MAKALAH. Dosen Pembimbing: Zulkarnain, S.T, M.T

Transkripsi

1 MAKALAH Dosen Pembimbing: Zulkarnain, S.T, M.T 1

2 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan salah satu komponen lingkungan yang mempunyai peranan yang cukup besar dalam kehidupan. Bagi manusia air berperan dalam kegiatan pertanian, industri, dan pemenuhan kebutuhan rumah tangga. Air yang digunakan harus memenuhi syarat dari segi kualitas maupun kuantitasnya. Kualitas air dapat ditinjau dari segi fisik, kimia, dan biologi. Kualitas air yang baik tidak selamanya tersedia di alam. Perkembangan industri dan permukiman dapat mengancam kelestarian air bersih. Tujuan dari semua proses pengolahan air yang ada adalah menghilangkan kontaminan dalam air, atau mengurangi konsentrasi kontaminan tersebut sehingga menjadi air yang diinginkan sesuai kebutuhan (pengguna akhir) tanpa merugikan dampak ekologis. Proses-proses yang terlibat dalam pemisahan kontaminan dapat menggunakan Proses Fisik seperti menetap dan penyaringan Kimia seperti Desinfeksi dan Koagulasi. Selain itu proses Biologi juga digunakan dalam pengolahan air limbah, proses-proses ini dapat meliputi, mencampur dengan Udara, diaktifkan Lumpur atau Saringan pasir padat. 1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dari pembuatan makalah ini, yaitu: 1. Apa yang dimaksud dengan water treatment? 2. Mengapa perlu dilakukan water treatment? 3. Apa saja yang menjadi parameter pengolahan air? 2

3 4. Bagaimana proses pengolahan air? 1.3 Tujuan Memahami definisi water treatment. Memahami perlunya water treatment. Menjelaskan parameter dalam Water Treatment. Memahami proses pengolahan air. BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Water Treatment Water Treatment adalah suatu cara/bentuk pengolahan air dengan cara cara tertentu dengan tujuan untuk mencapai hasil yang diharapkan sesuai kebutuhan. Water Treatment Plant adalah sebuah sistem yang difungsikan untuk mengolah air dari kualitas air baku (influent) yang kurang bagus agar mendapatkan kualitas air pengolahan (effluent) standar yang di inginkan/ditentukan atau siap untuk dikonsumsi. Tabel 2.1 Batasan Air Limbah untuk Industri Parameter Konsentrasi (mg/l) COD BOD Minyak nabati 5 10 Minyak mineral Zat padat tersuspensi (TSS)

4 ph Temperatur [ o C] Ammonia bebas (NH3) Nitrat (NO3-N) Senyawa aktif biru metilen Sulfida (H2S) Fenol Sianida (CN) Pada umumnya gangguan terhadap suatu peralatan/ sistem yang bermedia air disebabkan oleh zat-zat pengotor dalam air yang disebut kontaminan. Kontaminan tersebut dapat berbentuk gas, cair, padatan, dan mikroorganisme. a. Kontaminan gas Beberapa kontaminan gas seperti karbondoksida, sulfur dioksida, oksigen, dan lain-lain. Air yang mengandung gas-gas tersebut bersifat korosif dalam reaksinya terbentuk senyawa asam yang kemudian bereaksi dengan peralatan dari logam dengan reaksi sebagai berikut. CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 + Fe FeCO 3 + H 2 SO 2 + ½ O 2 SO 3 SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 + Fe FeSO 4 + H 2 b. Kontaminan cair Kandungan zat cair dalam air dapat berupa asam, seperti asam klorida (HCl), asam sulfat (H 2 SO 4 ) atau basa seperti ammonia cair (NH 4 OH), minyak/ lemak yang berasal dari kebocoran air yang masuk ke dalam sistem. Kandungan asam dan basa dalam air akan bersifat korosif. 4

5 c. Kontaminan padatan Berdasarkan besarnya ukuran partikel padatan terlarut, maka kontaminan padatan dikelompokkan menjadi 3 jenis, yaitu: padatan terlarut (TDS), padatan tersuspensi (TSS), dan padatan sediment. Padatan terlarut (TSS) terdiri dari senyawa organik dan anorganik yang larut dalam air seperti kalsium karbonat, magnesium karbonat, kalsium sulfat, magnesium sulfat, kalsium klorida, natrium silikat, dan lain-lain. Air yang mengandung padatan terlarut sangat baik daya hantar listriknya. Garam-garam kalsium dan magnesium menjadikan air bersifat sadah, dapat menyebabkan kerak (CaCO 3.CaSO 4 ) dan defosit lumpur [(MgCO 3.Mg(OH) 2 )] pada pipa-pipa ketel uap (boiler). 2- CaCl 2 + SO 4 CaSO 4 + 2Cl - 2- CaCl 2 + CO 3 CaCO 3 + 2Cl MgSO 4 + CO 3 MgCO 3 + SO 4 2- MgCl 2 + CO 3 MgCO 3 + 2Cl - MgCl 2 + H 2 O Mg(OH) 3 + 2HCl - Garam natrium silikat ( Na 2 SiO 3 ) dalam air panas akan terhidrolisa menghasilkan asam silikat pada temperatur di atas 200ºC akan menjadi kristal keras yang sangat padat, kecil, dan rapat. Kristal ini yang menempelkan pada pipa-pipa ketel uap. Silika hanya dapat dihilangkan dengan alat penukar ion di unit demin plant. 5

6 Padatan tersuspensi ( TSS ) menyebabkan air keruh, tidak larut, tidak dapat mengendap langsung seperti tanah liat, koloid silikat. Koloid silikat sering lolos dalam proses koagulasi sehingga proses penghilangannya dapat menggunakan alat penukar ion. Padatan Sedimen adalah padatan yang langsung mengendap jika air didiamkan. Padatan yang mengendap tersebut terdiri dari partikel-partikel padat yang berukuran lebih besar dari padatan tersusupensi, relative besar dan berat, seperti pasir dan lumpur. Padatan sering menimbulkan erosi pada material dan menyumbat aliran air. d. Kontaminan mikroorganisme Kontaminan mikroorganisme seperti ganggang, lumut, jamur dan bakteri dapat tumbuh dengan baik pada sistem air pendingin open circuit. Mikroorganisme jenis ganggang dan lumut dapat menyumbat saringan-saringan air pendingin, tube-tube kondensor, pompa-pompa dan mengurangi kecepatan pertukaran panas. Bakteri merupakan salah satu jenis mikroorganisme dalam air yang dapat merusak bangunan-bangunan menara pendingin yang terbuat dari beton. 2.2 Tujuan dari Water Treatment Water Treatment secara umum bertujuan untuk mengelola air hasil buangan dari proses industri dimana pengelolahan itu dimaksudkan supaya air buangan industri itu tidak mencemari lingkungan atau bisa digunakan kembali untuk proses industri dengan cara menghilangkan kontaminan atau memurnikan kembali air tersebut. 2.3 Parameter dalam Water Treatment Parameter Fisik 6

7 Parameter fisik air biasanya dilihat dari unsur yang berhubungan dengan indra manusia seperti penglihatan, sentuhan, rasa dan penciuman, yang meliputi Turbidity (kekeruhan), warna, bau, rasa, dan suhu. Sistem pengolahan yang biasa digunakan adalah Sistem Sedimentasi (Pengendapan), Filtrasi dan penambahan desinfektan Parameter Kimia Senyawa kimia yang sering di temukan pada air adalah Fe, Mn, Ca, Mg, Na, SO 4, CO 3. Jika air memiliki kandungan senyawa kimia yang berlebihan (tidak masuk standar konsumsi yang aman), pengolahan dapat dilakukan dengan sistem filtrasi dengan menggunakan media tertentu misalnya system Reverse Osmosis atau Demineralier dan Softener Parameter Biologi Parameternya dilihat berdasarkan adanya mikroorganisme yang ada di dalam air. Bila jumlah mikroorganisme di dalam air berlebihan biasanya akan mengganggu kesehatan bila dikonsumsi. Pengolahan dapat dilakukan dengan menggunakan desinfektan atau alat yang biasa digunakan, misalnya injeksi Chlor, System UV dan System Ozone (O 3 ). 2.4 Proses Pengolahan Air pada Water Treatment. Water treatment merupakan proses pengolahan air dimana air tersebut diolah untuk menghilangkan kontaminan yang ada di dalamnya. Proses pengolahan air ini dibagi menjadi tiga proses yaitu : Pengolahan air secara kimia Pengolahan air secara fisika Pengolahan air secara biologi Pengolahan air secara kimia Koagulasi dan Flokulasi 7

8 Benda-benda tersuspensi dalam air dapat berupa bahan-bahan kasar yang dapat mengendap sampai pada bahan-bahan koloid lembut. Bahan-bahan tersebut dapat bersatu dan mengendap dan disatukan menjadi lebih besar dengan bantuan bahan penggumpal. Kumpulan benda-benda besar tersebut akan tertinggal di dasar sedimentasi dan dihilangkan dengan cara penyaringan (filtrasi). Langkah-langkah proses koagulasi dan flokulasi sebagai berikut : 1. Bahan kimia penggumpal dimasukkan ke dalam air, supaya bahan kimia tersebut bereaksi secara seragam, bahan tersebut harus ditaburkan secara merata. Hal ini memerlukan pengadukan yang cepat atau pencampuran dengan air pada titik dimana penggumpalan ditambahkan. 2. Rekasi-reaksi kimia dan kimia fisik dan perubahan-perubahan yang terjadi mengarahkan pada koagulasi dan pembentukan partikel-partikel berukuran mikroskopis. 3. Pengadukan perlahan-lahan menyebabkan penyatuan pertikelpartikel menjadi kumpulan yang dapat terendapkan. Gambar 1. Proses Koagulasi, Flokulasi, dan Filtrasi 8

9 Proses Pelunakan dan Demineralisasi Proses softening ( pelunakan ) bertujuan untuk mengurangi kadar kesadahan air yang biasanya digunakan sebagai air umpan boiler. Proses softening dilakukan dengan 2 cara, yaitu : presifitasi kimia dan pertukaran ion. Presipitasi kimia dilakukan dengan cara mengubah kesadahan kalsium dan magnesium yang mempunyai kelarutan kecil menjadi kalsium karbonat dan magnesium hidroksida yang mempunyai kelarutan besar. Presipitasi kimia dilakukan dengan 2 cara pengolahan, yaitu : Proses Kapur Soda Abu dan Proses Soda Kaustik. Gambar 2. Bagan Proses Demineralisasi PROSES KAPUR SODA ABU Proses presipitasi kimia dengan Kapur Soda Abu mampu mengubah bentuk kesadahan karbonat (CH) dan magnesium non karbonat (MgNCH) menjadi spesies terendapkan dengan bantuan penambahan kapur (CaO). Spesies hasil reaksi tersebut merupakan bentuk padatan terendapkan ( disimbolkan dengan s ) yang mempunyai densitas cukup untuk melakukan pengendapan secara gravitas. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : Ca (HCO 3 ) - + CaO + H 2 O 2 CaCO 3(s) + 2 H 2 O Mg (HCO 3 ) - + CaO + H 2 O CaCO 3(s) + Mg 2+ + CO 3 2-9

10 Mg 2+ + CO CaO + H 2 O CaCO 3(s) + Mg(OH) 2(s) PROSES SODA KAUSTIK Semua bentuk senyawa sadah dapat diubah menjadi bentuk yang terendapkan dengan penambahan soda kaustik (NaOH). Reaksi yang terjadi pada proses soda kaustik sebagai berikut : Ca (HCO 3 ) NaOH CaCO Na CO H 2 O Mg (HCO 3 ) NaOH Mg(OH) Na CO H 2 O Mg 2+ + SO NaOH Mg(OH) Na + + SO 4 2- Rangkaian reaksi tersebut menghasilkan senyawa soda abu (Na 2 CO 3 ) yang digunakan untuk bereaksi dengan calcium non carbonat hardness (NaNCH). Tabel 2.2 Dosis Bahan Kimia Untuk Softening (Lb/Million Gallon) Sumber Proses Kapur Soda Proses Soda CaO sebagai CaO Na 2 CO 3 Kaustik CO 2 10,61 Tidak Ada 15,16 Ca CH 4,67 Tidak Ada 6,67 Mg CH 9,34 Tidak Ada 13,34 Mg NCH 4,67 8,84 6,67 Ca CH Tidak Ada 8,84 Tidak Ada Dosis stoikometri bahan kimia murni dari sumber 1 mg/l sebagai CaCO 3 kecuali CO 2 1 lb/million gallon = 1,2 x 10-4 kg/m 3 Pertukaran Ion Adalah suatu alat untuk mengambil ion ion kontaminan air oleh resin resin dan menukarnya dengan ion ion hidrogen (H + ) dan ion ion hidroksil (OH - ) sehingga diperoleh air murni. Resin adalah bahan polimer sintesis yang 10

11 mengandung ion ion hidrogen sebagai resin kation dan ion ion hidroksil sebagai resin anion. Resin memiliki batas kemampuan dalam melakukan pertukaran ion. Apabila telah mencapai batasnya, maka resin tersebut telah jenuh dan harus di aktifkan kembali melalui regenerasi dan injeksi bahan bahan kimia. Alat penukar ion terdiri dari alat penukar kation dan alat penukar anion. Gambar 3. Ion Exchanger Alat Penukar Kation adalah suatu alat berbentuk silinder yang berisi resin kation, berfungsi untuk menukar ion ion positif dari kontaminan air. Contoh : kontaminan air adalah garam NaCl, reaksinya Na + Cl - + R - H + Na + R - + H + Cl - Reaksi yang terjadi pada proses pertukaran kation, yaitu : 2 R H + Ca(HCO 3 ) 2 R2 Ca + 2 H 2 CO 3 2 R H + CaSO 4 R2 Ca + H 2 SO 4 11

12 2 R H + CaCl 2 R2 Ca + 2 NaCl 2 R H + Mg(HCO 3 ) 2 R2 Mg + 2 H 2 CO 3 2 R H + MgSO 4 R2 Mg + H 2 SO 4 2 R H + MgCl 2 R2 Mg + 2 HCl Urutan penukaran oleh resin pertukaran kation: Ca 2+, Mg 2+, K dan Na. Alat Penukar Anion : adalah suatu berbentuk silinder yang berisi resin anion, berfungsi untuk menukar ion-ion negatif don kontaminan air. Contoh: kontaminan air adalah keluaran alat penukar kation HCI. Rekasinya sebagai berikut : H + CI - + R + OH - R + CI - + H 2 O Hasil keluaran dari penukar kation adalah bersifat asam. Ion positif pada resin anion akan menangkap ion negatif dari senyawa asam sehingga produk akhir adalah air murni yang babas mineral, Reaksinya sebagai berikut : 2 R - OH + H 2 CO 3 R2 - CO 3 +2 H 2 O 2R - OH + H 2 SO 4 R2 -SO H 2 O 2R - OH + H 2 (SiO 2 ) R2 SiO 2 +2 H 2 O 2- Urutan penukaran oleh resin penukar anion adalah: SO 4, CI - - -, HCO 3 HSiO 2, Hasil penukaran ion baik kation dan anion terkadang tidak berlangsung 100 %. Idealnya setelah melewati penukar kation dan anion, air tidak lagi mengandung kontaminan. Tetapi kenyataannya masih ada ion-ion kontaminan air yang lolos dari penukar kation dan anion. Mixed bed adalah suatu alat berbentuk silinder yang berisi campuran resin kation dan resin anion, berfungsi untuk menangkap kation dan anion yang lolos dari tangkapan penukar kation dan penukar anion. Keseluruhan reaksi terjadi pada satu silinder. Dengan dilengkapi mixed bed diharapkan akan diperoleh air dengan kemurnian tinggi. 12

13 Gambar 4. Mixed Bed Degasser adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengeluarkan gas-gas kontaminan yang terlarut dalam air pada proses penukaran ion. Degasser biasanya dipasang setelah alat penukar ion dan sebelum alat penukaran ion. Gambar 5. Degasser Resin Penukar Ion Resin sebagai penukar ion memiliki kapasitas yang terbatas. Bila kapasitas kapasitas ion sudah terlampaui, penukar ion tidak lagi mampu menangkap ion-ion 13

14 kontaminan air. Dalam keadaan watt, ini resin penukar ion dikatakan sudah jenuh dan harus diregenerasi. Kejenuhan Resin Ada 2 cara yang dipakai untuk menentukan indikasi kejenuhan resin: Berdasarkan couter flow ; yaitu dengan cara mengukur kuantitas air yang telah diproses oleh resin penukar ion. Berdasarkan kualitas air yaitu dengan cara mengukur kualitas air yang telah diproses oleh resin penukar ion. Parameter yang digunakan adalah konduktivitas dan kadar silikat. Regenerasi Resin Agar resin penukar ion yang telah jenuh dapat berfungsi kembali perlu diregenerasi. Regenerasi adalah suatu proses untuk menginaktifkan kembali resin penukar ion yang telah jenuh menggunakan bahan kimia sebagai larutan regenerasi. Langkah-Langkah Regenerasi Resin 1. Back washing berfungsi untuk membilas mesin dengan cara membalik arah aliran air. Maksudnya untuk merenggangkan resin yang dalam keadaan mampat serta membersihkan kotoran dari permukaan resin. Pembukaan katup harus perlahan-lahan untuk menghindarkan rusaknya resin (chanelling). 2. Dilute water berfungsi untuk membilas sisa-sisa kotoran yang masih ada dari hasil back washing dengan arah aliran normal. Maksudnya adalah supaya pada saat pemberian bahan kimia tidak terganggu oleh kotorankotoran. 3. Regenerasi (pemberian bahan kimia), setelah di back washing dan dilute water, resin menjadi renggang dan bersih sehingga permukaan kontak antara resin mejadi lebih luas. Regenerasi dilakukan dengan mengalirkan air dan bahan regenerasi (HCI untuk kation dan NaOH untuk 14

15 anion pada konsentrasi tertentu) dengan arah aliran normal. Regenerasi dilakukan sampai larutan regenerai habis. 4. Slow Rinse : Pencuci lambat dilakukan dengan cara mengalirkan air dengan arah aliran normal secara perlahan-lahan. Hal ini dimaksudkan agar bahan kimia regenerasi berdifusi secara sempurna ke dalam resin. 5. Fast Rinse: Dilakukan sama seperti pencucian lambat, tetapi dengan laju alir yang lebih besar. Maksudnya untuk membuang sisa-sisa bahan kimia regenerant. Pencucian cepat terus dilakukan sampai hasil airnya sesuai dengan standar yang telah diterapkan. Proses Regenerasi Kation Regenerasi kation adalah proms pengendalian resin yang telah menangkap kontaminan air untuk ditukar kembali dengan ion hidrogen dengan cara menginjeksikan bahan kimia HCI. Contoh reaksi yang terjadi pada proses regenerasi kation untuk ion yang ditangkap adalah Na +, yaitu: Na + R - + H + CI - Na + Cl - + R - H + (resin aktif kembali) Proses Regenerasi Anion Regenerasi anion adalah proses pengembalian resin yang telah menangkap kontaminan air untuk ditukar kembali dengan ion hidroksil dengan cara menginjeksikan bahan kimia NaOH. Contoh reaksi yang terjadi pada proses regenerasi anion untuk ion yang ditangkap adalah SiO 2, yaitu : R 2 SiO NaOH Na 2 SiO R OH (resin aktif kembali) Akibat Kegagalan Regenerasi Kegagalan proses regenerasi perlu dihindari karena akan menyebabkan inefisiensi. Seberapa dampak akibat kegagalan proses regenerasi yaitu: Berdampak langsung pada pemakaian bahan kimia. Bahan yang diinjeksikan akan terbuang percuma dan akan menyebabkan pemborosan bahan kimia Meningkatnya pemakaian air karena dipakai untuk proses pencucian 15

16 dan pembilasan regenerasi. Lamanya waktu untuk mengulangi regenerasi yang seharusnya tidak dilakukan. Waktu yang semestinya setelah regenerasi dapat dimanfaatkan untuk memproduksi air demin. Meningkatnya biaya lain karena pemakaian listrik untuk pompa-pompa, tenaga operator, dan lain-lain. Regenerasi Mixed Bed Miked bed terdiri dari dua macam resin, maka regenerasinya dilakukan untuk masing-masing resin secara bergantian. Resin anion terletak pada bagian atas dari resin kation karena perbedaan berat jenis. Bahan kimia regenerant yang digunakan adalah NaOH untuk resien anion dan KCI untuk resin kation. Langkah-Langkah Regenerasi Mixed Bed Normal operation Back washing Regenerasi (pemberian bahan kimia) Air blowing Fast rinse Air blowing adalah pemberian udara mengguanakan kompresor ke resin dengan arah berlawanan. Tujuannya supaya resin tergelembung dan bercampur aduk dengan baik. Pada langkah ini akan terlihat pemisahan resin anion pada bagian atas karena berat jenisnya Pengolahan air secara fisika Sedimentasi Sedimentasi adalah proses pemisahan padatan yang terkandung dalam limbah cair oleh gaya gravitasi. Pada umumnya proses Sedimentasi dilakukan 16

17 setelah proses Koagulasi dan Flokulasi dimana tujuannya adalah untuk memperbesar partikel padatan sehingga menjadi lebih berat dan dapat tenggelam dalam waktu lebih singkat. Sedimentasi bisa dilakukan pada awal maupun pada akhir dari unit sistem pengolahan. Jika kekeruhan dari influent tinggi, sebaiknya dilakukan proses sedimentasi awal (primary sedimentation) didahului dengan koagulasi dan flokulasi, dengan demikian akan mengurangi beban pada treatment berikutnya. Sedangkan secondary sedimentation yang terletak pada akhir treatment gunanya untuk memisahkan dan mengumpulkan lumpur dari proses sebelumnya (activated sludge, OD, dsb) dimana lumpur yang terkumpul tersebut dipompakan keunit pengolahan lumpur tersendiri. Sedimen dari limbah cair mengandung bahan-bahan organik yang akan mengalami proses dekomposisi. Pada proses tersebut akan timbul formasi gas seperti carbon dioxida, methane, dsb. Gas tersebut terperangkap dalam partikel lumpur dimana sewaktu gas naik ke atas akan mengangkat pula partikel lumpur tersebut. Proses ini selain menimbulkan efek turbulensi juga akan merusak sedimen yang telah terbentuk. Pada Septic-tank, Imhoff-tank dan Baffle-reactor, konstruksinya didesain sedemikian rupa guna menghindari efek dari timbulnya gas supaya tidak mengaduk/merusak partikel padatan yang sudah mapan (settle) di dasar tangki, sedangkan pada UASB (Uplift Anaerobic Sludge Blanket) justru menggunakan efek dari proses tersebut untuk mengaduk aduk partikel lumpur supaya terjadi kondisi seimbang antara gaya berat dan gaya angkat pada partikel lumpur, sehingga partikel lumpur tersebut melayang-layang/mubal mubal. Setelah proses dekomposisi dan pelepasan gas, kondisi lumpur tersebut tersebut sudah stabil dan akan menetap secara permanen pada dasar tangki, sehingga sering juga proses sedimentasi dalam waktu yang cukup lama disebut dengan proses Stabilisasi. Akumulasi lumpur (Volume) dalam periode waktu tertentu (desludging-interval) merupakan parameter penting dalam perencanaan pengolahan limbah dengan proses sedimentasi dan stabilisasi lumpur. 17

18 Gambar 6. Proses Sedimentasi Filtrasi Filtrasi adalah proses penyaringan air melalui media pasir atau bahan sejenis untuk memisahkan partikel flok atau gumpalan yang tidak dapat mengendap agar diperoleh air yang jernih. Penyaring adalah pengurangan lumpur tercampur dan partikel koloid dari air limbah dengan melewatkan pada media yang porous. Kedalaman penyaringan menentukan derajat kebersihan air yang disaringnya pada pengolahan air untuk minum. Mekanisme yang dilalui pada filtrasi: 1. Air mengalir melalui penyaring glanular 2. Partikel-partikel tertahan di media penyaring 3. Terjadi reaksi-reaksi kimia dan biologis Filtrasi yang berfungsi sebagai tempat proses penyaringan butir-butir yang tidak ikut terendap pada bak sedimentasi dan juga berfungsi sebagai penyaring mikroorganisme atau bakteri yang ikut larut dalam air. Bangunan filtrasi biasanya menggunakan pasir silica yang berwarna hitam yang memiliki ketebalan yang berbeda dan juga kerikil. Pasir ini digunakan karena lebih berat dan lebih menempel flok-floknya. 18

19 Gambar 7. Proses Filtrasi Pengolahan air secara biologi Ticking Filter Pengolahan air dengan cara trickling filter merupakan proses pengolahan air dengan cara meyebarkan air ke dalam suatu tumpukan unggun atau media yang terdiri dari bahan batu pecah atau kerikil, bahan keramik, sisa tanur (slag), medium dari bahan plastik atau lainnya. Dengan cara demikian maka pada permukaan medium akan tumbuh lapisan biologis (biofilm), seperti lender, dan lapisan biologis tersebut akan kontak dengan air dan akan menguraikan senyawa polutan yang ada di dalam air limbah. Gambar 8. Trickling Filter 19

20 Rotating biological contractor Rotating Biological Contactors (RBCs) adalah teknologi pengolahan limbah secara biologi yang menggunakan biofilm sebagai tempat tumbuh mikroorganisme. RBCs berbentuk tangki horizontal setengah lingkaran, di dalamnya terdapat sejumlah cakram (disc) yang dirangkai secara paralel dengan jarak yang berdekatan. Biofilm akan terbentuk dan tumbuh menempel pada permukaan cakram. Cakram akan berputar dengan kecepatan tertentu. RBC terdiri dari cakram (disc) yang tersusun secara seri dengan jarak antar cakram yang relatif dekat. Reaktor biologis putar (rotating biological contactor) disingkat RBC adalah salah satu teknologi pengolahan air limbah yang mengandung polutan organik yang tinggi secara biologis dengan sistem biakan melekat (attached culture). Prinsip kerja pengolahan air limbah dengan RBC yakni air limbah yang mengandung polutan organik dikontakkan dengan lapisan mikro-organisme (microbial film) yang melekat pada permukaan media di dalam suatu reaktor. Media tempat melekatnya film biologis ini berupa piringan (disk) dari bahan polimer atau plastik yang ringan dan disusun dari berjajar-jajar pada suatu poros sehingga membentuk suatu modul atau paket, selanjutnya modul tersebut diputar secara pelan dalam keadaan tercelup sebagian ke dalam air limbah yang mengalir secara kontinyu ke dalam reaktor tersebut. Dengan cara seperti ini mikro-organisme misalnya bakteri, alga, protozoa, fungi, dan lainnya tumbuh melekat pada permukaan media yang berputar tersebut membentuk suatu lapisan yang terdiri dari mikro-organisme yang disebut biofilm (lapisan biologis). Mikro-organisme akan menguraikan atau mengambil senyawa organik yang ada dalam air serta mengambil oksigen yang larut dalam air atau dari udara untuk proses metabolismenya, sehingga kandungan senyawa organik dalam air limbah berkurang. 20

21 Pada saat biofilm yang melekat pada media yang berupa piringan tipis tersebut tercelup ke dalam air limbah, mikro-organisme menyerap senyawa organik yang ada dalam air limbah yang mengalir pada permukaan biofilm, dan pada saat biofilm berada di atas permuaan air, mikro-organisme menyerap okigen dari udara atau oksigen yang terlarut dalam air untuk menguraikan senyawa organik. Enegi hasil penguraian senyawa organik tersebut digunakan oleh mikroorganisme untuk proses perkembang-biakan atau metabolisme. Senyawa hasil proses metabolisme mikro-organisme tersebut akan keluar dari biofilm dan terbawa oleh aliran air atau yang berupa gas akan tersebar ke udara melalui rongga-rongga yang ada pada mediumnya, sedangkan untuk padatan tersuspensi (SS) akan tertahan pada pada permukaan lapisan biologis (biofilm) dan akan terurai menjadi bentuk yang larut dalam air. Pertumbuhan mikro-organisme atau biofilm tersebut makin lama semakin tebal, sampai akhirnya karena gaya beratnya sebagian akan mengelupas dari mediumnya dan terbawa aliran air keluar. Selanjutnya, mikro-organisme pada permukaan medium akan tumbuh lagi dengan sendirinya hingga terjadi kesetimbangan sesuai dengan kandungan senyawa organik yang ada dalam air limbah. 21

22 Gambar 9. Rotating Biological Contractor Gambar 10. Diagram Proses RBC 22

23 Bak Pemisah Pasir Air limbah dialirkan dengan tenang ke dalam bak pemisah pasir, sehingga kotoran yang berupa pasir atau lumpur kasar dapat diendapkan. Sedangkan kotoran yang mengambang misalnya sampah, plastik, sampah kain dan lainnya tertahan pada sarangan (screen) yang dipasang pada inlet kolam pemisah pasir tersebut. Bak Pengendap Awal Dari bak pemisah/pengendap pasir, air limbah dialirkan ke bak pengendap awal. Di dalam bak pengendap awal ini lumpur atau padatan tersuspensi sebagian besar mengendap. Waktu tinggal di dalam bak pengendap awal adalah 2-4 jam, dan lumpur yang telah mengendap dikumpulkan daan dipompa ke bak pengendapan lumpur. Bak Kontrol Aliran Jika debit aliran air limbah melebihi kapasitas perencanaan, kelebihan debit air limbah tersebut dialirkan ke bak kontrol aliran untuk disimpan sementara. Pada waktu debit aliran turun / kecil, maka air limbah yang ada di dalam bak kontrol dipompa ke bak pengendap awal bersama-sama air limbah yang baru sesuai dengan debit yang diinginkan. Kontaktor (reaktor) Biologis Putar Di dalam bak kontaktor ini, media berupa piringan (disk) tipis dari bahan polimer atau plastik dengan jumlah banyak yang dilekatkan atau dirakit pada suatu poros, diputar secara pelan dalam keadaan tercelup sebagian ke dalam air limbah. Waktu tinggal di dalam bak kontaktor kira-kira 2,5 jam. Dalam kondisi demikian, mikro-organisme akan tumbuh pada permukaan media yang berputar tersebut, membentuk suatu lapisan (film) biologis. Film biologis tersebut terdiri dari berbagai jenis/species mikro-organisme misalnya bakteri, protozoa, fungi, dan lainnya. Mikro-organisme yang tumbuh pada permukaan media inilah yang akan menguraikan senyawa organik yang ada di dalam air limbah. Lapisan 23

24 biologis tersebut makin lama makin tebal dan kerena gaya beratnya akan mengelupas dengan sendirinya dan lumpur organik tersebut akan terbawa aliran air keluar. Selanjutnya lapisan biologis akan tumbuh dan berkembang lagi pada permukaan media dengan sendirinya. Bak Pengendap Akhir Air limbah yang keluar dari bak kontaktor (reaktor) selanjutnya dialirkan ke bak pengendap akhir dengan waktu pengendapan sekitar 3 jam. Dibandingkan dengan proses lumpur aktif, lumpur yang berasal dari RBC lebih mudah mengendap, karena ukurannya lebih besar dan lebih berat. Air limpasan (over flow) dari bak pengendap akhir relatif sudah jernih, selanjutnya dialirkan ke bak khlorinasi. Sedangkan lumpur yang mengendap di dasar bak dipompa ke bak pemekat lumpur bersama-sama dengan lumpur yang berasal dari bak pengendap awal. Bak Khlorinasi Air olahan atau air limpasan dari bak pengendap akhir masih mengandung bakteri coli, bakteri patogen, atau virus yang sangat berpotensi menginfeksi ke masyarakat sekitarnya. Untuk mengatasi hal tersebut, air limbah yang keluar dari bak pengendap akhir dialirkan ke bak khlorinasi untuk membunuh mikroorganisme patogen yang ada dalam air. Di dalam bak khlorinasi, air limbah dibubuhi dengan senyawa khlorine dengan dosis dan waktu kontak tertentu sehingga seluruh mikro-orgnisme patogennya dapat dimatikan. Selanjutnya dari bak khlorinasi air limbah sudah boleh dibuang ke badan air. Bak Pemekat Lumpur Lumpur yang berasal dari bak pengendap awal maupun bak pengendap akhir dikumpulkan di bak pemekat lumpur. Di dalam bak tersebut lumpur diaduk secara pelan kemudian dipekatkan dengan cara didiamkan sekitar 25 jam sehingga lumpurnya mengendap, selanjutnya air supernatant yang ada pada bagian atas dialirkan ke bak pengendap awal, sedangkan lumpur yang telah pekat dipompa ke 24

25 bak pengering lumpur atau ditampung pada bak tersendiri dan secara periodik dikirim ke pusat pengolahan lumpur di tempat lain. 25

26 BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Water Treatment adalah suatu cara/bentuk pengolahan air dengan cara cara tertentu dengan tujuan untuk mencapai hasil yang diharapkan sesuai kebutuhan. Dalam mengolah air dapat ditinjau dari beberapa parameter di antaranya parameter fisik, kimia, dan biologi. Selain parameter terdapat beberapa proses pengolahan air yaitu pengolahan air secara fisika, kimia, dan biologi. Secara fisika yaitu filtrasi dan sedimentasi. Secara kimia yaitu koagulasi dan flokulasi, pelunakan air serta ion exchange. Secara biologi yaitu trickling filter dan RBC (Rotating Biological Contractor). 3.2 Saran Dalam kehidupan sehari hari maupun dalam industri tidak terlepas dari adanya limbah cair. Untuk mengatasi limbah tersebut perlu adanya pengolahan air (Water Treatment). Dalam Water Treatment proses yang dilakukan untuk mengolah limbah cair tersebut sebaiknya dilakukan sesuai dengan kontaminan yang terkandung di dalam limbah tersebut agar pengolahannya menjadi lebih tepat dan efisien. Sehingga tidak menimbulkan pengaruh yang lain terhadap lingkungan. 26

27 BAB IV DAFTAR PUSTAKA Zulkarnain, dkk Modul Utilitas. Palembang : Politeknik Negeri Sriwijaya