Annual Report 2014
BAB III APLIKASI TEKNOLOGI AIR MINUM DI RAJA AMPAT 3.1. Latar Belakang Penyediaan air di daerah kepulauan merupakan salah satu masalah yang umum terjadi pada sebagian besar kawasan pesisir. Hal ini dikarenakan sumber air yang ada di kawasan pesisir biasanya berasal dari sumur air tanah yang airnya berasa asin. Kualitas air tanahnya juga sangat bergantung dari curah hujan. Pada musim kemarau, air tawar yang berasal dari air hujan sudah tidak tersedia lagi, sehingga air tanah dengan mudah akan terkontaminasi oleh air laut. Kondisi ini makin memburuk pada musim kemarau sehingga mengakibatkan timbulnya penyakit akibat waterborne disease. Selain itu kualitas air juga semakin menurun karena pembangunan yang berkelanjutan tanpa memperhatikan lingkungan sehingga memperkecil daerah resapan air hujan. Kandungan air tawar dalam tanah semakin menipis karena diambil terus menerus sehingga semakin banyak air laut yang meresap kedalam tanah menggantikan posisi air tawar tersebut. Kondisi tanah yang umumnya berupa tanah karang membuat sumber-sumber air yang memadai sulit diperoleh. Kerusakan alam akibat penebangan hutan bakau juga akan mempercepat intrusi air laut ke darat yang menyebabkan air tawar di desa-desa pesisir pantai berubah menjadi payau. Kualitas sumber air yang terdapat di daerah seperti ini mempunyai kandungan pengotor yang tinggi untuk parameter-parameter seperti organik, warna, kekeruhan, besi dan mangan, TDS dan garam khlorida. Di daerah tersebut masalah pemenuhan kebutuhan air bersih dan air minum merupakan masalah kronis, sehingga akibatnya di daerah tersebut seringkali berjangkit penyakit menular (epidemi) dimana air kotor merupakan media antaranya. Keterbatasan Pemerintah Daerah dalam hal kemampuan teknologi pengolahan air yang tepat bagi daerah seperti tersebut di atas, merupakan kendala yang sangat berarti dalam upaya mengatasi permasalahan pemenuhan kebutuhan air bersih tersebut. Pada umumnya teknologi yang dimiliki oleh Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) adalah teknologi konvensional, sehingga tidak mampu mengolah/memproses air payau atau asin untuk menghasilkan air minum yang sesuai dengan standar Departemen
20
Annual Report 2014
Kesehatan RI. Kendala lain yang cukup berarti adalah terbatasnya kemampuan sumberdaya manusia di daerah atau masyarakat pedesaan pada umumnya. Air permukaan daerah pesisir sangat dipengaruhi oleh pasang surut air laut, sehingga hampir sepanjang tahun sumber air tersebut berasa payau atau asin (DHL > 1500mMhos/cm). Selain mengandung garam, air sungai tersebut juga keruh karena berada di daerah rawa dan erosi di daerah hulu sungai yang tinggi, serta mengandung pengotor organik yang tinggi juga. Pemanfaatan air hujan, sebagai alternatif lain dalam mengatasi masalah kurangnya air bersih, sangatlah terbatas, yaitu hanya pada saat musim penghujan saja. Salah satu teknologi pengolahan payau sistem osmosa balik (reverse osmosis) banyak dipakai di beberapa negara seperti Amerika, Jepang, Jerman dan Arab. Teknologi ini banyak dipakai untuk memasok kebutuhan air tawar bagi kota-kota tepi pantai yang langka sumber air tawarnya. Pemakai lain adalah kapal laut, industri farmasi, industri elektronika, dan rumah sakit. Selain itu masih banyak teknologi yang dapat diterapkan untuk daerah yang sumber airnya mempunyai kualitasnya kurang baik. Kegiatan ini difokuskan di daerah kepulauan dan yang mengalami masalah kurang air minum dan air bersih seperti di Kabupaten Raja Empat, Papua. Pemilihan teknologi untuk pengolahan air minum/air bersih akan dipilih teknologi yang baru, berwawasan lingkungan serta biayanya rendah. Teknologi ini diharapkan dapat merupakan pilot plant bagi masyarakat yang sumberdaya airnya makin berkurang.
3.2. Gambaran Umum Kabupaten Raja Ampat 3.2.1. Kondisi Daerah dan Sumber Air Kepulauan ini berada di bagian paling Barat pulau induk Papua yang membentang di area seluas kurang lebih 46,108 Km2. Secara geografis, Kabupaten Raja Ampat berposisi pada koordinat 00° 30,33" Lintang Utara - 01° Lintang Selatan dan 124° 30,00 - 131° 30 Bujur Timur. Secara administratif, batas wilayah Kabupaten Raja Ampat adalah sebagai berikut: 1. Sebelah selatan berbatasan langsung dengan Kabupaten Seram Utara, Provinsi Maluku.
21
Annual Report 2014
2. Sebelah barat berbatasan dengan Kabupaten Halmahera Tengah, Provinsi Maluku Utara. 3. Sebelah timur berbatasan dengan Kota Sorong dan Kabupaten Sorong, Provinsi Irian Jaya Barat. 4. Sebelah Utara berbatasan langsung dengan samudra pasifik.
Lokasi Raja Empat dapat dilihat pada gambar 3.1.
Gambar 3.1. Lokasi Kabupaten Raja Empat, Papua Geologi Kondisi geologi Kabupaten Raja Ampat didominasi oleh formasi batuan kapur yang terbentuk pada masa kuarter. Jenis tanah yang ada disusun oleh batuan dabas, neogen dan batu gamping yang membentuk bukit-bukit rendah. Pada umumnya batu gamping tersebut bersifat padat dan mengandung pasir seperti batu gamping facet, daram, atkari, zaag, openta, sagewin, dan bogal. Sumber utama batu gamping berasal dari terumbu gamping yang berasal dari binatang laut. Perbedaan posisi pembentukan batuan ini menimbulkan perbedaan dalam proses sedimentasinya sehingga terbentuk berbagai macam batu gamping tersebut.
22
Annual Report 2014
Jenis batuan lain di wilayah ini adalah batuan sedimen konglomerat yang komposisinya terdiri dari bahan yang tahan lapuk berupa konglomerat aneka bahan. Batuan Breksi Yeffman dengan butiran yang lebih besar, fragmen menyudut yang umumnya terdiri dari fragmen batuan hasil rombakan, dalam massa dasar yang lebih halus atau tersemenkan. Golongan batuan sedimen berupa pasir juga terdapat di wilayah ini dengan jenis batu pasir daram. Wilayah ini juga termasuk daerah rawan gempa karena dilalui sesar Sorong yaitu yang menjulur dari daratan Papua bagian Utara menyeberangi Selat Sele dan menuju bagian Utara Pulau Salawati. Lebarnya 10 km dan arahnya ke Barat dan Barat Daya. Tanah Jenis tanah yang terdapat di Kabupaten Raja Ampat meliputi jenis dystropepts, eutropepts, haplorthox, humitropepts, rendolls, tropaquepts, tropudalfts, dan tropudulfts. Dystropepts merupakan jenis tanah yang paling dominan di Pulau Waigeo, Pulau Batanta, dan Pulau Salawati. Jenis tanah lainnya yang cukup banyak terdapat di wilayah ini adalah jenis tanah rendolls yang tersebar di Pulau Waigeo, Pulau Misool, dan Pulau Batanta. Kedalaman efektif tanah di Kabupaten Raja Ampat secara umum berkisar 0-100 cm, dengan rincian kedalaman efektif tanah di Distrik Misool dan di Distrik Waigeo Selatan antara 0 – 25 cm sedangkan di Pulau Salawati, Waigeo Utara dan Waigeo Selatan berkisar antara 50-100 cm. Iklim Karena posisinya berada di bawah garis katulistiwa, Kabupaten Raja Ampat mempunyai iklim tropis yang lembab dan panas dengan suhu udara terendah 23,60C dan suhu tertinggi 30,70C. Temperatur rata-rata sebesar 27,20C dengan kelembaban udara rata-rata 87%. Curah hujan yang terjadi adalah 4.306 milimeter dan merata sepanjang tahun dengan jumlah hari hujan antara 19 – 29 hari setiap bulannya. Kondisi yang demikian menyebabkan daerah ini memiliki tipe iklim A menurut pembagian tipe iklim yang dikembangkan oleh Oldeman. Angin Musim Tenggara yang bertiup pada Mei hingga November berasal dari Benua Australia, dimana matahari berada di Utara garis khatulistiwa. Antara Desember hingga April, bertiup Angin Musim Barat Laut.
23
Annual Report 2014
Sumber Air Kondisi kualitas sumber air tanah sudah terintrusi air laut dan sulit mendapatkan air tawar. Air tanah dangkal debitnya tergantung dari air hujan, yaitu pada musim kemarau sumur dangkal kering. Kebanyakan lokasi sulitnya mendapatkan air bersih, karena kandungan lumpur dalam tanah sangat banyak sehingga warga yang coba membuat sumur bor, hanya menemukan air bercampur lumpur. sumur bor, pengeboran itu harus dibuat sumur dalam.
Untuk membuat
Karena sumur
hingga
kedalaman 12 meter, masih campuran lumpur. Kualitas air dari sumur dangkal kurang baik bagi kesehatan sehingga penduduk jarang menggunakan sumber ini. Sebagian penduduk memenuhi kebutuhan airnya dari air tanah untuk mandi dan cuci. Untuk kebutuhan air minum, penduduk membeli air dengan botol galon. PDAM belum
menyediakan sistem penyediaan air minum yang dapat memenuhi
kebutuhan penduduk.
3.3. Tujuan Tujuan kegiatan dari WBS
Pilot Plant Teknologi Efisiensi Pemanfaatan
Sumberdaya Air Melalui Daur Ulang Limbah, meliputi: 1. Membuat desain, membangun dan mengaplikasikan teknologi Pengolahan Air Minum di Kabupaten Raja Empat, Papua. 2. Melaksanakan sosialisasi teknologi Pengolahan Air Minum di Kabupaten Raja Empat, Papua.
3.4. Hasil Kegiatan 3.4.1. Perencanaan Desain Pre-treatment Pada sistem penyaringan unit reverse osmosis ini diperlukan perangkat penyaringan pendahuluan atau disebut juga perangkat pre-treatment. Ini dibutuhkan untuk mengkondisikan kualitas air baku yang akan diolah oleh unit pengolah lanjut yaitu reverse osmosis benar–benar telah memenuhi syarat–syarat yang ditentukan agar unit pengolah lanjut dapat bekerja maksimal. Beberapa alat yang terdapat pada unit pretreatment ini, mempunyai fungsi yang berbeda–beda sesuai dengan tujuan diadakannya alat–alat tersebut. Untuk lebih jelas susunan perangkat pengolahan pendahuluan dapat dilihat pada Gambar 3.1.
24
Annual Report 2014
Gambar 3.1. Layout Perangkat Pegolahan Pendahuluan (pre-treatment)
3.4.2. Desain dan Konstruksi Unit Desalinasi Desain dan Konstruksi Unit Desalinasi bertujuan untuk menghasilkan Desain dan Konstruksi Unit Desalinasi Teknologi Pengolahan Air . Secara garis besar, metode yang diterapkan pada kegiatan ini dibagi menjadi tiga tahapan utama, yaitu : 1. Perencanaan desain unit ultrafiltrasi dan desalinasi. 2. Membangun unit ultrafiltrasi dan desalinasi. 3. Uji coba pengolahan air minum.
Tahap pertama yaitu melakukan perencanaan desain unit ultrafiltrasi dan desalinasi sesuai dengan hasil olahan air dari pre-treatment. Dalam perencanaan ini didasarkan atas parameter desain perencanaan yang sesuai dengan teknologi ultrafiltrasi dan desalinasi yang diterapkan di lokasi Raja Empat. Tahap kedua merupakan pembangunan unit ultrafiltrasi dan desalinasi sesuai dengan desain perencanaan yang telah dirancang pada tahap pertama.Tahap ketiga melaksanakan uji coba pengolahan terhadap air baku dengan melakukan pembubuhan bahan kimia yang optimum dan pengaturan
unit reverse osmosis
sehingga didapat kualitas air yang memenuhi baku mutu air minum.
25
Annual Report 2014
3.4.3. Proses Pengolahan Air Payau Menjadi Air Minum Di dalam proses desalinasi air laut dengan sistem osmosis balik (RO), tidak memungkinkan untuk memisahkan seluruh garam dari air lautnya, karena akan membutuhkan tekanan yang sangat tinggi sekali. Oleh karena itu pada kenyataanya, untuk menghasilkan air tawar maka air asin atau air laut dipompa dengan tekanan tinggi kedalam suatu modul membran osmosis balik yang mempunyai dua buah outlet yakni outlet untuk air tawar yang dihasilkan dan outlet untuk air garam yang telah dipekatkan (reject water). Di dalam membran RO tersebut terjadi proses penyaringan dengan ukuran molekul, yakni partikel yang molekulnya lebih besar dari pada molekul air, misalnya molekul garam dan lainnya, akan terpisah dan akan terikut ke dalam air buangan (reject water). Oleh karena itu air yang akan masuk kedalam membran RO harus mempunyai persyaratan tertentu misalnya kekeruhan harus nol, kadar besi harus < 0,1 mg/l, pH harus dikontrol agar tidak terjadi pengerakan kalsium dan lainnya. Di dalam prakteknya, proses pengolahan air minum dengan sistem reverse osmosis terdiri dari dua bagian yakni unit pengolahan pendahuluan dan unit RO.Salah satu contoh diagram proses pengolahan air dengan sistem osmosis balik (RO) dapat dilihat seperti pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2. Diagram Proses Pengolahah Air Payau Menjadi Air Siap Minum dengan Proses Reverse Osmosis.
26
Annual Report 2014
Oleh karena air baku yakni air laut, terutama yang dekat dengan pantai masih mengandung partikel padatan tersuspensi, mineral, plankton dan lainnya, maka air baku tersebut perlu dilakukan pengolahan pendahuluan sebelum diproses di dalam unit RO. Unit pengolahan pendahuluan tersebut terdiri dari beberapa peralatan utama yakni pompa air baku, bak koagulasi-flokulasi, tangki reaktor (kontaktor), saringan pasir, filter mangan zeolit, dan filter untuk penghilangan warna (color removal), dan filter cartridge ukuran 0,5 µm. Sedangkan unit RO terdiri dari pompa tekanan tinggi dan membran RO, serta pompa dosing untuk anti scalant, dan anti biofouling dan sterilisator ultra violet (UV). Air baku (air payau) dipompa ke bak koagulasi-flokulasi untuk mengendapakan zat padat tersuspensi, selanjutnya di alirkan ke rapid sand filter, selanjutnya ditampung di dalam bak penampung. Dari bak penampung air laut dipompa ke pressure filter sambil diinjeksi dengan larutan kalium permanganat agar zat besi atau mangan yang larut dalam air baku dapat dioksidasi menjadi bentuk senyawa oksida besi atau mangan yang tak larut dalam air. Selain itu dijinjeksikan larutan anti scalant, anti biofouling yang dapat berfungsi untuk mencegah pengkerakan serta membunuh mikroorganisme yang dapat menyebabkan penyumbatan akibat pertumbuahan mikro-organisme (biofouling) di dalam membrane RO. Dari pressure filter, air dialirkan ke saringan filter multi media agar senyawa besi atau mangan yang telah teroksidasi dan juga padatan tersuspensi (SS) yang berupa partikel halus, plankton dan lainnya dapat disaring. Dengan adanya filter multi media ini, zat besi atau mangan yang belum teroksidasi dapat dihilangkan sampai konsentarsi <0,1 mg/l. Zat besi dan mangan ini harus dihilangkan terlebih dahulu karena zat-zat tesebut dapat menimbulkan kerak (scale) di dalam membran RO. Dari filter multimedia, air dialirkan ke filter penghilangan warna. Filter ini mempunyai fungsi untuk menghilangkan warna dalam air baku yang dapat mempercepat penyumbatan membran RO. Setelah melalui filter penghilangan warna, air dialirkan ke filter cartridge yang dapat menyaring partikel dengan ukuran 0,5 µm. Setelah melalui filter cartridge, air dialirkan ke unit RO dengan menggunakan pompa tekanan tinggi sambil diinjeksi dengan zat anti kerak dan zat anti biofouling. Air yang keluar dari modul membran RO ada dua yakni air tawar dan air buangan garam yang telah dipekatkan (reject water). Selanjutnya air tawarnya dipompa ke tangki penampung air olahan, sedangkan air garamnya dibuang lagi ke laut. 27
Untuk
Annual Report 2014
menghindari rekontaminasi, sebelum dimasukkan ke dalam botol galon air olahan dari tangki penampung dipompa ke filter cartridge ukuran 1 mikron dan dialirkan melalui sterilisator ultra violet dan selanjutnya dimasukkan ke dalam botol galon.
3.4.4. Fungsi dan Cara Kerja Peralatan Perangkat pengolahan air payau sistem reverse osmosis terbagi menjadi dua bagian yaitu unit pendahuluan (pre-treatment) dan unit pengolahan (treatment) dengan RO, dalam pengolahan pendahuluan dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu perangkat utama dan perangkat penunjang.
a. Pompa Air Baku Pompa air baku adalah pompa sentrifugal biasa dengan kapasitas yang sesuai dengan kapasitas maksimum dari Unit Pengolah Awal. Pompa air baku minimal mempunyai daya tarik minimal 30 meter dan daya dorong 50 meter. Pompa air baku kedua digunakan untuk memompa air baku untuk diolah dalam unit pre-treatment. Unit-unit yang harus dilalui oleh air baku adalah tangki pencampur (reactor tank), saringan pasir cepat (rapid sand filter), saringan mangan-zeolit cepat dan saringan karbon aktif. Sebagai contoh kasus dalam proses pengolahan awal (Kapasitas 10 m3/hari) kehilangan tekanan sekitar 1-2 bar. Sehingga minimal pompa air baku harus bertekanan 4 bar, sehingga pada saat memasuki unit osmosa balik tekanan masih tersisa sekitar 2 bar.
b. Pompa Dosing Dalam sistem pengolahan air payau dengan sistem osmosa balik ini, dibutuhkan 1 (satu) buah pompa dosing, yakni untuk pembubuhan kalium permanganat yang berfungsi untuk mengoksidasi zat besi atau mangan yang ada di dalam air baku. Pompa dosing memerlukan energi listrik yang rendah, yaitu maksimum sebesar 30 Watt. Kapasitas dapat divariasikan dari 0,39 sampai dengan 12,0 liter per jam dan jumlah stroke maksimum 100 untuk setiap menit. Tekanan operasional 5 - 7 Bar.
c. Tangki Reaktor Tangki reaktor adalah alat untuk mencampur dan mereaksikan larutan kalium permanganat dengan zat besi atau mangan yang ada di dalam air baku. Selain sebagai
28
Annual Report 2014
zat oksidator, kalium permanganat juga berfungsi sebagai untuk menurunkan kandungan bahan organik, serta berfungsi untuk membunuh bakteri-bakteri pathogen, sehingga tidak menimbulkan masalah penyumbatan di sistem penyaringan berikutnya karena terjadinya proses biologi (terbentuknya jamur dll).
d. Filter Pasir Cepat Air dari tangki pencampur masuk ke unit penyaringan pasir cepat dengan tekanan maksimum sekitar 4 Bar. Unit ini berfungsi menyaring partikel kasar yang berasal dari air baku dan hasil oksidasi kalium permanganat atau khlorin, termasuk besi dan mangan. Unit filter berbentuk silinder dan terbuat dari bahan PVC sehingga anti karat. Unit ini dilengkapi dengan 5 valve yang dapat diatur untuk fungsi penyaringan atau pencucian balik, sehingga untuk proses penyaringan atau pencucian balik dapat dilakukan dengan sangat sederhana, yaitu dengan hanya mengatur kran atau valve tersebut sesuai dengan petunjuknya. Tinggi filter ini mencapai 120 cm dan berdiameter 30 cm. Media penyaring yang digunakan berupa pasir silika dan terdiri dari 4 ukuran, yaitu dari diameter terbesar 2 - 3 cm, kemudian 0,5 - 1 cm, 3 - 5 mm dan yang terkecil 1 - 2 mm.
e. Filter Mangan Zeolit Unit ini mempunyai bentuk dan dimensi yang sama dengan unit penyaring pasir cepat, namun mempunyai material media filter yang sangat berbeda. Media filter adalah mangan zeolit yang berdiameter sekitar 0,3 - 0,5 mm. Dengan menggunakan unit ini, maka kadar besi dan mangan, serta beberapa logam-logam lain yang masih terlarut dalam air dapat dikurangi sampai sesuai dengan kandungan yang diperbolehkan untuk air minum.
f. Filter Karbon Aktif Unit ini khusus digunakan untuk penghilang bau, warna, logam berat dan pengotorpengotor organik lainnya. Ukuran dan bentuk unit ini sama dengan unit penyaring lainnya. Media penyaring yang digunakan adalah karbon aktif granular atau butiran dengan ukuran 1 - 2,5 mm, serta menggunakan juga media pendukung berupa pasir silika pada bagian dasar.
29
Annual Report 2014
g. Filter Cartridge Penyaring ini merupakan penyaring pelengkap untuk menjamin bahwa air yang akan masuk ke proses penyaringan osmosa balik benar-benar memenuhi syarat air baku bagi sistem osmosa balik. Alat ini mempunyai media penyaring dari bahan sintetis selulosa. Alat ini juga berbentuk silinder dengan tinggi sekitar 25 cm dan diameter sebesar 12 cm. Kemampuan filtrasi filter ada dua macam, yaitu 5 m dan 1 m. Unit ini dipasang sebelum pompa tekanan tinggi dan membran osmosa balik.
h. Pompa Tekanan Tinggi Pompa Tekanan Tinggi digunakan untuk mengalirkan air dari sistem penyaringan konvensional ke sistem penyaringan skala molekuler (membrane polymer). Untuk menembus membran osmosa balik membutuhkan tekanan besar. Jika air baku payau (TDS < 12.000 ppm) maka tekanan yang dibutuhkan berkisar 20 - 30 bar, sedangkan untuk air laut dibutuhkan tekanan antara 30 - 60 bar. Tegangan listrik yang dibutuhkan oleh pompa ini adalah 380 Volt (tiga phasa).
i. Pompa Dosing Dalam sistem pengolahan air payau dengan sistem osmosa balik ini, dibutuhkan 2 (dua) buah pompa dosing, yakni untuk kalium permanganat bahan anti pengerakkan (anti scalant). Pompa dosing memerlukan energi listrik yang rendah, yaitu maksimum sebesar 30 Watt. Kapasitas dapat divariasikan dari 0,39 sampai dengan 12,0 liter per jam dan jumlah stroke maksimum 100 untuk setiap menit. Berat pompa masing-masing sekitar 2,6 kg. Tekanan 5 - 7 Bar.
j. Unit Osmosa balik Unit Osmosa balik merupakan jantung dari sistem pengolahan air secara keseluruhan. Unit ini terdiri dari selaput membran yang digulung secara spiral dengan pelindung kerangka luar (vessel) yang tahan terhadap tekanan tinggi. Kapasitas tiap unit bermacam-macam tergantung desain yang diinginkan. Daya tahan membran ini sangat tergantung pada proses pengolahan awal. Jika pengolahan awalnya baik, maka membran ini dapat tahan lama.
30
Annual Report 2014
k. Panel Kontrol Seluruh rangkaian listrik dalam sistem osmosa balik ini berada dan berpusat dalam satu unit yang disebut panel kontrol. Panel ini dilengkapi dengan indikator-indikator tekanan dan sistem otomatis. Apabila tekanan pada membran telah mencapai nilai maksimum, maka dengan sendirinya switch aliran listrik menghentikan suplainya dan seluruh sistem juga berhenti. Dalam keadaan seperti ini kondisi membran harus diamati secara khusus dan apakah sudah saatnya harus diganti.
l. Tangki Penampung Air Olahan Air hasil pengolahan sistem osmosa balik ini ditampung pada tangki penampung air olahan. Jumlah tangki penampung disesuaikan dengan kebutuhan. Setiap tangki penampung ini bervolume 1.000 liter. Tangki ini terbuat dari bahan fiberglass. Tangki penampung ini diletakkan ditempat yang agak tinggi (1 m atau lebih) agar supaya air hasil olahan tersebut dapat dialirkan secara gravitasi.
m. Tangki Bahan-Bahan Kimia Tangki bahan kimia terdiri dari lima buah tangki fiberglass dengan volume masingmasing 30 liter. Bahan-bahan kimia utama adalah klorin, kalium permanganat, soda ash, anti penyumbatan
dan anti pengerakkan. Sebuah tangki lagi dipersiapkan dan
digunakan sebagai cadangan.
n. Sistem Jaringan Perpipaan Sistem jaringan perpipaan terdiri dari empat bagian, yaitu jaringan inlet (air masuk), jaringan outlet (air hasil olahan), jaringan bahan kimia dari pompa dosing dan jaringan pipa pembuangan air pencucian. Sistem jaringan ini dilengkapi dengan keran-keran sesuai dengan ukuran perpipaan. Diameter yang dipakai sebagian besar adalah 3/4 “, sebagian lagi 1” dan 1/2”. Bahan pipa PVC tahan tekan, seperti rucika. Sedangkan keran yang dipakai adalah keran tahan karat terbuat dari plastik.
31
Annual Report 2014
Tabel 3.1. Spesifikasi Teknis Peralatan Arsinum dengan Proses Reverse Osmosis Pompa Air Baku
Spesifikasi
Tipe
: Centrifugal
Kapasitas
: 40 - 65 liter/menit
Daya
: 250 - 500 Watt/220 V
Tekanan max. : 5 bar Daya hisap/dorong
Pompa Dosing
: 30m/60m
Spesifikasi Tipe
: Chemtech 100/030
Tekanan
: 7 Bars
Kapasitas
: 4.7 lt/hour
Pump head
: SAN
Diaphragm
: Hypalon
Tangki Kimia
Spesifikasi Model
: Drum
Volume
: 100 liter
Dimension
: ø 60 cm, H 80 cm
Material
: Polyethylene (PE)
32
Annual Report 2014
Filter
Spesifikasi Filter Pasir Bertekanan (Pressure Sand Filter) Kapasitas
: 4-5 m3 per jam
Bahan
: PVC
Dimensi
: Dia. 10 " , Tinggi : 120 cm
Tekanan Maksimal : 5 Bar Media
: Pasir slika, mangan zeolit dan karbon aktif
Inlet/outlet
:1"
Filter Mangan Zeolit (Manganese Green Sand Filter) Kapasitas
: 4-5 m3 per jam
Bahan
: PVC
Dimensi
: Dia. 10 " , Tinggi : 120 cm
Tekanan Maks: 5 Bar Media
: mangan zeolit
Inlet/outlet
:1"
Filter Karbon Aktif (Activated Carbon Filter) Kapasitas
: 4-5 m3 per jam
Bahan
: PVC
Dimensi
: Dia. 10 " , Tinggi : 120 cm
Tekanan Maks
: 5 Bar
Media
: Karbon aktif
nlet/outlet
:1"
33
Annual Report 2014
Unit Reverse Osmosis (RO)
Spesifikasi Model
: CF 20T
Kapasitas
: 20 m3 / hari
Tipe Membran
: Filmtec BW 4040
Jumlah membran
: 3 buah
Raw Water
: Air Payau
Total Dissolved Solid : < 6.000 ppm Tekanan air masuk : Minimum 1 bar Tekanan Operasi
: 10 – 20 bars
Temperatur Operasi : Maximum 40 0C Toleransi Kadar besi :Maximum 0.01 ppm Toleransi Kadar mangan: Maximum 0.01 ppm Toleransi kadar Khlorin: Maximum 0.01 ppm
Tangki Reaktor
Type elemen
: Thin Film Composite
Kelengkapan
:
Product Flow meter
Reject flow meter
Inlet presure gauge
Operating presure gauge
Pre filter pressure gauge
Reject pressure regulator
Solenoid valve
Kapasitas
: 4-5 m3 per jam
Bahan
: PVC
Dimensi Dia. 16 " , Tinggi : 120 cm Tekanan Maksimal
: 5 Bar
Inlet/outlet
:1"
34
Annual Report 2014
Cartridge Filter dan Bag Filter
Spesifikasi : 6 m3 / jam
Kapasitas Ukuran
: 8” x 120 cm
Material
: Stainless Stell
Media Filter
: Composite
Diameter Pori
: 10 mikron
Pipa Inlet / outlet
: 2 inch
System
: Drain
Tekanan
: 4 Bar max
Jumlah
: 1 unit
Brand
: Pro Clean
Inlet/outlet
:1“
Kapasitas
: 4 - 5 m3 per jam
Fitration Degree
: 1 micron
Tekanan
: 4 Bar max
Jumlah
: 2 unit
Pompa Tekanan Tinggi
Spesifikasi
(High Pressure Pump) Brand
: Flint & Walling F&W or Equal
Kapasitas : 4 - 5 m3 per jam Bahan
: Stainless steel
Tekanan maks : 15 BAR Motor
: 2 KW ; 220 Volt ; 50 Hz ; 2900 RPM
Ultraviolet Sterilizer
Spesifikasi Material
: Stainless steel
Max flowrate
: 4.5 GPD
Diamater
: 2.5 inci
Panjang
: 22 inci
Tipe Lampu
: Sterilume EX
Konsumsi Daya : 30 Watts Daya lampu
35
: 24 Watts
Annual Report 2014
Tangki Penampung
Spesifikasi
Bahan
: Stainless Steel
Volume
: 500 liter
Jumlah
: 1 unit
Pompa Pengisian
Spesifikasi
Kapasitas
: 20 liter per menit
Daya
: 100 W, 220 volt
Material
: Stainless Steel
Jumlah
: 1 Unit
Generator Set
Spesifikasi Power Output : 6500 Watt, 1 Phase Tipe
: mobile, open generator
ahan bakar
: Premium
Jumlah
: 1 unit
Pilot Plant Teknologi Air Minum Raja Ampat tahun 2014 ini dirancang dan dibangun berdasarkan spesifikasi yang tertuang pada tabel dan gambar diatas.
36
Annual Report 2014
Gambar 3.3. Pengolahan Air Siap Minum (Arsinum) Tampak Muka
Gambar 3.4. Pengolahan Air Siap Minum (Arsinum) Tampak Belakang
3.4.5. Sosialisasi Teknologi Pengolahan Air Minum Metode yang diterapkan pada kegiatan sosialisasi ini dibagi menjadi dua tahapan utama, yaitu : 1. Mengumpulkan data 2. Mempersiapkan bahan-bahan sosialisasi. 3. Sosialisasi ke pengelola dan masyarakat. Tahap pertama yaitu mengumpulkan data kondisi sekitar dan kemampuan masyarakat. Tahap kedua mengolah data yang terkumpul sesuai dengan teknologi pengolahan air yang diterapkan dan mempersiapkan sehingga mudah dimengerti oleh operator atau masyarakat sekitar sebagai bahan yang akan disosialisasikan ke pengelola dan masyarakat. Tahap ketiga melakukan sosialisasi yaitu merupakan 37
Annual Report 2014
kegiatan pemberian informasi dan pembelajaran tentang teknologi unit pengolahan air siap minum dengan proses reverse osmosis di lokasi Raja Empat, Papua. Kegiatan sosialisasi ini di satukan dengan peresmian yang dihadiri oleh pejabat daerah dari Pemda Sorong, SKPD Lingkungan Hidup, SKPD Kesehatan dan SKPD PU serta pihak yang berkaitan dengan kegiatan ini seperti pengurus, pengelola dan camat serta lurah Raja Empat. Kegiatan ini dapat dilihat pada gambar 3.5 sampai dengan 3.8. berikut di bawah ini.
Gambar 3.5. Persiapan Peresmian Arsinum di Raja Empat, Papua
38
Annual Report 2014
Gambar 3.6. Peresmian Arsinum di Raja Empat, Papua
Gambar 3.7. Uji Coba hasil Pengolahan Arsinum
39
Annual Report 2014
Gambar 3.8. Serah Terima Pengelolaan Arsinum BPPT ke Pemda Sorong
Sosialisasi teknologi pengolahan air minum yang telah dilaksanakan di Raja Empat dihadiri oleh instansi terkait, pengelola dan masyarakat sekitar. Masyarakat sangat senang dengan unit pengolahan ini karena sulitnya mendapatkan air minum di lokasi tersebut dan banyak biaya yang telah dikeluarkan masyarakat untuk keperluan air bersih dan air minum. Masyarakat mengharapkan pemerintah lebih memperhatikan untuk menyediakan sistem penyediaan air bersih dengan teknologi tepat guna untuk lokasi ini.
3.4.6. Hasil Aplikasi Teknologi Pengolahan Air Minum Dalam kegiatan ini telah dibangun unit pengolahan air siap minum dengan proses Reverse Osmosis di Kabupaten Raja Empat, Papua Barat sesuai dengan target yang telah ditetapkan dengan dibiayai dengan dana APBN 2014. Pembangunan Pilot Plant Pengolahan Air Siap Minum dengan proses reverse osmosis terdiri atas pengadaan instalasi sumber air baku, pembuatan bangunan pelindung, pompa air baku, pompa pembubuh kimia, static mixer, multimedia filter, tangki garam cation exhange, catridge filter, reverse osmosis, post catridge filter dan ultraviolet sterilsasi yang dapat dilihat pada gambar 3.9.
40
Annual Report 2014
Proses pengolahan air asin menjadi air bersih siap minum, terdiri dari empat tahapan yakni pengambilan air laut melalui pipa yang telah dipasang, selanjutnya masuk tahapan filtrasi awal mengingat air laut kadang kala tidak bersih. Setelah itu, disaring melalui membrane reverse osmosis sehingga garam bisa terpisahkan. Yang terakhir yaitu sterilisasi dengan sinar ultra violet, Pengolahan dari segi kesehatan sudah diuji dan hasilnya memenuhi standar air minum.
Teknologi ini mengolah air laut
dengan kadar garam 44.000 miligram perliter menjadi 380 milligram perliter,”
Gambar 3.9. Perakitan Arsinum di Raja Empat
Hasil pembangunan telah menghasilkan air siap minum yang dapat digunakan oleh masyarakat di daerah pesisir. Air olahan Arsinum telah dicoba diminum oleh pihak 41
Annual Report 2014
Pemda Sorong. Berdasarkan hasil pengolahan Arsinum dengan proses reverse osmosis yang telah dianalisa terahadap air olahan di Raja Empat menunjukkan bahwa kualitas air hasil olahan telah memenuhi standar baku mutu air kemasan SNI - 01- 3553 -2006. (Lampiran 2).
3.5. Kesimpulan dan Saran Kegiatan Aplikasi Teknologi Pengolahan Air Minum Raja Ampat ini telah berhasil dilakukan sebagai upaya kepedulian BPPT dalam mendukung program pemerintah pemenuhan kebutuhan air untuk masyarakat. Kegiatan ini pun dilakukan bersamaan dengan acara besar Republik Indonesia yakni “ Sail Raja Ampat ”. Pilot Plant Air Minum ini ditempatkan di Pelabuhan dimana banyak warga yang lalu lalang, sehingga pemanfaatannya lebih maksimal. Alat ini mempunyai kapasitas 10.000 liter perhari, dapat mencukupi kebutuhan air minum warga sampai dengan 5.000 orang per harinya. Dengan terbangunnya Pilot Plant Instalasi Pengolahan Air Siap Minum ini, diharapkan dapat menjadi pemicu dan percontohan bagi pemerintah Kabupaten Raja Ampat untuk menduplikasikan di tempat-tempat lain di daerahnya. Harapannya pemenuhan kebutuhan air minum masyarakat dapat meningkat.
Daftar Pustaka 1. Tatsumi Iwao, " Water Work Engineering (JOSUI KOGAKU) ", Japanese Edition, Tokyo, 1971.
2. Viessman W,JR., “Water Supply And Pollution Control “, fourth edition, Harper and Ror Publisher, New york, 1985.
3. Arie, H, 1989, Teknologi Pengolah Air Asin Reverse Osmosis dan prospeknya di Indonesia, Proceeding Seminar Teknologi Pengolahan Air, Krakatau Steel, Cilegon. 4. Benefiled, L.D., Judkins, J.F., and Weand, B.L., "Process Chemistry For Water And Waste Treatment", Prentice-Hall, Inc., Englewood, 1982 5. Bunce, N.J., 1993, Introduction to Environmental Chemistry, Wuerz Publishing Ltd, Winnipeg, Canada. 6. Hamer, M. J., "Water And Waste water Technology ", Second Edition, John Wiley And Sons, New York, 1986. 7. Nusa, I.D., Arie, H., Nugro, R., dan Haryoto, I., 1996, Studi Kelayakan Teknis dan Ekonomis Unit Pengolah Air Sistem Reverse Osmosis Kapasitas 500 m3/hari Untuk perusahaan minyak lepas pantai, P.T. Paramita Binasarana, Jakarta.
42
Annual Report 2014
LAMPIRAN 1 : PERAWATAN RUTIN SISTEM PENGOLAHAN PENDAHULUAN & POMPA DOSING
A. Tangki Bahan Kimia Perhatikan jumlah bahan-bahan kimia yang terdapat dalam tangki untuk dosing. Tambahkan dengan jenis larutan dan konsentrasi yang sama, bila jumlah bahan kimia dalam tangki sudah hampir tak terjangkau oleh mulut pipa inlet pompa dosingnya.
B. Perawatan pompa Dosing Pompa dosing bahan kimia bila ada yang bocor dapat diperbaiki dengan cara yang sederhana. Bila selang kotor (telah terdapat kerak/lumut) sebaiknya dibersihkan. Jika terjadi penyumbatan pada injektor (umumnya karena kerak atau lumut/jamur), maka injektor harus dibuka kemudian dibersihkan.
C. Pencucian Balik Unit Penyaringan Penyaring pasir cepat dan penyaring besi-mangan harus dicuci balik (backwash) minimal tiga hari sekali. Apabila air baku yang diolah agak keruh, maka pencucian harus dilakukan setiap hari sekali. Air hasil pencucian harus dibuang dengan membuka penuh kran aliran air buangan dan jangan lupa menutup kran aliran air yang menuju ke saringan berikutnya.
D.
Proses Penyaringan Dan Pencucian, Serta Susunan Media Filter Pasir, Filter
Mangan Zeolit Dan Filter Karbon Aktif.
Proses Penyaringan dan Pencucian Filter Pasir 43
Annual Report 2014
Susunan Media Filter Pasir
Proses Penyaringan dan Pencucian Filter Mangan Zeolit
44
Annual Report 2014
Susunan Media Filter Mangan Zeolit
Proses Penyaringan dan Pencucian Filter Karbon Aktif
45
Annual Report 2014
Susunan Media Filter Karbon Aktif E. Pencucian Elemen Membran Jika produk air telah menurun hingga 15 %, elemen harus dibersihkan. Jika ini tidak dilakukan dapat menyebabkan kesulitan untuk mengembalikan sistem pada laju alir (debit) normal dan garansi tidak berlaku lagi. Pencucian dapat dilakukan dengan mengatur kran (lihat gambar skema pencucian RO).
F. Pemeliharaan Unit RO Sebagian besar penyebab utama dari kegagalan sistem RO adalah tersumbatnya membran (membrane fouling) yang disebabkan karena akumulasi bahan pengotor pada permukaan membran semipermeabel. Pengaruh penyumbatan terhadap sistem RO ialah membran menjadi cepat rusak (harus diganti), menurunnya produksi air olahan dan menurunnya kualitas air hasil olahan. Untuk keperluan pemeliharaan elemen membran RO dibutuhkan bahan-bahan kimia secara khusus, yaitu :
a) Pembersih Bahan Anorganik Jika terjadi pengendapan sedimen pada permukaan membran, terutama untuk sedimen garam anorganik seperti CaCO3, CaSO4, dan BaSO4 , maka gunakan NASCO R/O-1. Bahan ini aman dan tidak merusak membran RO. Dosis yang digunakan adalah 200 gram untuk tiap 100 liter air. 46
Annual Report 2014
b) Pembersih Biofilm Untuk membersihkan terhadap silika dan biofilm gunakan NASCO R/O-2. Bahan ini aman dan tidak merusak membran dalam prosedur pembersihan normal. Dosis yang digunakan adalah 2 liter untuk tiap 100 liter air.
c) Pembersih Oksida Logam Jika terjadi pengendapan oksida logam pada membran gunakan NASCO R/O-3. Pembersih ini aman dan tidak merusak membran. Dosis yang digunakan adalah 2 kilogram untuk tiap 100 liter air.
d) Pembersih Bahan Organik NASCO R/O-4 memang disintesa untuk pembersih bahan organik.Bahan ini aman dan tidak merusak membran. Dosis yang digunakan adalah 2 liter untuk tiap 100 liter air.
e) Pembersih Bahan Koloid NASCO R/O-S adalah pembersih membran yang ampuh untuk membran. R/O-S digunakan untuk membran R/O yang terbuat dari selulosa dan polyamid. Pembersih ini efektif untuk besi koloid, organik, silikat atau kalsium sulfat. Untuk penyumbatan bahan organik berat, R/O-4 dapat juga digunakan. Dosis yang digunakan adalah 2,5 kilogram untuk tiap 100 liter air.
f)
Pencegahan Pengerakan
NASCO 904 R adalah polimer sintetis yang khusus didesain untuk mengendalikan penyumbatan bahan anorganik, seperti garam kalsium dan sedimen garam lain. NASCO 904 R harus dimasukkan dengan laju 5 – 25 ppm didasarkan pada air baku yang masuk. NASCO 904 R sebaiknya dimasukkan dalam larutan 2 – 25% proporsional dengan laju pemompaan.
47
Annual Report 2014
48
