Ali Syahab: Pengolahan Air Sungai / Gambut Sederhana

Pengolahan Air Sungai / Gambut Sederhana

ABSTRAK

Dalam rangka penyediaan air bersih pedesaan, sering terdapat kendala misalnya, lokasi pemukiman yang berjauhan, sehingga jika dibangun sistem pengolahan yang terpadu dengan sistem perpipaan membutuhkan biaya yang sangat besar. Untuk mengatasai hal tersebut, dapat dilakukan dengan cara pengolahan sederhana untuk skala rumah tangga. Tulisan ini membahas tentang cara pengolahan air sederhana, khususnya untuk mengolah air gambut. Cara ini merupakan salah satu alternatif untuk memenuhi kebutuhan air bersih di pedesaan dengan cara yang murah dan sederhana.

KATA KUNCI : Gambut, Netralisasi, Aerasi, Koagulasi

JENIS TEKNOLOGI : Teknologi Pengolahan Air Bersih

TARGET PENGGUNAAN : Rumah Tangga, Komunal (kelompok)

I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan pokok bagi kehidupan manusia. Dalam kehidupan sehari-hari manusia selalu memerlukan air terutama untuk minum, masak, mandi, mencuci dan sebagainya. Pada saat ini, persentase penduduk di Indonesia yang sudah mendapatkan pelayanan air bersih dari badan atau perusahaan air minum masih sangat kecil yaitu untuk daerah perkotaan sekitar 45 % , sedangkan untuk daerah pedesaan baru sekitar 36 % .

Di daerah - daerah yang belum mendapatkan pelayanan air bersih tersebut, penduduk biasanya menggunakan air sumur galian, air sungai yang kadang- kadang bahkan sering kali air yang digunakan kurang memenuhi standart air minum yang sehat. Bahkan untuk daerah yang sangat buruk kualitas air tanah maupun air sungainya, penduduk hanya menggunakan air hujan untuk memenuhi kebutuhan akan air minum. Oleh karena itu di daerah - daerah seperti ini, persentase penderita penyakit yang disebabkan akibat penggunaan air minum yang kurang bersih atau kurang memenuhi syarat kesehatan masih sangat tinggi.

Dalam rangka penyediaan air minum yang bersih dan sehat bagi masyarakat pedesaan yang mana kualitas air tanahnya buruk serta belum mendapatkan pelayanan air minum dari PAM, perlu memasyarakatkan alat pengolah air Minum sederhana yang murah dan dapat dibuat oleh masyarakat dengan menggunakan bahan yang ada dipasaran setempat.

Salah satu alat pengolah air minum sederhana tersebut adalah alat pengolah air minum yang merupakan paket terdiri dari Tong (Tangki), Pengaduk, Pompa aerasi dan saringan dari pasir atau disingat Model TP2AS. Alat ini dirancang untuk keperluan rumah tangga sedemikian rupa sehingga cara pembuatan dan cara pengoperasiannya mudah serta biayanya murah. Cara pengolahannya dengan menggunakan bahan kimia yaitu hanya dengan tawas dan kapur (gamping).

Alat Pengolah Air Minum model TP2AS ini sangat cocok digunakan untuk pengolahan air minum yang air bakunya mengandung zat besi dan mangan dan zat organik, dengan biaya yang sangat murah.

1.2. Tujuan dan Sasaran

Menyebarluaskan paket teknologi pengolahan air sederhana untuk menolah air gambut atau air sungai, yang dapat digunakan di daerah yang terpencil dan belum tersedia listrik.

1.3. Manfaat

Alat tersebut dapat digunakan untuk mengolah air gambut, air sungai atau air yang mengandung zat besi yang cukup tinggi dengan biaya yang sangat murah. Peralatan dapat disesuaikan dengan kondisi yang ada di lapangan.

II. BAHAN

Untuk pembuatan satu unit alat pengolah air minum sederhana ini, diperlukan bahan-bahan antara lain seperti pada tabel di bawah ini (lihat tabel berikut. Jika bahan tersebut tidak tersedia dipasaran setempat, dapat disesuaikan dengan bahan yang tersedia. Jadi tidak harus seperti yang tertera pada Tabel 1.

Tabel 1: Bahan-bahan yang diperlukan.

No	BAHAN	SATUAN	JUMLAH
1	Tangki Fiber glass Vol. 500 liter	buah	1
2	Tong Kran Plastik, Volume 20 atau 40 liter	buah	1
3	Stop kran ½"	buah	1
4	Stop kran ¾"	buah	2
5	Socket PVC drat luar ½"	buah	3
6	Socket PVC drat luar ¾"	buah	3
7	Fauset PVC drat dalam ½"	buah	3
8	Fauset PVC drat dalam ¾"	buah	2
9	Pipa PVC ½"	batang	1
10	Pipa PVC ¾"	batang	1
11	Slang Plastik 5/8"	meter	6
12	Pompa Tekan	buah	1
13	Ember Plastik	buah	2
14	Spons busa, tebal 2 cm	lembar	1
15	Kerikil, diameter 1-2 cm	kg	5
16	Pasir silika	kg	25
17	Arang	kg	5
18	Ijuk	ikat	1
19	Kapur Gamping	-	-
20	Tawas	-	-
21	Kaporit	-	-

Bahan-bahan tersebut tidak termasuk bahan untuk dudukkan alat. Di samping itu bahan - bahan tersebut dapat juga disesuaikan dengan keadaan setempat misalnya, jika tidak ada tong plastik dapat juga dipakai drum bekas minyak yang dicat terlebih dahulu.

III. TAHAPAN ROSES PENGOLAHAN

Tahapan proses pengolahan terdiri dari beberapa tahap yaitu :

Netralisasi dengan pemberian kapur/gamping.
Aerasi dengan pemompaan udara.
Koagulasi dengan pemberian tawas.
Pengendapan.
Penyaringan.

Skema tahapan proses dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1 Diagram proses pengolahan air gambut.

1. Netralisasi

Yang dimaksud dengan netralisasi adalah mengatur keasaman air agar menjadi netral (pH 7 - 8). Untuk air yang bersifat asam misalnya air gambut, yang paling murah dan mudah adalah dengan pemberian kapur/gamping. Fungsi dari pemberian kapur, disamping untuk menetralkan air baku yang bersifat asam juga untuk membantu efektifitas proses selanjutnya.

2. Aerasi

Yang dimaksud dengan aerasi yaitu mengontakkan udara dengan air baku agar kandungan zat besi dan mangan yang ada dalam air baku bereaksi dengan oksigen yang ada dalam udara memben tuk senyawa besi dan senyawa mangan yang dapat diendapkan. Disamping itu proses aerasi juga berfungsi untuk menghilangkan gas-gas beracun yang tak diinginkan misalnya gas H2S, Methan, Carbon Dioksida dan gas-gas racun lainnya. Reaksi oksidasi Besi dan Mangan oleh udara dapat ditulis sebagai berikut:

4 Fe²⁺ + O₂ + 10 H₂O ====> 4 Fe(OH)₃+ 8 H⁺
   tak larut

Mn²⁺ + O₂ + H₂O ====> MnO2 + 2 H⁺
   tak larut

Dari persamaan reaksi antara besi dengan oksigen tersebut, maka secara teoritis dapat dihitung bahwa untuk 1 ppm oksigen dapat mengoksidasi 6.98 ppm ion Besi. Reaksi oksidasi ini dapat dipengaruhi antara lain : jumlah Oksigen yang bereaksi , dalam hal ini dipengaruhi oleh jumlah udara yang dikontkkan dengan air serta luas kontak antara gelembung udara dengan permukaan air . Jadi makin merata dan makin kecil gelembung udara yang dihembuskan kedalam air bakunya , maka oksigen yang bereaksi makin besar. Faktor lain yang sangat mempengaruhi reaksi oksidasi besi dengan oksigen dari udara adalah pH air. Reaksi oksidasi ini sangat efektif pada pH air lebih besar 7(tujuh). Oleh karena itu sebelum aerasi dilakukan, maka pH air baku harus dinaikkan sampai mencapai pH 8. Hal ini dimaksudkan agar pH air tidak menyimpang dari pH standart untuk air minum yaitu pH 6,5 - pH 8,5. Oksidasi Mangan dengan oksigen dari udara tidak seefektif untuk besi, tetapi jika kadar Mangannya tidak terlalu tinggi maka sebagaian mangan dapat juga teroksidasi dan terendapkan.

3. Koagulasi

Koagulasi adalah proses pembubuhan bahan kimia kedalam air agar kotoran dalam air yang berupa padatan tersuspensi misalnya zat warna organik, lumpur halus bakteri dan lain-lain dapat menggumpal dan cepat mengendap. Cara yang paling mudah dan murah adalah dengan pembubuhan tawas/alum atau rumus kimianya Al₂(SO₄)₃.18 H₂O. (berupa kristal berwarna putih).

Reaksi koagulasi dengan Tawas secara sederhana dapat ditulis sebagai berikut :

Al₂(SO₄)₃.18 H₂O + 3 Ca(HCO₃)₂ ==> 2 Al(OH)₃ +3 Ca(SO₄) + 6 CO₂ + 18 H₂O
   alkalinity


   Al₂(SO₄)₃.18 H₂O + 3 Ca(OH)₂ ==> 2 Al(OH)₃ + 3 Ca(SO₄) + 3 CO₂ + 18 H₂O

          mengendap

Pengendapan kotoran dapat terjadi karena pembentukan alumunium hidroksida, Al(OH)₃ yang berupa partikel padat yang akan menarik partikel - partikel kotoran sehingga menggumpal bersama-sama, menjadi besar dan berat dan segera dapat mengendap. Cara pembubuhan tawas dapat dilakukan sebagai berikut yaitu : sejumlah tawas/ alum dilarutkan dalam air kemudian dimasukkan kedalam air baku lalu diaduk dengan cepat hingga merata selama kurang lebih 2 menit. Setelah itu kecepatan pengadukkan dikurangi sedemikian rupa sehingga terbentuk gumpalan - gumpalan kotoran akibat bergabungnya kotoran tersuspensi yang ada dalam air baku. Setelah itu dibiarkan beberapa saat sehingga gumpalan kotoran atau disebut flok tumbuh menjadi besar dan berat dan cepat mengendap.

4. Pengendapan

Setelah proses koagulasi air tersebut didiamkan sampai gumpalan kotoran yang terjadi mengendap semua (+ 45 - 60 menit). Setelah kotoran mengendap air akan tampak lebih jernih. Endapan yang terkumpul didasar tangki dapat dibersihkan dengan membuka kran penguras yang terdapat di bawah tangki.

5. Penyaringan

Pada proses pengendapan, tidak semua gumpalan kotoran dapat diendapkan semua. Butiran gumpalan kotoran dengan ukuran yang besar dan berat akan mengendap, sedangkan yang berukuran kecil dan ringan masih melayang-layang dalam air. Untuk mendapatkan air yang betul-betul jernih harus dilakukan proses penyaringan.

Penyaringan dilakukan dengan mengalirkan air yang telah diendapkan kotorannya ke bak penyaring yang terdiri dari saringan pasir.

IV. PERALATAN

Peralatan yang digunakan terdiri dari Tong, pengaduk, pompa aerasi, dan saringan dari pasir. Kegunaan dari masing-masing peralatan adalah sebagai berikut:

Tong/Tangki Penampung

Terdiri dari Drum Plastik dengan volume 220 liter. Drum tersebut dilengkapi dengan dua buah kran yaitu untuk mengalirkan air ke bak penyaring dan untuk saluran penguras. Pada dasar Drum sebelah dalam diplester dengan semen sehingga berbentuk seperti kerucut untuk memudahkan pengurasan. Selain itu dapat juga menggunakan tangki fiber glass volume 550 liter yang dilengkapi dengan kran pengeluaran lumpur. Tong atau tangki penampung dapat juga dibuat dari bahan yang lain misalnya dari tong bekas minyak volume 200 liter atau dari bahan gerabah. Fungsi dari drum adalah untuk menampung air baku, untuk proses aerasi atau penghembusan dengan udara, untuk proses koagulasi dan flokulasi serta untuk pengendapan.

Pompa Aerasi

Pompa aerasi terdiri dari pompa tekan (pompa sepeda) dengan penampang 5 cm, tinggi tabung 50 cm. Fungsi pompa adalah untuk menghembuskan udara kedalam air baku agar zat besi atau mangan yang terlarut dalam air baku bereaksi dengan oksigen yang ada dalam udara membentuk oksida besi atau oksida mangan yang dapat diendapkan. Pompa tersebut dihubungkan dengan pipa aerator untuk menyebarkan udara yang dihembuskan oleh pompa ke dalam air baku. Pipa aerator terbuat dari selang plastik dengan penampang 0.8 cm, yang dibentuk seperti spiral dan permukaannya dibuat berlubang-lubang, jarak tiap lubang + 2 cm.

Bak Penyaring

Bak Penyaring terdiri dari bak plastik berbentuk kotak dengan tinggi 40 cm dan luas penampang 25 X 25 cm serta dilengkapi dengan sebuah keran disebelah bawah. Untuk media penyaring digunakan pasir. kerikil, arang dan ijuk. Susunan media penyaring media penyaring dari yang paling dasar keatas adalah sebgai berikut :

Lapisan 1: kerikilatau koral dengan diameter 1-3 cm, tebal 5 cm.
Lapisan 2: ijuk dengan ketebalan 5 cm.
Lapisan 3: arang kayu, ketebalan 5-10 cm.
Lapisan 4: kerikil kecil diameter + 5 mm, ketebalan + 5 cm.
Lapisan 5: pasirsilika, diameter + 0,5 mm, ketebalan 10-15 cm.
Lapisan 6: kerikil, diameter 3 cm, tebal 3-6 cm.

Diantara Lapisan 4 dan 5, dan Lapisan 5 dan 6, dapat diberi spons atau kasa plastik untuk memudahkan pada waktu melakukan pencucian saringan. Gambar penampang Tangki Penampung, Selang Aerator dan penampang saringan adalah seperti tertera pada Gambar 2, Gambar 3, dan Gambar 4.

Bahan Kimia

Bahan kimia yang diperlukan antara lain : Tawas, kapur tohor dan kaporit bubuk.

V. CARA PEMBUATAN

Masukkan air baku kedalam tangki penampung sampai hampir penuh (550 liter).
Larutkan 60 - 80 gram bubuk kapur / gamping (4 - 6 sendok makan) ke dalam ember kecil yang berisi air baku, kemudian masukkan ke dalam tangki dan aduk sampai merata.

Gambar 2. Alat pengolah air minum sederhana.

Unit alat pengolahan air gambut sederhan.

Masukkan slang aerasi ke dalam tangki sampai ke dasarnya dan lakukan pemompaan sebanyak 50 - 100 kali. setelah itu angkat kembali slang aerasi.
Larutkan 60 - 80 gram bubuk tawas (4 - 6 sendok makan) ke dalam ember kecil, lalu masukkan ke dalam air baku yang telah diaerasi. Aduk secara cepat dengan arah yang putaran yang sama selama 1 - 2 menit. Setelah itu pengaduk diangkat dan biarkan air dalam tangki berputar sampai berhenti dengan sendirinya dan biarkan selama 45 - 60 menit.
Buka kran penguras untuk mengelurakan endapan kotoran yang terjadi, kemudian tutup kembali.
Buka kran pengeluaran dan alirkan ke bak penyaring. Buka kran saringan dan usahakan air dalam saringan tidak meluap.
Tampung air olahan (air bersih) dan simpan ditempat yang bersih. Jika digunakan untuk minum sebaiknya dimasak terlebih dahulu.

Catatan :

Jika volume bak penampung lebih kecil maka jumlah kapur dan tawas yang dipakai harus disesuaikan.
Jika menggunakan kaporit untuk membunuh kuman-kuman penyakit, bubuhkan kaporit sekitar 1-2 gram untuk 500 liter air baku. Cara pemakaiannya yaitu dimasukkan bersama-sama pada saat memasukkan larutan kapur.

Gambar 3 : Pipa Aerator.

Gambar 4 : Penampang Saringan Pasir.

Gambar : Saringan Pasir Gambar: Tong /Tangki Penampung

Gambar : Pompa, Slang Aerator dan Pompa Tekan.

Foto : Unit alat pengolahan air gambut sederhana.

Biaya Produksi :

Untuk setiap kali pengolahan (kapasitas tangki 500 liter) dibutuhkan bahan bahan kimia :

Tawas = 60 - 80 gram
Kapur tohor = 60 - 100 gram
Kaporit = 1 - 2 gram

Untuk daerah Jakarta dan sekitarnya, harga bahan - bahan kimia di atas adalah sebagai berikut :

Tawas = Rp. 1.500,-/kg
Kapur = Rp. 1.000,-/kg
Kaporit = Rp. 9.000,-/kg

Jadi untuk setiap kali pengolahan diperlukan biaya sebesar:

Tawas = 80/1000 X Rp. 1.500,- = Rp.120,-
Kapur = 100/1000 X Rp.1.000,- = Rp.100,-
Kaporit = 2/1000 X Rp. 9.000,- = Rp. 18,-
Total biaya = (Rp.120,- + Rp.100 ,- + Rp. 18,-) = Rp. 238,-
Hasil air olahan untuk tiap kali pengolahan = 500 liter.
Jadi biaya produksi = Rp. 238/ 500 liter = Rp. 0,48 / liter.

Kualitas Air Hasil Pengolahan>

Dari beberapa hasil pengolahan dengan menggunakan peralatan tersebut diatas, setelah diperiksa di laboratorium di dapatkan hasil air olahan dengan kualitas seperti pada Tabel 2.

Tabel 2 : Hasil analisa kualitas air baku dan air olahan (Alat Pengolah Air Minum Sederhana)

				Contoh Air (1)		Contoh Air (2)
No	Parameter	Standar	Satuan	baku	olahan	baku	olahan
1	pH	6,5-9,5	-	3,8	6,8	7,6	7,65
2	Kekeruhan	5-25	NTU	10	1,5	28	2
3	Warna	5-50	Pt-Co	500	10	18	6
4	Besi (Fe)	0,1-0,3	mg/lt	0,4	0,18	17,39	0,26
5	Mangan (Mn)	0,05-0,5	mg/lt	0	ttd	0,04	ttd
6	Organik	10	mg/lt	470	10,5	1,77	2,88
7	Zat padat terlarut	500-1500	mg/lt	-	253	-	144

Keterangan :

Air gambut di daerah Pangkoh, Kalimantan Tengah.

Air Tanah di Kecamatan Benama Tingang, Kalimantan Tengah.

PENUTUP

Berdasarkan hasil pengujian alat tersebut yang telah dilakukan di lapangan, maka alat pengolah air minum sederhana ini sangat cocok digunakan untuk kepentingan keluarga baik di daerah pedesaan maupun perkotaan yang kualitas air tanahnya buruk dan belum mendapatkan pelayanan air bersih karena alat ini sangat mudah baik pembuatan maupun cara pengolahannya serta biaya produksinya relatif murah.

Proses pengolahan alat tersebut di atas sebenarnya merupakan proses yang lengkap, hanya dilakukan dalam bentuk yang sederhana. Jika konsentrasi zat besi dan mangan dalam air baku rendah, maka proses aerasi tidak perlu dilakukan.

Selain itu alat tersebut juga dapat berfungsi sebagai alat penampung air hujan (PAH). Untuk daerah Kalimantan Tengah, Kalimantan Selatan yang merupakan daerah gambut, dan curah hujan cukup tinggi, alat tersebut dapat berfungsi sebagai alat untuk mengolah air gambut atau untuk menampung air hujan.

Keberhasilan dari alat tersebut sebenarnya bukan dari segi teknologinya melainkan dari segi kemauan untuk menggunakan alat tersebut, karena secara teknis alat tersebut dapat digunakan mengoalah air gambut atau air sungai yang keruh. Mengingat hal tersebut di atas maka alat ini perlu disebar luaskan kepada masyarakat.

DAFTAR PUSTAKA

Benefield, L.D., Judkins. J.F., and Weand, B.L., " PROCESS CHEMISTRY FOR WATER AND WASTE TREATMENT ", PRENTICE-HALL, INC., ENGLEWOOD, 1982.
Fair, G.M., Geyer, J.C., and Okun, D.A., " ELEMENT OF WATER SUPPLY AND WASTE WATER DISPOSAL", Second Edition, John Wiley And Sons, 1971.
Hamer, M.J., "WATER AND WASTE WATER TECHNOLOGY", Second Edition, John Wiley And Sons, 1986.
Peavy, H.S., Rowe, D.R., and Tchobanoglous S.G., "ENVIRONMENTAL ENGINEERING", Mc. Graw-Hill Book Company, Singapore, 1986.
Iwao, T., "WATER WORK ENGINEERING (JOUSUI KOUGAKU) ", TOKYO, 1971.