Biofiltrasi, Manfaatkan Mikroba untuk Pengolahan Air

Air bersih di perkotaan semakin sulit tersedia karena tingginya pencemaran. Pengolahan air sederhana kadang tidak mampu mengolah air sungai atau dari sumber lain menjadi air bersih.
Pusat Teknologi Lingkungan, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) menerapkan dan mengembangkan teknologi biofiltrasi dan ultrafiltrasi untuk mengatasi permasalahan tersebut.
"Biofiltrasi beda dengan filtrasi biasa. Filtrasi hanya menyaring kotoran yang melayang kalau bio memakai mikroorganisme. Mikroorganisme itu yang akan menguraikan kotoran yang terlarut," kata Dr. Rudy Nugroho, perekayasa BPPT, yang mengembangkan teknologi ini.
Teknologi biofiltrasi sebenarnya diaplikasikan sebagai pre-treatment sebelum air diolah dengan pengolahan air biasa, yang meliputi penyaringan, penyesuaian pH, penjernihan dan penambahan klor. Biofiltrasi didasarkan pada banyaknya limbah organik di air.
Rudy menjelaskan, teknologi biofiltrasi sebenarnya sederhana. "Kita tempatnya media sebagai tempat tumbuh bakteri. Medianya disebut sarang tawon. Prinsipnya, bagaimana mikroba yang menguraikan organik itu banyak. Kita bikin luas permukaan besar."
Untuk membuat luas permukaan besar, media dibuat memiliki banyak lipatan, Masing-masing lembaran PVC dilengkungkan dan disusun sedemikian rupa sehingga menyerupai sarang tawon seperti namanya.
Inokulasi mikroorganisme tidak diperlukan sebab mikroorganisme secara alami telah tumbuh di air. Jenis mikroorganismenya antara lain Nitrosomonas dan Pseudomonas. Yang dilakukan di sini hanyalah membuat "rumah" tempat tinggal "gelandangan" mikroorganisme.
Menurut Rudy, proses biofiltrasi berlangsung selama 30 menit hingga 1 jam. Selama proses ini, air yang diolah terus mengalir. Bakteri yang ada akan mereduksi zat organik, membersihkan air.
Pengaturan bisa dilakukan sehingga air berada di tangki biofiltrasi selama waktu yang diperlukan. Setelah proses biofiltrasi, air siap diolah seperti proses yang biasa dilakukan.
Biofiltrasi telah diaplikasikan di PAM Taman Kota, Jakarta. Instalasi pengolahan air itu memakai air dari kawasan Pesanggrahan yang berwarna hitam dan kualitasnya buruk. Selama bertahun-tahun, PDAM tersebut non aktif.
"PAM itu tutup, tidak berani dioperasikan. Kalau dioperasikan airnya pun kotor sehingga masyarakat komplain. Berkat biofiltrasi ini, PAM itu bisa beroperasi lagi," papar Rudy saat ditemui Kompas.com, Rabu (12/9/2012).
Pusat Teknologi Lingkungan memulai riset aplikasi biofiltrasi untuk pengolahan air sejak tahun 2008. Tanggal 25 Juni 2012 lalu, uji perdana dilakukan.
Sementara 6 September 2012 lalu, penggunaan biofiltrasi diresmikan dalam pengolahan air di Jakarta diresmikan oleh PT PAM Lyonnaise Jaya (PALYJA).
Rudy mengatakan, Instalasi PAM di Cilandak, Jakarta selatan, juga kini berminat menggunakan teknologi biofiltrasi itu. Teknologi biofiltrasi memungkinkan pengolahan air dengan kualitas sangat buruk dari sumber air manapun menjadi air yang layak dikonsumsi.

http://sains.kompas.com/read/2012/09/12/2145307/Biofiltrasi.Manfaatkan.Mikroba.untuk.Pengolahan.Air                            

Teknologi Sederhana Pengolahan Air Bersih

Berikut ini kami sampaikan teknologi sederhana pengolahan air yang bisa diterapkan untuk skala rumah tangga Selain artikel dibawah ini pembaca juga bisa mengunduh modul Instalasi Pengolahan Air Sederhana (IPAS) versi Cipta Karya (klik disini) 
1.    Pengolahan air keruh dengan pengendapan
2.    Pengolahan air gambut
3.    Alat pengolah air gambut tipe TP2AS sistem Batch
4.    Pengolahan air kotor dengan saringan pasir
5.    Pengolahan air bertingkat
6.    Pengolahan air sungai dengan cadas
7.    Pengolahan air dengan sistem penyaringan dan penyaluran air sungai di pedesaan
8.    Pengolahan air dengan penyulingan
9.    Pengolahan air sumur yang mengandung bakteri E. Coly
10.    Pengolahan air kotor sumur sederhana
11.    Membuat instalasi penjernihan air skala rumah tangga
12.    SI Kate, model kebutuhan air bersih
13.    Pengolahan air sumur untuk air minum

PENGOLAHAN AIR KERUH DENGAN PENGENDAPAN SAJA (PALING SEDERHANA)
Bahan:
2 Buah Drum Air

PENGOLAHAN AIR GAMBUT (pH 2-5)

Ada 2 tahap pengolahan:
1.    Koagulasi, Flokulasi, Absorbsi dan Sedimentasi
2.    Penyaringan/Filtrasi

PENGOLAHAN AIR KOTOR DENGAN SARINGAN PASIR (AERASI DAN FILTRASI)

Tujuan:
Menurunkan    Fe (besi)
    Mn (mangan)
    AL (alumunium)
Bahan:    Pasir
    Kerikil
    Sirtu

PENGOLAHAN AIR BERTINGKAT

Bahan:    Pasir
    Kerikil
    Ijuk
    Arang Karbon Aktif
    Drum Air 2 Buah

PENGOLAHAN AIR DENGAN PENYULINGAN

Tujuan
1.    Memisahkan racun bahan kimia (insektisida & limbah industri)
2.    Memisahkan unsur radioaktif (Ra dan Plutonium)
3.    Memisahkan mineral tidak diperlukan (Mercuri, arsenik dan timah hitam)
4.    Membunuh organisme merugikan (bakteri, virus dan parasit)
Bahan
1.    Tangki pemanas listrik
2.    Kumparan kondensor
3.    Penyaring karbon aktif
4.    Wadah penampung air
Cara Kerja Alat
1.    Air ledeng dimasukkan dalam tangki pemanas
2.    Pada titik didih normal 100۫ C bakteri dan virus mati
3.    Air mendidih berubah jadi uap, menyisakan zat padat yang tidak larut, logam atau lainnya dalam tangki
4.    Uap menjadi tetesan air suling murni
5.    melewati saringan karbon aktif untuk menghilangkan bau, warna dan rasa
6.    Ditampung dalam wadah plastik
7.    Langsung diminum tanpa direbus

Keterangan:
1.    Penutup
a)    Kumparan kondensor
b)    Kipas angin
c)    Penguapan
d)    Karbon aktif diletakkan pada ujung penetes
2.    Tangki pemanas
a)    Lempengan pemanas
b)    Tombol reset
c)    Kabel penutup
3.    Wadah Plastik penampung air suling
a)    Tutup berlobang sebesar ujung penetes dipakai pada saat alat bekerja
b)    Tutup bulat rapat dipakai sewaktu menyimpan air

PENGOLAHAN AIR SULING YANG  MENGANDUNG BAKTERI E.COLY

Bahan:
1.    Pompa air
2.    Bak penampung/pengendapan awal
3.    Bak pengolahan/penyaringan
4.    Saringan pasir dan kerikil
5.    Desinfektan kaporit

PENGOLAHAN AIR KOTOR SUMUR DI KEC. TEMON KULON PROGO

Bahan:
1.    Pasir
2.    Pipa Pralon

MEMBUAT INSTALASI PENJERNIHAN AIR SKALA RUMAH TANGGA
Sumber: Widarto, 1996

Bahan:
1.    Pasir, Kerikil, Ijuk, Arang Karbon Aktif
2.    Kaporit 0,01%, Tawas 0,10% dan Batu Kapur 0,10%
3.    Drum air penampung
4.    Drum air penyaringan/pengolahan

Instalasi Pengolahan Air Bersih

Air adalah salah satu kebutuhan utama bagi manusia, untuk kebutuhan minum, mandi, cuci, masak, dan lainnya. Ketersediaan air bersih di sebuah kawasan sangatlah penting. Namun, mengingat bahwa tidak semua kawasan mendapatkan air bersih, maka perlu adanya pemerataan distribusi air bersih bagi masyarakat.
Kriteria air bersih biasanya meliputi 3 aspek, yaitu kualitas, kuantitas, dan kontinuitas. Dalam usaha menyediakan air bersih, biasanya BUMN di Indonesia yang berkaitan dengan hal ini adalah PDAM – Perusahaan Dagang Air Minum. Kadang ada yang menyindirnya sebagai Perusahaan Dagang Air Mandi, karena terkadang air yang didistribusikan tidak memenuhi kriteria air minum, hehehe..
Anyway, secara teknis, tulisan ini sebenarnya akan membahas mengenai jenis-jenis pengolahan air bersih. Secara umum, pengolahan air bersih terdiri dari 3, yaitu pengolahan secara fisika, kimia, dan biologi. Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis, tanpa adanya penambahan bahan kimia. Contohnya adalah pengendapan, filtari, adsorpsi, dan lain-lain. Pada pengolahan secara kimiawi, terdapat penambahan bahan kimia, seperti klor, tawas, dan lain-lain, biasanya digunakan untuk menyisihkan logam-logam berat yang terkandung dalam air. Pada pengolahan secara biologis, biasanya memanfaatkan mikroorganisme sebagai media pengolahnya.
PDAM, biasanya melakukan pengolahan secara fisika dan kimiawi dalam proses penyediaan air bersih. Secara umum, skema pengolahan air bersih di daerah-daerah di Indonesia terlihat seperti pada gambar di bawah. Terdapat 3 bagian penting dalam sistem pengolahannya.

Skema pengolahan air bersih

1. Bangunan Intake
Bangunan intake ini berfungsi sebagai bangunan pertama untuk masuknya air dari sumber air. Pada umumnya, sumber air untuk pengolahan air bersih, diambil dari sungai. Pada bangunan intake ini biasanya terdapat bar screen yang berfungsi untuk menyaring benda-benda yang ikut tergenang dalam air. Selanjutnya, air akan masuk ke dalam sebuah bak yang nantinya akan dipompa ke bangunan selanjutnya, yaitu WTP – Water Treatment Plant.
2. Water Treatment Plant
Water Treatment Plant atau lebih populer dengan akronim WTP adalah bangunan utama pengolahan air bersih. Biasanya bagunan ini terdiri dari 4 bagian, yaitu : bak koagulasi, bak flokulasi, bak sedimentasi, dan bak filtrasi. Nah, sekarang kita bahas satu per satu bagian-bagian ini.
a. Koagulasi
Dari bangunan intake, air akan dipompa ke bak koagulasi ini. Apa yang terjadi dalam bak ini..?? pada proses koagulasi ini dilakukan proses destabilisasi partikel koloid, karena pada dasarnya air sungai atau air-air kotor biasanya berbentuk koloid dengan berbagai partikel koloid yang terkandung di dalamnya. Destabilisasi partikel koloid ini bisa dengan penambahan bahan kimia berupa tawas, ataupun dilakukan secara fisik dengan rapid mixing (pengadukan cepat), hidrolis (terjunan atau hydrolic jump), maupun secara mekanis (menggunakan batang pengaduk). Biasanya pada WTP dilakukan dengan cara hidrolis berupa hydrolic jump. Lamanya proses adalah 30 – 90 detik.

Proses Koagulasi Secara Mekanis dengan mesin pemutar

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

Proses Flokulasi Partikel Koloid

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

Proses Sedimentasi

Gabungan unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi disebut unit aselator

Unit Aselator pada Water Treatment Plant

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

Unit Filtrasi

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

Reservoir air bersih

Gabungan dari unit-unit pengolahan air ini disebut IPA – Instalasi Pengolahan Air. Untuk menghemat biaya pembangunan, biasanya Intake, WTP, dan Reservoir dibangun dalam satu kawasan dengan ketinggian yang cukup tinggi, sehingga tidak diperlukan pumping station dengan kapasitas pompa dorong yang besar untuk menyalurkan air dari WTP ke reservoir. Barulah, setelah dari reservoir, air bersih siap untuk didistribusikan melalui pipa-pipa dengan berbagai ukuran ke tiap daerah distribusi.

Proses Pengolahan Air Bersih