliknya kumpulan bakteria akan lebih sulit ditembus oleh desinfektan. Bakteria cenderung membentuk "clam" dengan suspended solids yang ada di dalam air, sehingga air yang keruh harus dicurigai sebagai air yang mempunyai bakteri patogen lebih banyak.

2. Jenis Desinfeksi a. Chlorine : - Anorganik chloramine

- Organik chloramine - Natrium dan Calcium hypochlorit - Chlorine dioksida

b. Ozonec. lodine dan Bromlned. Desinfektan Lain : - Ferrate.

- Hidrogen Peroksida - Kalium Permanganat.

3. Cara-Cara Mendesinfeksi a. Cara Kimia

Desinfeksi secara kimia antara lain dapat dilakukan dengan penambahan bahan kimia seperti unsur-unsur halogen (Cl2/senyawa chlor, Br2, ozon (Os), Hs02, phenol, bermacam-macam asam. basa KMn04, OCl2, CaS04 dan ZnS04.Beberapa konsentrasi yang diberikan belum ada patokan, harus secara empiris. Keuntungan pemakaian desinfektan CUS04 atau ZnS04 mengendapkan detergen dan menghambat pertumbuhan algae, Bahan kimia yang paling banyak digunakan untuk desinfeksi adalah senyawa chlor yang disebut CHLORINASI atau desinfeksi dengan chlor, di Indonesia kebanyakan digunakan kaporit Ca(OCI)2 karena murah, mudah didapat dan mudah penanganannya.Selain bahan di atas banyak dipakai senyawa chlor yang lain, yang dikenal sebagai tablet kaporit. Walaupun harganya relatif lebih mahal dibandingkan dengan kaporit, tetapi tablet kaporit ini sangat praktis terutama untuk lokasi-lokasi yang sulit dijangkau oleh alat transportasi dan juga kemudahan dalam penggunaan. Tablet kaporit yang dikenal antara lain adalah "Sodium DichloroJsocyanurate (Na-DCC)" dalam perdagangan dikenal sebagai "Aquatabs".Chlor berasal dari gas chlor Cl2, Ca (00)2, atau larutan HOCI (asal hipochlorit). Breakpoint chlorination (chlorinasi titik retak) adalah jumlah chlor yang dibutuhkan : - Mengoksidasi semua zat yang dapat dioksidasi. Termasuk amoniak dapat

dihilangkan sebagai gas N2.Sisa chlor aktif untuk pembasmian kuman-kuman yang akan masuk.

Reaksi dalam air : Cl2 + HzO ==> HOCI + H+ + Cl-(chlor) (Air) Asam Hypochlorit (hypochlorit) (1)

Ca (OCI)2 + 2H20 =» 2HOCI + Ca(OH)2 (2) Pada pH tinggi terjadi disosiasi dari HOCI

HOCI ==> hT + OCC (hypochlorit) (3)

Cl2 HOCI dan OCI merupakan sisa chlor aktif yang bersifat toksik (racun) bagi kuman, Keaftifannya tergantung pada pH dan suhu

b. Cara FisikaDesinfeksi secara fisika dapat dilakukan dengan pemanasan / perebusan air sampai mendidih (mencapai suhu titik didih), sedangkan dengan sinar ultra violet sementara ini masih belum banyak digunakan

c. Cara MekanisDesinfeksi secara mekanis dengan pengendapan dan filtrasi (saringan pasir lambat dibahas pada perlakuan sedimentasi (pengendapan) dan Filtrasi.

4. Cara Pembuatan Alat DesinfeksiAlat ini hanya salah satu contoh, bisa dimodifikasi sesuai dengan bahan yang tersedia dan keadaan, sedangkan cara-cara pembubuhan kaporit pada Sumur Gali Pompa Tangan (SGPT) yaitu secara pembubuhan langsung, dan kapoit yang dibubuhkan harus dilarutkan dulu dalam air agar mudah tercampur.

a. Cara pembuatan Untuk pembuatan alat pembubuhan kaporit pada sumur gali sebagai berikut :

Dari botol plastik volume ± 500 ml.

Sediakan pasir bersih ± 500 ml dan kaporit ± 50 ml. Masukkan kaporit ke dalam botol kecil volume - 50 ml yang dilubangi dan masukkan botol kecil plastik tersebut ke dalam botol plastik yang dilubangi (Pasir di tengah-tengah sesuai gambar). Masukkan pasir ke dalam botol plastik ialu ditutup. Bagian atas botol plastik diberi tali sepanjang dalamnya sumur.

b. Cara penggunaan1) Dari botol plastik volume ± 500 ml

- Masukkan botol plastik yang berisi kaporit dan pasir tersebut pelan-pelan ke dalam melalui taii setiap saat digerak-gerakkan dan dicek kalau tidak berbau diangkat.

- Air sumur baru bisa dipergunakan setelah 30 menit dari pembubuhan kaporit tersebut

- Kalau airnya sangat berbau chlor maka alat ini diangkat dulu untuk sementara, kalau bau chlor hilang maka alat tersebut direndamkan kembali ke dalam sumur.

- Kalau alat sudah terendam dalam air sumur, tapi setelah satu hari sama sekali tidak ada bau chlor (tidak ada sisa chlor) maka periksa apakah lubang-lubang yang ada pada alat tersebut sudah buntu. Kalau ternyata tidak buntu maka kaporit dalam alat tersebut perlu diganti yang baru.

c. Cara PerawatanDari botol plastik volume ± 500 ml

- Setelah 15 - 25 hari atau air yang diambil dari sumur tersebut tidak ada lagi sisa chlor atau botol plastik tersebut tidak bau chlor lagi, maka botol plastik tersebut diangkat.

- Bersihkan (cuci) pasir tersebut sampai bersih.- Bersihkan lubang-lubang yang ada pada alat kalau tertutup dengan

pasir.- Diisi kembali kaporit + pasir terebut seperti semula.- Turunkan kembali melalui botol plastik tersebut secara perlahan-

lahan dan setiap saat digerak-gerakan dan dicek.- Pergunakan kembali air sumur tersebut setelah 30 menit dari

pembubuhan kaporit.

C. Pengaturan pH

Pada pengolahan air pengaturan pH sangat perlu sekali untuk mengetahui asam

dan basah serta kesadahan dari air tersebut. pH koagulasi adalah 6,5 (optimal),

pH lebih dari 7.5 koagulasi sulit. pH kurang dari 6 harus dinaikkan dulu, hal ini

dikarenakan A12(S04) akan larut.

Lebih baik kita menaikkan pH daripada menurunkannya. Untuk menaikkan pH

dipergunakan kapur, sehingga pH menjadi optimal.