Apakah tujuan pengendapan dalam dalam proses pengolahan air secara fisika

Limbah merupakan salah satu sumber pencemaran lingkungan yang mana limbah tersebut berasal dari berbagai sumber seperti dari pembuangan rumah tangga, sisa hasil produksi dan sebagainya. Limbah cair tersebut apabila tidak ditangani sesegera mungkin maka akan menyebabkan terjadinya pencemaran air yang tentunya akan menimbulkan dampak bagi lingkungan maupun masyarakat (baca : Bahaya Limbah Bauksit bagi Lingkungan).

Untuk itu limbah cair tersebut perlu diolah lebih lanjut agar tidak memberikan dampak negatif. Proses pengolahan limbah cair memang sudah dikembangkan menjadi beragam. Proses pengolahan limbah cair tersebut sudah disesuaikan dengan kebutuhan ataupun faktor finansial. Adapun pengolahannya terbagi atas 5 macam, yaitu pengolahan primer, pengolahan sekunder, pengolahan tersier, proses desinfeksi dan pengolahan lumpur.

1. Pengolahan Primer

Tahap pertama dari pengolahan limbah cair industri adalah pengolahan primer (primary treatment), pengolahan ini merupakan pengolahan secara fisika. Adapun tahapan dari pengolahan primer adalah tahap penyaringan, tahap pengolahan awal, tahap pengendapan dan terakhir adalah tahap pengapungan.

• Tahap Penyaringan (Screening) – Limbah cair yang terkumpul harus melewati proses penyaringan terlebih dahulu melalui saluran pembuangan. Metode ini dapat dikatakan sebagai metode yang efisien dan tentunya tidak terlalu banyak mengeluarkan biaya untuk menyaring bahan padat yang terdapat dalam air limbah. ( baca : Ciri-ciri Air yang Tercemar )
• Tahap Awal (Pretreatment) – Setelah melewati proses penyaringan, maka limbah tersebut akan disalurkan menuju tangki atau bak yang berfungsi untuk memisahkan pasir dan partikel padat lain yang berukuran besar. Cara kerja dari tangki tersebut adalah dengan memperlambat aliran air limbah sehingga partikel pasir yang ada akan mengendap di dasar tangki, sedangkan air limbah akan dialirkan untuk diproses lebih lanjut.
• Tahap Pengendapan – Setelah melewati proses awal maka air limbah akan ditampung dalam tangki khusus pengendapan. Metode pengendapan merupakan metode paling dasar dalam pengolahan untuk mengolah limbah cair. Dalam tangki pengendapan, limbah cair akan didiamkan dalam jangka waktu tertentu agar partikel padat yang masih ada dapat mengendap di dasar tangki. Biasanya endapan partikel tersebut berupa lumpur yang nantinya akan dipisahkan menuju saluran lain untuk diolah lebih lanjut. ( baca : Lumpur Hidup )
• Tahap Pengapungan (Floation) – Metode terakhir dari proses pengolahan primer adalah tahap pengapungan. Metode ini sangat efektif digunakan untuk memisahkan polutan seperti minyak dan lemak. Proses pengapungan ini menggunakan alat yang dapat menghasilkan gelembung udara, dimana gelembung tersebut akan membawa partikel polutan menuju permukaan air limbah dan kemudian akan dihilangkan.

Artikel terkait : Cara Pemanfaatan Sampah

Perlu diketahui bahwa apabila limbah cair yang mengandung polutan tadi sudah bersih melalui proses primer, maka limbah akan langsung dibuang ke perairan. Akan tetapi apabila limbah cair yang mengandung polutan tadi masih menyisakan polutan lain yang sulit dihilangkan, maka limbah tadi akan diproses lebih lanjut menuju pengolahan sekunder.

2. Pengolahan Sekunder

Pengolahan sekunder (secondary treatment) merupakan pengolahan limbah cair secara biologis, yaitu dengan melibatkan mikroorganisme untuk menguraikan bahan organik. Salah satu mikroorganisme yang sering digunakan pada proses ini adalah bakteri aerob. Pengolahan sekunder secara umum terbagi atas 3 tahapan, yaitu tahap penyaringan dengan tetesan (tricking filter), tahap lumpur aktif (activated sludge) dan terakhir tahap kolam (treatment ponds).

• Tahap Tricking Filter – Pada tahap ini, bakteri aerob akan digunakan untuk menguraikan bahan organik yang melekat dan berkembang pada media kasar yang berupa batuan kecil atau plastik dengan ketebalan 1-3 mili. Limbah cair akan dialirkan ke media kasar tadi dan dibiarkan agar dapat meresap. Pada proses peresapan tersebut, bahan organik yang terkandung pada limbah akan diuraikan oleh bakteri aerob dan selanjutnya hasil resapan tersebut akan sampai pada dasar lapisan media dan kemudian akan ditampung dalam wadah yang selanjutnya akan disalurkan pada tangki khusus pengendapan. Endapan tersebut nantinya akan diproses lebih lanjut. ( baca : Proses Sedimentasi )
• Tahap Lumpur Aktif – Pada tahap ini limbah cair yang telah melewati proses filter akan ditampung pada tangki khusus yang didalamnya terdapat lumpur yang kaya akan bakteri aerob. Setelah itu limbah akan disalurkan kembali ke tangki pengendapan yang lainnya sementara itu lumpur yang mengandung bakteri aerob akan disalurkan pada tangki aerasi.
• Tahap Treatment Ponds – Tahap terakhir pada tahap sekunder adalah treatment ponds atau kolam perlakuan. Pada tahap ini limbah cair akan ditempatkan pada kolam terbuka dimana didalamnya terdapat alga yang dapat menghasilkan oksigen. Oksigen inilah yang nantinya akan digunakan bakteri aero untuk menguraikan bahan organik dalam limbah cair. Apabila limbah telah mengendap maka air permukaan dapat disalurkan ke lingkungan untuk diolah dan digunakan lagi. ( baca : Sifat-sifat Air )

3. Pengolahan Tersier

Seperti yang telah disinggung diawal bahwa apabila setelah melalui proses pengolahan primer dan sekunder masih ada zat dalam limbah yang tentunya berbahaya bagi lingkungan dan juga masyarakat, maka akan dilanjutkan ke tahap selanjutnya yaitu tertiary treatment. Pengolahan ini umumnya bersifat khusus yang berarti pengolahan akan disesuaikan dengan kandungan zat yang tersisa pada lembah cair tersebut.

Adapun zat zat yang biasanya masih tertinggal adalah nitrat, fosfat dan garam. Pengolahan tersier terdiri atas rangkaian dari proses kimia dan fisika. Metode pengolahan ini sebenarnya jarang sekali digunakan pada pengolahan limbah cair industri karena biaya yang dikeluarkan untuk melakukan proses pengolahan ini cenderung tinggi dan tentunya tidak ekonomis.

Artikel terkait : Pencemaran yang Mengakibatkan Perubahan Alam

4. Desinfikasi

Pengolahan limbah cair industri yang berikutnya adalah desinfeksi atau sering disebut sebagai porses pembunuhan kuman yang tentunya bertujuan untuk membunuh dan mengurangi mikroorganisme yang ada dalam limbah cair. Mekanisme pada proses ini bersifat kimia yaitu dengan menambahkan senyawa pada cairan limbah tersebut.

Perlu diketahui bahwa dalam menambahkan senyawa kimia tersebut harus memperhatikan hal-hal seperti daya tingkat racun, efektivitasnya, dosis yang digunakan, tidak boleh membahayakan bagi manusia dan hewan, tahan air dan tentunya biayanya terjangkau. Salah satu contoh pada proses ini adalah dengan menambahkan klorin. Apabila benar-benar sudah bersih maka limbah sudah aman untuk dibuang ke lingkungan.

Artikel terkait : Pelestarian Lingkungan – Lingkungan Buatan

5. Pengolahan Lumpur

Artikel terkait : Upaya Menjaga Keseimbangan Lingkungan

Menurut Peraturan Pemerintah Republik Nomor 82 Tahun 2001, tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, Pengelolaan kualitas air adalah upaya pemeliharaan air sehingga tercapai kualitas air yang diinginkan sesuai peruntukannya untuk menjadi agar kualitas air tetap dalam kondisi alamiahnya. Sedangkan proses pengolahan air bersih dilakukan bila air baku tidak memenuhi persyaratan fisik untuk air minum seperti air permukaan, misalnya air sungai, air telaga, air waduk. Proses pengolahan lengkap umumnya melalui beberapa tahapan proses sebagai berikut:

1.    Screening: Screening berfungsi untuk memisahkan atau pengambilan benda-benda yang mengapung seperti ranting-ranting pohon, dedaunan, kertas-kertas serta sampah-sampah yang terdapat pada air baku. Umumya dipakai jenis saringan yang kasar (coarse screen) dan bukan saringan yang halus (fine screen). Proses ini penting untuk mengolah air permukaan karena biasanya air permukaan digunakan untuk pembuangan sampah dan jenis buangan lainnya, banyaknya tumbuhan air seperti eceng gondok. Dengan adanya proses screening maka bisa dicegah timbulnya kerusakan-kerusakan serta penyumbatan-penyumbatan pada peralatan instalasi pengolahan seperti pompa, valve (katup pengatur aliran) dan peralatan lainnya.

2.    Prasedimentasi (Pengendapan Pendahuluan): Proses pengendapan berfungsi untuk memisahkan benda-benda tersuspensi (suspended matter) yang terdiri dari pasir kasar, pasir halus dan lumpur yang sangat halus dari air baku. Umumnya diperlukan waktu pengendapan 2-3 jam untuk jenis partikel ini (Razif, 1985).

3.    Koagulasi dan Flokulasi
Proses koagulasi adalah proses pemberian koagulan dengan maksud mengurangi gaya tolak menolak antara partikel colloid. Proses flokulasi adalah proses pemberian flokulan dengan maksud menggabungkan flok-flok kecil sehingga menjadi besar dan semakin besar sehingga cukup besar untuk diendapkan.

Tujuan utama dari proses koagulasi dan flokulasi ialah untuk memisahkan colloid yang ada di dalam air baku. Colloid adalah partikel halus, oleh karena itu sangat sukar untuk diendapkan atau perlu waktu yang sangat lama. Colloid umumnya bermuatan istrik, baik positif maupun negatif yang tergantung dari asalnya. Bila berasal dari anorganik maka muatan listriknya adalah positif, sedangkan bila berasal dari organik maka muatan listriknya adalah negatif. Agar colloid-colloid tersebut mudah diendapkan, maka ukurannya harus diperbesar dengan cara saling menggabungkan antara colloid-colloid tersebut melalui proses koagulasi dan flokulasi dengan cara penambahan koagulan dan flokulat. Colloid digolongkan menjadi hydrophobic colloid yang sulit bereaksi dengan air dan hydrophilic colloid yang mudah bereaksi dengan air, karena sifat tersebut maka hydrophilic colloid membutuhkan lebih banyak zat koagulan daripada hydrophobic colloid.

Partikel-partikel colloid yang bermuatan listrik sejenis (sama negatifnya) dalam air akan saling tolak menolak sehingga tidak bisa saling mendekat dan kondisi dimana partikel tetap berada pada tempatnya sering disebut kondisi stabil. Kondisi partikel yang stabil tidak memungkinkan terbentuknya flok, maka air tersebut biasanya diberi muatan positif untuk mengurangi gaya tolak menolak sesama koloid (gaya repulsion), sehingga akan terjadi kondisi destabilisasi dari partikel. Kondisi partikel colloid yang tidak stabil memungkinkan terbentuknya flok, dengan adanya muatan positif yang cukup dan merata akan terbentuk flok¬flok kecil kumpulan dari colloid-colloid.

Untuk bisa mengendap maka flok-flok kecil tersebut harus terus bergabung sampai menjadi flok yang besar sehingga bisa mengendap. Namun ada kalanya muatan positif yang diberikan tidak mampu untuk menggabungkan flok-flok kecil karena flok-flok kecil tersebut mengalami kondisi restabilisasi (kembali menjadi stabil), sehingga sulit menjadi flok yang cukup besar. Masalah ini bisa diatasi dengan memberikan flokulan. Uraian diatas mengambarkan bahwa mekanisme koagulasi dan flokulasi bisa terjadi berurutan atau secara bersamaan sehingga sulit memisahkan antara kedua proses tersebut.

4.    Sedimentasi
Sedimentasi adalah pengendapan partikel-partikel padat tersuspensi dalam cairan/zat cair dengan menggunakan pengaruh gravitasi (gaya berat secara alami). Proses ini bertujuan untuk mereduksi bahan-bahan tersuspensi (kekeruhan) dari dalam air dan dapat juga berfungsi mereduksi kandungan mikrorganisme patogen tertentu dalam air.

Proses sedimentasi adalah proses untuk memisahkan partikel-partikel yang terdapat di dalam air dengan airnya sendiri dengan cara diendapkan. Jenis partikel yang terbentuk dari pengolahasn air minum, maka tujuan khusus dari pengendapan mungkin berbeda-beda, seperti untuk pengendapan flok alum, flok kesadahan, flok besi.

Secara umum partikel dibedakan atas: (1) partikel diskrit yaitu partikel yang selama proses pengolahannya tidak berubah ukuran, bentuk dan beratnya, dan (2) partikel flokulan yaitu partikel yang selama proses pengendapannya berubah ukuran, bentuk dan beratnya. Proses pengendapan partikel diskrit disebut proses prasedimentasi sedangkan proses pengendapan partikel flokulan disebut proses sedimentasi yang terpisah dari bangunan pengolahannya.

5.    Filtrasi
Proses filtrasi adalah proses penyaringan air melalui media berbutir yang porous. Dalam praktek pengolahan air bersih dikenal beberapa macam filtrasi yaitu:

• Rapid filtration (penyaringan cepat), ialah proses pengolahan air minum yang umumnya dilakukan sesudah proses-proses koagulasi, flokulasi dan sedimentasi, media yang dipakai bisa berbentu: (1) single media (1 media) misalnya, pasir; (2) dua media (2 media) misalnya, anthracite dan pasir yang terpisah; (3) fifed media (2 atau lebih media) misalnya anthracite dan pasir yang dicampur.
• Slow sand filtration (penyaringan pasir lambat), ialah proses pengolahan air minum yang umumnya dilakukan untuk air permukaan tanpa melalui unit koagulasi, flokulasi dan sedimentasi. Jadi bahan baku sesudah melalui prasedimentasi langsung dialirkan ke saringan pasir lambat. Disini proses koagulasi, flokulasi sedimentasi, dan filtrasi terjadi di saringan pasir ini dengan bantuan mikroorganisme yang terbentuk di lapisan permukaan pasir.
• Pressure filtration (penyaringan dengan tekanan), ialah proses pengolahan air minum yang umumnya dilakukan untuk air tanah sebelum didistribusikan. Pompa distribusi yang memompa air dari filter akan menyebabkan berkurangnya tekanan pada filter sehingga air tanah bisa mengalir ke filter. Keuntungan dari sistem ini adalah menghemat pemompaan ganda.
• Direct filtration (penyaringan langsung), ialah proses pengolahan air minum yang umumnya dilakukan jika air baku kekeruhannya rendah, misalnya air baku yang berasal dari instalasi pengolahan air buangan. Jika diperlukan, koagulant yang menuju flokulant bisa diinjeksikan pada saluran yang menuju filter dan flok-flok yang ada langsung disaring tanpa melalui unit sedimentasi. Keuntungan dari sistem ini adalah menghemat unit bangunan pengolahan.

6.    Netralisasi
Netralisasi pH adalah suatu upaya agar pH air menjadi normal. Proses pengolahan air akan lebih efektif apabila nilai pH telah mendekati normal. Pengaturan pH dalam instalasi air minum bertujuan untuk mengendalikan korosif pada pipa sistem distribusi pada nilai < 6,5 atau > 9,5 (Anonim, 1991-4). Tujuan proses netralisasi ialah untuk menetralkan kembali pH air yang turun karena penambahan alum pada proses koagulasi, dimana akan terjadi hidrolisis.

7.    Desinfeksi
Tujuan utama dari proses desinfeksi adalah untuk memenuhi persyaratan bakteriologis bagi air minum, karena proses-proses pengolahan prasedimentasi, flokulasi-koagulasi, sedimentasi dan filtrasi masih masih meloloskan bakteri/mikroorganisme yang tidak diharapkan ada dalam air minum. Desinfektan yang dipakai misalnya klor dapat bermanfaat untuk mengoksidir zat organik sebagai reduktor, mengurangi bau, mencegah berkembangbiaknya bakteri pada sistem distribusi air.

Menurut Razif (1985) desinfeksi dapat dilakukan antara lain dengan cara:

1. Pemanasan, air dididihkan sehingga bakteri mati. Cara ini tidak praktis untuk jumlah air yang sangat banyak, misalnya di instalasi pengolahan air minum. Sangat dianjurkan untuk rumah tangga khususnya yang akan dipakai untuk minum dan makan.
2. Sinar ultra violet, yaitu dengan melewatkan air yang telah diolah pada sinar ultra violet. Cara ini tidak memberi bekas dalam air, akan tetapi tidak menjamin jika ada pertumbuhan bakteri, karena tidak adanya sinar ultra violet yang tersisa dalam air.
3. Memberi getaran Ultrasonic. Cara ini juga tidak bisa memberikan pengamanan jika bakteri berkembang biak pada istem distribusi air minum seperti halnya cara sinar ultra violet.
4. Menambahkan Ozon (O3), didalam air ozon akan terurai menjadi O2 + On dan On berfungsi sebagai desinfektant. Cara ini hanya dilakukan untuk pilot plant dan penelitian saja mengingat biayannya yang cukup tinggi.
5. Chlorinasi, yaitu menggunakan klor sebagai desinfektant yang diberikan kepada air yang telah diolah. Cara ini yang umumnya dipakai karena lebih banyak keuntungannya daripada kerugiannya. Salah satu keuntungannya adalah bisa mengamankan air sampai ke konsumen. Salah satu kerugiannya adalah menimbulkan rasa tidak enak pada air jika harus dosis klor yang tinggi. Maksud desinfeksi adalah membunuh bakteri pathogen (penyebab penyakit) yang penyebarannya melalui air, seperti diare, thypus, kholera, desentri.

Bahan-bahan yang digunakan untuk klorinasi antara lain: Gas klor (Cl2), Kalsium Hipoklorit Ca(OCl)2, Nitrogen Hipoklorit NaOCl atau klor dioksida. Kaporit merupakan desinfektant yang sering digunakan di perusahaan-perusahaan air minum. Secara garis besar prinsip klorinasi adalah: (1) pemakaian klorin yang merata dan tidak terputus-putus di seluruh bagian dari yang diolah, (2) penentuan dosis klor yang sesuai dengan kebutuhan dari jenis air yang diolah, dan mengontrol hasil klorinasi untuk menjamin serta menghasilkan air yang aman diminum. Menurut Depkes. RI (1991) efektifitas bahan kimia yang digunakan untuk desinfeksi tergantung pada: (1) waktu kontak, semakin lama semakin banyak bakteri yang terbunuh; (2) konsentrasi dan zat kimia; (3) temperatur, semakin tinggi semakin cepat bakteri terbunuh; (4) tipe organisme (bakteri berbeda dengan virus), umumnya yang membentuk spora lebih sulit; (5) jumlah organisme, organisme makin banyak, maka waktu kontak yang diperlukan lebih lama; dan (6) keadaan medium air.

Refference, antara lain :

• Permenkes 492 Tahun 2010, tentang Persyaratan Kualitas Air Minum
• Razif, M, 1985, Pengolahan Air Minum, Teknik Penyehatan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, ITS-Surabaya.

Incoming Search Terms:

• Pasir kasar dalam proses fungsi pemurnian air untuk jangkrik language:id