Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi
MODUL:
PENJERNIHAN AIR DENGAN METODE SEDIMENTASI
I.
DESKRIPSI SINGKAT
A
ir merupakan sumber alam yang sangat penting di dunia, karena tanpa air kehidupan tidak dapat berlangsung. Air juga banyak mendapat pencemaran. Adapun berbagai jenis
pencemar air berasal dari: a. Sumber domestik (rumah tangga), perkampungan, kota, pasar, jalan, dan sebagainya. b. Sumber non-domestik (pabrik, industri, pertanian, peternakan, perikanan, serta sumber-sumber lainnya. Semua bahan pencemar diatas secara langsung ataupun tidak langsung akan mempengaruhi kualitas air. Berbagai usaha telah banyak dilakukan agar kehadiran pencemaran terhadap air dapat dihindari atau setidaknya diminimalkan.
1 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi Masalah
pencemaran
serta
efisiensi
penggunaan
sumber
air
merupakan masalah pokok, mengingat keadaan perairan alami di banyak
negara
kuantitasnya.
cenderung
Beragam
menurun,
kondisi
badan
baik
kualitas
perairan
maupun
menyebabkan
manusia berupaya mencari ragam solusi baik dengan teknologi tinggi untuk penyediaan air bersih skala besar maupun teknologi sederhana yang bersifat individual treatment, yang secara teknis tidak membutuhkan biaya tinggi, bahan-bahan bakunya mudah diperoleh dan setiap orang bisa mengaplikasikannya. II.
TUJUAN PEMBELAJARAN A. Tujuan Pembelajaran Umum: Setelah
mengikuti
materi
pelatihan
ini,
peserta
mampu
mempraktikkan pengolahan air dengan metode sedimentasi. B. Tujuan Pembelajaran Khusus: Setelah mengikuti materi pelatihan ini, peserta mampu : 1. Menjelaskan
metode
pengolahan
air
dengan
cara
sedimentasi, yang didahului dengan proses koagulasi dan flokulasi. 2. Mempraktikkan pengolahan air dengan cara sedimentasi, yang didahului dengan proses koagulasi dan flokulasi. III.
POKOK BAHASAN Dalam modul ini akan dibahas mengenai paket penjernihan air secara sedimentasi secara lengkap, dimulai dari penyiapan alat dan bahan sampai langkah kerjanya. 1. Pengertian 2. Konsep dasar 3. Teknik pembuatan paket penjernihan air dengan metode sedimentasi yang didahului dengan flokulasi dan koagulasi
2 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi 4. Penggunaan/pengoperasian paket penjernihan air dengan metode sedimentasi yang didahului dengan flokulasi dan koagulasi 5. Pemeliharaan
paket
penjernihan
air
dengan
metode
sedimentasi yang didahului dengan flokulasi dan koagulasi IV.
BAHAN BELAJAR 1. Kepmenkes Nomor 907/Menkes/SK/VII/2002 tentang Syaratsyarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum 2. Power
point
materi
Penjernihan
Air
dengan
Metode
Sedimentasi 3. Alat peraga Penjernihan Air dengan Metode Sedimentasi 4. Modul Penjernihan Air dengan Metode Sedimentasi 5. Alat dan bahan praktik V.
LANGKAH LANGKAH PEMBELAJARAN Berikut
disampaikan
langkah-langkah
kegiatan
dalam
proses
pembelajaran materi ini. Langkah 1. Pengkondisian 1. Fasilitator menyapa peserta dengan ramah dan hanga. Apabila belum pernah menyampaikan sesi di kelas ini, mulailah dengan perkenalan.
Perkenalkan
diri
dengan
menyebutkan
nama
lengkap, instansi tempat bekerja, dan materi yang akan disampaikan. 2. Sampaikan tujuan pembelajaran materi ini dan pokok bahasan yang akan disampaikan, sebaiknya menggunakan bahan tayang.
3 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi Langkah 2. Diskusi Singkat tentang Topik (brain storming) Fasilitator
berusaha
menggali
pendapat/pemahaman
peserta
dengan mengajukan beberapa pertanyaan kepada peserta terkait dengan materi yang akan disampaikan, sehingga dapat diketahui sejauh mana pengetahuan peserta terhadap materi yang akan disampaikan. Sebaiknya tuliskan kata kunci pendapat mereka pada kertas flipchart atau metaplan. Langkah 3. Penyampain Materi 1. Fasilitator menyampaikan paparan materi sesuai urutan pokok bahasan dan sub pokok bahasan dengan menggunakan bahan tayang. Kaitkan juga dengan pendapat atau pemahaman yang dikemukakan oleh peserta agar mereka merasa dihargai. 2. Sebelum melanjutkan pokok bahasan berikutnya, fasilitator akan menanyakan apakah peserta memahami pokok bahasan yang baru saja disampaikan dan memberi kesempatan untuk tanya jawab. 3. Memberi
demonstrasi
peralatan
dan
bahan
yang
akan
digunakan. Langkah 4. Praktek 1. Fasilitator mengajak seluruh peserta untuk melakukan praktek pembuatan paket pengolahan air secara flokulasi, koagulasi dan sedimentasi ini di Ruang Workshop yang telah disediakan oleh Bapelkes Lemahabang. 2. Peserta akan dibimbing dalam melakukan praktek sesuai dengan materi yang dipraktekkan di Ruang Workshop.
4 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi
Langkah 5. Implementasi 1. Fasilitator atau Tim Pembimbing akan mengajak seluruh peserta ke Lapangan untuk mengimplementasikan paket pengolahan yang sudah dibuat dan dipraktekkan dalam materi pelatihan. 2. Peserta akan dipandu oleh Tim dalam melakukan implementasi di lapangan sesuai dengan rencana yang disusun. Langkah 6. Refleksi dan Rangkuman 1. Fasilitator mengajak seluruh peserta untuk melakukan refleksi bersama
tentang
pembahasan
materi
ini.
Apakah
tujuan
pembelajaran yang ditetapkan sudah tercapai ? 2. Dilanjutkan dengan menutup sesi ini dengan memberikan apresiasi keterlibatan aktif seluruh peserta.
5 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi
VI.
URAIAN MATERI 1. Pendahuluan Air
merupakan
sumber
bagi
kehidupan.
Sering
kita
mendengar bumi disebut sebagai planet biru, karena air menutupi 3/4 permukaan bumi. Secara volume hal ini sangat besar, namun tidak jarang pula kita mengalami kesulitan mendapatkan air dalam hal ini air bersih, terutama saat musim kemarau.
Pada musim
kemarau, secara kuantitas air akan berkurang dan secara kualitas air
lebih
bau
dan
tercemar
karena
konsentrasi
kotorannya
meningkat. Ironis memang, tapi itulah kenyataannya. Yang pasti kita harus selalu optimis. Sekalipun air sumur atau sumber air lainnya yang kita miliki mulai menjadi keruh, kotor ataupun berbau, selama kuantitasnya
masih
banyak
kita
masih
dapat
berupaya
menjernihkan air kotor tersebut menjadi air bersih yang layak pakai. Air adalah sumber daya yang tidak akan pernah habis. Air termasuk dalam sumber daya alam yang dapat diperbaharui. Dalam modul ini dibahas pengolahan air secara sedimentasi, yaitu pengendapan
partikel-partikel
kotoran
dalam
air
baik
secara
manual maupun terkondisikan, sehingga air yang terpisahkan akan jernih dan dapat digunakan untuk aktivitas
sehari-hari oleh
manusia. Beberapa
tahapan
yang
merupapak
rangkaian
proses
pemurnian air adalah: 1. Screening
berfungsi
untuk
memisahkan
air
dari
sampah-
berukuran besar. 2. Koagulasi dan flokulasi yaitu proses penginjeksian koagulan (”pembantu” proses pengendapan), dimana terjadi kontak stabil antara bahan baku dengan koagulan, yang menyebabkan
6 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi terbentuknya
flok
partikel
berukuran
besar
dan
mudah
mengendap secara gravitasi. 3. Sedimentasi pemisahan
yaitu
proses
pengendapan
flok
partikel
dan
kotoran/warna, sehingga air terolah akan jernih
(supernatan) dan endapan yang terjadi dibuang atau digunakan ulang (concentrate). Hal ini dilakukan secara gravitasi. 4. Filtrasi
yaitu
proses
penyaringan
partikel
tersisa
dengan
menggunakan media tertentu (kain, plastik, saringan pasir lambat, saringan pasir cepat, media lainnya yang sesuai).
2. Konsep Dasar Sebelum merancang sebuah paket pengolahan air bersih secara sedimentasi, perlu kiranya kita memahami apa yang ada di dalam bahan baku air itu sendiri (air sungai misalnya). Air sungai biasanya berwarna tergantung dari input pencemar yang ada di sekitarnya. Apabila lingkungan sungai tersebut adalah lingkungan industri, tak heran apabila sungai berpotensi limbah dan berwarna hitam/hijau.
Beberapa sungai yang berwarna coklat dengan
kadar TDS yang cukup diprediksi sanggup menjadi bahan baku dalam paket pengolahan air bersih secara sedimentasi yang akan dibahas dalam modul ini. Pengertian sedimentasi (Kamus Besar Bahasa Indonesia) adalah pengendapan atau hal mengendapkan benda padat krn pengaruh gaya berat.
Oleh karena itu metode yang dibahas
dalam modul ini adalah mengendapkan partikel kotoran dalam air baku, sehingga tercipta supernatant yang jernih dan siap pakai untuk aktivitas manusia Lebih jauh mengenai sedimentasi. Ukuran partikel di dalam air beragam besarnya. dengan
sendirinya
ia
Ada yang berukuran makro sehingga sanggup
mengendapkan
diri
dan
menghasilkan air jernih sebagai supernatannya, adapula partikel berukuran mikro yang membutuhkan ”bantuan” khusus dalam
7 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi pengendapannya.
Proses
inilah
yang
dinamakan
dengan
koagulasi dan flokulasi. Koagulasi dan flokulasi merupakan rangkaian proses tak terputuskan yang dikenakan ke air baku siap olah, berupa proses pengumpulan partikel halus yang tidak dapat diendapkan secara gravitasi sehingga menjadi partikel berukuran besar diendapkan
secara
gravitasi,
melalui
dan siap
penambahan
bahan
koagulan. Adapun bahan koagulan yang sering digunakan adalah :
AL2(SO4)3 yang dikenal dengan Tawas
Fero sulfat
Feri sulfat
Fero klorida
Feri klorida
Poli Alumunium Klorida (yang lebih dikenal dengan PAC) Dikenal pula beberapa jenis koagulan tambahan seperti
Magni Floc, Aqua Floc dan Super Floc yang merupakan koagulan tingkat tinggi, yang memberikan hasil dengan tingkat kejernihan lebih tinggi, kecepatan sedimentasi lebih tinggi dan waktu sedimentasi lebih cepat. Koagulasi merupakan proses destabilisasi partikel dalam air dengan bantuan senyawa (koagulan). Rizal Amir dan James Nobelia Isnaniawardhana dinyatakan bahwa dosis optimum koagulan pengolahan air Sungai Celeueur sebesar 20 mg/L dengan parameter pengukuran pH, warna, kekeruhan, dan TSS.
Pada dosis optimum ini pH berada pada
nilai 6.25, terjadi penyisihan warna sebesar 83.27%, kekeruhan 92.47% dan TSS sebesar 70.57%.
8 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi 3. Teknik
Pengolahan
Air
Sumur
dengan
Metode
Sedimentasi Beberapa syarat yang perlu diperhatikan dalam pengolahan dengan metode ini sebagai berikut : 1.
Pemilihan air baku merupakan tingkat kesuksesan pengolahan dengan metode ini. Pengecekan awal dilakukan terhadap pH, TSS, kekeruhan dan pemantauan warna air baku.
Sebagai
referensi, Sungai Cileueur memiliki kekeruhan sebesar 43.4 NTU, TSS 187,75 mg/L dan TDS 44,73 mg/L. Oleh sebab itu, sebaiknya sumber air atau air baku yang tepat berasal dari :
Air sungai yang tidak tercemar limbah, berwarna tidak hitam, cenderung cokelat, dengan kandungan CO2 dan HCO3- yang tidak terlalu mencolok.
Air sungai cenderung jernih yang memliki kosentrasi partikel tinggi (keruh)
2.
Air sumur yang partikel kotorannya tinggi (keruh)
Proses koagulasi-flokulasi menggunakan alum/tawas akan efektif pada pH air berkisar antara 4.5-8 (Reynolds, 1982) dan ”kondisi ini menunjang proses koagulasi dan flokulasi karena biasanya koagulan dapat efektif bekerja pada pH netral” (Anggriani, 2008).
3.
Beberapa proses membutuhkan bak/tandon dengan ukuran yang
berbeda
dan
alat
pengaduk
yang
kestabilan
pengadukannya baik 4.
Sebisa mungkin mengoptimalkan daya endap diri partikel kotoran
dalam
air,
namun
jika
tidak
mampu
perlu
ditambahkan koagulan 5.
Mengusahakan kontruksi yang sederhana, kuat dan murah
6.
Mengusahakan sistem yang dapat digunakan dan diterima masyarakat setempat
9 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi 3.1.
Bahan
1.
Bak (terbuat dari beton atau plastik)
2.
Ember besar
3.
Kayu Pengaduk
4.
Pipa
5.
Keran
6.
Lem
7.
Isoplast keras
8.
Tawas (dapat dibeli di Toko Kimia)
9.
Tablet Klor (dapat dibeli di Toko Kimia)
3.2.
Peralatan
1.
Bak/tandon besar 1 paket
2.
Bak/ember besar 2 buah
3.
Pengaduk kayu 2 buah
4.
Pipa
5.
Keran 3 buah
6.
Lem pipa
7.
Gergaji/cutter
8.
Palu
9.
Alat pertukangan lain
Dengan segala keterbatasan peralatan yang ada, kita dapat saja menggunakan
potensi
barang/alat
yang
telah
ada,
dengan
beberapa modifikasi yang diatur di lapangan. 3.3.
Pembuatan
1.
Siapkan 1 bak besar berukuran 2 m x 1 m x 1,25 m
2.
Buat bafel penyangga di dalam Tangki Sedimentasi yang tingginya sama dengan tinggi air
3.
Pasangkan
pipa
sungai/sumur.
inlet
untuk
mengalirkan
air
baku
Pipa inlet ini bisa disambungkan dengan
pompa dari air sungai/sumur untuk meringankan beban manusia.
10 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi 4.
Pasangkan pipa inlet (untuk pengaliran supernatan/air jernih menuju bak penampungan air terolah)
5.
Pasangkan pipa outlet (buangan lumpur endapan), menuju saluran buangan
6.
Pasangkan
pengaduk.
Pengaduk
bisa
berupa
pengaduk
manual (digerakkan oleh tenaga manusia) ataupun pengaduk motorik (digerakkan oleh motor listrik). 7.
Adapun dasar tangki sedimentasi merupakan dasar dengan kemiringan tertentu, 1 m panjang lantai turun 10 cm. Hal ini untuk mempermudah proses pengendapan dan sekaligus menjadi tempat penyimpanan lumpur endapan (hasil olahan).
8.
Siapkan 2 buah ember berukuran besar untuk tempat penampungan air terolah. terhubung
dengan
pipa
Kedua ember dibuat saling (seperti
bejana
berhubungan).
Pasangkan pengaduk.
11 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi
+ Tawas ½ kg
Pengadukan stabil dengan kecepatan konstan Inlet bahan baku air Sungai/Sumur
Air terolah
Lumpur dikeluarkan
Tampak Samping
inlet Outlet air terolah
outlet lumpur
Tampak Atas Gambar 1. Tangki Sedimentasi
+ Klor ½ tablet Inlet air dari Tangki Sedimentasi
Outlet Air Terolah yang sudah diklorinasi dan siap pakai
Gambar 2. Tangki Penampungan Air Terolah
12 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi 3.4. 1.
Penggunaan Pemakai mengalirkan air baku menuju bak sedimentasi dengan
cara
menyalakan
pompa
(apabila
pengaliran
dilakukan secara motorik) atau mengisi bak secara manual. 2.
Pemakai memasukkan tawas yang sudah dicampur dengan air (50 gram tawas ∞ 2 Liter air bersih) ke dalam bak dan pengadukan dilakukan secara konstan a. Pertama dilakukan pengadukan dengan cepat, 50 putaran per menit, selama 10 menit b. Selanjutnya dilakukan pengadukan dengan lambat, 10-20 putaran per menit, selama 15 menit.
Pada saat ini,
pengadukan dilakukan secara konstan untuk menjamin pembentukan flok ukuran besar sehingga siap mengendap alamiah.
Pengadukan dilakukan searah, untuk menjamin
optimalnya penempelan flok mikro dan menjaga flok makro tidak berubah bentuknya. 3. Tahap berikutnya adalah mendiamkan air tersebut agar terjadi proses pengendapan (sedimentasi) secara alamiah. Tidak boleh ada gangguan apapun dalam proses ini, seperti getaran akibat pengadukan lainnya, penambahan zat-zat lain dll) 4. Proses
berikutnya
merupakan
pemisahan
air
terolah
(supernatant) melalui outlet yang sudah disiapkan. Pemakai harus
memperhatikan
tidak
terikutnya
endapan
yang
terbentuk. 5. Endapan yang terbentuk merupakan kumpulan flok yang sebenarnya masih bisa dimanfaatkan kembali dalam proses pengolahan berikutnya. Untuk itu tidak perlu dibuang. 6. Apabila
supernatant
sudah
dipisahkan,
maka
pemakai
membubuhkan desinfektan (berupa tablet/bubuk/cair) dan kemudian
diaduk.
Adapun
dosis
optimum
desinfektan
disesuaikan dengan bahan baku air yang digunakan. Intinya
13 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi sisa klor yang diperbolehkan tidak kurang dari 5 mg/L atau air masih sedikit berbau klor. 7. Perlunya
memiliki
pH
meter
dan
TDS
meter
untuk
pengecekan minimal guna memastikan konsentrasi TDS dan besarnya pH air terolah, karena pH yang tidak sesuai dapat menyebabkan beberapa masalah pada manusia (pH terlalu asam membuat kulit iritasi dan pH terlalu basa akan menyebabkan penggunaan sabun yang boros) 8. Selama proses pengolahan ini, pemakai perlu menggunakan alat pelindung diri seperti baju kerja dan sarung tangan. 3.5. Pemeliharaan 1. Tangki
Sedimentasi
perlu
disikat
untuk
menghindari
penebalan kotoran akibat flok yang bersifat kimiawi. 2. Tangki
Supernatan
perlu
dibersihkan
untuk
menjaga
kejernihan air olahan. 3. Peralatan yang digunakan untuk menakar dan membubuhkan zat kimia sebaiknya terbuat dari bahan tahan karat dan perlu dibersihkan setiap habis digunakan. 3.6.
Keuntungan
1. Kontruksi tangki yang sederhana dan mudah dilaksanakan sendiri
tanpa
memerlukan
persyaratan
khusus,
dapat
menggunakan tangki atau bak yang sudah ada. 2. Biaya yang diperlukan cukup terjangkau oleh masyarakat. 3.7.
Kerugian
1. Apabila menggunakan sistem pengadukan manual dengan tenaga manusia, maka perlu kesabaran dari penggunanya 2. Diperlukan upaya ujicoba untuk menentukan dosis zat kimia yang dibutuhkan supaya pembubuhannya optimal.
14 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Penjernihan Air dengan Metode Sedimentassi VII. REFERENSI Reynolds, Tom D. (1982), Unit Operations and Processes in Environmental Engineering, Wadsworth Inc., California.
15 / MI-5A
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
