Rabu, 13 Maret 2013
Mesin Air Minum Dan Air Bersih
Air
minum kemasan atau dengan istilah AMDK (Air Minum Dalam Kemasan),
merupakan air minum yang siap dikonsumsi secara langsung tanpa harus
melalui proses pemanasan terlebih dahulu.
Air minum dalam kemasan merupakan air yang dikemas dalam berbagai bentuk wadah 19 ltr atau 5 galon , 1500 ml / 600 ml ( bottle), 240 ml /220 ml (cup).
Air kemasan diproses dalam beberapa tahap baik menggunakan proses pemurnian air (Reverse Osmosis / Tanpa Mineral) maupun proses biasa Water treatment processing (Mineral), dimana sumber air yang digunakan untuk Air kemasan mineral berasal dari mata air pengunungan, Untuk Air kemasan Non mineral biasanya dapat juga digunakan dengan sumber mata air tanah / mata air pengunungan.
Proses Air Minum Dalam Kemasan (AMDK) harus melalui proses tahapan baik secara klinis maupun secara hukum ,secara higines klinis biasanya disahkan menurut peraturan pemerintah memalui Departemen Badan Balai Pengawasan Obat Dan Makanan ( Badan POM RI) baik dari segi kimia , fisika, microbiologi, dll. Tahapan secara hukum biasanya melalui proses pengukuhan merek dagang, hak paten, sertifikasi dan assosiasi yang mana keseluruhannya mengacu pada peraturan pemerintah melalui DEPERINDAG, Untuk SNI (Standar Nasional Indonesia), Merek Dagang dll. Untuk masalah air kemasan tentang Hak Cipta, Hak Paten Merek dll biasanya melalui instansi KEHAKIMAN untuk pengurusan paten merekjenis barang dll.
AMDK harus memenuhi standar nasional (SNI dengan kode SNI No.01-3553-1996 tentang standar baku mutu air dalam kemasan, serta MD yang dikeluarkan oleh BPOM RI yang merupakan standar baku kimia, fisika, mikrobiologis. Serta banyak lagi persyaratan yang harus dipenuhi agar AMDK itu layak dikonsumsi dan aman bagi kesehatan manusia.
Adapun proses Pengolahan air untuk menjadikan air siap dikemas dan dipasarkan secara umum, ada beberapa proses yang harus dilalui antara lain :
1. Proses Water Treatment System
2. Proses Water Sterilisasi
3. Proses Quality Control System
4. Proses Pengemasan ( Gallon, Bottle, Cup, dll)
5. Proses Pengepakan
6. Proses Distribusi
Proses Pengolahan Air dapat dijelaskan dalam beberapa tahapan :
1. Proses Water Treatment System
Proses Water Treatment System atau proses pengolahan air yang merupakan air yang bersih higienis dan bebas dari segi fisika maupun kimia.
Dalam proses ini (mineral Water) ada tahapan-tahapan yang harus diperhatikan antara lain:
• Sumber air bahan baku
• Proses Water treatment
• Kapasitas produk yang diharapkan
- Sumber air bahan baku
Sumber air sebagai bahan baku harus benar–benar yang berkualitas baik dari secara fisika maupun kimia serta kapasitasnya cukup atau berlebih sesuai dengan kapasitas output yang diharapkan.
- Proses Water Treatment
Proses Water Treatment atau proses pengolahan air untuk umpan ke-ketahapan mesin selanjutnya harus memenuhi persyaratan yang harus dipenuhi agar kondisi mesin selanjutnya tidak cepat rusak dan aus. Yang harus diperhatikan adalah ; kapasitas filter– filter pendukung , media yang digunakan, bahan tabung filter yang digunakan , perawatan yang dilakukan.
2. Proses Water Sterilisasi
Proses sterilisasi harus dilakukan secara baik dan benar, agar kualitas air yang dihasilkan benar–benar steril dan dijamin tidak merugikan kesehatan.
Adapun proses ini dilakukan setelah proses perlakuan water treatment dengan menggunakan proses OZONISASI -------à proses pencampuran gas ozone kedalam air umpan yang telah diproses melalui water treatment system, yang mana ozone ini berfungsi sebagai / membunuh kuman, bactery serta virus–virus yang kemungkinan masih ada dalam air, serta sebagai pengawet yang food grade yang tidak ada efek samping terhadap tubuh manusia.
Proses Ultra Violet Sterilisasi yang bertujuan untuk mensterilkan air yang akan masuk ke proses selanjutnya yaitu proses kemasan.
3. Proses Quality Control System
Proses quality control dilakukan secara bertahap dan continu agar air yang dikemas benar–benar stabil dan terjamin kualitasnya dari waktu kewaktu.
Setiap pengolahan AMDK diharuskan mempunyai laboratorium kecil sendiri yang mana dapat mengontrol kualitas produksi setiap saat, serta dapat mengontrol kondisi mesin produksi apakan masih dalam kondisi prima atau tidak dan perlu dilakukan perbaikan dan perawatan mesin.
4. Proses Pengemasan
Proses pengemasan dapat berupa kemasan gallon , bottle, atau cup yang mana proses ini diharuskan menggunakan mesin mesin yang automatic maupun semi- automatic agar kontak tangan maupun tubuh operator dihindari sekecil mungkin agar tidak terjadi kontaminasi dari tubuh operator tersebut ke dalam kemasan maupun air hasil.
5. Proses Pengepakan
Proses Pengepakan dapat dilakukan secara manual maupun automatic yang terpenting disini pengemasan dilakukan dengan rapi dan bersih agar produk tersebut dapat dinikmati konsumen dengan tingkat kepuasan yang tinggi.
6. Proses distribusi
Proses distribusi sebaiknya dilakukan 5 – 6 jam setelah proses pengemasan agar kondisi gas OZONE yang terkandung dalam air hasil menguap dan gas ozone tersebut kembali menjadi oxigent.
Baru setelah 5 – 6 jam lebih produk diperbolehkan dikonsumsi maupun diditribusikan.
SISTEM PENGOLAHAN AIR MINUM DENGAN PROSES MINERAL WATER
Sistem pengolahan air minum dengan sumber air bersih dengan skala atau standar air minum, memerlukan beberapa proses yang perlu diterapkan, adapun proses yang diperlukan tergantung dari kualitas air baku antara lain :
• Proses penampungan air dalam bak penampungan air yang bertujuan sebagai tolak ukur dari debit air bersih yang dibutuhkan. Ukuran bak penampungan disesuaikan dengan kebutuhan (debit air) yang mana ukuran bak 2 kali dari kebutuhan
• Proses oksidasi atau dengan kata lain penambahan oksigen kedalam air agar kadar-kadar logam berat serta zat kimiawi lainnya yang terkandung dalam air mudah terurai. Dalam proses ini ada beberapa perlakuan yang bisa dilakukan seperti dengan penambahan oksigen dengan sistem aerasi (dengan menggunakan alat aerator) dan juga dapat dilakukan dengan menggunakan katalisator bahan kimia untuk mempercepat proses terurainya kadar logam berat serta zat kimiawi lainnya (dengan menggunakan clorine, kaporite, kapur dll)
• Proses pengendapan atau koagulasi, proses ini bisa dilakukan dengan menggunakan bahan kimia seperti bahan koagulan (Hipoklorite/PAC dengan rumus kimia Al2O3), juga proses ini bisa dilakukan dengan menggunakan teknik lamela plate
• Proses ozonisasi dilakukan diawal proses bertujuan untuk mengurangi bacteri , virus, amuba, serta patogen yang merugikan, serta proses ini juga dapat menghilangkan kadar-kadar isektisida dalam air yang mana apabila air terkontaminasi dengan insekisida dan proses ozonisasi berguna juga sebagai remove iron, manganese.
• Proses filtrasi, proses ini bertujuan untuk menghilangkan kotoran-kotoran air yang masih terkandung dalam air. Biasanya proses ini menggunakan bahan sand filter yang disesuaikan dengan kebutuhan baik debit maupun kualitas air dengan media filter (silica sand/quarsa, zeolite, dll)
• Proses filtrasi (carbon actived), proses ini bertujuan untuk meningkatkan kualitas air agar air yang dihasilkan tidak mengandung bakteri (sterile)dan rasa serta aroma air
• Proses Nano filtrasi system , proses ini merupakan proses utama ( Untuk technologi baru dalam proses water treatment system) dengan hasil qualitas jauh lebih baik dari air mineral. Proses ini melalui alat yang disebut Holo Membrane semipermiable, membrane ini mempunyai lubang air 1/1000 micron dimana air yang melewati lubang tersebut sudah merupakan air bebas polutan meniral terlarut bactery, virus dan logam-logam berat lainnya.
• Proses terakhir, adalah proses pembunuhan bakteri, virus, jamur, makroba dan bakteri lainnya yang tujuannya air itu tidak perlu dimasak kembali, proses ini menggunakan proses ultra violet atau dengan kata lain sterilisasi dengan menggunakan penyinaran ultra violet serta dengan ozonisasi.
TAHAPAN TAHAPAN PROSES PRODUKSI AIR MINUM DENGAN SYSTEM MAKRO FILTRASI, MICRO FILTRASI & NANO FILTRASI
A.WATER TREATMENT SYSTEM
Tahapan ini ada beberapa proses antara lain :
1. Proses penghilangan / pengikatan Lumpur / polutan tidak terlarut
2. Proses penghilangan / pengikatan logam – logam berat
3. Proses penghilangan / pengikatan zat organic & anorganik
4. Proses penghilangan zat kapur / kesadahan dan magnesium
5. Proses Ultra filtrasi
1. PROSES SAND FILTER
Proses ini bertujuan untuk mengurangi polutan-polutan yang ukurannya lebih besar dari 0,5 mikron, serta menahan/ memfilter kadar-kadar logam-logam berat yang telah teroksidasi dalam proses sebelumnya.
2. PROSES GREENSAND FILTER (sand actived)
Proses ini mempunyai fungsi menghilangkan kadar logam berat serta zat kimia lainnya yang tidak sempat teroksidasi pada awal proses. Proses filtrasi ini menggunakan media greensand yang mempunyai fungsi mengikat/menukarkan ion (ion exchange) logam serta unsur kimia terlarut antara lain :
• Fe 2+ ion besi
• Mn 2+ ion Mangan
• H2S Sulfida
• NH4 Amoniak
• Zn Zink
• Cr Crom
• NO2- Nitrit
• NO3- Nitral
• Balance pH
• Dll
3. PROSES CARBON FILTER
Proses ini bertujuan menghilangkan aroma air yang tidak sedap serta membunuh bacteri serta mengikat racun-racun dalam air, seperti diilustrasikan dalam perut yang diare menggunakan obat norite dengan kata lain carbon powder yang kapsul atau di cetak yang bertujuan menghilangkan bacteri serta menyerap racun-racun dalam perut.
4. PROSES SOFTENING
Proses ini bertujuan melunakan air serta rasa air agar tidak kesat serta mengurangi kadar kapur, kesadahan, magnesium dalam air.
Air minum dalam kemasan merupakan air yang dikemas dalam berbagai bentuk wadah 19 ltr atau 5 galon , 1500 ml / 600 ml ( bottle), 240 ml /220 ml (cup).
Air kemasan diproses dalam beberapa tahap baik menggunakan proses pemurnian air (Reverse Osmosis / Tanpa Mineral) maupun proses biasa Water treatment processing (Mineral), dimana sumber air yang digunakan untuk Air kemasan mineral berasal dari mata air pengunungan, Untuk Air kemasan Non mineral biasanya dapat juga digunakan dengan sumber mata air tanah / mata air pengunungan.
Proses Air Minum Dalam Kemasan (AMDK) harus melalui proses tahapan baik secara klinis maupun secara hukum ,secara higines klinis biasanya disahkan menurut peraturan pemerintah memalui Departemen Badan Balai Pengawasan Obat Dan Makanan ( Badan POM RI) baik dari segi kimia , fisika, microbiologi, dll. Tahapan secara hukum biasanya melalui proses pengukuhan merek dagang, hak paten, sertifikasi dan assosiasi yang mana keseluruhannya mengacu pada peraturan pemerintah melalui DEPERINDAG, Untuk SNI (Standar Nasional Indonesia), Merek Dagang dll. Untuk masalah air kemasan tentang Hak Cipta, Hak Paten Merek dll biasanya melalui instansi KEHAKIMAN untuk pengurusan paten merekjenis barang dll.
AMDK harus memenuhi standar nasional (SNI dengan kode SNI No.01-3553-1996 tentang standar baku mutu air dalam kemasan, serta MD yang dikeluarkan oleh BPOM RI yang merupakan standar baku kimia, fisika, mikrobiologis. Serta banyak lagi persyaratan yang harus dipenuhi agar AMDK itu layak dikonsumsi dan aman bagi kesehatan manusia.
Adapun proses Pengolahan air untuk menjadikan air siap dikemas dan dipasarkan secara umum, ada beberapa proses yang harus dilalui antara lain :
1. Proses Water Treatment System
2. Proses Water Sterilisasi
3. Proses Quality Control System
4. Proses Pengemasan ( Gallon, Bottle, Cup, dll)
5. Proses Pengepakan
6. Proses Distribusi
Proses Pengolahan Air dapat dijelaskan dalam beberapa tahapan :
1. Proses Water Treatment System
Proses Water Treatment System atau proses pengolahan air yang merupakan air yang bersih higienis dan bebas dari segi fisika maupun kimia.
Dalam proses ini (mineral Water) ada tahapan-tahapan yang harus diperhatikan antara lain:
• Sumber air bahan baku
• Proses Water treatment
• Kapasitas produk yang diharapkan
- Sumber air bahan baku
Sumber air sebagai bahan baku harus benar–benar yang berkualitas baik dari secara fisika maupun kimia serta kapasitasnya cukup atau berlebih sesuai dengan kapasitas output yang diharapkan.
- Proses Water Treatment
Proses Water Treatment atau proses pengolahan air untuk umpan ke-ketahapan mesin selanjutnya harus memenuhi persyaratan yang harus dipenuhi agar kondisi mesin selanjutnya tidak cepat rusak dan aus. Yang harus diperhatikan adalah ; kapasitas filter– filter pendukung , media yang digunakan, bahan tabung filter yang digunakan , perawatan yang dilakukan.
2. Proses Water Sterilisasi
Proses sterilisasi harus dilakukan secara baik dan benar, agar kualitas air yang dihasilkan benar–benar steril dan dijamin tidak merugikan kesehatan.
Adapun proses ini dilakukan setelah proses perlakuan water treatment dengan menggunakan proses OZONISASI -------à proses pencampuran gas ozone kedalam air umpan yang telah diproses melalui water treatment system, yang mana ozone ini berfungsi sebagai / membunuh kuman, bactery serta virus–virus yang kemungkinan masih ada dalam air, serta sebagai pengawet yang food grade yang tidak ada efek samping terhadap tubuh manusia.
Proses Ultra Violet Sterilisasi yang bertujuan untuk mensterilkan air yang akan masuk ke proses selanjutnya yaitu proses kemasan.
3. Proses Quality Control System
Proses quality control dilakukan secara bertahap dan continu agar air yang dikemas benar–benar stabil dan terjamin kualitasnya dari waktu kewaktu.
Setiap pengolahan AMDK diharuskan mempunyai laboratorium kecil sendiri yang mana dapat mengontrol kualitas produksi setiap saat, serta dapat mengontrol kondisi mesin produksi apakan masih dalam kondisi prima atau tidak dan perlu dilakukan perbaikan dan perawatan mesin.
4. Proses Pengemasan
Proses pengemasan dapat berupa kemasan gallon , bottle, atau cup yang mana proses ini diharuskan menggunakan mesin mesin yang automatic maupun semi- automatic agar kontak tangan maupun tubuh operator dihindari sekecil mungkin agar tidak terjadi kontaminasi dari tubuh operator tersebut ke dalam kemasan maupun air hasil.
5. Proses Pengepakan
Proses Pengepakan dapat dilakukan secara manual maupun automatic yang terpenting disini pengemasan dilakukan dengan rapi dan bersih agar produk tersebut dapat dinikmati konsumen dengan tingkat kepuasan yang tinggi.
6. Proses distribusi
Proses distribusi sebaiknya dilakukan 5 – 6 jam setelah proses pengemasan agar kondisi gas OZONE yang terkandung dalam air hasil menguap dan gas ozone tersebut kembali menjadi oxigent.
Baru setelah 5 – 6 jam lebih produk diperbolehkan dikonsumsi maupun diditribusikan.
SISTEM PENGOLAHAN AIR MINUM DENGAN PROSES MINERAL WATER
Sistem pengolahan air minum dengan sumber air bersih dengan skala atau standar air minum, memerlukan beberapa proses yang perlu diterapkan, adapun proses yang diperlukan tergantung dari kualitas air baku antara lain :
• Proses penampungan air dalam bak penampungan air yang bertujuan sebagai tolak ukur dari debit air bersih yang dibutuhkan. Ukuran bak penampungan disesuaikan dengan kebutuhan (debit air) yang mana ukuran bak 2 kali dari kebutuhan
• Proses oksidasi atau dengan kata lain penambahan oksigen kedalam air agar kadar-kadar logam berat serta zat kimiawi lainnya yang terkandung dalam air mudah terurai. Dalam proses ini ada beberapa perlakuan yang bisa dilakukan seperti dengan penambahan oksigen dengan sistem aerasi (dengan menggunakan alat aerator) dan juga dapat dilakukan dengan menggunakan katalisator bahan kimia untuk mempercepat proses terurainya kadar logam berat serta zat kimiawi lainnya (dengan menggunakan clorine, kaporite, kapur dll)
• Proses pengendapan atau koagulasi, proses ini bisa dilakukan dengan menggunakan bahan kimia seperti bahan koagulan (Hipoklorite/PAC dengan rumus kimia Al2O3), juga proses ini bisa dilakukan dengan menggunakan teknik lamela plate
• Proses ozonisasi dilakukan diawal proses bertujuan untuk mengurangi bacteri , virus, amuba, serta patogen yang merugikan, serta proses ini juga dapat menghilangkan kadar-kadar isektisida dalam air yang mana apabila air terkontaminasi dengan insekisida dan proses ozonisasi berguna juga sebagai remove iron, manganese.
• Proses filtrasi, proses ini bertujuan untuk menghilangkan kotoran-kotoran air yang masih terkandung dalam air. Biasanya proses ini menggunakan bahan sand filter yang disesuaikan dengan kebutuhan baik debit maupun kualitas air dengan media filter (silica sand/quarsa, zeolite, dll)
• Proses filtrasi (carbon actived), proses ini bertujuan untuk meningkatkan kualitas air agar air yang dihasilkan tidak mengandung bakteri (sterile)dan rasa serta aroma air
• Proses Nano filtrasi system , proses ini merupakan proses utama ( Untuk technologi baru dalam proses water treatment system) dengan hasil qualitas jauh lebih baik dari air mineral. Proses ini melalui alat yang disebut Holo Membrane semipermiable, membrane ini mempunyai lubang air 1/1000 micron dimana air yang melewati lubang tersebut sudah merupakan air bebas polutan meniral terlarut bactery, virus dan logam-logam berat lainnya.
• Proses terakhir, adalah proses pembunuhan bakteri, virus, jamur, makroba dan bakteri lainnya yang tujuannya air itu tidak perlu dimasak kembali, proses ini menggunakan proses ultra violet atau dengan kata lain sterilisasi dengan menggunakan penyinaran ultra violet serta dengan ozonisasi.
TAHAPAN TAHAPAN PROSES PRODUKSI AIR MINUM DENGAN SYSTEM MAKRO FILTRASI, MICRO FILTRASI & NANO FILTRASI
A.WATER TREATMENT SYSTEM
Tahapan ini ada beberapa proses antara lain :
1. Proses penghilangan / pengikatan Lumpur / polutan tidak terlarut
2. Proses penghilangan / pengikatan logam – logam berat
3. Proses penghilangan / pengikatan zat organic & anorganik
4. Proses penghilangan zat kapur / kesadahan dan magnesium
5. Proses Ultra filtrasi
1. PROSES SAND FILTER
Proses ini bertujuan untuk mengurangi polutan-polutan yang ukurannya lebih besar dari 0,5 mikron, serta menahan/ memfilter kadar-kadar logam-logam berat yang telah teroksidasi dalam proses sebelumnya.
2. PROSES GREENSAND FILTER (sand actived)
Proses ini mempunyai fungsi menghilangkan kadar logam berat serta zat kimia lainnya yang tidak sempat teroksidasi pada awal proses. Proses filtrasi ini menggunakan media greensand yang mempunyai fungsi mengikat/menukarkan ion (ion exchange) logam serta unsur kimia terlarut antara lain :
• Fe 2+ ion besi
• Mn 2+ ion Mangan
• H2S Sulfida
• NH4 Amoniak
• Zn Zink
• Cr Crom
• NO2- Nitrit
• NO3- Nitral
• Balance pH
• Dll
3. PROSES CARBON FILTER
Proses ini bertujuan menghilangkan aroma air yang tidak sedap serta membunuh bacteri serta mengikat racun-racun dalam air, seperti diilustrasikan dalam perut yang diare menggunakan obat norite dengan kata lain carbon powder yang kapsul atau di cetak yang bertujuan menghilangkan bacteri serta menyerap racun-racun dalam perut.
4. PROSES SOFTENING
Proses ini bertujuan melunakan air serta rasa air agar tidak kesat serta mengurangi kadar kapur, kesadahan, magnesium dalam air.
5. PROSES ULTRA FILTRASI ( NANO FILTRASI)
Proses ini bertujuan menghilangkan aroma air yang tidak sedap serta membunuh bacteri serta mengikat racun-racun dalam air, seperti diilustrasikan dalam perut yang diare menggunakan obat norite dengan kata lain carbon powder yang kapsul atau di cetak yang bertujuan menghilangkan bacteri serta menyerap racun-racun dalam perut.
C. STERILISASI ULTRA VIOLET & OZONISASI
Proses Sterilisasi yang bertujuan untuk menghilangkan atau membunuh bactery yang terkandung dalam air hasil yang mungkin terkontaminasi dari instalasi pipa produk serta dari kemasan yang terkontaminasi.
Ada beberapa proses sterilisasi yang dilakukan pada proses air minum kemasan adalah :
1. Penambahan gas ozone ( Ozonisasi)
2. Penyinaran Ultra Violet Sterilisasi
Ozonisasi
Proses Ozonisasi bertujuan membunuh baktery, virus serta jamur – jamur dan lumut serta untuk mengawetkan air yang sudah dikemas dalam kemasan yang mana apabila terjadi kontaminasi pada kemasan yang tidak steril/ bersih.
Proses Ozonisasi dilakukan dengan cara menginjeksikan serta mencampur ratakan dengan air yang sudah melalui beberapa tahap water treatment sampai tahap proses pemurnian air (reverse osmosis) didalam tangki reactor ( Reaktor Tank).
Ozonisasi merupakan gas Ozone yang diproduksi dari listrik tegangan tinggi sampai dengan 75.000 volt DC yang mana kutub katoda dan anoda terjadi kilatan listrik. Oxigen atau udara dilewatkan kedalam tabung reactor ozone , oxygen diaktifkan dan dipecah molekulnya menjadi O2 --à O3 yang akan menghasilkan gas ozone yang beraroma khas, yang berfungsi untuk membunuh serta mematikan.
Penyinaran Ultra Violet Sterilisasi
Perlakuan ini dilakukan pada akhir proses yaitu kondisi sebelum pada pengisian kedalam kemasan.
UV Sterlisasi yaitu merupakan Sinar Ultra Violet yang dihasilkan dari lampu yang menghasilkan cahaya Ultra violet dengan panjang gelombang 254 nm (nano meter) yang mana cahaya UV pada panjang gelombang ini mempunyai kemampuan membunuh bactery serta mikroorganisme lainnya.
STERILISASI
STERILISASI ADA DUA JENIS PROSES :
1. STERILISASI DENGAN MENGINJEKSIKAN GAS OZONE (O3) KEDALAM AIR PRODUKSI
v MEMPUNYAI FUNGSI :
MEMBUNUH BAKTERI–BAKTERI , VIRUS DAN PATHOGEN
LAINNYA :
v ESCHERICHIA-COLI (E-COLI)v FECAL STREPTOCOCCIv STAPHYLOCOCCUS AUREUAv ASPERGILLUS NIGERv STAPHYLOCOCCUS AREUSv SALMONELLA CHOLERAESUISv BACILLUS SUBTILLISv BACILLUS ANTRACIS (ANTHRAX)v COLIFORM BACTERIAv PARASITIC INFUSORIANv AHYDROPHILAv OMV,CSV,IPNV,IHNV,HIRRV,YAN
MENETRALISIR PESTISIDAv DDTv PCPv MALATHIONv BAYGONv VAPAM
MENGOKSIDASI LOGAM BERATv IRON (ZAT BESI/Fe)v MANGANESE (BESI HITAM Mn)
2. STERILISASI DENGAN PENYINARAN ULTRA VIOLET DENGAN WAVE LENGTH(PANJANG GELOMBANG) 254 nm
v MEMPUNYAI FUNGSI :v MEMBUNUH BAKTERI-BAKTERI DAN VIRUS SERTA PATHOGEN LAINNYA.
Proses ini bertujuan menghilangkan aroma air yang tidak sedap serta membunuh bacteri serta mengikat racun-racun dalam air, seperti diilustrasikan dalam perut yang diare menggunakan obat norite dengan kata lain carbon powder yang kapsul atau di cetak yang bertujuan menghilangkan bacteri serta menyerap racun-racun dalam perut.
C. STERILISASI ULTRA VIOLET & OZONISASI
Proses Sterilisasi yang bertujuan untuk menghilangkan atau membunuh bactery yang terkandung dalam air hasil yang mungkin terkontaminasi dari instalasi pipa produk serta dari kemasan yang terkontaminasi.
Ada beberapa proses sterilisasi yang dilakukan pada proses air minum kemasan adalah :
1. Penambahan gas ozone ( Ozonisasi)
2. Penyinaran Ultra Violet Sterilisasi
Ozonisasi
Proses Ozonisasi bertujuan membunuh baktery, virus serta jamur – jamur dan lumut serta untuk mengawetkan air yang sudah dikemas dalam kemasan yang mana apabila terjadi kontaminasi pada kemasan yang tidak steril/ bersih.
Proses Ozonisasi dilakukan dengan cara menginjeksikan serta mencampur ratakan dengan air yang sudah melalui beberapa tahap water treatment sampai tahap proses pemurnian air (reverse osmosis) didalam tangki reactor ( Reaktor Tank).
Ozonisasi merupakan gas Ozone yang diproduksi dari listrik tegangan tinggi sampai dengan 75.000 volt DC yang mana kutub katoda dan anoda terjadi kilatan listrik. Oxigen atau udara dilewatkan kedalam tabung reactor ozone , oxygen diaktifkan dan dipecah molekulnya menjadi O2 --à O3 yang akan menghasilkan gas ozone yang beraroma khas, yang berfungsi untuk membunuh serta mematikan.
Penyinaran Ultra Violet Sterilisasi
Perlakuan ini dilakukan pada akhir proses yaitu kondisi sebelum pada pengisian kedalam kemasan.
UV Sterlisasi yaitu merupakan Sinar Ultra Violet yang dihasilkan dari lampu yang menghasilkan cahaya Ultra violet dengan panjang gelombang 254 nm (nano meter) yang mana cahaya UV pada panjang gelombang ini mempunyai kemampuan membunuh bactery serta mikroorganisme lainnya.
STERILISASI
STERILISASI ADA DUA JENIS PROSES :
1. STERILISASI DENGAN MENGINJEKSIKAN GAS OZONE (O3) KEDALAM AIR PRODUKSI
v MEMPUNYAI FUNGSI :
MEMBUNUH BAKTERI–BAKTERI , VIRUS DAN PATHOGEN
LAINNYA :
v ESCHERICHIA-COLI (E-COLI)v FECAL STREPTOCOCCIv STAPHYLOCOCCUS AUREUAv ASPERGILLUS NIGERv STAPHYLOCOCCUS AREUSv SALMONELLA CHOLERAESUISv BACILLUS SUBTILLISv BACILLUS ANTRACIS (ANTHRAX)v COLIFORM BACTERIAv PARASITIC INFUSORIANv AHYDROPHILAv OMV,CSV,IPNV,IHNV,HIRRV,YAN
MENETRALISIR PESTISIDAv DDTv PCPv MALATHIONv BAYGONv VAPAM
MENGOKSIDASI LOGAM BERATv IRON (ZAT BESI/Fe)v MANGANESE (BESI HITAM Mn)
2. STERILISASI DENGAN PENYINARAN ULTRA VIOLET DENGAN WAVE LENGTH(PANJANG GELOMBANG) 254 nm
v MEMPUNYAI FUNGSI :v MEMBUNUH BAKTERI-BAKTERI DAN VIRUS SERTA PATHOGEN LAINNYA.
Mempelajari Cara Pengolahan Air Bersih
Air bersih adalah kebutuhan penting dalam kehidupan manusia. Dalam
keseharian, air bersih digunakan untuk berbagai keperluan, dari minum,
mandi, cuci, masak dan lainnya. Hasil dari aktivitas masyarakat tersebut
adalah air buangan/air limbah. Selain dari rumah tangga, air buangan
juga dapat berasal dari industri maupun kotapraja. Lalu bagaimana air
buangan tersebut diolah menjadi air bersih?
Secara umum, pengolahan air bersih terdiri dari 3 aspek, yakni pengolahan secara fisika, kimia dan biologi. Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis, tanpa adanya penambahan bahan kimia. Contohnya adalah pengendapan, filtrasi, adsorpsi, dan lain-lain. Pada pengolahan secara kimiawi, terdapat penambahan bahan kimia, seperti klor, tawas, dan lain-lain, biasanya bahan ini digunakan untuk menyisihkan logam-logam berat yang terkandung dalam air. Sedangkan pada pengolahan secara biologis, biasanya memanfaatkan mikroorganisme sebagai media pengolahnya.
PDAM (Perusahaan Dagang Air Minum), BUMN yang berkaitan dengan usaha menyediakan air bersih bagi masyarakat, biasanya melakukan pengolahan air bersih secara fisika dan kimia. Secara umum, skema pengolahan air bersih di daerah-daerah di Indonesia adalah sebagai berikut :
1. Bangunan Intake (Bangunan Pengumpul Air)
Bangunan intake berfungsi sebagai bangunan pertama untuk masuknya air dari sumber air. Sumber air utamanya diambil dari air sungai. Pada bangunan ini terdapat bar screen (penyaring kasar) yang berfungsi untuk menyaring benda-benda yang ikut tergenang dalam air, misalnya sampah, daun-daun, batang pohon, dsb.
2. Bak Prasedimentasi (optional)
Bak ini digunakan bagi sumber air yang karakteristik turbiditasnya tinggi (kekeruhan yang menyebabkan air berwarna coklat). Bentuknya hanya berupa bak sederhana, fungsinya untuk pengendapan partikel-partikel diskrit dan berat seperti pasir, dll. Selanjutnya air dipompa ke bangunan utama pengolahan air bersih yakni WTP.
3. WTP (Water Treatment Plant)
Ini adalah bangunan pokok dari sistem pengolahan air bersih. Bangunan ini beberapa bagian, yakni koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi dan desinfeksi.
a. Koagulasi
Disinilah proses kimiawi terjadi, pada proses koagulasi ini dilakukan proses destabilisasi partikel koloid, karena pada dasarnya air sungai atau air kotor biasanya berbentuk koloid dengan berbagai partikel koloid yang terkandung didalamnya. Tujuan proses ini adalah untuk memisahkan air dengan pengotor yang terlarut didalamnya, analoginya seperti memisahkan air pada susu kedelai. Pada unit ini terjadi rapid mixing (pengadukan cepat) agar koagulan dapat terlarut merata dalam waktu singkat. Bentuk alat pengaduknya dapat bervariasi, selain rapid mixing, dapat menggunakan hidrolis (hydrolic jump atau terjunan) atau mekanis (menggunakan batang pengaduk).
b. Flokulasi
Selanjutnya air masuk ke unit flokulasi. Tujuannya adalah untuk membentuk dan memperbesar flok (pengotor yang terendapkan). Di sini dibutuhkan lokasi yang alirannya tenang namun tetap ada pengadukan lambat (slow mixing) supaya flok menumpuk. Untuk meningkatkan efisiensi, biasanya ditambah dengan senyawa kimia yang mampu mengikat flok-flok tersebut.
c. Sedimentasi
Bangunan ini digunakan untuk mengendapkan partikel-partikel koloid yang sudah didestabilisasi oleh unit sebelumnya. Unit ini menggunakan prinsip berat jenis. Berat jenis partikel kolid (biasanya berupa lumpur) akan lebih besar daripada berat jenis air. Pada masa kini, unit koagulasi, flokulasi dan sedimentasi telah ada yang dibuat tergabung yang disebut unit aselator.
d. Filtrasi
Sesuai dengan namanya, filtrasi adalah untuk menyaring dengan media butiran. Media butiran ini biasanya terdiri dari antrasit, pasir silica dan kerikil silica dengan ketebalan berbeda. Cara ini dilakukan dengan metode gravitasi.
e. Desinfeksi
Setelah bersih dari pengotor, masih ada kemungkinan ada kuman dan bakteri yang hidup, sehingga ditambahkanlah senyawa kimia yang dapat mematikan kuman ini, biasanya berupa penambahan chlor, ozonisasi, UV, pemabasan, dan lain-lain sebelum masuk ke bangunan selanjutnya, yakni reservoir.
4. Reservoir
Reservoir berfungsi sebagai tempat penampungan sementara air bersih sebelum didistribusikan melalui pipa-pipa secara gravitasi. Karena kebanyakan distribusi di Indonesia menggunakan konsep gravitasi, maka reservoir biasanya diletakkan di tempat dengan posisi lebih tinggi daripada tempat-tempat yang menjadi sasaran distribusi, bisa diatas bukit atau gunung.
Gabungan dari unit-unit pengolahan air ini disebut IPA – Instalasi Pengolahan Air. Untuk menghemat biaya pembangunan, unit intake, WTP dan reservoir dapat 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 resevoir. Pada akhirnya, dari reservoir, air bersih siap untuk didistribusikan melalui pipa-pipa dengan berbagai ukuran ke tiap daerah distribusi.
Sekarang ini, perkembangan metode pengolahan air bersih telah banyak berkembang, diantaranya adalah sistem saringan pasir lambat. Perbedaan utama pada sistem ini dengan sistem konvensional adalah arah aliran airnya dari bawah ke atas (up flow), tidak menggunakan bahan kimia dan biaya operasinya yang lebih murah. Pada akhir tahun lalu pun, Pusat Penelitian Fisika LIPI telah berhasil menciptakan alat untuk mengolah air kotor menjadi air bersih yang layak diminum, sistem ini dirancang agar mudah dibawa dan dapat dioperasikan tanpa memerlukan sumber listrik.
Sumber Gambar :
http://aryansah.files.wordpress.com/2010/12/treatment.gif
Sumber :
http://aryansah.wordpress.com/2010/12/03/instalasi-pengolahan-air-bersih/
http://ketutgiri.wordpress.com/2009/10/25/instalansi-pengolaha-air-minum-darimana-air-pdam-berasal/
http://nationalgeographic.co.id/berita/2011/09/lipi-ciptakan-sistem-baru-pengolah-air-kotor
http://www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/Buku10Patek/03PASIR.pdf
http://www.slideshare.net/septyazee/makalah-pengolahan-air-limbah
Secara umum, pengolahan air bersih terdiri dari 3 aspek, yakni pengolahan secara fisika, kimia dan biologi. Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis, tanpa adanya penambahan bahan kimia. Contohnya adalah pengendapan, filtrasi, adsorpsi, dan lain-lain. Pada pengolahan secara kimiawi, terdapat penambahan bahan kimia, seperti klor, tawas, dan lain-lain, biasanya bahan ini digunakan untuk menyisihkan logam-logam berat yang terkandung dalam air. Sedangkan pada pengolahan secara biologis, biasanya memanfaatkan mikroorganisme sebagai media pengolahnya.
PDAM (Perusahaan Dagang Air Minum), BUMN yang berkaitan dengan usaha menyediakan air bersih bagi masyarakat, biasanya melakukan pengolahan air bersih secara fisika dan kimia. Secara umum, skema pengolahan air bersih di daerah-daerah di Indonesia adalah sebagai berikut :
1. Bangunan Intake (Bangunan Pengumpul Air)
Bangunan intake berfungsi sebagai bangunan pertama untuk masuknya air dari sumber air. Sumber air utamanya diambil dari air sungai. Pada bangunan ini terdapat bar screen (penyaring kasar) yang berfungsi untuk menyaring benda-benda yang ikut tergenang dalam air, misalnya sampah, daun-daun, batang pohon, dsb.
2. Bak Prasedimentasi (optional)
Bak ini digunakan bagi sumber air yang karakteristik turbiditasnya tinggi (kekeruhan yang menyebabkan air berwarna coklat). Bentuknya hanya berupa bak sederhana, fungsinya untuk pengendapan partikel-partikel diskrit dan berat seperti pasir, dll. Selanjutnya air dipompa ke bangunan utama pengolahan air bersih yakni WTP.
3. WTP (Water Treatment Plant)
Ini adalah bangunan pokok dari sistem pengolahan air bersih. Bangunan ini beberapa bagian, yakni koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi dan desinfeksi.
a. Koagulasi
Disinilah proses kimiawi terjadi, pada proses koagulasi ini dilakukan proses destabilisasi partikel koloid, karena pada dasarnya air sungai atau air kotor biasanya berbentuk koloid dengan berbagai partikel koloid yang terkandung didalamnya. Tujuan proses ini adalah untuk memisahkan air dengan pengotor yang terlarut didalamnya, analoginya seperti memisahkan air pada susu kedelai. Pada unit ini terjadi rapid mixing (pengadukan cepat) agar koagulan dapat terlarut merata dalam waktu singkat. Bentuk alat pengaduknya dapat bervariasi, selain rapid mixing, dapat menggunakan hidrolis (hydrolic jump atau terjunan) atau mekanis (menggunakan batang pengaduk).
b. Flokulasi
Selanjutnya air masuk ke unit flokulasi. Tujuannya adalah untuk membentuk dan memperbesar flok (pengotor yang terendapkan). Di sini dibutuhkan lokasi yang alirannya tenang namun tetap ada pengadukan lambat (slow mixing) supaya flok menumpuk. Untuk meningkatkan efisiensi, biasanya ditambah dengan senyawa kimia yang mampu mengikat flok-flok tersebut.
c. Sedimentasi
Bangunan ini digunakan untuk mengendapkan partikel-partikel koloid yang sudah didestabilisasi oleh unit sebelumnya. Unit ini menggunakan prinsip berat jenis. Berat jenis partikel kolid (biasanya berupa lumpur) akan lebih besar daripada berat jenis air. Pada masa kini, unit koagulasi, flokulasi dan sedimentasi telah ada yang dibuat tergabung yang disebut unit aselator.
d. Filtrasi
Sesuai dengan namanya, filtrasi adalah untuk menyaring dengan media butiran. Media butiran ini biasanya terdiri dari antrasit, pasir silica dan kerikil silica dengan ketebalan berbeda. Cara ini dilakukan dengan metode gravitasi.
e. Desinfeksi
Setelah bersih dari pengotor, masih ada kemungkinan ada kuman dan bakteri yang hidup, sehingga ditambahkanlah senyawa kimia yang dapat mematikan kuman ini, biasanya berupa penambahan chlor, ozonisasi, UV, pemabasan, dan lain-lain sebelum masuk ke bangunan selanjutnya, yakni reservoir.
4. Reservoir
Reservoir berfungsi sebagai tempat penampungan sementara air bersih sebelum didistribusikan melalui pipa-pipa secara gravitasi. Karena kebanyakan distribusi di Indonesia menggunakan konsep gravitasi, maka reservoir biasanya diletakkan di tempat dengan posisi lebih tinggi daripada tempat-tempat yang menjadi sasaran distribusi, bisa diatas bukit atau gunung.
Gabungan dari unit-unit pengolahan air ini disebut IPA – Instalasi Pengolahan Air. Untuk menghemat biaya pembangunan, unit intake, WTP dan reservoir dapat 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 resevoir. Pada akhirnya, dari reservoir, air bersih siap untuk didistribusikan melalui pipa-pipa dengan berbagai ukuran ke tiap daerah distribusi.
Sekarang ini, perkembangan metode pengolahan air bersih telah banyak berkembang, diantaranya adalah sistem saringan pasir lambat. Perbedaan utama pada sistem ini dengan sistem konvensional adalah arah aliran airnya dari bawah ke atas (up flow), tidak menggunakan bahan kimia dan biaya operasinya yang lebih murah. Pada akhir tahun lalu pun, Pusat Penelitian Fisika LIPI telah berhasil menciptakan alat untuk mengolah air kotor menjadi air bersih yang layak diminum, sistem ini dirancang agar mudah dibawa dan dapat dioperasikan tanpa memerlukan sumber listrik.
Sumber Gambar :
http://aryansah.files.wordpress.com/2010/12/treatment.gif
Sumber :
http://aryansah.wordpress.com/2010/12/03/instalasi-pengolahan-air-bersih/
http://ketutgiri.wordpress.com/2009/10/25/instalansi-pengolaha-air-minum-darimana-air-pdam-berasal/
http://nationalgeographic.co.id/berita/2011/09/lipi-ciptakan-sistem-baru-pengolah-air-kotor
http://www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/Buku10Patek/03PASIR.pdf
http://www.slideshare.net/septyazee/makalah-pengolahan-air-limbah
Proses Pengolahan Air Minum : KIMIA
2.1. Flokulasi
Air baku yang keruh setelah diendapkan dalam jangka waktu tertentu masih tetap keruh karena adanya koloid yang melayang-layang di dalam air. Koloid ini memerlukan waktu yang sangat lama untuk dapat diendapkan, dengan demikian efek gravitasi sedikit atau hampir tidak ada pengaruhnya terhadap proses pemisahan kontaminan. Proses pemisahan diefektifkan dengan penambahan bahan kimia tertentu dalam air baku. Setelah pencampuran tersebut, terjadi proses koagulasi (proses pembekuan/ penggumpalan). Secara kimia, hal ini merupakan proses destabilisasi muatan pada zat padat yang terlarut oleh zat kimia koagulan sehingga zat padat tersebut menggumpal dan dapat diendapkan dengan mudah. Destabilisasi partikel dapat dilakukan melalui mekanisme sebagai berikut :- Pemanfaatan lapisan ganda elektrik.
- Adsorpsi dan netralisasi muatan.
- Penjaringan partikel koloid dalam presipitat.
- Adsorpsi dan pengikatan antar partikel.
Flokulasi adalah tahap pengadukan lambat yang mengikuti unit pengaduk cepat. Proses ini bertujuan untuk mempercepat laju tumbukan partikel, sehingga menyebabkan aglomerasi dari partikel koloid terdestabilisasi secara elektrolitik kepada ukuran yang terendapkan dan tersaring.
Flokulasi dicapai dengan mengaplikasikan pengadukan yang tepat untuk memperbesar flok-flok hasil koagulasi. Pengadukan pada bak flokulasi harus diatur sehingga kecepatan pengadukan semakin ke hilir semakin lambat. Pada umumnya waktu detensi pada bak ini adalah 20 – 40 menit. Hal tersebut dilakukan karena flok yang telah mencapai ukuran tertentu tidak bisa menahan gaya tarik dari aliran air dan menyebabkan flok pecah kembali, oleh sebab itu kecepatan pengadukan dan waktu detensi dibatasi. Konstruksi dari unit flokulasi harus bisa menghindari aliran mati pada bak. Terdapat beberapa kategori sistem pengadukan untuk melakukan flokulasi ini, yaitu pengaduk mekanis dan pengadukan menggunakan baffle channel basins
2.2. Ozonisasi
Desinfeksi adalah proses yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme patogen yang terdapat di dalam air baku yang masuk ke dalam instalasi pengolahan air minum. Proses ini tidak berlaku bagi mikroorganisme yang berada dalam bentuk spora. Terdapat berbagai metode untuk melakukan desinfeksi, antara lain dengan penggunaan zat pengoksidasi (ozon, halogen, senyawa halogen), kation dari logam berat (perak, emas, merkuri), senyawa organik, senyawa berbentuk gas, dan pengolahan fisik (panas, UV, pH) (Chang, 1971 dikutip dalam Reynolds, 1982).Hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan desinfektan yang akan digunakan adalah kemampuan desinfektan untuk memerangi kontaminasi yang terjadi setelah pengolahan pada sistem ditribusi air sehingga desinfektan yang terpilih harus memiliki kekuatan desinfeksi yang tersisa di dalam air selama proses distribusi terjadi.
Ozon merupakan senyawa oksigen yang terbentuk dari tiga atom oksigen (O3) dan mempunyai sifat sebagai oksidator kuat. Secara alamiah ozon terbentuk melalui dua cara yaitu melalui bantuan radiasi sinar ultraviolet matahari pada atmosfer bumi dan kilat yang terjadi di udara. Proses ozonisasi dalam pengolahan air minum dilakukan berdasarkan prinsip pembentukan ozon secara alamiah. Melalui dua cara diatas, ikatan atom dari 3 molekul oksigen (O2) akan terpecah dan membentuk 2 molekul ozon (O3). Ikatan atom yang membentuk ozon sangat lemah sehingga ozon yang terbentuk dapat cepat kembali menjadi oksigen (O2). Hal ini menyebabkan ozon mempunyai sifat oksidator yang kuat. Data kimiawi ozon terdapat pada Tabel 2.10.
Tabel 2.10 Data Kimiawi Ozon
|
Rumus Kimia
|
O3
|
| Sifat |
Oksidator
|
| Berat Molekul |
48
|
| Konsentrasi |
< 18 % dari massa oksigen
|
| Titik Didih |
-111.9 oC
|
| Titik Beku |
- 192.7 oC
|
| Temperatur Kritis |
-12.1 oC
|
| Tekanan Kritis |
54,6 atm
|
| Kelarutan dalam Air |
3 ppm pada 20 oC
|
| Potensial Elektrokimia |
-2.07 V
|
| Densitas |
2.14 Kg O3/m3 pada 0 oC 1013 mbar
|
| Densitas Relatif (dengan udara) |
1.7
|
Secara kimiawi, ozon tersusun atas tiga atom oksigen yang mempunyai ikatan tunggal dan ikatan ganda. Ikatan tunggal yang terjadi merupakan ikatan tunggal yang sama dengan ikatan tunggal yang terjadi pada peroksida, dimana ikatan ini sangat lemah dan jika terlepas menyebabkan terbentuknya radikal bebas. Ikatan ganda yang terjadi merupakan ikatan kimia yang biasa terjadi pada oksigen (O2) dimana ikatan ini sangat stabil dan tidak reaktif.
Ozon mempunyai waktu paruh sekitar 25 menit dalam air destilasi yang mempunyai temperatur 20 oC. Waktu paruh ini akan berkurang jika berada dalam air biasa. Radiasi sinar ultraviolet dengan panjang gelombang 254 Nm dapat mengubah ozon dalam air menjadi oksigen dan radikal bebas hidroksil. Ozon efektif mengoksidasi berbagai jenis zat pencemar dalam air tanpa meninggalkan zat sisa yang tidak diinginkan atau mengubah pH air secara signifikan. Ozonisasi dalam instalasi pengolahan air minum mempunyai beberapa manfaat, antara lain untuk desinfeksi mikroorganisme organik patogen, menghilangkan bau dan rasa yang tidak diinginkan (biasanya berasal dari ion S-2), serta menjernihkan air akibat adanya senyawa organik terlarut. Dalam sistem pengolahan air minum, penggunaan sistem ozonisasi disertai dengan penggunaan saringan karbon aktif yang bertujuan untuk mengefektifkan pengolahan terutama untuk menghilangkan zat-zat pencemar organik. Gambar 2.3 – 2.6 memperlihatkan mekanisme kerja ozon dalam menghilangkan zat-zat pencemar organik.
Gambar 2.3 Ozon (O3) Dalam Larutan Dekat Bakteri
Gambar 2.6 Ozon Mengoksidasi Bakteri dan Melepaskan Material Organik
2.2.1. Pembentukan Ozon dengan Sinar Ultraviolet
Ozon dibuat dengan cara melewatkan udara pada sinar ultraviolet yang dihasilkan dari lampu UV. Sinar UV yang dihasilkan oleh lampu akan mengubah sejumlah kecil senyawa oksigen dalam udara menjadi ozon. Cahaya lampu yang digunakan tergantung pada panjang gelombang cahaya yang digunakan dan spektrum elektromagnetiknya. Panjang gelombang cahaya yang umum digunakan dalam generator ozon dengan sistem UV adalah 185 nm yang merupakan panjang gelombang cahaya yang paling efektif dalam pembentukan ozon. Konsentrasi ozon yang dihasilkan dari metode ini sekitar 0,01 % sampai 0,1 % dari konsentrasi
udara yang diolah. Konsentrasi ini bersifat fluktuatif karena sangat
dipengaruhi oleh kelembaban dan intensitas sinar UV yang dihasilkan dari
lampu, yang akan berkurang seiring dengan lamanya pemakaian.
2.2.2. Pembentukan Ozon dengan Arus Listrik
Ozon dibuat dengan cara melewatkan udara atau oksigen murni melalui listrik bertegangan tinggi yang akan memecah molekul oksigen dan membentuknya kembali menjadi ozon. Konsentrasi ozon yang dihasilkan berkisar antara 1% hingga 20% dari konsentrasi udara yang diolah, tergantung dari konsentrasi oksigen dari udara awal. Dalam sistem ini digunakan oksigen konsentrator yang akan memisahkan oksigen dari senyawa-senyawa lain, terutama nitrogen, yang terdapat di udara. Hal ini berguna untuk menambah jumlah ozon yang dihasilkan serta mencegah terjadinya korosi dalam sistem pengolahan yang disebabkan oleh adanya asam nitrit (HNO3) yang terbentuk dari reaksi antara uap air (kelembaban) dengan nitrogen oksida (NO2).2.2.3. Ozon untuk menghilangkan bau, rasa, dan warna
Ozon mampu menghilangkan warna dalam air yang disebabkan oleh senyawasenyawa organik dengan cara memecahkan ikatan atom-atom karbon yang terdapat dalam senyawa organik. Dalam proses ini akan dihasilkan aldehid, keton, dan asam yang dipengaruhi oleh senyawa-senyawa organik yang diuraikan, dosis ozon yang diberikan, serta waktu kontak. Proses oksidasi menggunakan ozon dapat mengurangi atau menghilangkan warna yang disebabkan oleh senyawasenyawa organik. Koloid dan partikel-partikel terlarut yang menyebabkan warna dalam air dapat dihilangkan dengan filtrasi. Efek mikrofiltrasi ozon dapat dimanfaatkan dalam proses koagulasi koloid organik dan partikel-partikel terlarut yang akan membantu proses filtrasi. Oksidasi senyawa-senyawa organik dapat meningkatkan biodegradasi karbon organik. Jika biodegradasi karbon organik tidak dihilangkan atau proses klorinasi yang dilakukan tidak mampu menghilangkan senyawa-senyawa organik yang ada dalam air, dapat menyebabkan pertumbuhan kembali mikroorganisme dalam sistem distribusi.
Bau dan rasa yang tidak diinginkankan dapat disebabkan oleh adanya bahanbahan organik dan bahan anorganik. Ion sulfit (S-2)
merupakan senyawa kimia utama yang menyebabkan timbulnya bau dan rasa.
Ion-ion lain yang dapat menimbulkan bau dan rasa dalam sistem distribusi
air adalah besi, tembaga, dan seng. Dalam distribusi air bersih dengan
kandungan oksigen terlarut yang kurang mencukupi, proses dekomposisi
secara anaerobik akan menghasilkan senyawasenyawa yang teridentifikasi
sebagai penyebab terjadinya masalah-masalah estetika dalam distribusi
air bersih. Berbagai jenis senyawa yang berada dalam air baku dapat
menimbulkan bau dan rasa yang tidak diinginkan. Selain itu, pertumbuhan
kembali mikroorganisme dalam sistem distribusi juga dapat menimbulkan
bau dan rasa yang tidak diinginkan pada air yang digunakan oleh
pelanggan. Sisa oksidan yang tinggi dalam proses ozonisasi dapat
memperlambat proses reaksi senyawa organik dalam sistem distribusi air
bersih sehingga mengurangi timbulnya bau dan rasa yang disebabkan
terbentuknya ion sulfit.
2.2.4. Perbandingan Ozon dan Klorin sebagai Disinfektan
Selain sebagai oksidator kuat, ozon juga merupakan desinfektan kuat yang dapat digunakan tanpa penambahan bahan kimia tertentu. Dalam penggunaannya, ozon dapat berubah menjadi oksigen, senyawa yang tidak beracun, dan aman bagi lingkungan. Di berbagai negara maju, seperti Amerika Serikat, Inggris dan Jerman, ozon dimanfaatkan untuk menghilangkan warna, menghilangkan bau dan rasa, menghilangkan senyawa-senyawa organik, mikroflokulasi, oksidasi mangan dan besi, sebagai desinfektan, serta mematikan virus. Tabel 2.11 menunjukkan perbandingan koefisien mematikan spesifik (Specific Lethality Coefficients) antara ozon dengan berbagai senyawa klor.
Tabel 2.11
Koefisien Mematikan Spesifik (Specific Lethality Coefficients) pada Suhu 5 oC
Koefisien Mematikan Spesifik (Specific Lethality Coefficients) pada Suhu 5 oC
| Senyawa |
Bakteri Enterik
|
Dinding Sel Amoeba
|
Virus
|
Spora
|
| Ozon |
500
|
0.5
|
5
|
2
|
| HOCL |
20
|
0.05
|
1
|
0.05 |
| OCL |
0.2
|
0.0005
|
<0.02
|
<0.0005 |
| NH2CL |
0.1
|
0.002
|
0.0005
|
0.001 |
Sebagai desinfektan, ozon mempunyai kemampuan yang lebih baik dibandingkan klorin atau desinfektan lainnya karena mempunyai daya oksidasi yang kuat sehingga dapat menghilangkan endotoksin (pyrogenic lippopolysaccharides) dan Total Organic Carbon (TOC). Selain itu, ozon mempunyai koefisien mematikan (lethality coefficient) yang lebih besar daripada klor sehingga lebih efektif dalam membunuh mikroorganisme dan virus.
http://jujubandung.com
Proses Pengolahan Air Minum : FISIK
Sistem penyedian air bersih memerlukan air baku yang jumlahnya
sebanding dengan kebutuhan air. Instalasi pengolahan air yang
memanfaatkan air permukaan sebagai air baku harus memperhatikan kualitas
dari air baku yang digunakan karena semakin buruk kualitas air baku
yang digunakan, semakin sulit pengolahan yang harus dilakukan untuk
mendapatkan air yang sesuai baku mutu air bersih atau air minum. Pada
umumnya, sumber air baku dari air permukaan harus diperhatikan segi
kekeruhan dan segi mikrobiologisnya. Kondisi air baku yang buruk
menyebabkan biaya pengolahan yang dibutuhkan semakin tinggi karena bahan
kimia yang diperlukan akan semakin banyak atau bahkan diperlukan unit
pengolahan yang baru untuk menjaga agar kualitas air sesuai dengan baku
mutu.
Baku mutu yang digunakan untuk kualitas air minum di Indonesia adalah Peratuan Menteri Kesehatan No. 907/MENKES/SK/VII/2002. Jika air minum yang diproduksi tidak memenuhi baku mutu, harus dilakukan pengolahan lanjutan untuk memastikan air tersebut aman untuk dikonsumsi. Pengolahan air baku secara umum dilakukan melalui proses fisika dan proses kimia atau kombinasi antara kedua proses tersebut. Proses pengolahan dan unit-unit pengolahan yang digunakan harus disesuaikan dengan kualitas air baku, polutan yang harus disisihkan, dan tujuan dari penggunaan air hasil pengolahan.
Aplikasi utama dari sedimentasi pada instalasi pengolahan air minum adalah :
Bak sedimentasi berfungsi untuk mengendapkan flok-flok yang dibentuk pada proses koagulasi dan flokulasi. Agar pengendapan yang terjadi pada bak sedimentasi berjalan dengan baik, terdapat beberapa persyaratan yang harus dipenuhi menyangkut karakteristik aliran dalam bak sedimentasi yang akan dibangun. Untuk mencapai pengendapan yang baik, bentuk bak sedimentasi harus dibuat sedemikian rupa sehingga karakteristik aliran di dalam bak tersebut memiliki aliran yang laminar dan tidak mengalami aliran mati (short-circuiting).
Bak sedimentasi pada umumnya terbuat dari konstruksi beton bertulang dengan bentuk bulat maupun persegi panjang. Terdapat tiga konfigurasi utama untuk bak sedimentasi, yaitu :
Prinsip pengolahan karbon aktif adalah mengadsorbsi bahan-bahan pencemar menggunakan media karbon. Proses adsorbsi yang berlangsung dalam karbon aktif tergantung pada luas permukaan media yang digunakan dan berhubungan dengan luas total pori-pori yang terdapat dalam media. Untuk mengefektifkan proses adsorbsi, diperlukan waktu kontak yang cukup antara permukaan media dengan air yang diolah sehingga zat-zat pencemar dapat dihilangkan secara efisien. Jika waktu kontak tidak mencukupi, alternatif lain yang bisa dilakukan adalah menaikan luas permukaan media menggunakan media dengan ukuran yang lebih kecil. Zat-zat dalam air yang teradsorbsi biasanya berupa senyawa organik (menyebabkan bau dan rasa yang tidak diinginkan), trihalometane, serta Volatile Organic coumpunds (VOCs).
Dalam instalasi pengolahan air minum, pengolahan menggunakan karbon aktif dilakukan sebelum proses ozonisasi karena secara umum unit pengolahan karbon aktif tidak dapat menyisihkan mikroorganisme patogen seperti virus dan bakteri. Selain itu, karbon aktif juga tidak efektif dalam menyisihkan kalsium (Ca) dan magnesium (Mn) yang menimbulkan kesadahan pada air, flour dan nitrat.
Media yang digunakan dalam unit pengolahan karbon aktif dapat berupa arang kayu, batok kelapa dan batubara. Media yang sering digunakan dalam unit karbon aktif adalah batubara yang telah diproses melalui proses pembakaran dengan temperatur sedang dalam kondisi anaerob sehingga diharapkan batubara tidak terbakar tetapi mengalami perubahan menjadi material karbon yang berpori-pori (porous). Batubara yang dihasilkan dari proses ini diaktifkan melalui proses pemanasan dengan uap air dan udara pada temperatur 1500 oF. Proses aktifasi ini akan mengoksidasi permukaan dan pori-pori media.
Sumber : UV Light Technology Limited, Inggris
Baku mutu yang digunakan untuk kualitas air minum di Indonesia adalah Peratuan Menteri Kesehatan No. 907/MENKES/SK/VII/2002. Jika air minum yang diproduksi tidak memenuhi baku mutu, harus dilakukan pengolahan lanjutan untuk memastikan air tersebut aman untuk dikonsumsi. Pengolahan air baku secara umum dilakukan melalui proses fisika dan proses kimia atau kombinasi antara kedua proses tersebut. Proses pengolahan dan unit-unit pengolahan yang digunakan harus disesuaikan dengan kualitas air baku, polutan yang harus disisihkan, dan tujuan dari penggunaan air hasil pengolahan.
1. Pengolahan Fisik
Prinsip pengolahan air secara fisika adalah menggunakan proses penyaringan dan gravitasi. Pengolahan fisika pada umumnya digunakan untuk menghilangkan kekeruhan yang disebabkan oleh partikel-partikel terlarut dalam air baku.1.1. Sedimentasi
Sedimentasi merupakan unit yang berfungsi memisahkan padatan dan cairan dengan menggunakan pengendapan secara gravitasi untuk memisahkan partikel tersusupensi yang terdapat dalam cairan tersebut (Reynols, 1982). Untuk kondisi air baku dengan kekeruhan yang tinggi (>1000 mg/l), sebelum unit sedimentasi terdapat unit lain yaitu unit pra-sedimentasi yang berfungsi untuk mengendapkan partikel tersuspensi dalam air, sehingga unit sedimentasi berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel yang tidak terendapkan dalam unit prasedimentasi serta flok-flok yang terbentuk setelah melalui proses koagulasi dan flokulasi.Aplikasi utama dari sedimentasi pada instalasi pengolahan air minum adalah :
- Pengendapan awal dari air permukaan sebelum pengolahan menggunakan saringan pasir cepat.
- Pengendapan air yang telah melalui proses koagulasi dan flokulasi sebelum memasuki unit saringan pasir cepat.
- Pengendapan air yang telah melalui proses koagulasi dan flokulasi pada instalasi yang menggunakan sistem pelunakan air oleh kapur-soda.
- Pengendapan air pada instalasi pemisahan besi dan mangan.
Bak sedimentasi berfungsi untuk mengendapkan flok-flok yang dibentuk pada proses koagulasi dan flokulasi. Agar pengendapan yang terjadi pada bak sedimentasi berjalan dengan baik, terdapat beberapa persyaratan yang harus dipenuhi menyangkut karakteristik aliran dalam bak sedimentasi yang akan dibangun. Untuk mencapai pengendapan yang baik, bentuk bak sedimentasi harus dibuat sedemikian rupa sehingga karakteristik aliran di dalam bak tersebut memiliki aliran yang laminar dan tidak mengalami aliran mati (short-circuiting).
Bak sedimentasi pada umumnya terbuat dari konstruksi beton bertulang dengan bentuk bulat maupun persegi panjang. Terdapat tiga konfigurasi utama untuk bak sedimentasi, yaitu :
- Bak persegi panjang dengan aliran horizontal
- Bak sedimentasi dengan aliran vertikal
- Clarifier dengan aliran vertikal
1.2. Filter Karbon
Karbon aktif dengan media granular (Granular Activated Carbon) merupakan proses filtrasi yang berfungsi untuk menghilangkan bahan-bahan organik, desinfeksi, serta menghilangkan bau dan rasa yang disebabkan oleh senyawa‑senyawa organik. Selain untuk menyisihkan senyawa-senyawa organik, karbon aktif juga dapat digunakan untuk menyisihkan partikel-partikel terlarut.Prinsip pengolahan karbon aktif adalah mengadsorbsi bahan-bahan pencemar menggunakan media karbon. Proses adsorbsi yang berlangsung dalam karbon aktif tergantung pada luas permukaan media yang digunakan dan berhubungan dengan luas total pori-pori yang terdapat dalam media. Untuk mengefektifkan proses adsorbsi, diperlukan waktu kontak yang cukup antara permukaan media dengan air yang diolah sehingga zat-zat pencemar dapat dihilangkan secara efisien. Jika waktu kontak tidak mencukupi, alternatif lain yang bisa dilakukan adalah menaikan luas permukaan media menggunakan media dengan ukuran yang lebih kecil. Zat-zat dalam air yang teradsorbsi biasanya berupa senyawa organik (menyebabkan bau dan rasa yang tidak diinginkan), trihalometane, serta Volatile Organic coumpunds (VOCs).
Dalam instalasi pengolahan air minum, pengolahan menggunakan karbon aktif dilakukan sebelum proses ozonisasi karena secara umum unit pengolahan karbon aktif tidak dapat menyisihkan mikroorganisme patogen seperti virus dan bakteri. Selain itu, karbon aktif juga tidak efektif dalam menyisihkan kalsium (Ca) dan magnesium (Mn) yang menimbulkan kesadahan pada air, flour dan nitrat.
Media yang digunakan dalam unit pengolahan karbon aktif dapat berupa arang kayu, batok kelapa dan batubara. Media yang sering digunakan dalam unit karbon aktif adalah batubara yang telah diproses melalui proses pembakaran dengan temperatur sedang dalam kondisi anaerob sehingga diharapkan batubara tidak terbakar tetapi mengalami perubahan menjadi material karbon yang berpori-pori (porous). Batubara yang dihasilkan dari proses ini diaktifkan melalui proses pemanasan dengan uap air dan udara pada temperatur 1500 oF. Proses aktifasi ini akan mengoksidasi permukaan dan pori-pori media.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam desain unit pengolahan
karbon aktif ini adalah debit pengolahan dan headloss yang tersedia,
senyawa-senyawa organik yang terdapat dalam air baku, media yang
digunakan, ukuran media karbon aktif, kecepatan filtrasi, waktu kontak,
dan waktu pembersihan media karbon aktif. Media karbon aktif harus
dibersihkan atau di regenerasi kembali dalam waktu tertentu karena media
ini akan mengalami keadaan jenuh dimana kemampuan media untuk
mengabsorbsi senyawa-senyawa organik dan polutan akan berkurang. Proses
regenerasi karbon aktif ini dilakukan dengan tiga cara yaitu penguapan,
pemanasan dan penggunaan bahan kimia.
Pada awalnya filtrasi menggunakan membran merupakan unit pengolahan air alternatif untuk menggantikan filtrasi pasir lambat (slow sand filtration). Dengan kemajuan yang sangat pesat dari teknologi ini, terutama dari penurunan biaya operasional dan instalasinya, membran semakin banyak digunakan dalam instalasi pengolahan air terutama untuk insatalasi pengolahan air yang bertujuan menghasilkan air layak minum. Keunggulan utama membran dibandingkan filtrasi pasir lambat adalah unit pengolahan yang dibutuhkan mempunyai ukuran yang lebih kecil, kapasitas pengolahan lebih besar, serta mampu menghasilkan air layak minum. Secara umum sistem membran dapat dibedakan menjadi empat jenis yaitu Reverse osmosis (RO), Elektrodialisis (ED), Ultrafiltrasi (UF), dan Mikrofiltrasi
(MF). Hubungan antara jenis membran, jari-jari lubang membran dan tekanan kerja membran diterangkan pada tabel 2.7.
Sumber: Susumu kawamura, Integrated Design Of Water Treatment Facilities,1991
Media yang digunakan untuk pembuatan filter membran tersedia dalam berbagai jenis material dan metoda pembuatannya. Media yang digunakan dapat digolongkan menjadi media absolut dan media nominal, tergantung dari kemampuannya untuk menahan partikel yang mempunyai ukuran sama atau lebih besar dari ukuran lubang pada media. Filter Membran biasanya digolongkan sebagai media absolut yang dapat dibuat menggunakan berbagai macam bahan polimer, logam, dan keramik. Media nominal biasanya dibuat menggunakan bahan dari serat kaca (fiber glass), serat polimer, dan keramik.
Berdasarkan struktur lubang medianya, filter membran dibedakan menjadi dua, yaitu membran tipis (screen membrane) dan membran tebal (depth membrane). Membran tipis mempunyai lubang (pore) dengan bentuk lingkaran yang sempurna atau hampir sempurna. Lubang-lubang tersebut tersebar secara acak pada permukaan membran. Membran ini dibuat melalui proses pelubangan media menggunakan penembakan electron (nuclear track) dan proses penggoresan (etch process). Membran tipis pada umumnya digunakan pada proses analisis gravimetri, sitologi, analisis partikulat, analisis aerosol, dan penyaringan darah.
Filter membran tebal mempunyai struktur permukaan yang tidak beraturan, tampak kasar jika dilihat dengan perbesaran dan lubangnya (pore) terlihat lebih besar daripada karakteristik lubang yang seharusnya. Filter membran tipe ini dibuat dari berbagai jenis polimer melalui proses pencetakan. Bahan utama yang sering digunakan dalam pembuatan filter membran adalah ester selulosa. Selulola membran dibuat dengan cara melarutkan ester selulosa dalam pelarut organik, ditambah beberapa bahan kimia untuk memperbaiki karakteristik. Setelah itu, larutan ini dicetak dengan ketebalan 150 mm. Selama proses pencetakan, pelarut akan mengalami penguapan dan filter membran akan mengering serta membentuk stuktur lubang yang tidak beraturan. Membran tebal biasa digunakan untuk proses sterilisasi larutan, kultur mikroorganisme, dan lain sebagainya.
1.3. Membran
Filtrasi adalah proses pemisahan padatan dan larutan, dimana larutan dilewatkan melalui suatu media berpori atau materi berpori lainnya untuk menyisihkan partikel tersuspensi yang sangat halus sebanyak mungkin. Proses ini digunakan pada instalasi pengolahan air minum untuk menyaring air yang telah dikoagulasi dan diendapkan untuk menghasilkan air minum dengan kualitas yang baik. Filtrasi dapat dilakukan menggunakan beberapa jenis filter, antara lain : saringan pasir lambat, saringan pasir cepat, atau dengan menggunakan teknologi membran.Pada awalnya filtrasi menggunakan membran merupakan unit pengolahan air alternatif untuk menggantikan filtrasi pasir lambat (slow sand filtration). Dengan kemajuan yang sangat pesat dari teknologi ini, terutama dari penurunan biaya operasional dan instalasinya, membran semakin banyak digunakan dalam instalasi pengolahan air terutama untuk insatalasi pengolahan air yang bertujuan menghasilkan air layak minum. Keunggulan utama membran dibandingkan filtrasi pasir lambat adalah unit pengolahan yang dibutuhkan mempunyai ukuran yang lebih kecil, kapasitas pengolahan lebih besar, serta mampu menghasilkan air layak minum. Secara umum sistem membran dapat dibedakan menjadi empat jenis yaitu Reverse osmosis (RO), Elektrodialisis (ED), Ultrafiltrasi (UF), dan Mikrofiltrasi
(MF). Hubungan antara jenis membran, jari-jari lubang membran dan tekanan kerja membran diterangkan pada tabel 2.7.
Tabel 2.7 Jenis-jenis Membran
| Jenis Membran |
Jari-jari Lubang (micron)
|
Tekanan Kerja (psi)
|
| Reverse osmosis |
0.0006
|
>500
|
| Elektrodialisis |
0.001
|
Menggunakan potensial listrik
|
| Ultrafiltrasi |
0.002-0.1
|
30-100
|
| Mikrofiltrasi |
0.03-10
|
15-60
|
Media yang digunakan untuk pembuatan filter membran tersedia dalam berbagai jenis material dan metoda pembuatannya. Media yang digunakan dapat digolongkan menjadi media absolut dan media nominal, tergantung dari kemampuannya untuk menahan partikel yang mempunyai ukuran sama atau lebih besar dari ukuran lubang pada media. Filter Membran biasanya digolongkan sebagai media absolut yang dapat dibuat menggunakan berbagai macam bahan polimer, logam, dan keramik. Media nominal biasanya dibuat menggunakan bahan dari serat kaca (fiber glass), serat polimer, dan keramik.
Berdasarkan struktur lubang medianya, filter membran dibedakan menjadi dua, yaitu membran tipis (screen membrane) dan membran tebal (depth membrane). Membran tipis mempunyai lubang (pore) dengan bentuk lingkaran yang sempurna atau hampir sempurna. Lubang-lubang tersebut tersebar secara acak pada permukaan membran. Membran ini dibuat melalui proses pelubangan media menggunakan penembakan electron (nuclear track) dan proses penggoresan (etch process). Membran tipis pada umumnya digunakan pada proses analisis gravimetri, sitologi, analisis partikulat, analisis aerosol, dan penyaringan darah.
Filter membran tebal mempunyai struktur permukaan yang tidak beraturan, tampak kasar jika dilihat dengan perbesaran dan lubangnya (pore) terlihat lebih besar daripada karakteristik lubang yang seharusnya. Filter membran tipe ini dibuat dari berbagai jenis polimer melalui proses pencetakan. Bahan utama yang sering digunakan dalam pembuatan filter membran adalah ester selulosa. Selulola membran dibuat dengan cara melarutkan ester selulosa dalam pelarut organik, ditambah beberapa bahan kimia untuk memperbaiki karakteristik. Setelah itu, larutan ini dicetak dengan ketebalan 150 mm. Selama proses pencetakan, pelarut akan mengalami penguapan dan filter membran akan mengering serta membentuk stuktur lubang yang tidak beraturan. Membran tebal biasa digunakan untuk proses sterilisasi larutan, kultur mikroorganisme, dan lain sebagainya.
1.3.1. Mikrofiltrasi (MF)
Tujuan utama dari pengolahan mikrofiltrasi adalah menyisihkan partikel-partikel pencemar dengan diameter lebih besar dari 0,5 mikron. Salah satu kegunaan mikrofiltrasi dalam teknik lingkungan adalah mengisolasi coliform dari contoh air yang diteliti. Mikrofiltrasi juga dapat digunakan untuk menyisihkan partikulat di udara yang akan digunakan sebagai bahan baku generator ozon. Membran MF dapat dibuat dari berbagai macam material termasuk selulosa asetat. Besarnya pori-pori filter membran berkisar antara 0,1 mikron sampai dengan 0,45 mikron.1.3.2. Ultrafiltrasi (UF)
Ultrafiltrasi menggunakan membran dengan ukuran pori lebih kecil dari 0,1 mikron dan gaya tekan berkisar antara 30 sampai 90 Psi. Ultrafiltrasi dapat digunakan untuk menyisihkan bakteri, virus, koloid, dan senyawa-senyawa organik yang mempunyai molekul berukuran besar. Beberapa jenis membran ultrafiltrasi dapat dibersihkan dengan melakukan backwash. Kecepatan proses filtrasi dapat berkurang karena adanya bahan-bahan tersuspensi yang disisihkan akibat proses filtrasi dan polarisasi konsentrasi. Akibat adanya akumulasi kontaminan pada permukaan membran, menyebabkan penurunan kualitas larutan yang diolah serta memperbesar gaya tekan yang dibutuhkan. Dalam bidang
kesehatan, proses UF dapat digunakan untuk memisahkan plasma darah
dan sel darah merah. Dalam industri, proses UF sering digunakan untuk
menyisihkan substansi tertentu dalam air buangan, meningkatkan
konsentrasi emulsi, dan meningkatkan konsentrasi suspensi makromolekular seperti polyvinyl alkohol.
Walaupun dialisis jarang digunakan dalam bidang pengolahan air dan pemurnian air, terdapat beberapa industri yang memanfaatkan teknologi ini untuk mengolah air buangan. Membran mampu berfungsi sebagai penukar kation dan anion, dimana larutan yang akan diolah dilewatkan diantara anoda dan katoda. Ruang antara katoda dan anoda dibuat sekecil mungkin untuk meminimalisasi pemakaian energi listrik. Ketika arus listrik searah dilewatkan pada anoda dan katoda, terjadi perpindahan anion ke anoda dan kation ke katoda. Karena pada satu membran hanya berfungsi untuk anion atau kation saja, maka diperlukan dua membran untuk memisahkan kation dan anion.
Efisiensi dari elektrodialisis akan berkurang jika terjadi polarisasi konsentrasi serta timbulnya endapan yang menempel pada permukaan membran. Hal ini mengakibatkan kenaikan tegangan listrik yang diberikan untuk mempertahankan kualitas air yang diinginkan. Untuk mengolah air baku, diperlukan pengolahan pendahuluan untuk menghilangkan senyawa organik, besi, dan kekeruhan. Hal ini disebabkan air baku mengandung molekul yang tidak memiliki ion, seperti senyawa organik dan koloid, dimana molekul-molekul tersebut akan tetap berada dalam air hasil pengolahan.
1.3.3. Elektrodialisis (ED)
Dalam elektrodialisis, filter membran yang digunakan tidak permeable untuk air tetapi permeable bagi kation dan anion. Filter membran yang sering digunakan dalam proses elektrodialisis adalah filter yang dibuat dari hydrated cellophan dan media lain yang dapat digunakan untuk menentukan ukuran pori-pori membran.Walaupun dialisis jarang digunakan dalam bidang pengolahan air dan pemurnian air, terdapat beberapa industri yang memanfaatkan teknologi ini untuk mengolah air buangan. Membran mampu berfungsi sebagai penukar kation dan anion, dimana larutan yang akan diolah dilewatkan diantara anoda dan katoda. Ruang antara katoda dan anoda dibuat sekecil mungkin untuk meminimalisasi pemakaian energi listrik. Ketika arus listrik searah dilewatkan pada anoda dan katoda, terjadi perpindahan anion ke anoda dan kation ke katoda. Karena pada satu membran hanya berfungsi untuk anion atau kation saja, maka diperlukan dua membran untuk memisahkan kation dan anion.
Efisiensi dari elektrodialisis akan berkurang jika terjadi polarisasi konsentrasi serta timbulnya endapan yang menempel pada permukaan membran. Hal ini mengakibatkan kenaikan tegangan listrik yang diberikan untuk mempertahankan kualitas air yang diinginkan. Untuk mengolah air baku, diperlukan pengolahan pendahuluan untuk menghilangkan senyawa organik, besi, dan kekeruhan. Hal ini disebabkan air baku mengandung molekul yang tidak memiliki ion, seperti senyawa organik dan koloid, dimana molekul-molekul tersebut akan tetap berada dalam air hasil pengolahan.
1.3.4. Reverse Osmosis (RO)
Osmosis merupakan perpindahan air dari larutan berkonsentrasi rendah menuju larutan dengan konsentrasi yang lebih tinggi melalui lapisan semipermeable hingga terjadi kesetimbangan tekanan osmosis. Reverse osmosis diartikan sebagai perpindahan pelarut dari larutan, melalui membran semipermeable di bawah tekanan, ke pelarut murni atau larutan yang lebih encer pada tekanan yang lebih rendah. Tekanan yang diberikan pada larutan yang lebih pekat memungkinkan pelarut untuk berpindah ke larutan yang lebih rendah konsentrasinya. Dalam reverse osmosis, filter membran berfungsi sebagai lapisan semipermeable yang melewatkan pelarut dan menahan molekul-molekul terlarut. Tekanan yang diperlukan untuk proses reverse osmosis tergantung pada konsentrasi senyawasenyawa dalam pelarut, biasanya lebih besar dari 500 psi. Reverse osmosis disebut juga hiperfiltrasi yang merupakan filtrasi paling bagus yang ada sampai saat ini. Reverse osmosis mampu menyisihkan partikel sampai ukuran ion dalam larutan.1.3.5. Arus Silang (Cross Flow)
Hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan membran adalah akumulasi substansi pada permukaan membran dan/atau lubang-lubang pada membran (pores) yang dapat menyebabkan penurunan kemampuan membran. Keadan ini disebut sebagai membrane fouling (tertutupnya pori-pori membran). Substansisubstansi tersebut dapat berupa koloid dan partikel tersuspensi, zat-zat organik, garam terlarut, dan organisme biologi. Untuk mengurangi dampak dari terjadinya membrane fouling, membran dibuat dengan sistem arus silang (crossflow). Dengan sistem ini, cairan yang akan dimurnikan dialirkan sejajar dengan permukaan membran dan tekanan diberikan tegak lurus dengan arah aliran cairan. Gambar 2.2 memperlihatkan proses terjadinya arus silang.
Gambar 2.2 Arus Silang
Mekanisme kerja UV adalah melepaskan poton yang akan diserap oleh DNA mikroorganisme yang menyebabkan kerusakan DNA sehingga proses replikasi DNA akan terhambat. Pada keadaan ini, mikroorganisme akan mati secara perlahan karena tidak dapat mengatur metabolisme sel dan tidak dapat berkembang biak. DNA yang tersusun dari rantai dasar nitrogen berupa purine dan pyrimidine dimana purine terdiri dari adenine dan guanine, sedangkan pyrimidine terdiri dari thymine dan cytosine. Dalam proses penyerapan poton oleh DNA, energi yang dimiliki oleh poton akan mengakibatkan terputusnya rantai hidrogen yang menghubungkan antara thymine dan cytosine yang mengakibatkan kerusakan DNA.
1.4. Ultra Violet (UV)
Proses desinfeksi pada pengolahan air minum dapat menggunakan sinar ultra violet (UV). Gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 200 nm – 300 nm (disebut UV-C) dapat membunuh bakteri, spora, dan virus. Panjang gelombang UV yang paling efektif dalam membunuh bakteri adalah 265 nm.Mekanisme kerja UV adalah melepaskan poton yang akan diserap oleh DNA mikroorganisme yang menyebabkan kerusakan DNA sehingga proses replikasi DNA akan terhambat. Pada keadaan ini, mikroorganisme akan mati secara perlahan karena tidak dapat mengatur metabolisme sel dan tidak dapat berkembang biak. DNA yang tersusun dari rantai dasar nitrogen berupa purine dan pyrimidine dimana purine terdiri dari adenine dan guanine, sedangkan pyrimidine terdiri dari thymine dan cytosine. Dalam proses penyerapan poton oleh DNA, energi yang dimiliki oleh poton akan mengakibatkan terputusnya rantai hidrogen yang menghubungkan antara thymine dan cytosine yang mengakibatkan kerusakan DNA.
Dosis UV yang diberikan dapat dihitung dengan perkalian antara
intensitas poton yang diberikan dengan lamanya waktu pemaparan yang
diberikan. Satuan yang digunakan adalah mJ/cm2. Dalam pengolahan menggunakan UV dikenal D10
yang didefinisikan sebagai dosis yang dibutuhkan untuk mengurangi
mikroorganisme hingga 90% dari total mikroorganisme dalam air yang
diolah. Tabel 2.8 menunjukkan hubungan antara dosis UV dan penyisihan
bakteri E.coli dalam air.
Sumber : Hanovia Ltd. Jerman
Sinar UV dihasilkan dari lampu UV yang pada dasarnya hampir sama dengan lampu fluorescent (lampu neon). Tabung lampu diisi dengan gas inert, biasanya argon dan merkuri, dengan jumlah terbatas. Berdasarkan tekanan dalam tabung, lampu UV dibedakan menjadi 2 yaitu lampu UV bertekanan rendah (Low Pressure UV) dan lampu UV bertekanan sedang (Medium Pressure UV). Perbedaan tekanan dalam tabung lampu akan berpengaruh pada gelombang elektromagnetik yang dihasilkan.
Tabel 2.8 Dosis UV terhadap Jumlah E.Coli dalam Pengolahan Air
|
Dosis Uv (mJ/cm2)
|
Pengurangan jumlah E.coli
|
| 5.4 |
90 %
|
| 10.8 |
99 %
|
| 16.2 |
99.90 %
|
| 21.6 |
99.99 %
|
Sinar UV dihasilkan dari lampu UV yang pada dasarnya hampir sama dengan lampu fluorescent (lampu neon). Tabung lampu diisi dengan gas inert, biasanya argon dan merkuri, dengan jumlah terbatas. Berdasarkan tekanan dalam tabung, lampu UV dibedakan menjadi 2 yaitu lampu UV bertekanan rendah (Low Pressure UV) dan lampu UV bertekanan sedang (Medium Pressure UV). Perbedaan tekanan dalam tabung lampu akan berpengaruh pada gelombang elektromagnetik yang dihasilkan.
1.4.1. Lampu UV bertekanan rendah (Low Pressure UV)
Lampu UV bertekanan rendah (Low Pressure UV) merupakan lampu UV yang sering digunakan dalam sistem UV dan merupakan sumber UV yang paling lama digunakan. Lampu ini mempunyai tegangan kerja sebesar 120 volt sampai 240 volt. Tekanan udara dalam lampu kurang dari 10 Torr (1 Torr = 1,316 x 10-3 atm). Spektrum elektromagnetik yang dihasilkan dari lampu jenis ini sebesar 253 nm. Temperatur optimal operasi dari lampu UV bertekanan rendah adalah 15 oC. Temperatur ini makin berkurang dengan pertambahan suhu lampu. Lampu ini tidak dianjurkan untuk digunakan dalam pengolahan air yang tidak mengalir secara kontinyu karena akan mengurangi efektifitas pengolahan seiring dengan kenaikan suhu lampu dan pengurangan poton yang dikeluarkan oleh lampu. Unit pengolahan UV dengan lampu bertekanan rendah dianjurkan untuk mengolah air dengan debit yang kecil. Lampu UV dengan daya 65 watt mampu mengolah air dengan debit 2.5 liter per detik. Ketika diperlukan penambahan debit, dibutuhkan penambahan lampu UV untuk menjaga kualitas air hasil pengolahan.1.5. Lampu UV bertekanan sedang (Medium Pressure UV)
Lampu UV bertekanan sedang (Medium Pressure UV) mempunyai tekanan udara dalam tabung sekitar 102 sampai dengan 104 Torr. Lampu ini mempunyai berbagai macam bentuk dengan bentuk umum yang sering digunakan adalah lampu tabung dengan bentuk melingkar (arc tube). Rentang spektrum gelombang elektromagnetik yang dihasilkan dari lampu UV bertekanan sedang cukup besar, yaitu antara 200 nm sampai dengan 280 nm. Daya listrik yang diperlukan untuk mengoperasikan unit UV ini sangat besar, yaitu antara 0,4 kW sampai dengan 7 kW. Lampu UV bertekanan sedang mampu beroperasi sampai temperatur antara 600 oC – 900 0C. Unit pengolahan UV menggunakan lampu bertekanan sedang dianjurkan untuk instalasi pengolahan air yang mempunyai debit pengolahan yang besar, hingga mencapai 170 lt/dtk, hanya dengan menggunakan satu lampu UV. Karena kemampuannya untuk menghasilkan spektrum gelombang elektromagnetik yang cukup besar, unit pengolahan UV menggunakan lampu UV bertekanan sedang dapat digunakan untuk proses fotokimia, misalnya untuk proses deklorinasi dan deozonisasi. Tabel 2.9 memberikan perbandingan antara lampu UV bertekanan rendah dengan lampu UV bertekanan sedang.
Tabel 2.9 Perbandingan Lampu UV
|
Parameter
|
Lampu UV
Bertekanan Rendah |
Lampu UV
Bertekanan Sedang |
| Spektrum UV |
Sempit
|
Lebar
|
| Panjang Gelombang UV |
Sekitar 254 nm
|
200 nm – 280 nm
|
| Efisiensi daya listrik menjadi UV-C |
40 %
|
15 %
|
| Daya Lampu |
0.5 W/cm
|
100 W/cm
|
| Flux radiasi UV-C |
0.2 W/cm
|
15 W/cm
|
| Input Daya Listrik |
5 – 80 W
|
0.4 – 7 Kw
|
Langganan:
Postingan (Atom)