SISTEM PENGOLAHAN AIR BERSIH

Pengertian Air Bersih dan Cara Pengolahan Air Bersih

Pengertian Air Bersih dan Cara Pengolahan Air Bersih, – Sebenarnya banyak yang memberikan pengertian tentang air bersih, yang pasti air bersih itu adalah kebutuhan utama bagi seluruh makhluk yang ada di bumi baik untuk proses metabolisme, maupun untuk keperluan pokok lainnya. Berdasarkan teori secara umum sumber air bersih bersih terdapat tiga macam diantaranya air permukaan, air hujan dan air tanah. Tetapi ketiganya masih belum dipastikan baik untuk digunakan oleh manusia, sebab untuk memenuhi syarat kelayakannya harus dilakukan penelitian terlebih dahulu baik secara fisika, kimia, radioaktif dan bakteriologi. Seperti yang saya utarakan diatas bahwa banyak yang menafsirkan tentang apa itu air bersih, menurut Permenkes RI No. 416/Menkes/Per/IX/1990 mengenai syarat dan pengawasan kualitas air bersih, memberikan pengertian air bersih adalah air yang digunakan sehari-hari memiliki kualitas yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum jika sudah dimasak. Sedangkan air bersih menurut EG. Wagner dan J.N Lanix yang didalam bukunya berjudul Water Suplay For Rural and Small Communication menyatakan bahwa air yang sehat adalah air yang tidak merugikan kesehatan penggunanya. Kalau menurut Fair dan Geyer air sehat adalah air yang bebas dari kotoran dan tidak menyebabkan kerugian bagi pemakainya, serta terbebas dari berbagai bahan beracun dan tidak mengandung bahan-bahan organik berbahaya.  

Yang jadi soal disini adalah sumber air bersih semakin sulit, karena sumber-sumber air bersih itu sendiri sudah banyak yang tercemari oleh limbah industri atau hasil dari pembuangan kita sendiri. Industri dan rumah tangga memerlukan air bersih baik untuk air minum maupun untuk keperluan yang lain misalnya memasak, mencuci, mandi dan kegiatan bersih-bersih lainnya. Air yang telah kita gunakan itu merupakan air yang kotor dan ini seringkali mengotori sumber-sumber air bersih itu sendiri seperti hasil dari air buangan baik rumah tangga maupun industri banyak yang dialirkan ke sungai-sungai, nah inilah yang kenyataanya terjadi disekitar kita. oleh sebab itu, agar air buangan yang kotor yang sudah bercampur dengan air bersih seperti disungai perlu adanya pengolahan air bersih, agar air buangan tersebut dapat digunakan kembali. Secara umum pengolahan air bersih dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu melalui proses fisika, kimia dan biologi. Pengolahan air bersih secara fisika bersifat mekanis dan tidak memberikan tamabah bahan kimia apapun, seperti pengendapan air kotor, adsorpsi dan penyaringan. Sedangkan pengolahan air bersih secara kimia adalah pengolahan air agar menjadi bersih dengan menambahkan bahan kimia seperti tawas, klor dan lainnya. Penambahan bahan kimia tersebut bertujuan untuk memisahkan H2O dari campuran logam-logam berat. Sedangkan pengolahan air bersih secara biologi dilakukan dengan memberikan mikroorganisme untuk memperoleh kemurnian air. Ketiga cara tersebut telah dipraktekan oleh PDAM selaku badan penyedia air bersih nasional. Untuk menyediakan pelayanan air bersih PDAM memanfaatkan air permukaan yang kotor dan menyulapnya menjadi air bersih dan siap diganakan oleh masyarakat, tentunya hal ini dilakukan dengan tiga proses diatas yaitu proses fisika, kimia dan biologi. Seperti apa tahapan-tahapan pengolahannya mari kita simak berikut ini 

Membuat bangunan pengumpul air (bangunan intake) 

Bangunan ini digunakan untuk pertama kalinya air masuk dari sumber air, kebanyakan sumber air odiperoleh dari air sungai. Pada proses ini dilakukan penyarikan kasar yaitu untuk menyaring benda-benda kasar yang terapung di air seperti sampah, daun dan lain-lain. 

Bangunan bak prasedimentasi 

Bak ini berfungsi untuk sumber air yang memiliki tingkat kekeruhan tinggi, Bangunan bak prasedimentasi dibentuk secara sederhana yang fungsinya hanya untuk pengendapan air kotor. Ini dilakukan untuk memisahkan air bersih dari partikel-partikel diskrit dan zat-zat berat seperti pasir dan lain-lain. Setelah air mengendap proses selanjutnya adalah pemompaan air bersih ke WTP (Water Treatment Plant). 

Water Treatment Plant (WTP) 

Pada bagian ini adalah bagian inti dari proses pengolahan air bersih, dimana pada bagian wtp ini akan dilakukan proses-proses diantaranya koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi dan desinfeksi. 

Apasih istilah-oistlah proses itu kok jadi bingung? Untuk mengetahuinya mari kita bahas satu per satu. 

• Koagulasi Pada proses ini, pengolahan air bersih secara kimia mulai dilakukan. Koagulasi bertujuan untuk memisahkan partikel koloid yang terdapat pada air kotor. Umumnya air sungai seperti koloid ini disebabkan banyaknya partikel koloid yang terkandung didalam air sungai sehingga menyebabkan warna air sungai kecoklatan. Jadi Koagulasi adalah proses pemisahan air dan pengotor yang terkandung didalamnya seperti pemisahaan atara susu kedelai dengan air. Pada sistem koagulasi ini dilakukan pengadukan cepat dan terjunan dengan tujuan untuk mempercepat proses pemisahan air dan pengotor yang ada dalam air itu.
• Flokulasi Flok adalah pengotor yang mengendap, tahap ini adalah untuk proses pengendapan pengotor. Pada proses pembentukan flok masih diperlukan pengadukan tetapi pengadukan lambat, dan juga diperlukan aliran air yang tenang agar flok tidak naik lagi. Untuk menambah efisiensi ditambahkan bahan kimia yang dapat mengikat flok-flok itu. 
• Sedimentasi Di tahap ini adalah proses pengendapan partikel-partikel koloid yang sudah didestabilisasi. Ini dikerjakan dengan menggunakan sistem berat tipe, berat tipe koloid pada umumnya berbentuk lumpur dan berat tipe koloid lebih berat dari pada tipe air. Untuk pengembangannya diantara ketiga unit (kogulasi, flokulasi dan sedimentasi) sudah dibuat tergabung dan unit ini disebut dengan unit aselator. 
• Filtrasi Tahap ini adalah dilakukan penyaringan melalui media butiran-butiran, butiran-butiran yang digunakan diantarnya pasir silica, antrasit dan kerikil dan ukuran yang tidak sama. Proses ini menerapkan sistem gravitasi. 
• Desinfeksi Air yang masuk pada proses ini berarti sudah bebas dari pengotor, namun tidak menutup kemungkinan air tersebut masih mengadung kuman dan bakteri. Oleh sebab itu, diperlukan zat kimia yang mampu menghilangkan kuman dan bakteri. Zat kimia yang digunakan antara lain uv, ozonisasi, chlor dan oemabasan. 
• Reservoir Yaitu tempat penampungan air bersih sementara sebelum didistribusikan ke konsumen. Karena di negara kita pada sistem ditribusi air bersihnya masih menggunakan sistem gravitasi, sehinggan resevoir diletakkan ditempat yang lebih tinggi. Seiring dengan perkembangan zaman metode pengolahan air bersih ini sudah banyak mengalami perkembangan dan perubahan. Salah satunya pada sistem penyaringannya sudah tidak menggunakan bahan kimia lagi dan biaya operasionalnya pun semakin murah. 

Air adalah salah satu kebutuhan utama bagi manusia, untuk kebutuhan minum, mandi, cuci, masak, dan lainnya. Ketersediaan air bersih di sebuah kawasan sangatlah penting. Namun, mengingat bahwa tidak semua kawasan mendapatkan air bersih, maka perlu adanya pemerataan distribusi air bersih bagi masyarakat. 

Kriteria air bersih biasanya meliputi 3 aspek, yaitu kualitas, kuantitas, dan kontinuitas. Dalam usaha menyediakan air bersih, biasanya BUMN di Indonesia yang berkaitan dengan hal ini adalah PDAM – Perusahaan Dagang Air Minum. Kadang ada yang menyindirnya sebagai Perusahaan Dagang Air Mandi, karena terkadang air yang didistribusikan tidak memenuhi kriteria air minum. Anyway, secara teknis, tulisan ini sebenarnya akan membahas mengenai jenis-jenis pengolahan air bersih. 

Secara umum, pengolahan air bersih terdiri dari 3, yaitu pengolahan secara fisika, kimia, dan biologi. Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis, tanpa adanya penambahan bahan kimia. Contohnya adalah pengendapan, filtari, adsorpsi, dan lain-lain. Pada pengolahan secara kimiawi, terdapat penambahan bahan kimia, seperti klor, tawas, dan lain-lain, biasanya digunakan untuk menyisihkan logam-logam berat yang terkandung dalam air. Pada pengolahan secara biologis, biasanya memanfaatkan mikroorganisme sebagai media pengolahnya. PDAM, biasanya melakukan pengolahan secara fisika dan kimiawi dalam proses penyediaan air bersih. Secara umum, skema pengolahan air bersih di daerah-daerah di Indonesia terlihat seperti pada gambar di bawah. Terdapat 3 bagian penting dalam sistem pengolahannya.  

Skema pengolahan air bersih 

1. Bangunan Intake 

Bangunan intake ini berfungsi sebagai bangunan pertama untuk masuknya air dari sumber air. Pada umumnya, sumber air untuk pengolahan air bersih, diambil dari sungai. Pada bangunan intake ini biasanya terdapat bar screen yang berfungsi untuk menyaring benda-benda yang ikut tergenang dalam air. Selanjutnya, air akan masuk ke dalam sebuah bak yang nantinya akan dipompa ke bangunan selanjutnya, yaitu WTP – Water Treatment Plant. 

2. Water Treatment Plant 

Water Treatment Plant atau lebih populer dengan akronim WTP adalah bangunan utama pengolahan air bersih. Biasanya bagunan ini terdiri dari 4 bagian, yaitu : bak koagulasi, bak flokulasi, bak sedimentasi, dan bak filtrasi. Nah, sekarang kita bahas satu per satu bagian-bagian ini. a. Koagulasi Dari bangunan intake, air akan dipompa ke bak koagulasi ini. Apa yang terjadi dalam bak ini..?? pada proses koagulasi ini dilakukan proses destabilisasi partikel koloid, karena pada dasarnya air sungai atau air-air kotor biasanya berbentuk koloid dengan berbagai partikel koloid yang terkandung di dalamnya. Destabilisasi partikel koloid ini bisa dengan penambahan bahan kimia berupa tawas, ataupun dilakukan secara fisik dengan rapid mixing (pengadukan cepat), hidrolis (terjunan atau hydrolic jump), maupun secara mekanis (menggunakan batang pengaduk). Biasanya pada WTP dilakukan dengan cara hidrolis berupa hydrolic jump. Lamanya proses adalah 30 – 90 detik.  

Proses Koagulasi Secara Mekanis dengan mesin pemutar 

b. Flokulasi Setelah dari unit koagulasi, selanjutnya air akan masuk ke dalam unit flokulasi. Unit ini ditujukan untuk membentuk dan memperbesar flok. Teknisnya adalah dengan dilakukan pengadukan lambat (slow mixing). Proses Flokulasi Partikel Koloid 

c. Sedimentasi Setelah melewati proses destabilisasi partikel koloid melalui unit koagulasi dan unit flokulasi, selanjutnya perjalanan air akan masuk ke dalam unit sedimentasi. Unit ini berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel koloid yang sudah didestabilisasi oleh unit sebelumnya. Unit ini menggunakan prinsip berat jenis. Berat jenis partikel koloid (biasanya berupa lumpur) akan lebih besar daripada berat jenis air. Dalam bak sedimentasi, akan terpisah antara air dan lumpur.  

Proses Sedimentasi Gabungan unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi disebut unit aselator  

Unit Aselator pada Water Treatment Plant d. Filtrasi Setelah proses sedimentasi, proses selanjutnya adalah filtrasi. Unit filtrasi ini, sesuai dengan namanya, adalah untuk menyaring dengan media berbutir. Media berbutir ini biasanya terdiri dari antrasit, pasir silica, dan kerikil silica denga ketebalan berbeda. Dilakukan secara grafitasi.  

Unit Filtrasi Selesailah sudah proses pengolahan air bersih. Biasanya untuk proses tambahan, dilakukan disinfeksi berupa penambahan chlor, ozonisasi, UV, pemabasan, dan lain-lain sebelum masuk ke bangunan selanjutnya, yaitu reservoir. 3. Reservoir Setelah dari WTP dan berupa clear water, sebelum didistribusikan, air masuk ke dalam reservoir. Reservoir ini berfungsi sebagai tempat penampungan sementara air bersih sebelum didistribusikan melalui pipa-pipa secara grafitasi. Karena kebanyakan distribusi di kita menggunakan grafitasi, maka reservoir ini biasanya diletakkan di tempat dengan eleveasi lebih tinggi daripada tempat-tempat yang menjadi sasaran distribusi. Biasanya terletak diatas bukit, atau gunung.  

Reservoir air bersih 

Gabungan dari unit-unit pengolahan air ini disebut IPA – Instalasi Pengolahan Air. Untuk menghemat biaya pembangunan, biasanya Intake, WTP, dan Reservoir dibangun dalam satu kawasan dengan ketinggian yang cukup tinggi, sehingga tidak diperlukan pumping station dengan kapasitas pompa dorong yang besar untuk menyalurkan air dari WTP ke reservoir. Barulah, setelah dari reservoir, air bersih siap untuk didistribusikan melalui pipa-pipa dengan berbagai ukuran ke tiap daerah distribusi. Proses Pengolahan Air Bersih ================================================================== Referensi : Slide kuliah Rekayasa Lingkungan Departemen Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan ITB 2009 oleh Ibu Dewi Kania. Inspirasi tulisan : Kerjaan yang lagi dikerjain Sistem Pengolahan Air Limbah A. Pengolahan Individual Pengolahan individual adalah pengolahan air limbah yang dilakukan secara sendiri-sendiri pada masing-masing rumah terhadap air limbah yang dihasilkan, dengan diagram system penanganannya sebagai berikut : B. Pengolahan individu pada lingkungan terbatas Pengolahan air limbah domestik secara individu pada lingkungan terbatas dilakukan terpadu dalam wilayah yang kecil/terbatas, seperti hotel, rumah sakit, bandar udara, pelabuhan dan fasilitas umum, dengan diagram system penanganannya sebagai berikut : C. Pengolahan Komunal Pengolahan air limbah komunal adalah pengolahan air limbah yang dilakukan pada suatu kawasan pemukiman, industri, perdagangan seperti kota-kota besar, yang pada umumnya dilayani/dibuang melalui jaringan riool kota untuk kemudian dialirkan menuju ke suatu Instalasi Pengolahan Air Limbah dengan kapasitas besar (Kota Yogyakarta: 170 lt/dt atau 15.500 m3/hari untuk melayani jumlah penduduk sekitar 110.000 orang pada tahun 2002). Diagram sistem penanganannya adalah sebagai berikut : D. Sistem Penyaluran Air Limbah Penanganan air limbah domestik secara komunal diperlukan saluran air limbah yang dapat mengalirkan air limbah dari tempat sumbernya hingga ke Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). Saluran air limbah tersebut berupa jaringan pipa (riool) yang ditanam di bawah permukaan tanah. Bagi kota yang memiliki jaringan riool kota maka masyarakatnya dapat memanfaatkan jaringan riool kota tersebut sebagai tempat pembuangan air limbah yang dihasilkan dengan membayar sejumlah tertentu sesuai dengan tarif yang ditentukan (berdasarkan Perda)

E. Pengolahan Air Limbah 1. Pengolahan Individu Bangunan pengolahan air limbah domestik yang dilakukan secara individu terdiri atas Tangki Septik dan Bangunan Peresapan. • Tangki Septik Tangki Septik merupakan bangunan yang berfungsi sebagai penampung air kotor/tinja yang merupakan bahan organic, langsung dari WC atau Urinoir. Proses yang terjadi di dalam tangki septik tersebut adalah proses pembusukan/penguraian/perombakan bahan organik oleh mikroorganisme yang memerlukan waktu minimum 3 hari. Proses tersebut meliputi aerobik dan anaerobic • Bangunan Peresapan Ada 2 jenis bangunan peresapan yang sering digunakan, yaitu peresapan memanjang dan peresapan melintang. 2. Instalasi Pengolahan Air Limbah Proses pengolahan limbah cair industri mencakup proses fisik, kimia, dan biologis dan atau kombinasi dari ketiga proses tersebut dan tergantung dari jenis dan kualitas limbahnya serta tujuan dari pengolahan yang dilakukan. Tujuan pengolahan limbah cair adalah agar air yang tidak memenuhi syarat kesehatan menjadi memenuhi syarat kesehatan sehingga tidak mengganggu kesehatan masyarakat maupun merusak lingkungan. Metode pengolahan air limbah yang dipergunakan dalampengolahan air untuk membuatnya aman dan menarik bagi para langganan dibahas berikut ini. Masalah-masalah yang dipertimbangkan meliputi: (1) tinjauan tentang metode-metode pengolahan yang utama dan penerapannya, (2) metode-metode pengolahan fisik, (3) metode-metode pengolahan kimiawi, (4) beberapa metode pengolahan khusus, (5) pembuangan lumpur dari instalasi pengolahan, dan (6)perencanaan instalasi pengolahan air. Metode-metode pengolahan air berkaitan dengan pencemar-pencemar yang ada dalam persediaan air tertentu. Pencemar-pencemar utama yang harus diperhatikan pada kebanyakan air adalah (1) bakteri patogen, (2) kekeruhan dan bahan-bahan terapung, (3) warna, (4) rasa dan bau, (5) senyawa-senyawa organik, dan (6) kesadahan. Faktor-faktor ini terutama berhubungan dengan kesehatan dan estetika. Walaupun pencemar-pencemar lain yang terdaftar dalam Tabel 2.6. juga penting,tetapi tidak merupakan faktor-faktor utama pada kebanyakan persediaan air. Seandainya merupakan suatu faktor penting, maka harus dipergunakan metode pengolahan khusus. Metode-metode yang dipergunakan untuk pengolahan air dapat digolongkan menurut sifat fenomena yang menghasilkan perubahan yang diamati. Dengan demikian, istilah operasi satuan fisik dipergunakan untuk menggambarkan metode-metode yang mendapatkan perubahan-perubahan melalui penerapan gaya-gaya fisik, misalnya pengendapan gravitasi. Pada proses-proses satuan kimiawi atau biologis, perubahan diperoleh dengan cara reaksi-reaksi kimia atau biologis. 3. Metode Pengolahan Biologis Metode ini merupakan unsur-unsur pokok bagi hampir semua jaringan pengolahan sekunder. Konsep dasar pengolahan biologi, dengan sederhana meliputi (1) konversi bahan organik terlarut dan koloidal dalam air limbah menjadi serat-serat sel biologis dan menjadi produk akhir, dan (2) pembuangan selanjutnya dari serat-serat sel, biasanya dengan cara pengendapan gravitasi. Metode pengolahan secara biologis meliputi : a. Proses lumpur aktif Air limbah yang tak diolah atau yang diendapkan dicampur dengan lumpur yang diaktifkan balik, yang volumenya 20 hingga 50 persen dari volumenya sendiri. b. Proses trickling filter Buangan dari pengendapan primer biasanya mengandung kira-kira 60 % hingga 80 % bahan organik yang mula-mula ada dalam air limbah. Proses filter tetesan adalah suatu metode untuk mengoksidasikan bahan-bahan yang dapat membusuk yang tersisa setelah pengolahan primer. c. Piringan biologis berputar Pada proses piringan biologis, sejumlah piringan plastik bulat dipasang pada suatu gagang sumbu. Organisme-mikro yang melaksanakan pengolahan melekat ke piringan-piringan itu dan berputar ke dalam serta ke luar dari air limbah. d. Kolam stabilisasi dan aerasi Kolam stabilisasi atau kolam oksidasi bermanfaat untuk memantapkan bahan organik melalui kerja gabungan dari ganggang organisme mikro lainnya. Suatu kolam aerasi pada dasarnya adalah suatu sistem kolam untuk pengolahan air limbah di mana oksigen dimasukkan dengan aerator-aerator mekanik dan tidak hanya mengandalkan produksi oksigen fotosintesis. 4. Pengolahan Air Limbah Lanjutan Pengolahan limbah lanjutan bersangkutan operasi-operasi dan proses-proses tambahan di luar yang secara konvensional dipergunakan untuk mempersiapkan air limbah guna penggunaan kembali secara langsung bagi kebutuhan-kebutuhan industri, pertanian, dan perkotaan. Selama suatu daur penggunaan bagi kebutuhan kota, konsentrasi bahan-bahan organik dan anorganik di dalam air akan meningkat. Sebagian besar dari bahan organik yang secara biologis dapat mengalami degradasi telah terbuang selama sselama pengolahan konvensional, tetapi antara 40 dan 100 mg/l bahan organik yang secara biologis sangat tahan atau sukar cair akan tetap berada dalam larutan buangan. Bahan-bahan ini mungkin merupakan produk akir dari pembusukan biologis yang normal atau produk-produk buatan, misalnya detergen sintetis, pestisida dan/atau limbah industri organik. Selama suatu daur penggunaan, konssentrasi garam-garam seperti magnesium, kalsium,sodium, sulfat, klorida, dan bikarbonat dapat meningkat sebesar 100 hingga 300 mg/l. Garam-garam semacam ini juga bersifat sangat tahan. Bila air limbah harus dipergunakan kembali, seperti yang biasa terjadi pada daerah-daerah yang kekurangan air, maka konsentrasi dari bahan-bahan yang sangat tahan ini mungkin harus diturunkan, tergantung pada rencana penggunaan buangan yang bersangkutan.