SEDIMENTASI
Unit sedimentasi merupakan peralatan yang berfungsi untuk memisahkan solid dan liquid dari suspensi untuk menghasilkan air yang lebih jernih dan konsentrasi lumpur yang lebih kental melalui pengendapan secara gravitasi. Secara keseluruhan, fungsi unit sedimentasi dalam instalasi pengolahan adalah:
a. Mengurangi beban kerja unit filtrasi dan memperpanjang umur pemakaian unit penyaring selanjutnya;
b. Mengurangi biaya operasi instalasi pengolahan.
Berdasarkan konsentrasi dan kecenderungan partikel berinteraksi, proses sedimentasi terbagi atas tiga macam:
1. Sedimentasi TIpe I/Plain Settling/Discrete particle
Merupakan pengendapan partikel tanpa menggunakan koagulan. Tujuan dari unit ini adalah menurunkan kekeruhan air baku dan digunakan pada grit chamber. Dalam perhitungan dimensi efektif bak, faktor-faktor yang mempengaruhi performance bak seperti turbulensi pada inlet dan outlet, pusaran arus lokal, pengumpulan lumpur, besar nilai G sehubungan dengan penggunaan perlengkapan penyisihan lumpur dan faktor lain diabaikan untuk menghitung performance bak yang lebih sering disebut dengan ideal settling basin.
2. Sedimentasi Tipe II (Flocculant Settling)
Pengendapan material koloid dan solid tersuspensi terjadi melalui adanya penambahan koagulan, biasanya digunakan untuk mengendapkan flok-flok kimia setelah proses koagulasi dan flokulasi.
Pengendapan partikel flokulen akan lebih efisien pada ketinggian bak yang relatif kecil. Karena tidak memungkinkan untuk membuat bak yang luas dengan ketinggian minimum, atau membagi ketinggian bak menjadi beberapa kompartemen, maka alternatif terbaik untuk meningkatkan efisiensi pengendapan bak adalah dengan memasang tube settler pada bagian atas bak pengendapan untuk menahan flok–flok yang terbentuk.
Faktor-faktor yang dapat meningkatkan efisiensi bak pengendapan adalah:
- Luas bidang pengendapan;
- Penggunaan baffle pada bak sedimentasi;
- Mendangkalkan bak;
- Pemasangan plat miring.
3. Hindered Settling (Zone Settling)
Merupakan pengendapan dengan konsentrasi koloid dan partikel tersuspensi adalah sedang, di mana partikel saling berdekatan sehingga gaya antar pertikel menghalangi pengendapan paertikel-paertikel di sebelahnya. Partikel berada pada posisi yang relatif tetap satu sama lain dan semuanya mengendap pada suatu kecepatan yang konstan. Hal ini mengakibatkan massa pertikel mengendap sebagai suatu zona, dan menimbulkan suatu permukaan kontak antara solid dan liquid.
Jenis sedimentasi yang umum digunakan pada pengolahan air bersih adalah sedimentasi tipe satu dan dua, sedangkan jenis ketiga lebih umum digunakan pada pengolahan air buangan.
Operasional dan Pemeliharaan
- Pengontrolan kondisi pengendapan flok pada tangki dilakukan dengan frekuensi 4 kali sehari. Proses pembentukan flok yang tidak sempurna pada proses koagulasi dan flokulasi mengakibatkan banyaknya flok kecil yang terbawa ke bak penyaring sehingga meningkatkan beban penyaring;
- Pengontrolan kualitas clarified water untuk memeriksa efisiensi bak pengendapan. Efisiensi pengendapan yang jelek mengakibatkan meningkatnya beban pengolahan pada unit filtrasi;
- Penyisihan schum, sludge yang mengapung dan pertumbuhan algae pada dinding tangki, baffle, dan lounders terutama pada musim panas;
- Pengontrolan beban permukaan dan flow rate melalui observasi visual dengan melihat ketinggian air pada weir pelimpah, bila debit air yang diolah terlalu besar maka muka air akan melebihi ketinggian weir loading;
- Pengurasan lumpur yang dilakukan pada clarified water secara otomatis dan manual menurut ketebalan lumpur yang dilakukan dengan menggunakan pompa penguras.
FILTRASI
Proses filtrasi merupakan penyaringan suspended solid dan koloidal solid dari air baku menggunakan media berpori seperti pasir, antrasit, garnet. Fungsi utama dari unit filtrasi adalah menyaring semua flok-flok halus yang tidak terendapkan pada unit sedimentasi. Proses filtrasi air baku dapat dilakukan tanpa didahului oleh koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi bila kekeruhan air baku kecil dari 10 NTU. Jenis-jenis filter menurut jumlah media yang digunakan:
a. Saringan media tunggal;
b. Saringan media ganda;
c. Saringan multi media.
Karakteristik butiran media adalah faktor penentu efisiensi proses filtrasi. Ukuran media yang efektif didapatkan dengan menentukan nilai effective size (ES), yaitu ukuran ayakan yang melewatkan 10% berat pasir, dan uniformity coefficient (UC), yaitu ukuran ayakan yang melewatkan 60% berat pasir. Berdasarkan kecepatan penyaringan, unit filter dibagi atas dua bagian, yakni:
1. Saringan Pasir Lambat
Þ digunakan apabila kekeruhan air baku < 10 NTU.
2. Saringan Pasir Cepat
Þ digunakan apabila kekeruhan air baku > 10 NTU.
Bila unit filtrasi menggunakan media lebih dari satu maka diusahakan agar kedua media memiliki kecepatan pengendapan yang berbeda dimana media paling bawah memiliki berat yang lebih sehingga lebih cepat mengendap, sehingga media tidak tercampur pada saat pencucian (backwash). Pencucian filter (backwash) dilakukan setiap hari dengan pompa backwash atau menggunakan tekanan air reservoar yang disambungkan ke pipa backwash filter melalui jalur by-pass. Keuntungan dari sistem yang kedua adalah efisien dalam operasional dan pemeliharaan dimana tidak dibutuhkan pompa backwash, energi listrik, dan perawatan pompa. Sistem ini biasanya digunakan jika perbedaan elevasi antara intake dan instalasi pengolahan cukup besar.
Pengontrolan kinerja filter ini dilihat dari beberapa indikator, yaitu:
- Kekeruhan filtered water £ 0,5 NTU;
- Durasi operasi filter diantara dua backwash;
- Rasio jumlah air yang digunakan pada proses backwash terhadap air yang tersaring sebelum backwash, filter yang terpelihara baik memiliki rasio 2-3%;
- Volume air yang difilter per unit luas media filter selama operasi filter. Dikenal dengan Unit Filter Run Volume (UFRV). Untuk filter normal besarnya nilai UFRV = 37,85 m3 (10.000 gallon).
- Kehilangan media butiran selama backwash harus selalu dikontrol dan diminimalisir, untuk media pasir kehilangan normal 1-2% dari kedalaman total filter , untuk media antrasit kehilangan normal 3-5% pertahun;
- Pencucian filter dilakukan dengan pembukaan katup backwash secara perlahan-lahan sampai tinggi air menutupi seluruh permukaan lapisan filter, baru kemudian flow rate backwash diperbesar hingga titik full-scale, jika bukaan katup backwash dilakukan secara mendadak maka dapat terjadi pengangkatan media penyangga (kerikil) ke atas media penyaring, fenomena ini dikenal dengan overlapping yang mengakibatkan susunan media penyaring menjadi tidak terkontrol, sehingga bak harus dikeringkan untuk diperiksa.
DESINFEKSI
Desinfeksi adalah pembasmian secara selektif mikroorganisme patogen yang ada dalam air reservoar. Sebelum air bersih didistribusikan proses desinfeksi mutlak dilakukan sebaik apapun hasil pengolahan yang diperoleh. Desinfeksi dapat dilakukan menggunakan dua macam agen desinfektan, yaitu:
- agen kimia : Calcium Hyphochloride (CaOCl2), Chlorine Diokside (ClO2), Bromine Chloride (BrCl), Ozon (O3), Cl2
- agen fisik : Sinar ultra violet
Proses pembunuhan mikroorganisme patogen oleh agen desinfektan terjadi melalui beberapa fase, yakni:
1. Perusakan dinding sel mikroorganisme;
2. Merubah permeabilitas sel;
3. Merubah sifat koloidal mikroorganisme;
4. Menghalangi aktivitas enzim.
Dalam instalasi pengolahan air bersih jenis desinfektan yang paling sering digunakan adalah Calcium Hipochloride. Dosis chlor yang digunakan didasarkan pada daya pengikat chlor (DPC) air baku dan kebutuhan waktu kontak. Sisa chlor yang diinginkan pada saluran distribusi berkisar antara 0,3-0,5 ppm .
Operasional dan Pemeliharaan
- Pembuatan larutan bahan kimia dilakukan dalam interval waktu tertentu tergantung debit pengolahan dan kapasitas pembubuh bahan kimia;
- Kapasitas pompa pembubuh diatur untuk memberikan konsentrasi yang tepat. Pembersihan tangki pembubuh dan motor mixer penggerak dilakukan setiap hari oleh operator intalasi;
- Pemeriksaan kebocoran tangki pembubuh, pompa injeksi, pipa pembubuh dan penyumbatan pada pipa pembubuh dilakukan secara rutin setiap hari;
- Pemeliharaan kebersihan peralatan tangki dan dinding serta lantai ruangan pembubuh dari noda-noda percikan pembuatan larutan.
RESERVOAR
Reservoar yang digunakan pada instalasi pengolahan air bersih berfungsi untuk menampung air hasil pengolahan sebelum didistribusikan, serta melindungi air hasil pengolahan dari kontaminasi oleh air hujan, debu, algae maupun sinar matahari langsung. Kedalaman efektif reservoar umumnya berkisar antara 3 hingga 6 meter. Reservoar diletakkan pada akhir instalasi dengan muka level air lebih rendah dari muka air unit filter, dan diusahakan tidak ada fluktuasi. Volume reservoar dirancang sebesar 15-20% dari kebutuhan air per hari.
Operasional dan Pemeliharaan.
- Pengontrolan terhadap kemungkinan bocornya dinding bak reservoar dan kontaminasi oleh pertikel-partikel di udara dilakukan secara rutin setiap hari. Infiltrasi air hujan/air kotor dari luar bangunan dapat terjadi dan menurunkan kualitas air yang ditampung dalam bangunan;
- Pengurasan terhadap lumpur hasil endapan flok-flok halus yang lolos dari unit filter dilakukan dalam jangka waktu 6 bulan sekali;
- Pembersihan interior bangunan dengan bantuan alat penggosok sederhana dilakukan oleh beberapa orang operator, pengecatan eksterior bangunan reservoar dilaksanakan dalam jangka waktu sekali setahun;
- Pembersihan lingkungan disekitar reservoar dari genangan air dan timbunan kotoran lain yang dapat merusak struktur bangunan dan mengurangi kualitas air yang ditampung.