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?

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.

1

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 system yang difungsikan untuk mengolah air dari kualitas

air baku (influent) yang kurang bagus agar mendapatkan kualitas air pengolahan (effluent)

standart yang di inginkan/ditentukan atau siap untuk di konsumsi.

Tabel 2.1 Batasan Air Limbah untuk Industri

Parameter Konsentrasi (mg/L)

COD 100 – 300

BOD 50 – 150

Minyak nabati 5 – 10

Minyak mineral 10 – 50

Zat padat tersuspensi (TSS) 200 – 400

pH 6.0 – 9.0

Temperatur 38 – 40 [oC]

Ammonia bebas (NH3) 1.0 – 5.0

Nitrat (NO3-N) 20 – 30

Senyawa aktif biru metilen 5.0 – 10

Sulfida (H2S) 0.05 – 0.1

Fenol 0.5 – 1.0

Sianida (CN)0.05 – 0.5

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

2

senyawa asam yang kemudian bereaksi dengan peralatan dari logam dengan reaksi

sebagai berikut.

CO2 + H2O H2CO3 + Fe FeCO3 + H2

SO2 + ½ O2 SO3

SO3 + H2O H2SO4 + Fe FeSO4 + H2

b. Kontaminan cair

Kandungan zat cair dalam air dapat berupa asam, seperti asam klorida (HCl), asam

sulfat (H2SO4) atau basa seperti ammonia cair (NH4OH), minyak/ lemak yang berasal

dari kebocoran air yang masuk ke dalam system. Kandungan asam dan basa dalam air

akan bersifat korosif.

c. Kontaminan padatan

Berdasarkan besarnya ukuran partikel padatan terlarut, maka kontaminan padatan

dikelompokkan menjadi 3 jenis, yaitu: padatan terlarut (TDS), padatan tersuspensi

(TSS), an padatan sediment.

Padatan terlarut (TSS) terdiri dari senyawa organic 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 (CaCO3.CaSO4) dan defosit lumpur {(MgCO3.Mg(OH)2)} pada

pipa-pipa ketel uap (boiler).

CaCl2 + SO42- CaSO4 + 2Cl-

CaCl2 + CO32- CaCO3 + 2Cl-

MgSO4 + CO32- MgCO3 + SO4

2-

MgCl2 + CO32- MgCO3 + 2Cl-

MgCl2 + H2O Mg(OH)3 + 2HCl-

Garam natrium silikat ( Na2SiO3 ) dalam air panas akan terhidrolisa menghasilkan asam

silikat pada temperatur diatas 200ºC akan menjadi kristal keras yang sangat padat, kecil

3

dan rapat. Kristal ini yang menempelkan pada pipa-pipa ketel uap. Silaka hanya dapat

dihilangkan dengan alat penukar ion di unit demin plant.

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 system 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 mengelolah air hasil buangan dari

proses industri dimana pengelolahan itu dimaksudkan supaya air buangan industry 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.

2.3.1 Parameter Fisik.

4

Parameter fisik air biasanya di lihat 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 di gunakan adalah

Sistem Sedimentasi (Pengendapan), Filtrasi dan penambahan desinfektan.

2.3.2 Parameter Kimia.

Senyawa kimia yang sering di temukan pada air adalah Fe, Mn, Ca, Mg, Na, SO4,

CO3. Jika air memiliki kandungan senyawa kimia yang berlebihan (tidak masuk standart

konsumsi yang aman), Pengolahan dapat dilakukan dengan sistem filtrasi dengan

menggunakan media tertentu misalnya system Reverse Osmosis atau Demineralier dan

Softener.

2.3.3 Parameter Biologi.

Parameternya dilihat berdasarkan adanya mikroorganisme yang ada di dalam air.

Bila jumlah mikroorganisme di dalam air berlebihan biasanya akan mengganggu kesehatan

bila di konsumsi. Pengolahan dapat dilakukan dengan menggunakan desinfektan atau alat

yang biasa digunakan, misalnya injeksi Chlor, System UV dan System Ozone (O3).

2.4 Proses Pengolahan Air pada Water Treatment.

Water treatment merupakan proses pengolahan air dimana air tersebut diolah untuk

menghilangkan kontaminan yang ada didalamnya. Proses pengolahan air ini dibagi

menjadi tiga proses yaitu :

Pengolahan air secara kimia

Pengolahan air secara fisika

Pengolahan air secara biologi

2.4.1. Pengolahan air secara kimia

Koagulasi dan Flokulasi

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

5

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 pengadukkan 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 pertikel-partikel menjadi

kumpulan yang dapat terendapkan.

Gambar 1. Proses Koagulasi,Flokulasi,dan Filtrasi

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 : preaifitasi 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

6

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 :

Ca2+ + 2 (HCO3)-+ CaO + H2O 2 CaCO3(s) + 2 H2O

Mg2+ + 2 (HCO3)-+ CaO + H2O CaCO3(s) + Mg2+

+ CO32-

Mg2+ + CO3

2- + CaO + H2O CaCO3(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 :

Ca2+ + 2 (HCO3)- + 2 NaOH CaCO3 + 2 Na+ + CO3

2- + 2 H2O

7

Mg2+ + 2 (HCO3)- + 4 NaOH Mg(OH)2 + 4 Na+ + 2 CO3

2- + 2 H2O

Mg2+ + SO4

2- + 2 NaOH Mg(OH)2 + 2 Na+ + SO42-

Rangkaian reaksi tersebut menghasilkan senyawa soda abu (Na2CO3) 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

KaustikCaO sebagai CaO Na2CO3

CO2 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 CaCO3

kecuali CO2 1 lb/million gallon = 1,2 x 10-4 kg/m3

Pertukaran Ion

Adalah suatu alat untuk mengambil ion – ion kontaminan air oleh resin – resin dan

menukarnya dengan ion – ion hydrogen (H+) dan ion – ion hidroksil (OH- ) sehingga

diperoleh air murni. Resin adalah bahan polimer sintesis yang mengandung ion – ion

hydrogen 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.

8

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(HCO3)2 R2 – Ca + 2 H2CO3

2 R – H + CaSO4 R2 – Ca + H2SO4

2 R – H + CaCl2 R2 – Ca + 2 NaCl

2 R – H + Mg(HCO3)2 R2 – Mg + 2 H2CO3

2 R – H + MgSO4 R2 – Mg + H2SO4

2 R – H + MgCl2 R2 – Mg + 2 HCl

Urutan penukaran oleh resin pertukaran kation: Ca2+, Mg2+, 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- + H2O

9

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 + H2CO3 R2 - CO3 +2 H2O

2R - OH + H2SO4 R2 -SO4 + 2 H2O

2R - OH + H2(SiO2) R2__SiO2 +2 H2O

Urutan penukaran oleh resin penukar anion adalah: SO42-, CI-, HCO3

- HSiO2- ,

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 berbentu silinder yang berisi campuran resin kation

dan resin anion, berfungsi untuk menangkap kation dan anion yang lolos dari tangkapan

penukar lotion dan peaukar anion. Keseluruhan reaksi terjadi pada satu silinder. Dengan

dilengkapi mixed bed diharapkan akan diperoleh air dengan kemurnian tinggi.

Gambar 4. Mixed Bed

10

Degasser : adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengeluarkan gas-gas

kontaminan yang terlarut dalam air pada proses penukaran ion. Degasses biasanya

dipasang setelah alat penukar ion dan sebelum slat penukaran ion.

Gambar 5. Degasser

Resin Penukar Ion

Resin sebagai penukar ion memiliki kapasitas yang terbatas. Bila kapasitas

kapasitas ion sudah terlampaui, penuler ion tidak lagi mampu menangkap ion-ion

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 larutanregenerasi.

11

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 masi ada dari hasil

back washing dengan arah aliran normal. Maksudnya adalah sipaya pada saat

pemberian bahan kimia tidak terganggu oleh kotoran-kotoran.

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 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 dimaksutkan 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

12

menginjeksikan bahan kimia NaOH. Contoh reaksi yang terjadi pada proses regenerasi

anion untuk ion yang ditangkap adalah SiO2, yaitu :

R2 – SiO2 + 2 NaOH Na2 – SiO2 + 2 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 tebuag percuma dan akan menyebabkan pemborosan bahan kimia

Meningkatnya pemakaian air karena dipakai untuk proses pencucian dan

pembilasan regenerasi.

Lamanya waktu untuk mengulangi regenerasi yang seharusnya tidak dilakukan,

Waktu yang semestinya setelah regenerasi dapat dmanfaatkan 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.

13

Pada langkah ini akan terlihat pemisahan resin anion pada bagian atas karena berat

jenisnya.

2.4.2. Pengolahan air secara fisika

Sedimentasi

Sedimentasi adalah proses pemisahan padatan yang terkandung dalam limbah cair

oleh gaya gravitasi, pada umumnya proses Sedimentasi dilakukan 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 sistim

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, dlsb) 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, dlsb. Gas tersebut terperangkap dalam partikel lumpur dimana sevvaktu gas naik

keatas akan mengangkat pule 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)

didasar 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 disebut

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)

14

merupakan parameter penting dalam perencanaan pengolahan limbah dengan proses

sedimentasi dan stabilisasi lumpur.

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.

15

Gambar 7. Proses Filtrasi

2.4.3. Pengolahan air secara biologi

Ticking Filter

Pengolahan air dengan cara trickling filter merupakan proses pengolahan air

dengan cara meyebarkan air kedalam suatu tumpukan unggun atau media yang

terdiri dari bahan batu pecah atau kerikil, bahan keramik, sisa tanur (slag), medium

dari bahan plastic 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

16

Rotating biological contractor

Rotating Biological Contactors(RBCs) adalah teknologi pengolahan limbah secara

biologi yang menggunakan biofilm sebagai tempat tumbuh mikroorganisme. RBCs

berbentuk tangki horisontal setengah lingkaran, didalamnya 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 miaslanya 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.

           Pada saat biofilm yang melekat pada media yang berupa piringan tipis tersebut

tercelup kedalam 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

17

tersebut digunakan oleh mikro-organisme 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 sedirinya hingga terjadi kesetimbangan sesuai dengan kandungan

senyawa organik yang ada dalam air limbah. 

Gambar 9. Rotating Biological Contractor

18

Gambar 10. Diagram Proses RBC

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 pengedap awal. Di

dalam bak pengendap awal ini lumpur atau padatan tersuspensi sebagian besar mengendap.

Waktu tinggal di dalam bak pengedap awal adalah 2 - 4 jam, dan lumpur yang telah

mengendap dikumpulkan daan dipompa ke bak pengendapan lumpur.

19

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/spicies mikro-organisme misalnya bakteri,

protozoa, fungi, dan lainnya. Mikro-organisme yang tumbuh pada permukaan media inilah

yang akan menguraikan senaywa organik yang ada di dalam air limbah. Lapsian biologis

tersebut makin lama makin tebal dan kerena gaya beratnya akan mengelupas dengan

sedirinya dan lumpur orgnaik tersebut akan terbawa aliran air keluar. Selanjutnya laisan

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 relaitif

sudah jernih, selanjutnya dialirkan ke bak khlorinasi. Sedangkan lumpur yang mengendap

di dasar bak di pompa 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

20

dialirkan ke bak khlorinasi untuk membunuh mikro-organisme 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 di matikan.

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 di aduk secara pelan

kemudian di pekatkan 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 bak pengering lumpur

atau ditampung pada bak tersendiri dan secara periodik dikirim ke pusat pengolahan

lumpur di tempat lain.

TEKNIK-TEKNIK PENGOLAHAN AIR ASIN MENJADI AIR TAWAR

Proses mengolah air asin/payau menjadi air tawar atau sering dikenal dengan istilah

desalinasi dapat dikelompokkan menjadi 3 (tiga) macam yaitu:

1.      Proses destilasi (suling)

Proses destilasi memanfaatkan energi panas untuk menguapkan air asin. Uap air

tersebut selanjutnya didinginkan menjadi titik-titik air dan hasil ditampung sebagai air

bersih yang tawar.

2.      Proses penukar ion

Pada tahun 1852, Way menemukan bahwa menghilangkan ammonia dalam larutan

air yang meresap melalui tanah sesungguhnya berupa pertukaran ion dengan kalsium yang

terkandung di dalam sejenis silica tertentu dalam tanah. Dewasa ini penukaran ion sudah

menjadi proses konversi kimia yang sangat bermanfaat. Proses ini digunakan secara luas

dan skala besar di industry (Nur Alimah, 2008)

Teknik penukar ion memanfaatkan proses kimiawi untuk memisahkan garam dalam

air. Pada proses ini ion garam (Na Cl) ditukar dengan ion seperti Ca+2 dan SO4-2. Materi

penukar ion berasal dari bahan alam atau sintetis. Materi penukar ion alam misalnya zeolit

sedangkan yang sintetis resin (resin kation dan resin anion).

21

Proses pertukaran ion merupakan reaksi kimia yang ionnya terhidrata dan bersifat

mobil bergerak di dalam zat padat, dipertukarkan atas dasar ekuivalen dengan ion yang

bermuatan sama yang terdapat di dalam larutan. Zat padat mempunyai struktur seperti jala

terbuka dan ion yang bergerak itu menetralisir muatan, atau muatan potensial, gugus yang

terpasang di dalam matriks zat padat itu disebut penukar ion.

a)      Pertukaran kation

Pertukaran kation berlangsung bila kation yang bergerak dan bermuatan posirif terikat

pada gugus yang bermuatan negative di dalamnya penukar ion saling bertukar dengan

kation lain terdapat di dalam larutan.

b)      Pertukaran anion

Proses pertukaran ion berlangsung bila anion bergerak, bermuatan negatif yang melekat

pada gugus bermuatan positif di dalam resin, penukar kalor saling bertukar dengan anion di

dalam larutan.

3.      Proses filtrasi.

Proses ketiga ini lebih dikenal dengan sistem osmose balik (Reverse Osmosis).

Reverse Osmosis adalah salah satu teknologi pengolahan air asin menjadi air tawar yang

paling sering digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum. Keistimewaan dari proses

ini adalah mampu nyaring molekul yang lebih besar dari molekul air.

Dalam proses filtrasi atau teknologi membran dikenal elektrodialisis dan reverse

osmosis. Dari dua teknologi membran tersebut reverse osmosis yang paling sering dipakai

saat ini.

Pada tahun 1748, Ilmuwan Perancis  Abbe Nollett, menemukan peristiwa osmosis

yang alami. Proses ini terjadi ketika aliran cairan melalui suatu membran semi-permeable

ke larutan konsentrat yang kemudian airnya menjadi tawar. Lebih dari 200 tahun

kemudian, peristiwa ini telah dikenali sebagai cara untuk mengolah air asin, air payau, atau

air yang berwarna.

Cara Kerja Reverse Osmosis: Daya penggerak di belakang reverse osmosis

memberikan tekanan hidrostatik yang berbeda. Tanpa adanya pengaruh dari tekanan luar,

air asin seperti yang terlihat pada gambar akan menerobos membran untuk

menetralkan/menawarkan air yang mengandung  garam melalui  proses osmosis.

Perbedaan pada permukaan air dalam kaitan dengan perpindahan ini disebut dengan

osmotic pressure head, dan tekanan hidrostatik yang menyebabkan kenaikan pada

22

permukaan air adalah osmotic pressure. Dalam beberapa kasus air laut yang  mempunyai

kandungan garam tinggi, tekanan osmotis dapat menjadi sebesar  1000 psi.

C.  MESIN YANG DIGUNAKAN DALAM PENGOLAHAN AIR ASIN MENJADI

AIR TAWAR

Evaporator

Perusahaan industri berat mengembangkan mesin uap(evaporator) terbesar untuk

pabrik unutk mengolah air laut menjadi air tawar. Doosan, perusahaan Industri berat dan

konstruksi, menyelesaikan proyek pembangunan pabrik itu dan mengadakan upacara untuk

meresmikan pengakutan evaporator ke Kuweit dengan kapal pada tanggal 9 Mei. Doosan

berhasil memproleh pesanan sebesar 370 juta dolar melalui kontrak dengan departmen

energi di Saniya, Kuweit untuk menyuplai evaporator untuk pabrik pengolah air tawar.

Evaporator itu berukuran : lebarnya 104 M, panjang 25 M, tinggi 9.2 M dan

beratnya 3,630 ton.

Apakah evaporator untuk mengolah air.

Pengolah air tawar : Evaporator adalah sistem utama bagi pabrik untuk mengolah

air laut menjadi air tawar. Ladang garam memproduksi garam melalui proses penguapan

air laut. Sebaliknya, air bersih akan diproduksi, dengan menghilangkan garam dari air laut.

Evapotrator untuk mengolah air laut dirancangan untuk mengumpulkan uap yang terjadi di

dalam proses penguapan. Untuk produksi garam, air akan dikumpulkan dan dikeringkan

saja di halaman terbuka. Tetapi pengolahan air laut untuk menjadi air tawar adalah proses

rumit yang membutuhkan fasilitas raksasa.

Pengumpulan air

Penguapan dengan multi guna : Air laut akan direbuskan untuk penguapan. Uap itu

akan terkumpul maka menjadi air tawar. Teknologi itu biasanya digunakan untuk pabrik

pengolah air laut sekala besar.

Cara tekanan peresapan (osmosis) dengan arah balik: Cara untuk mengurangi dan

menghapus rasa asin air laut. Teknologi ini digunakan untuk pabrik pengolah air laut

sekala menengah dan kecil.

23

Proses Pengolahan Air Laut

Air laut telah menjadi bahan baku produksi air bersih bahkan sejak 60-an tahun yang lalu

melalui proses desalinasi. Desalinasi air laut merupakan istilah umum yang

menggambarkan penyisihan kandungan garam dan pengotor lainnya yang secara alami

terdapat pada air laut.

Proses produksi air bersih dengan metode desalinasi dilakukan melalui beberapa tahapan,

meliputi: pengambilan air laut, pengolahan awal air laut, proses pemisahan garam, dan

pengolahan akhir.

Pengambilan air laut

Tahapan paling awal dalam proses desalinasi adalah pengambilan air laut sebagai bahan

baku proses. Metode yang umum dilakukan adalah dengan pemasangan pipa kearah laut

hingga jarak beberapa kilometer dari pantai. Hal ini dilakukan untuk memperoleh air laut

dengan kualitas baik yang terhindar dari pergerakan sedimen permukaan yang umumnya

terjadi pada laut kedalaman dangkal. Laju alir pengambilan air laut dilakukan secara

lambat untuk mencegah masuknya biota laut ke dalam pipa.

metode pengambilan air laut dengan pipa

24

Metode diatas menjadi pilihan utama karena kemudahan pemasangan sistem. Namun,

dalam hal kinerja, teknik tersebut sangat sensitif dengan perubahan kondisi air laut yang

terjadi seiring dengan perubahan musim dan iklim. Pencegahan biota laut untuk masuk ke

dalam sistem juga tidak seefektif yang diharapkan.

pengambilan air laut dengan beach well – dari http://www.scwd2desal.org

Metode alternatif yang sedang ramai diperbincangkan adalah dengan memanfaatkan

kondisi geologi lokal pantai untuk menyaring air laut dengan sistem sumur (beach wells).

Dengan metode ini, air laut diekstraksi dari lapisan bawah permukaan (subsurface) pantai.

Selain itu, teknologi yang sedang dikembangkan adalah tipe gallery dengan struktur

menyerupai penyaringan pasir yang dipasang di permukaan bawah laut (seabed) untuk

mendapatkan bahan baku dengan kualitas tinggi. Metode-metode diatas tercakup dalam

sistem  subsurface intake.

25

pengambilan air laut dengan gallery – dari http://www.scwd2desal.org

Pengolahan awal

Pengolahan awal bertujuan untuk mengkondisikan bahan baku, dalam hal kandungan

pengotor, agar ramah bagi proses utama desalinasi. Pengotor yang biasa terkandung dalam

air laut mencakup makromolekul (pasir dan biota laut termasuk ikan, alga dll.) dan

mikromolekul (unsur penyebab sedimentasi, kristalisasi dan fouling). Teknik yang

dilakukan pada umumnya mencakup koagulasi-flokulasi-sedimentasi (coagulation-

flocculation-sedimentation), membrane tekanan rendah (low pressure membrane),

penyaringan dengan media (media filter) dan catridge filter. 

contoh rangkaian proses pengolahan awal – dari http://www.wateronline.com

Proses pengolahan awal menjadi kunci penting lancarnya proses desalinasi karena

menentukan stabilitas dan kinerja proses dengan semakin tingginya kualitas air umpan.

Dari segi ekonomi, proses pengolahan awal terhitung hampir mencapai 30% dari

keseluruhan biaya proses. Penghematan biaya dalam proses pengolahan awal sangat

26

mungkin dilakukan dengan aplikasi alternatif pengambilan air laut seperti yang dijelaskan

sebelumnya. Dengan bahan baku yang kualitasnya lebih baik saat, proses pengolahan awal

akan lebih ringan sehingga mengurangi konsumsi bahan kimia proses serta mengurangi

jumlah peralatan proses dan pada akhirnya  menurunan biaya operasional serta

meningkatkan performa dan stabilitas proses.

Proses Inti

Pada tahapan ini, bahan baku yang telah mengalami pengolahan awal akan mengalami

proses penyisihan garam sehingga menghasilkan air bersih. Berdasarkan teknik pemisahan

garamnya, proses desalinasi dikategorikan menjadi dua: berbasis panas dan berbasis

membran.

Pada proses berbasis panas, bahan baku dikondisikan mendidih pada tekanan rendah

sehingga menghasilkan uap air pada temperatur rendah. Pada proses ini, hanya air saja

yang mengalami penguapan, sehingga setelah pengumpulan dan pengkondensasian uap,

akan dihasilkan air bersih tanpa garam dan pengotor. Multistage flash distillation dan multi

effect distillation adalah contoh teknologi desalinasi dengan berbasis panas.

skema pemisahan air laut berbasis panas – dari http://www.roplant.org

Berbeda halnya pada proses diatas yang menggunakan energi panas untuk pemisahan

garam dari air laut, teknologi membran menggunakan energi tekanan. Membran adalah

istilah umum untuk saringan tipis yang memfasilitasi pemisahan secara selektif – hanya

bahan-bahan tertentu yang dapat dilewatkan dan ditahan oleh membran ini. Tipe membran

yang digunakan sangat bergantung pada aplikasi. Khusus untuk desalinasi, digunakan

27

reverse osmosis (RO) membrane dengan karakter tak berpori yang mampu melakukan

pemisahaan pada level ion, termasuk garam dengang komposisi utama ion natrium dan

klorida.

proses pemisahan dengan berbagai tipe membran – dari http://www.intechopen.com

Penyaringan dengan membran RO dilakukan dengan cara menekan bahan baku air laut

pada permukaan membran sehingga melewatkan air murni pada sisi produk, sementara

menahan kandungan garam dan pengotor lainnya ke aliran buangan. Produk air yang

dihasilkan sangat murni dengan konsentrasi ion yang sangat rendah.

Pengolahan akhir

Kondisi air murni dengan konsentrasi ion rendah dalam produk desalinasi perlu

disesuaikan agar nyaman saat dikonsumsi dan tidak merusak pipa distribusi. Untuk

konsumsi, air murni tidak berasa, perlu adanya penambahan mineral supaya rasanya sesuai

dengan kualitas air minum: rasa menyegarkan dari air berasal dari kandungan mineral.

Kandungan ion yang minimal dapat memicu proses korosi pada pipa distribusi karena

kecenderungan pengikatan ion-ion metal pipa agar keseimbangan kimia air tercapai.28

Pada tahapan akhir penambahan mineral dilakukan pada aliran produk sehingga dihasilkan

produk air bersih dengan kualitas air minum.Proses desalinasi air laut hingga saat ini terus

berkembang di seluruh dunia untuk memenuhi kebutuhan air bersih dan mengentaskan

permasalahan krisis air. Kegiatan penelitian sangat intensif dilakukan dan menyeluruh

pada setiap tahapan proses untuk menjadikan proses ini lebih ramah lingkungan, hemat

energi dan murah. Proses ini juga cocok untuk diimplementasikan di Indonesia yang

merupakan negara maritime dengan garis pantai yang panjang. Studi mengenai energi yang

berujung pada kelayakan ekonomi perlu di lakukan lebih lanjut pada implementasi proses

ini.

Proses Pengolahan Air Industri Farmasi

Di PT. Bayer Indonesia purified water digunakan untuk keperluan produksi seperti untuk

pelarutan, sterilisasi alat/tangki dan juga sebagai air umpan pada boiler.

Dalam proses pembuatan obat diperlukan air yang higienis, steril dan murni sehingga

proses dan penetapan standar kualitas air dilakukan secara ketat dan serius karena

menyangkut kesehatan manusia, penggunaa purified water pada industry farmasi adalah

sebagai berikut :

a. Sebagai pencuci alat proses produksi.

Alat proses yang telash dipakai harus dibersihkan dari sisa-sisa produk dan disterilkan.

Jadi, alat proses dicuci dengan menggunakan cairan pembersih, dibilas dengan potable

water, lalu alat proses dinbilas dengan purified water beberapa kali hingga bersih.

Kebersihannya pun selalu dikontrol dengan melakukan uji konduktivitas dan pH pada air

bilasan terakhir. Dengan kemurnian yang tinggi dan temperature lebih dari 70oC dharapkan

purified waterdapat memebersihkan alat proses sisa residu dan mikroba yang dapat

mengurangi kualitas produk.

b. Sebagai bahan baku untuk produk

Dalam pembuatan obat yang berbentuk padat maupun cairan, diperlukan air sebagai

pelarut sehingga kualitas purified water harus selalu dijaga.

c. Sebagai air umpan ketel pada boiler.

Air umpan ketel harus terhindar dari zat-zat yang dapat menyebabkan korosi, foaming dan

kerak. Zat-zat penyebab korosi yang harus dihilangkan dari dalam air diantaranya adalah

29

besi, karbonat, dan ammonia. Zat yang dapat menyebabkan kerak yaitu silica, magnesium,

kalsium dan garam-garam karbonat.

Proses pengolahan pada purified water plant sebagian besar dilakukan pengolahan secara

kimia karena sumber airnya yaitu portable water yang sebelumnya sudah dilakukan proses

pengolahan secara fisik, sehingga hanya kandungan mineral dan ion saja yang harus

dihilangkan agar air menjadi murni. Berikut skema gambar dan tahapan proses purified

waterbar dan tahapan proses purified water plant.

Keterangan :

a. Catridge Filter (fiber)

Terbuat dari serat fiber yang mempunyai pori-pori berukuran 5 µm. dapat menyaring dan

mikroorganisme yang ada dalam aliran air.

b. Ultraviolet lamp

Berfungsi untuk mensterilkan air dari mikroba yang masih terkandung dalam purified

water dan menjaga proses setelahnya yaitu daya operasi dari reverse osmosis karena

terhindar deri tumbuhnya mikroba yang dapat merusak jaringan membrane semipermeable.

30

c. reverse osmosis

Osmosis terbalik adalah istilah teknologi yang berasal dari osmosis. Osmosis adalah

sebuah fenomena alam dalam sel hidup dimana molekul pelarut (biasanya air) akan

mengalir dari daerah konsesntrasi rendah ke konsentrasi yang lebih tinggi melalui sebuah

membrane semipermeable. Membrane semipermeable ini menunjuk ke membrane sel atau

membrane apapun yang memiliki struktur yang mirip atau bagian dari membrane sel

tersebut. Gerakan dari pelarut berlanjut sampai sebuah konsentrasi yang seimbang

tercapaidikedua sisi membrane.

Reservoir osmosis itu sendiri adalah sebuah proses pemaksaan sebuah pelarut dari sebuah

daerah larutan konsentrasi tinggi melalui sebuah membrane ke sebuah daerah larutan

konsentrasi rendah dengan menggunakan sebuah tekanan melebihi tekanan osmotic. Dalam

isitilah lebih mudah, reverse osmosi adalah mendorong seb ah larutan melalui filter yang

menangkap larutan dari satu sisi dan mendapatkan larutan murni di sisi satunyya. Proses

ini digunakan untuk mengolah air laut untuk mendapatkan air tawar, sejak 1970-an.

Dengan prinsip filtrasi dan osmosis, air akan disaring dan dipisahkan dari segala ion

pengotor yang terkandung di dalamnya. Kondisi operasinya dilakukan pada tekanan tinggi

sekitar 7 bar.

d. Resin ion exchanger

Resin ini dapat menghilangkan garam-garam atau ion-ion terlarut dan Total Disolved Solid

dalam air sehingga menghasilkan Demin Water. Air demin tersebut kemudian dapat

digunakan sebagai air pencuci alat-alat proses sehingga saat proses pembuatan produk

tetap terjaga kebersihannya serta steril dari mineral-mineral yang dapat mempengaruhi

kualitas produk.

Ion exchanger terdiri dari resin kation dan resin anion yang akan menukar kation-anion

pada air yang dilewatkannya. Resin kation yang sifatnya akan mengikat ion yang kurang

elektronegatif ditukar dengan ion H+, karena adanya kation-kation yang lebih kecil ke

elektronegatifitasnya dalam air, maka ion H+ akan tertukar, resin kation akan mengikat

kation-kation dalam air. Sebaliknya untuk resib anion yang sifatnya lebih mengikat ion-ion

yang lebih elektonegatif, yang awalnya mengikat OH- akan mengikat anion-anion yang

lebih elelktronegatif.

31

e. Heat exchanger

Alat ini dapat mensterilakan air dan membersihkan alat proses dari sisa-sisa kotoran yang

menempel pada alat dengan menaikkan temperaturnya sampai kurang lebih 80oC.

Proses Pengolahan Air Sungai/Tawar

WATER TREATMENT PLANT ( PUSRI)

Water treatment plant adalah bagian dari pabrik Utilitas yang berfungsi mengolah air

sungai menjadi air bersih (filtered water). Bahan baku yang digunakan adalah berasal dari

air sungai Musi yang diolah dengan menggunakan proses koagulasi, flokulasi, dan filtrasi.

Bahan kimia yang digunakan pada water treatment adalah sbb :

1. Aluminium sulfat (tawas, Al2(SO4)3.xH2O), berfungsi untuk membentuk floc melalui

proses koagulasi dan flokulasi.

2. Caustic Soda (NaOH), berfungsi untuk mengatur pH.

3. Coagulant Aid (Sparant), berfungsi untuk membantu proses koagulasi (di pabrik

utilitas P-IB tidak dipakai).

4. Chlorine (Cl2), berfungsi untuk membunuh mikroorganisme dan lumut .

Produk filter water digunakan untuk keperluan make up cooling water, bahan baku demin

water, air minum dan service water.

.1. PROSES DAN OPERASIONAL WATER TREATMENT PLANT.

Semua air yang berasal dari alam mengandung bermacam-macam jenis dan jumlah

bahan pengotor (impurities). Bahan pengotor ini dapat berupa padatan terlarut, mineral-

mineral seperti CaCO3, CaSO4, NaCl, Silica, gas-gas terlarut seperti CO2, O2, padatan tak

terlarut, limbah industri rumah tangga, mikroorganisme, algae, lumut dan bahan pengotor

lainnya dalam bentuk turbidity (kekeruhan), warna, tanah, endapan mineral, minyak dll.

Partikel tersuspensi berukuran besar dapat dihilangkan melalui penyaringan (filtrasi), akan

tetapi senyawa koloidal tersuspensi harus dihilangkan dengan proses clarification

32

(penjernihan). Partikel-partikel halus ini dinyatakan sebagai turbidity (kekeruhan). Adapun

tahapan dalam proses di Water treatment plant adalah sebagai berikut :

a. Proses Koagulasi, Flokulasi dan Penjernihan

Zat-zat pengotor dalam bentuk senyawa suspensi koloidal tersusun dari ion-ion bermuatan

negatif yang saling tolak-menolak. Dengan adanya penambahan Aluminium Sulfat dalam

air sungai yang digunakan sebagai bahan baku, makaAluminium Sulfat akan larut

membentuk ion Al+3 dan OH- serta menghasilkan asam sulfat dengan reaksi sebagai berikut

:

Al2(SO4)3 + 3H2O 2Al+3 3OH~ + 3H2SO4

Ketika ion yang bermuatan positif dalam koagulan (Alum, Al+3) bertemu dengan ion

negatif dalam air pada kondisi pH tertentu, maka akan terbentuk floc (butiran gelatin).

Butiran partikel (floc) ini akan terus bertambah besar dan berat sehingga cenderung akan

mengendap ke bawah. Pada proses ini pH air cenderung turun karena terbentuk juga

H2SO4. Pembentukan floc untuk air sungai Musi paling baik terjadi pada pH 5.5 – 6.2.

Untuk menjamin proses koagulasi yang efisien pada dosis bahan kimia yang minimal maka

koagulant harus dicampur secara cepat dengan air. Proses pencampuran bahan kimia ini

dilakukan di Premix Tank / Flocculator. Tahap selanjutnya adalah menjaga pembentukan

floc (flokulasi) dan mengendapkan partikel floc sambil memperhatikan pembentukan

lapisan lumpur (sludge blanket) dengan pengadukan pelan, sehingga air yang jernih akan

terpisah dari endapan floc. Proses ini terjadi di Clarifier/ Floctreator. Level lapisan lumpur

dijaga dengan melakukan blow down.

b. Proses filtrasi

Proses filtrasi berfungsi untuk menyaring pengotor tersuspensi yang masih lolos dari tahap

Penjernihan. Pengotor yang disaring diantaranya yaitu senyawa organik, partikel halus,

senyawa warna, dan mikroorganisme. Proses filtrasi ini dilakukan di Sand Filter yang

berisi media pasir. Apabila Sand Filter sudah jenuh akibat akumulasi pengotor pada

permukaanya sehingga mengakibatkan pressure dropnya tinggi, maka dilakukan backwash

untuk membersihkan kembali media pasir dari kotoran tersebut.

33

c. Peralatan di Water treatment.

Terdapat beberapa perlatan di water treatment plant, diantaranya yaitu :

• Pompa Sungai (2 buah)

• Premix Tank (Flocculator)

• Clarifier (Floctreator)

• Clearwell

• Pompa Transfer (3 buah)

• Sand Filter (6 buah)

• Filter Water Storage

• Sistem Injeksi bahan kimia

• Pompa make-up Demin Plant (2 buah)

• Pompa make-up Cooling Water (2 buah)

2. SPESIFIKASI WATER TREATMENT PLANT

• Kapasitas desain : 1000 m3/jam

• Normal operasi : 660 – 720 m3/jam

• Kapasitas Filtered Water Storage: 4130 m3

• Kondisi Operasi

– Air sungai musi: pH: 7 – 9, turbidity: 20 – 80 ppm

SiO2: 10 – 25 ppm

– Flocculator : pH: 5.5 – 6.2, turbidity < 3,0

Cl2: < 0,5 ppm

– Clearwell : pH: 7.0 – 7.5

– Filtered Water Storage: pH: 7 – 7.5, turbidity: 1.0

34

Gambar 1. Block Diagram Water Treatment Plant

35

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 diantaranya

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.

36

BAB IV

DAFTAR PUSTAKA

Zulkarnain, dkk. 2011. Modul Utilitas. Palembang : Politeknik Negeri Sriwijaya

http://envist2.blogspot.com/2009/05/filtrasi.html

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/limbah-industri/sedimentasi-pengendapan-pada-pengolahan-limbah-cair/

http://www.ionexchange.com/ion/en/processes/counterflow/multistep/

37