DIAGRAM ALIR 4 Program Studi Nama Mata Kuliah Teknik Lingkungan Perencanaan Bangunan Pengolahan Air Minum Jumlah SKS 3 Pengajar Sasaran Belajar Mata Kuliah Prasyarat Deskripsi Mata Kuliah 1. Prof. Dr. Ir. Mary Selintung, MSc. 2. Dr. Eng. Ir. Hj. Rita Tahir Lopa, MT 3. Ir. Achmad Zubair, MSc. 4. Dr. Eng. Bambang Bakri, ST., MT. 5. Roslinda Ibrahim, SP., MT Setelah lulus mata kuliah ini mahasiswa mampu membuat perencanaan dan perancangan bangunan pengolahan air minum Penyediaan Air Minum Mata Kuliah bangunan pengolahan air Minum merupakan mata kuliah yang diwajibkan bagi mahasiswa semester VI yang telah mengikuti materi perkuliahan penyediaan air minum. Materi perkuliahan mencakup pembahasan mengenai pengertian dan metode perencanaan bangunan pengolahan air minum; penentuan kebutuhan air dan debit air baku, analisis kualitas air baku, perencanaan bangunan unit pengolahan: intake, prasedimentasi, koagulasi dan flokulasi, sedimentasi, filtrasi, disinfeksi, pengolahan lumpur, reservoir dan pengolahan lumpur. 1
I PENDAHULUAN 1.1 CAKUPAN ATAU RUANG LINGKUP MATERI PEMBELAJARAN Materi pembahasan pada pertemuan ke-4 (empat) ini meliputi: Diagram alir pengolahan berdasarkan air baku Proses pengolahan air permukaan Proses pengolahan air tanah 1.2 SASARAN PEMBELAJARAN Mampu menentukan diagram alir pengolahan berdasarkan karakteristik air baku yang akan diolah menjadi air minum 1.3 PRILAKU AWAL MAHASISWA Mahasiswa telah membaca bahan ajar dan memahami bahan kuliah terdahulu dengan baik 1.4 MANFAAT Manfaat yang penting dalam mempelajari materi ini adalah meningkatkan pengetahuan mahasiswa mengenai proses pengolahan setiap jenis air baku untuk air minum. 1.5 URUTAN PEMBAHASAN Materi pembahasan dimulai dengan pengetahuan mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi dan prosedur penyusunan diagram alir proses pengolahan air minum. Selanjutnya pembahasan materi mengenai proses pengolahan air permukaan dan air tanah. 1.6 PETUNJUK BELAJAR Mahasiswa diharapkan membaca isu terkait melalui media massa yang menambah wawasan secara umum. Membaca bahan yang akan dikuliahkan pada minggu berikut agar dapat lebih siap dan dapat didiskusikan pada pertemuan berikut. 2
II PENYAJIAN 2.1 DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN BERDASARKAN AIR BAKU Diagram alir pengolahan air minum merupakan diagram yang menggambarkan aliran proses dalam pengolahan air minum. Faktor penting dalam membuat diagram alir adalah pengetahuan tentang tujuan dan fungsi dari semua unit operasi dan unit proses, atau metoda penyisihan polutan tertentu. Prosedur berikut dapat dijadikan sebagai acuan dalam menyusun diagram alir proses pengolahan air minum: 1. Inventarisasi data karakteristik air baku dan tentukan tujuan pengolahan. 2. Bandingkan kualitas air baku dengan standar kualitas air minum atau standar lain sesuai tujuan pengolahan. 3. Tentukan parameter kualitas air yang akan dihilangkan/diturunkan. 4. Pilih unit operasi dan unit proses yang dapat menghilangkan/menurunkan kadar dari parameter kualitas tersebut. 5. Urutkan masing-masing unit tersebut dengan urutan yang benar. 6. Bila terdapat pembubuhan bahan kimia, tentukan titik pembubuhannya. 7. Tentukan lokasi semua peralatan/perlengkapan lain yang diperlukan (pompa, valve, flow meter, titik sampling, dan lain-lain). 2.2 PROSES PENGOLAHAN AIR PERMUKAAN Rancangan proses pengolahan air permukaan menjadi air minum disesuaikan dengan karakteristik umum air permukaan. Parameter yang perlu diperhatikan adalah parameter yang kadar signifikannya besar atau melebihi nilai baku mutu air minum. 1. Air Sungai Karakteristik umum air sungai adalah terdapat kandungan partikel tersuspensi atau koloid. Oleh karena itu, unit pengolahan air paling tidak terdiri atas: Koagulasi-flokulasi Sedimentasi Filtrasi Disinfeksi 3
Bila air sungai mempunyai kekeruhan atau kadar lumpur yang tinggi, maka diperlukan tambahan unit pretreatment meliputi screen dan prasedimentasi. Bila kadar oksigen sangat rendah, maka diperlukan tambahan unit aerasi. 2. Air Danau Gambar 4.1 Diagram alir proses pengolahan air sungai Karakteristik air danau umumnya menyerupai air sungai, yaitu terdapat kandungan koloid. Karakteristik yang spesifik adalah kandungan oksigen rendah karena umumnya air danau relatif tidak bergerak, sehingga kurang teraerasi. Dengan karakteristik umum demikian, maka diperlukan unit pengolahan sebagai berikut: Aerasi Koagulasi-flokulasi Sedimentasi Filtrasi Disinfeksi Gambar 4.2 Diagram alir proses pengolahan air danau 3. Air Payau Air permukaan yang bersifat payau (kadar garam sekitar 5000 10000 mg/l) berada di daerah rawa di pesisir. Selain kadar garam, karakteristik air rawa ini hampir sama dengan air sungai, sehingga diperlukan proses 4
pengolahan berupa koagulasi-flokulasi sedimentasi filtrasi ditambah dengan unit pengolahan untuk menurunkan kadar garam, misal pertukaran ion atau filtrasi membran (mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, dialisis, elektrodialisis, reverse osmosis). Gambar 4.3 Diagram alir proses pengolahan air rawa bersifat payau 4. Air Gambut Air gambut adalah air yang kandungan bahan organik alamiahnya tinggi, terutama asam humat dan asam fulvat. Oleh karena itu diperlukan unit pengolahan untuk menghilangkan bahan-bahan ini, misal slow sand filter (bila kandungan koloid rendah) atau adsorpsi karbon aktif atau reverse osmosis. Jika air gambut tersebut mengandung koloid tinggi, maka diperlukan unit pengolahan berupa koagulasi flokulasi. Gambar 4.4 Diagram alir proses pengolahan air gambut dan partikel koloid tinggi 5
Gambar 4.5 Diagram alir proses pengolahan air gambut dan partikel koloid rendah. 2.3 PROSES PENGOLAHAN AIR TANAH Rancangan proses pengolahan air tanah menjadi air minum disesuaikan dengan karakteristik umum air tanah. Karakteristik umum air tanah adalah kekeruhan atau padatan tersuspensi rendah, sehingga tidak diperlukan unit koagulasi-flokulasi. Pengolahan hanya ditujukan pada parameter yang kadarnya signifikan besar atau melebihi nilai baku mutu air minum. 1. Air Tanah dengan Kadar Besi dan Mangan Tinggi Air tanah biasanya diambil dengan cara pemompaan. Kadar besi dan mangan yang tinggi dalam air tanah dapat dikurangi dengan cara oksidasi dengan oksigen klor, klor dioksida, kalium permanganat, atau ozone. Presipitat yang terbentuk akibat oksidasi ini diendapkan di bak pengendap atau langsung difilter. 6
Gambar 4.6 Diagram alir proses pengolahan air tanah berkadar besi dan mangan tinggi 2. Air Tanah dengan Kadar Kalsium dan Magnesium Tinggi Kadar kalsium dan magnesium yang tinggi dalam air tanah menyebabkan kesadahan yang tinggi. Kesadahan dapat dikurangi dengan presipitasi menggunakan kapur dan/atau soda. Presipitat yang terbentuk akibat penambahan kapur/soda ini diendapkan di bak pengendap. Setelah itu perlu ditambah CO untuk mengurangi kadar kapur berlebih. Gambar 4.7 Diagram alir proses pengolahan air tanah dengan kesadahan tinggi 3. Air Tanah Payau Parameter air yang harus dihilangkan kadarnya pada air tanah payau ini adalah kadar garam. Dengan teknik filtrasi membran (terutama elektrodialisis) atau pertukaran ion, kadar garam dalam air payau dapat dihilangkan. 7
Gambar 4.8 Diagram alir proses pengolahan air tanah bersifat payau 4. Air dari Mata Air Air dari mata air atau air tanah yang telah memenuhi semua persyaratan kualitas air minum tidak memerlukan proses pengolahan. Namun demikian tetap harus didisinfeksi untuk menjamin keamanan konsumen dari segi mikrobiologis. Gambar 4.9 Diagram alir proses pengolahan air dari mata air 8
III PENUTUP 3.1 RANGKUMAN Diagram alir pengolahan air minum merupakan diagram yang menggambarkan aliran proses dalam pengolahan air minum. Rancangan proses pengolahan air menjadi air minum disesuaikan dengan karakteristik air baku yang akan digunakan. Selain itu, perlu memperhatikan parameter yang kadar signifikannya besar atau melebihi standar nilai baku mutu air minum. 3.2 SOAL TES FORMATIF Untuk mengetahui tingkat penguasaan pengetahuan yang diperoleh mahasiswa, maka dosen sebagai fasilitator memberikan tes formatif berupa pertanyaan sebagai berikut: 1. Karakteristik umum air sungai adalah memiliki kandungan partikel tersuspensi/koloid, gambarkan diagram alir proses pengolahan yang dibutuhkan. 2. Pengolahan air danau menjadi air minum membutuhkan unit aerasi, jelaskan alasannya! 3.3 UMPAN BALIK Diskusi dan memberikan pertanyaan untuk memonitor penerimaan mahasiswa akan bahan kuliah yang disajikan. 3.4 DAFTAR PUSTAKA Kawamura, Susumu (1991), Integrated Design of Water Treatment Facilities, John Wiley & Sons, Inc., New York. Masduki, A. (2009), Bahan Ajar Mata Kuliah Pengolahan Air Minum, Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP, ITS Surabaya. Qasim, S.R., Motley, E.M., dan Zhu, G. (2000), Water Work Engineering: Planning, Design & Operation, Prentice Hall PTR, Texas. Schulz, C.R. dan Okun, Daniel A., Surface Water Treatment for Communities in Developing Countries, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1984. 9