MASALAH DAN ALTERNATIF TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR UNTUK MASYARAKAT MISKIN KOTA

Transkripsi

1 JRL Vol.6 No.3 Hal Jakarta, November 2010 ISSN : MASALAH DAN ALTERNATIF TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR UNTUK MASYARAKAT MISKIN KOTA Arie Herlambang Pusat Teknologi Lingkungan, BPPT Jl. MH. Thamrin no.8 Jakarta, Abstract Clean water to poor communities who live in crowded municipal area is still expensive and a luxury. This condition is evidenced by the number of people who use ground water for their daily water, because water taps still seems expensive for them. Diarrheal disease is still relatively high for Indonesia, where nearly 16 thousand people suffer from diarrhea due to poor sanitation. To help the poor in the city, there are several alternative technologies that can be applied to public access to clean water and adequate low-cost, including ground water treatment technology with a filter system equipped with an ultraviolet sterilizer, or ozone generators, or using ultrafiltration, if possible can also use the reverse osmosis membrane that for fresh water. Arsinum is the best alternative should be chosen for fulfilled potable water in slump area. Keywords : Sanitation, water treatment technology, portable water, low-cost, slump area I. Pendahuluan 1.1 Tingkat Pelayanan Air Bersih Penyediaan air bersih untuk masyarakat memainkan peranan yang sangat penting dalam meningkatkan kesehatan lingkungan/ masyarakat, yakni mempunyai peranan dalam menurunkan angka pederita penyakit, khususnya yang berhubungan dengan air, dan berperan dalam meningkatkan standar atau kualitas hidup masyarakat. Penyediaan air bersih untuk masyarakat di Indonesia sampai saat ini masih dihadapkan pada beberapa permasalahan yang cukup kompleks dan sampai saat ini belum dapat diatasi sepenuhnya. Salah satu masalah yang masih dihadapi sampai saat ini yakni masih rendahnya tingkat pelayanan air bersih untuk masyarakat. Berdasarkan Peraturan Pemerintah (PP) No.14 tahun 1987, maka pengelolaan sarana dan prasarana air bersih diserahkan kepada Pemda Tingkat I, pengelolaannya dilakukan oleh Peusahaan Air Minum (PDAM) yang berada di bawah kendali pemerintah Daerah Tingkat II Kabupaten/ Kotamadya (Kota). Menurut Ambarita (2001), sejak dikeluarkannya PP tersebut sampai dengan tahun 2000 jumlah PDAM di seluruh Indonesia berjumlah 290 perusahaan dengan klasifikasi sebagai berikut yakni PDAM besar dengan jumlah sambungan > sebesar 4 %, PDAM sedang dengan jumlah sambungan sebesar 37 %, dan PDAM kecil dengan jumlah sambungan < sebesar 57 %. Total jumlah sambungan 241Masalah dan Alternatif Teknologi...(Arie Herlambang)

2 dari selurh PDAM adalah sekitar sambungan rumah. Prosentase cakupan pelayanan rata-rata 18 %, sedangkan tingkat kebocoran masih cukup besar yakni sekitar 32,2 %. Sampai saat ini permasalahan yang dihadapi oleh PDAM masih cukup pelik baik masalah managemen internal PDAM sendiri maupun masalah eksternal yang berada diluar kewenangan managemen PDAM. Selanjutnya Ambarita juga menyatakan beberapa masalah yang dihadapi oleh PDAM saat ini antara lain : 1. Presepsi mengenai manajemen PDAM tidak dilihat secara utuh sebagai pengelolaan perusahaan, penekanannya masih diarahkan kepada fungsi sosial. 2. Dilihat dari aspek manajemen dan pengembangan SDM, organisasi PDAM sudah tidak sesuai dengan kondisi saat ini. 3. PDAM dibebani tugas sebagai pemasok PAD khususnya pada saat krisis. 4. Tarif air minum PDAM relatif rendah sehingga tidak bisa mengantisipasi perubahan biaya operasi akibat kenaikan harga energi dan bahan kimia. 5. Pelunasan hutang tidak lancar. 6. Tingkat pelayanan masih rendah dan sulit mengembangkan diri, karena terhentinya dana dari pusat, sedangkan keuntungan yang diperoleh digunakan untuk PAD. 7. Prosentase kehilangan atau kebocoran air di PDAM masih cukup tinggi. 8. Kualitas sumber daya manusia yang ada masih kurang memadai untuk kondisi saat ini. 9. Profesionalisme yang masih rendah. 10. Masih sering dibebani tanggung jawab berbagai kegiatan yang kurang relevan dengan fungsinya. Dengan berbagai permsalahan yang dihadapi saat ini, PDAM tetap diharapkan untuk memberikan pelayanan yang baik. Tetapi ironisnya dipihak lain yakni masalah pengembangannya sangat lambat dan kelihatannya kurang dianggap penting. Berdasarkan data ststistik 1995 (SUPAS 1995), prosentasi banyaknya rumah tangga dan sumber air minum yang digunakan di berbagai daerah di Indonesia sangat bervariasi tergantung dari kondisi geografisnya. Secara nasional yakni sebagai berikut : yang menggunakan air ledeng (PAM) 16,08 %, air tanah dengan memakai pompa 11,61 %, air sumur (perigi) 49,92 %, mata air (air sumber) 13,92 %, air sungai 4,91 %, air hujan 2,62 % dan lainnya 0,80 %. Dari data tersebut di atas dapat dilihat bahwa tingkat pelayanan air bersih kepada masyarakat dengan sistem perpipaan (leding) oleh PAM hanya 16,08 %. Sedangkan sebagaian besar menggunakan air tanah, air sungai, air sumber atau lainnya. Untuk DKI Jakarta, misalnya, berdasarkan data statistik BPS DKI tahun 1998 diperkirakan banyaknya rumah tangga yang menggunakan air ledeng (PAM) sebesar 50 %, air tanah dengan menggunakan pompa 42,67 %, sumur gali 3,16 % dan lainnya sebesar 0,63 %. Permasalahan yang timbul antara lain, sering dijumpai bahwa kualitas air tanah maupun air sungai yang digunakan masyarakat kurang memenuhi syarat sebagai air minum yang sehat bahkan di beberapa tempat bahkan tidak layak untuk diminum. Air yang layak diminum, mempunyai standar persyaratan tertentu yakni: persyaratan fisis, kimiawi dan bakteriologis, dan syarat tersebut merupakan satu kesatuan. Jadi jika ada satu saja parameter yang tidak memenuhi syarat maka air tesebut tidak layak untuk diminum. Untuk daerah kawasan pemukiman pedesaan di daerah pesisir atau pulau pulau kecil yang tidak mempunyai sumber air tawar masyarakat biasanya masyarakat terpaksa memenuhi kebutuhan air minum mereka dengan cara menampung air hujan, mengambil dari tempat lain yang relatif jauh dan mahal atau membeli air minum dalam kemasan dengan harga yang mahal. Bagi 242 JRL. Vol. 6 No. 3, November 2010 :

3 masyarakat yang kurang mampu tidak ada jalan lain selain menggunakan air untuk keperluan sehari-hari dari sumber yang apa adanya sehingga berdampak terhadap kesehatan masyarakat. 1.2 Kualitas Air Baku Air Minum Sejalan dengan perkembangan jumlah penduduk dan laju pembangunan di Indonesia telah mengakibatkan penurunan kualitas lingkungan khususnya kualitas air permukaan atau air tanah. Hal ini terutama terjadi di kawasan perkotaan yang jumlah penduduknya besar serta atau kawasan hilir. Sebagai contoh, berdasarkan hasil penelitian kualitas air baku air minum di beberapa lokasi penyadapan (intake water) pada beberapa instalasi PAM di Jakarta, yakni instalasi Cilandak, Pejompongan, Muara Karang, Pulo Gadung dan Taman Kota pada bulan januari-pebruari 1993, diketahui bahwa kandungan Ammonia kerkisar antara mg/l; COD mg/l; BOD mg/l; Deterjen ion negatif (MBAS) mg/l; Phenol mg/l dan Bakteri Coliform MPN/100 cc. Dilain pihak, teknologi pengolahan air minum yang digunakan oleh Peruasahaan Air Minum (PAM) Di Indonesia umumnya masih menggunakan sistem konvesional yakni dengan sistem Koagulasi-Flokulasi (Pengendapan Kimia), Saringan Pasir Cepat dan Proses Disinfeksi mengggunakan senyawa klorin (gas Khlor). Dengan tingginya kandungan amonia dan bakteri koli, maka kebutuhan senyawa klorin untuk proses disinfeksi bertambah besar, dan akibatnya kemungkinan terbentuknya senyawa trihalometan dan senyawa halogen organik lainnya juga bertambah besar. Demikian juga dengan adanya kandungan fenol yang cukup besar. Dengan adanya pembubuhan klorin, fenol akan dengan mudah berreaksi dengan senyawa klor membentuk senyawa halogen organik Klorofenol yang sangat berbahaya. Masalah trihalometan ini perlu diperhatikan secara serious karena trihalometan adalah senyawa yang secara potensial dapat menyebabkan kanker (carcinogen). Dengan semakin buruknya kualitas air baku air minum yang ada mengakibatkan biaya produksi air minum menjadi bertambah besar sehingga harga jual air juga menjadi lebih mahal. Dilain pihak daya beli masyarakat masih rendah, sehingga masalah tersebut masih tetap menjadi masalah yang dillematis. Untuk wilayah perkotaan di daerah pesisir, di daerah yang terpengaruh oleh pasang surut atau wilayah perkotaan di pulau-pulau kecil, masalah kualitas air baku air minum sering menjadi masalah yang sangat besar. Umumnya teknologi pengolahan air minum yang digunakan oleh PAM atau PDAM dirancang untuk mengolah air baku yang tidak asin atau sesuai dengan baku mutu air Golongan B yakni peruntukan air baku air minum dengan konsentrasi TDS maksimum 1000 mg/l. Jika konsentrasi TDS melebihi standar maksimum yang diperbolehkan dapat dipastikan proses pengolahan tidak dapat berjalan dengan baik, karena teknologinya memang tidak dirancang untuk kondisi dengan konsentrasi TDS yang tinggi atau untuk air asin. 1.3 Kuantitas Air Baku Air Minum Selain masalah kualitas air baku air minum yang semakin buruk, masalah serius yang dihadapi oleh perusahan air minum (PAM) di Indonesia yakni, masalah ketersediaan air baku air minum. Akibat perubahan tataguna lahan di daerah hulu sampai hilir mengakibatkan fluktuasi debit air pada musim hujan dan musim kemarau sangat besar. Hal ini mengakibatkan penurunan yang sangat tajam terhadap debit air sungai untuk air baku air minun pada musim kemarau. Penurunan debit air sungai pada musim kemarau tersebut juga mengakibatkan konsentrasi polutan yang ada dalam air sungai menjadi lebih pekat yang berakibat 243Masalah dan Alternatif Teknologi...(Arie Herlambang)

4 terhadap kualitas air minum yang dihasilkan serta naiknya biaya proses pengolahan air minum. Untuk wilayah perkotaan yang miskin sumber daya air permukaan, untuk memenuhi kebutuhan suplai air bersih bagi masyarakat, PAM /PDAM umumnya menggunakan air tanah. Dengan semakin besarnya laju pertambahan penduduk, maka jumlah pengambilan air tanah untuk keperluan pasokan air bersih masyarakat dan juga industri menjadi semakin besar. Di lain pihak dengan semakin besarnya penduduk serta berubahnya tata guna lahan maka jumlah air hujan yang meresap ke dalam tanah menjadi berkurang. Akibatnya terjadi penurunan muka air tanah, dan jika hai ini terjadi di wilayah tepi pantai akan meyebabkan intrusi air laut ke dalam air tanah. 1.4 Kualitas Air PDAM Beberapa masalah yang cukup sering dikeluhkan oleh masyarakat yakni selain kuantitasnya, juga kualitas airnya. Akibat buruknya kualitas air bakunya, maka hasil air olahan yang disuplai oleh PDAM ke masyarakat sering kali kurang memuaskan pelanggan. Kualitas air baku khususnya di wilayah perkotaan sudah tidak memenuhi syarat air golongan B, yakni untuk peruntukan air baku air minum. Di lain pihak teknologi yang digunakan oleh PDAM tidak dirancang untuk kondisi air baku yang kurang memenuhi syarat. Akibatnya kualitas air olahan juga kurang memuaskan, jika dipaksakan untuk mencapai kualitas baik memerlukan biaya pengolahan yang besar. Selain itu masih banyak PDAM yang menggunakan air baku menggunakan air tanah. Cara ini merupakan cara yang paling murah karena umumnya teknologi yang digunakan hanyalah proses disinfeksi saja dan langsung dialirkan ke konsumen. Tetapi jika kandungan zat Besi atau zat Mangan di dalam air cukup tinggi maka dengan adanya proses disinfeksi dengan menggunakan senyawa klorine maka zat besi atau mangan tersebut dalam perjalannya akan teroksidasi menjadi senyawa oksida besi atau oksida mangan yang tidak larut di dalam air dan setelah sampai ke konsumen air akan berwarna coklat kemerahan dan mengendap. 2. Alternatif Teknologi Berdasarkan berbagai permasalah seperti tersebut di atas, maka untuk mengatasi permasalahan tersebut diatas dapat dilakuakan sesuai dengan sumber permasalahannya. 2.1 Penghilang Fe dan Mn Masalah yang sering dijumpai masyarakat yang menggunakan air tanah yakni air tanah yang ada jika baru dipompa jernih sekali, tetapi setelah dibiarkan beberapa lama berubah menjadi kuning kecoklatan dan berbau seperti besi. Hal ini adalah salah satu pertanda bahwa air tanah tersebut mengandung zat besi atau mangan dengan konsentrasi yang cukup tinggi. Air tanah sering mengandung zat besi (Fe) dan Mangan (Mn) cukup besar. Adanya kandungan Fe dan Mn dalam air menyebabkan warna air tersebut berubah menjadi kuning coklat setelah beberapa saat kontak dengan udara. Disamping dapat mengganggu kesehatan juga menimbulkan bau yang kurang enak serta menyebabkan warna kuning pada dinding bak serta bercak bercak kuning pada pakaian. Oleh karena itu menurut PP No.20 Tahun 1990 tersebut, kadar (Fe) dalam air minum maksimum yang dibolehkan adalah 0,3 mg/lt, dan kadar Mangan (Mn) dalam air minum yang dibolehkan adalah 0,1 mg/lt. Jika air mengandung zat besi yang melebihi ketentuan standar dipakai untuk mencuci pakaian atau perkakas dapur seperti gelas, piring, mangkok dan sebagainya, maka barang yang telah dicuci tersebut akan terkena noda dengan warna kuning kecoklatcoklatan. Air dengan kondisi yang demikian 244 JRL. Vol. 6 No. 3, November 2010 :

5 juga dapat mengotori hasil produksi pada proses pembuatan kertas, tekstil dan karet. Sedang apabila digunakan untuk proses pendinginan, dapat menimbulkan kerak pada pipa-pipa pendingin. Zat besi yang karena adanya proses tertentu misalnya aerasi, akan membentuk endapan. Endapan besi tersebut apabila terbawa dalam suatu aliran dalam pipa saluran, dia akan menghalangi atau menyumbat dan merangsang tumbuhnya masa gelatin dari pada bakteri besi yang selanjutnya akan hanyut dalam aliran. Dengan demikian kondisi airnya menjadi jelek karena berwarna merah, berbau tidak enak dan berasa logam. Adapun masalah yang timbul akibat adanya kelebihan mangan dalam air adalah sangat serupa dengan masalah yang timbul akibat adanya kelebihan besi dalam air. Pada pencucian pakaian atau perkakas dapur menggunakan air yang mengandung mangan tinggi akan meninggalkan noda yang lebih tajam daripada kalau menggunakan air yang mengandung besi tinggi. Di samping hal-hal tersebut di atas, besi dan mangan yang terdapat di dalam air minum dengan kadar yang lebih besar dari standar yang ditentukan, dapat menimbulkan gangguan kesehatan pada manusia. Departemen Kesehatan Republik Indonesia menetapkan bahwa kandungan zat besi yang dianjurkan adalah 0,1 mg/l dan maksimum yang diperbolehkan 1,0 mg/l, sedangkan untuk mangan yang dianjurkan adalah 0,05 mg/l dan maksimum yang diperbolehkan adalah 0,5 mg/l. Jika kandungan besi dan mangan yang terdapat dalam air terutama air minum lebih besar dari standar yang ditetapkan, maka kelebihan tersebut harus dihilangkan atau dikurangi. Baik zat besi maupun mangan, dalam air biasanya terlarut dalam bentuk senyawa atau garam bikarbonat, garam sulfat, hidroksida dan juga dalam bentuk kolloid atau dalam keadaan bergabung dengan senyawa organik. Oleh karena itu cara pengolahannyapun harus disesuaikan dengan bentuk senyawa besi dan mangan dalam air yang akan diolah. Ada beberapa cara untuk menghilangkan zat besi dan mangan dalam air, cara yang paling sering digunakan adalah dengan cara oksidasi. Proses penghilangan besi dan mangan dengan cara oksidasi dapat dilakukan dengan tiga macam cara yakni oksidasi dengan udara atau aerasi, oksidasi dengan khlorine (khlorinasi) dan oksidasi dengan kalium permanganat. Selain dengan cara oksidasi, penghilangan senyawa besi dan mangan dalam air yang umum digunakan khususnya untuk skala rumah tangga yakni dengan mengalirkan ke suatu filter dengan media mangan zeolit. Menghilangkan Besi dan Mangan dengan Cara Oksidasi. Proses penghilangan besi dan mangan dengan cara oksidasi dapat dilakukan dengan tiga macam cara yaitu : a. Oksidasi dengan udara atau aerasi b. Oksidasi dengan khlorine atau khlorinasi c. Oksidasi dengan kalium permanganat. Oksidasi dengan Oksigen atau Udara (Aerasi) Adanya kandungan alkalinity, (HCO 3 ) yang cukup besar dalam air, akan menyebabkan senyawa besi atau mangan berada dalam bentuk senyawa ferro bikarbonat, F e (HCO 3 atau mangano bikarbonat, Mn(HCO 3. Oleh karena bentuk CO 2 bebas lebih stabil daripada (HCO 3 ), maka senyawa bikarbonat cenderung berubah menjadi senyawa karbonat. F e (HCO 3 ===> FeCO 3 + CO 2 + H 2 O Mn(HCO 3 ===> MnCO 3 + CO 2 + H 2 O Dari reakasi tersebut dapat dilihat, jika CO 2 berkurang, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke kanan dan selanjutnya reaksi akan menjadi sebagai berikut : 245Masalah dan Alternatif Teknologi...(Arie Herlambang)

6 F e CO 3 + CO 2 ===> F e (OH + CO 2 MnCO 3 + CO 2 ===> Mn(OH + CO 2 Baik hidroksida besi (II) maupun hidroksida mangan (II) masih mempunyai kelarutan yang cukup besar, sehingga jika terus dilakukan oksidasi dengan udara atau aerasi akan terjadi reaksi (ion) sebagai berikut : 4 Fe 2+ + O H 2 O ===> 4 Fe(OH) H + 2 Mn 2+ + O H 2 O ===> 2 MnO H + Sesuai dengan reaksi tersebut, maka untuk mengoksidasi setiap 1 mg/l zat besi dibutuhkan 0,14 mg/l oksigen dan setiap 1 mg/l mangan dibutuhkan 0,29 mg/l. Pada ph rendah, kecepatan reaksi oksidasi besi dengan oksigen (udara) relatif lambat, sehingga pada prakteknya untuk mempercepat reaksi dilakukan dengan cara menaikkan ph air yang akan diolah. Oksidasi dengan Khlorine (Khlorinasi) Khlorine, Cl2 dan ion hipokhlorit, (OCl) adalah merupakan bahan oksidator yang kuat sehingga meskipun pada kondisi ph rendah dan oksigen terlarut sedikit, dapat mengoksidasi dengan cepat. Reaksi oksidasi antara besi dan mangan dengan khlorine adalah sebagai berikut : 2 Fe 2+ + Cl H 2 O ==> 2 Fe(OH) Cl - +6 H + Mn 2+ + Cl H 2 O ==> MnO Cl H + Berdasarkan reaksi tersebut di atas, maka untuk mengoksidasi setiap 1 mg/l zat besi dibutuhkan 0,64 mg/l khlorine dan setiap 1 mg/l mangan dibutuhkan 1,29 mg/l khlorine. Tetapi pada prakteknya, pemakaian khlorine ini lebih besar dari kebutuhan teoritis karena adanya reaksi reaksi samping yang mengikutinya. Disamping itu apabila kandungan besi dalam air baku jumlahnya besar, maka jumlah khlorine yang diperlukan dan endapan yang terjadi juga besar sehingga beban flokulator, bak pengendap dan filter menjadi besar pula. Berdasarkan sifatnya, pada tekanan atmosfir khlorine adalah berupa gas. Oleh karena itu, untuk mengefisienkannya, khlorine disimpan dalam bentuk cair dalam suatu tabung silinder bertekanan 5 sampai 10 atmosfir. Untuk melakukan khlorinasi, khlorine dilarutkan dalam air kemudian dimasukkan ke dalam air yang jumlahnya diatur melalui orifice flowmeter atau dosimeter yang disebut khlorinator. Pemakaian kaporit atau kalsium hipokhlorit untuk mengoksidasi atau menghilangkan besi dan mangan relatif sangat mudah karena kaporit berupa serbuk atau tablet yang mudah larut dalam air. Oksidasi Fe dengan khlorine dapat dilakukan dengan efektif walaupun pada kondisi ph rendah. Oksidasi dengan kalium permanganat Untuk menghilangkan besi dan mangan dalam air, dapat pula dilakukan dengan mengoksidasinya dengan memakai oksidator kalium permanganat dengan persamaan reaksi berikut : 3Fe 2+ +KMnO 4 +7H 2 O ==> 3Fe(OH) 3 +MnO 2 +K++5H+ 3Mn KMnO 4 +2H 2 O ==> 5MnO+2 K + +4 H + Secara stokhiometri, untuk mengoksidasi 1 mg/l besi diperlukan 0,94 mg/l kalium permanganat dan untuk 1 mg/l mangan diperlukan 1,92 mg/l kalium permanganat. Dalam prakteknya, kebutuhan kalium permanganat ternyata lebih sedikit dari kebutuhan yang dihitung berdasarkan stokhiometri. Hal ini disebabkan karena terbentuknya mangan dioksida yang berlebihan yang dapat berfungsi sebagai oksidator dan reaksi berlanjut sebagai berikut : 246 JRL. Vol. 6 No. 3, November 2010 :

7 2Fe MnO 2 + 5H 2 O ==> 2Fe(OH) 3 + Mn2O 3+ 4H+ 3Mn 2+ + MnO 2 + 4H 2 O ==> 2Mn 2 O 3 + 8H + Penghilangan Zat besi ndan Mangan Dengan Filter Mangan Zeolite Air baku yamg mengandung besi dan mangan dialirkan melalui suatu filter bed yang media filternya terdiri dari manganzeolite (K 2 Z.MnO.Mn 2 O 7 ). Mangan Zeolit berfungsi sebagai katalis dan pada waktu yang bersamaan besi dan mangan yang ada dalam air teroksidasi menjadi bentuk ferri-oksida dan mangandioksida yang tak larut dalam air. K 2 Z.MnO.Mn 2 O 7 + 4Fe(HCO 3 ===> K 2 Z + 3MnO Fe 2 O CO H 2 O K 2 Z.MnO.Mn 2 O 7 + 2Mn(HCO 3 ===> K 2 Z + 5MnO CO H 2 O Reaksi penghilangan besi dan mangan dengan mangan zeoite tidak sama dengan proses pertukaran ion, tetapi merupakan reaksi dari Fe2+ dan Mn2+ dengan oksida mangan tinggi (higher mangan oxide). Filtrat yang terjadi mengandung mengandung ferri-oksida dan mangan-dioksida yang tak larut dalam air dan dapat dipisahkan dengan pengendapan dan penyaringan. Selama proses berlangsung kemampunan reaksinya makin lama makin berkurang dan akhirnya menjadi jenuh. Untuk regenerasinya dapat dilakukan dengan menambahkan larutan Kaliumpermanganat kedalam zeolite yang telah jenuh tersebut sehingga akan terbentuk lagi mangan zeolite (K 2 Z.MnO. Mn 2 O 7 ). Untuk skala kecil atau skala rumah tangga dapat juga menggunakan satu filter yang diisi dengan media pasir silika, mangan zeolit dan karbon aktif seperti terlihat pada Gambar 1. Susunan media filter adalah sebagai berikut yakni lapisan paling bawah adalah kerikil dengan diameter sekitar 5-10 mm dengan ketalan cm. Lapisan kedua yakni lapisan diatas kerikil adalah pasir silika dengan ketebalan cm, diatas lapisan pasir adalah mangan zeolit dengan ketebalan cm, dan diatas lapisan mangan zeolit adalah karbon aktif butiran dengan ketebalan 40 cm. Tinggi filter efektif sekitar 120 cm. Cara pemasangan filter dapat dilakukan dengan beberapa cara antara lain yakni air tanah dipompa kemudian dialirkan ke filter dengan media pasir siliika, mangan zeolit dan karbon aktif yang dilengkapai dengan injektor khlorine sederhana. Diagram prosesnya dapat dilihat seperti pada Gambar 1. Sedangkan cara kerja injektor khlorine ditunjukkan pada Gambar 2 dan 3. Beberapa contoh filter mangan zeolit dan karbon aktif yang dilengkapi dengan injektor khlorine dapat dilihat pada Gambar 4. Untuk pemasangan filter dapat dilakukan secara langsung setelah pompa atau setelah bak penampung. Secara berkala mangan zeolit perlu diganti, demikian juga dengan karbon aktifnya. 2.2 Penghilangan Ca dan Mg Salah satu parameter kimia dalam persyaratan kualitas air adalah jumlah kandungan unsur Ca 2+ dan Mg 2+ dalam air yang keberadaannya biasa disebut kesadahan air. Kesadahan dalam air sangat tidak dikehendaki baik untuk penggunaan rumah tangga maupun untuk penggunaan industri. Untuk air rumah tangga kandungan zat kapur dan magnesium di dalam air dengan kadar yang berlebih dapat mengakibatkan kerusakan pada ginjal. Oleh karena itu perlu adanya alaternatif teknologi yang tepat untuk mengatasi maslah tersebut di atas. Salah satu cara yang paling mudah operasionalnya yakni penghilangan zat kapur dan magnesium dengan cara pertukaran ion (ion exchange process). Pada proses pertukaran ion, kalsium dan magnesium ditukar dengan sodium. Pertukaran ini berlangsung dengan cara melewatkan air sadah ke dalam unggun 247Masalah dan Alternatif Teknologi...(Arie Herlambang)

8 butiran yang terbuat dari bahan yang mempunyai kemampuan menukarkan ion. Bahan penukar ion pada awalnya menggunakan bahan yang berasal dari alam yaitu greensand yang biasa disebut zeolit, Agar lebih efektif Bahan greensand diproses terlebih dahulu. Disamping itu digunakan zeolit sintetis yang terbuat dari sulphonated coals dan condentation polymer. Pada saat Gambar 3. Injektor khlorine. Gambar 1. Filter untuk Menghilangkan Zat Besi dan Mangan di dalam air Gambar 4. Diagram pemasangan filter untuk menghilangkan zat besi atau mangan skala rumah tangga (Dipasang setelah pompa). 248 Gambar 2. FilterManganZeolit dan Karbon Aktif SkalaRumahTangga. ini bahan-bahan tersebut sudah diganti dengan bahan yang lebih efektif yang disebut resin penukar ion. Resin penukar ion umumnya terbuat dari partikel crosslinked polystyrene. Terdapat beberapa resin penukar ion yang diproduksi oleh berbagai pabrik dan dipasaran masing-masing mempunyai nama dagang tersendiri. Untuk proses penghilangan kesadahan atau pelunakan, resin yang digunakan adalah JRL. Vol. 6 No. 3, November 2010 :

9 kesadahan dengan proses pertukaran ion ditunjukkan seperti pada gambar 6. Gambar 5. Diagram pemasangan filter untuk menghilangkan zat besi atau mangan skala rumah tangga (Dipasang setelah bak penampung) resin penukar kation yang mengandung sodium, pada proses ini ion Na pada resin ditukar dengan ion Ca dan Mg yang terdapat pada air yang diolah. Selama proses pelunakan, lama kelamaan ion Na akan habis ditukar dengan ion Ca dab Mg, pada saat ini resin tersebut dikatakan telah jenuh, dan sudah tidak berfungsi lagi. Apabila resin telah jenuh maka resin tersebut perlu diregenerasi. Proses regenerasi dilakukan dengan cara melewatkan larutan garam dapur pekat ke dalam unggun resin yang telah jenuh. Pada proses regenerasi terjadi reaksi sebaliknya yaitu kalsium dan magnesium dilepaskan dari resin, digantikan dengan sodium dari larutan garam. Gambar 6. Diagram penghilangan kesadahan dengan proses pertukaran ion. 2.3 Penghilangan Bau dan Senyawa Mikropolutan di dalam Air Untuk penghilang bau, warna, logam berat,deterjen dan pengotor-pengotor organik dapat dilakukan dengan menggunakan unit filter atau penyaring yang dengan menggunakan media karbon aktif granular atau butiran dengan ukuran 1-2,5 mm. Cara ini prinsip operasionalnya sama dengan filter untuk menghilangkan zat besi atau mangan, yang berbeda hanyalah media penyaringnya dari bahan karbon aktif yang mempunyai sifat dapat mengadsorpsi senyawa polutan yang ada di dalam air (Gambar 7). Reaksi pelunakan adalah sebagai berikut : Ca(HCO 3 Ca 2 NaHCO 3 Na 2 R + SO 4 ===> R + Na 2 SO 4 + Mg Cl 2 Mg 2 NaCl Reaksi regenerasi adalah sebagai berikut : Ca Ca R + 2 NaCl ==> Na 2 R + Cl 2 Mg Mg Secara garis besar penghilangan Gambar 7. Salah satu contoh Filter Karbon Aktif 249Masalah dan Alternatif Teknologi...(Arie Herlambang)

10 2.4 Alternatif Penyediaan Air Minum Yang Sehat untuk Masyarakat di daerah Padat Penduduk 250 Arsinum BPPT, khususnya Kelompok Pengkajian dan Penerapan Teknologi Pengolahan Air Bersih dan Limbah Cair, sejak tahun 1994, telah berusaha menciptakan Teknologi Air Siap Minum (Arsinum), yang ditujukan untuk pelayanan air bersih siap minum di Wilayah Pemukiman Padat, Pesantren, Rumah Sakit, Hotel, Sekolahan, Perkantoran dll, dengan tujuan mempermudah masyarakat dalam memperoleh air minum yang sehat dan bersih. Unit Arsinum yang standard menggunakan air tanah sebagai air baku olahannya, oleh karena itu dilengkapi dengan tangki reaktor dan pompa dosing untuk menghilangkan bahan organik terlarut, saringan pasir untuk menghilangkan padatan, saringan mangan zeolit untuk menghilangkan zat besi dan mangan, saringan karbon aktif untuk menghilangkan bau dan logam berat, terkadang ditambah saringan resin untuk menurunkan atau menghilangkan kadar kapur dan pestisida. Arsinum dilengkapi pula dengan kartridge filter yang berukuran 0,5 mikron, ultraviolet dan ozon. Secara umum kualitas air sumur atau air tanah mempunyai karakteristik tertentu yang berbeda dengan kualitas air permukaan/sungai. Air tanah pada umumnya jernih,namun sering mengandung mineral-mineral atau garam-garam yang cukup tinggi, sebagai akibat dari pengaruh batuan dibawah tanah yang dilalui oleh air tanah. Pada air tanah dangkal, kualitas dan kuantitasnya dipengaruhi oleh kondisi lingkungan di permukaannya, dalam hal kuantitas sangat dipengaruhi oleh curah hujan setempat, sementara kualitasnya dipengaruhi oleh kondisi sanitasi disekitarnya. Untuk mengolah air sumur menjadi air yang siap minum, proses pengolahannya adalah seperti ditunjukkan pada Gambar 8. Gambar 8. Diagram Proses Teknologi Arsinum Kapasitas 10 m3/hari. Air dari sumur, air sumber atau air yang berasal dari PAM dipompa dengan menggunakan pompa jet, sambil diinjeksi dengan larutan kaporit atau kalium permanganat, dialirkan ke tangki reaktor. Dari tangki reaktor air dialirkan ke saringan pasir cepat untuk menyaring oksida besi atau oksida mangan yang terbentuk di dalam tangki reaktor. Setelah disaring dengan saringan pasir, air dialirkan ke filter mangan zeolit. Filter mangan zeolit berfungsi untuk menghilangkan zat besi atau mangan yang belum sempat teroksidasi oleh khlorine atau kaporit. Dari filter mangan zeolit air selanjutnya dialirkan ke filter karbon aktif untuk menghilangkan polutan mikro misalnya zat organik, deterjen, bau, senyawa phenol, logam berat dan lain-lain. Setelah melalui filter karbon aktif air dialirkan ke filter cartrige ukuran 0,5 mikron untuk menghilangkan sisa partikel padatan yang ada di dalam air, sehingga air menjadi benar-benar jernih. Selanjutnya air dialirkan ke sterilisator ultra violet agar seluruh bakteri atau mikroorganisme yang ada di dalam air dapat dibunuh secara sempurna. Untuk lebih aman lagi bisa dilengkapi dengan ozon generator yang diinjeksikan setelah filter cartridge. Air yang keluar dari sterilisator ozon dan ultra violet merupakan air hasil olahan yang dapat langsung diminum. JRL. Vol. 6 No. 3, November 2010 :

11 Teknologi Pengolah Air Asin Di pemukiman padat yang terletak dipantai biasanya menghadapi masalah langkanya air tawar, disamping itu sanitasinya tidak baik, sehingga sumber air yang terbatas jumlahnya tercemar dan memerlukan pengolahan sebelum dipergunakan. Untuk mengolah air tawar Teknologi Arsinum sudah cuup memadai, tetapi Arsinum tidak bisa mengatasi masalah air asin. Untuk itu BPPT sejak tahun Gambar 10. Pengolahan Air Sistem Reverse Osmosis 20 m 3 /hari. 3. Penutup Gambar 9. Flow Chart Proses Pengolahan Air Asin Sistem Reverse Osmosis 1990 telah mengembangkan Teknologi Pengolahan Air Asin Sistem Reverse Osmosis (Teknologi RO). Pada dasarnya teknologi ini merupakan kombinasi antara Teknologi Arsinum dan Teknologi Membran Reverse Osmosis. Air asin yang dapat diolah sampai dengan TDS ppm untuk membran air payau, sedangkan membran air asin dapat mencapai TDS ppm, dengan recovery ratio 35%. Kapasitas yang umum dipakai untuk pelayanan masyarakat berkisar m 3 /hari. Teknologi ini sudah diterapkan di Pulau Tidung, Kelapa, Pramuka, Harapan di Kepulauan Seribu, Tembilahan, Riau, Palembang, Pulau Muna, Kendari, Kebupaten Bekasi, Cilacap, Ciamis Jawa Tengah, Kalimantan Tengah dan Selatan. Teknologi pengolahan air minum, banyak macam dan ragamnya, tergantung dari kualitas air yang akan diolah (air baku), kapasitas dan kualitas air olahan yang akan dihasilkan. Pada dasarnya, semakin baik air yang akan diolah, prosesnya menjadi lebih sederhana, demikian pula dengan biaya pengolahannya. Problem yang dihadapi masyarakat miskin kota adalah 1). Pemukiman terletak jauh dari jangkauan PDAM, 2). Tidak mampu berlangganan PDAM, 3). Kualitas air tanah dangkal disekitarnya tercemar limbah domestik, 4). Penurunan muka air tanah, sehingga menimbulkan persaingan untuk mendapatkan air tanah antar warga, harus ada penggantian pompa atau pendalaman sumur, bagi yang tidak mampu membeli pompa yang besar harus bersabar untuk mendapatan air. Teknologi pengolahan air sederhana dapat atau mampu mengolah air dipemukiman tercemar limbah domestik. Tetapi jika ingin membangun industri kecil pengolahan air minum kepercayaan merupakakan kunci utama para konsumen. Industri kecil air kemasan yang mempergunakan air tanah, umumnya rasanya kurang segar, walaupun hasil analisis airnya tidak mengandung bakteri, karena air tanah sedikit kandungan oksigennya. Tetapi jikaindustri air kemasan 251Masalah dan Alternatif Teknologi...(Arie Herlambang)

12 menggunakan air sumber (kalau di Jakarta disebut air bogor), rasanya lebih segar. Masalah penurunan air tanah dangkal, sangat erat dengan musim. Penurunan muka air tanah dangkal yang semakin dalam dari tahun ke tahun akibat pengambilan yang semakin banyak dan pemasukaan (recharging) semakin berkurang. Perlu kesadaran bersama untuk melestarikan lingkungan yang didukung pemerintah dan masyarakat. Pelayanan PDAM sebaiknya memperioritaskan pengembangan pelayanan untuk daerah yang padat pemukimannya, dengan demikian masyarakat miskin kota juga turut merasakan manfaat dari pembangunan dibidang air bersih. Perlu ada perbedaan tarif antara pemukiman padat dan pemukiman yang elite, jangan sampai masyarakat pemukiman padat dan kumuh mensubsidi pemukiman mewah atau elite. Daftar Pustaka 1. Andang. S., 2002, Krisis Air Mengancam Jatim, Kompas, Rabu, 2 Oktober 2002, Antropolog, dosen Fakultas Sastra Universitas Jember. 2. Azrul Azwar Pengantar Ilmu Kesehatan Lingkungan. Cetakan Kelima. Penerbit Mutiara Sumber Widya. Jakarta. 184 Hal. 3. Brault, J.L., Water Treatment Handbook. 6 th edition. Volume I. Degremont. Lavoiser Publishing. Paris. 4. Djoko Pitono, 2003, Sumbangan Brantas Untuk Pembangunan Berkelanjutan, disajikan dalam Seminar Sistem Monitoring Pencemaran Lingkungan Sungai dan Teknologi Pengelolaannya, Hotel Panghegar, Bandung, 8-9 Juli 2003, Penyelenggara PPET, LIPI. 5. Ebie, K. dan Noriatsu, A., 1992, Sanitary Engineering fot Practice (Esei Kougaku Engshu), Water and wastewater (Jusoido To gesuido), Morikita Shupang, Tokyo, p Permenkes RI Nomor : 416/ Menkes Per /IX/1990 tentang syarat-syarat pengawasan kualitas air. 7. Saeni, N.S., Kimia Lingkungan. Dep. P&K. Ditjen Dikti. PAU ilmu Hayat IPB, Bogor.22 p. 8. Sawyer. C.N. dan McCarty. P.L., Chemistry For Environmental Engineering, International edition, McGraw-Hill Book, Singapore. 9. Undang Undang Republik Indonesia Nomor 4 Tahun 1982 tentang Ketentuan -ketentuan Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup. Kantor Menteri Negara PPLH Jakarta, 30 hal. 10. Vandhana Shiva, 2002, Water Wars : Privatisasi, Profit, dan Polusi, Insist Press, Pogunglor C-145, Yogyakarta. 11. Viessman. W. Jr. dan Hammer. M.J., Water Supply and Pollution Control. 4th Editon. Harper and Row Publishers. New York. 796 hal. 12. Wisnuprapto dan Mohajit Prinsip Dasar Pengendalian Pencemaran Air. PAU. Bioteknologi ITB, Bandung. 13. World Summit on Sustainable Development Johannesburg 2002, Rencana Implementasi Program Prioritas Air. 14. Yuli. S. Slamet Kesehatan Lingkungan. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. 225 hal. 252 JRL. Vol. 6 No. 3, November 2010 :