Kaporit Iodine dan Bromin Mikrobiologi Pada Air

Kalsium dan Magnesium dalam bentuk senyawa bikarbonat dan sulfat sering ditemuka n dalam air yang menyebabkan kesadahan air. Salah satu pengaruh kesadahan air adalah dalam proses pencucian dengan menggunakan sabun karena terbentuknya endapan garam yang sukar larut bila sabun bereaksi dengan ion magnesium dan kalsium. Cara untuk menghilangkan kesadahan air, misalnya air untuk konsumsi masyarakat digunakan proses penghilangan kesadahan air dengan penambahan soda CaOH 2 dan abu soda Na 2 CO 3 sehingga kalsium akan mengendap sebagai MgOH 2. Bila kesadahan hanya disebabkan oleh kesadahan karbonat maka cukup hanya dengan menambahkan CaOH 2 untuk menghilangkannya.

3. Menghilangkan Bakteri Pathogen

Penghilangan mikroba pathogen dapat dilakukan dengan menggunakan disinfectant. Umumnya bahan- bahan disinfectant ini bersifat oksidator, sehingga dapat membunuh mikroba pathogen. Menurut Waluyo bahan- bahan disinfectant yang banyak dipakai adalah :

a. Kaporit

Klorin bila ditambahkan ke dalam air akan terhidrolisis dengan cepat menghasilkan ion klor dan asam hipoklorit. b. Ozon Ozon atau O 3 bersifat mudah larut dalam air dan mudah terdekomposisi pada temperatur dan pH tinggi. Penggunaan ozon lebih aman dibanding kaporit, terutama bagi mereka yang sensitif terhadap klor. Pengolahan dengan proses ozonisasi Universitas Sumatera Utara dilakukan dengan cara menyaring air, mendinginkannya, tekanan ditinggikan, dan ozon dipompakan ke dalam wadah air selama 10- 15 menit. Permasalahannya adalah kelarutan ozon di dalam air relatif kecil sehingga kekuatan desinfektannya sangat terbatas. Ozon sangat bereaksi dengan cepat yang menyebabkan persistensinya di dalam air hanya sebentar saja.

c. Iodine dan Bromin

Sudah sejak lama senyawa ini digunakan sebagai antiseptik pada luka, meskipun penggunaanya sebagai desinfektan tidak atau kurang populer sampai saat ini. Dibandingkan dengan klorin, penggunaan ion memerlukan biaya lebih besar. Seperti halnya klorin dan bromine, efektifitas iodine dalam membinasakan bakteri dan kista sangat tergantung pada pH. Tetapi dalam membinasakan virus iodin lebih efektif daripada klorin dan bromine. Bromin merupakan bakterisida dan virusida yang efektif. Karena kehadiran ammonia dalam air bromin masih lebih efektif bila dibandingkan dengan klorin.

d. Desinfektan lain.

Beberapa desinfektan belum atau tidak banyak digunakan karena kurang efektif atau karena penggunaannya masih merupakan hal baru. Desinfektan tersebut adalah: 1. Ferrat Ferrat merupakan garam dari asam ferric H 2 FeO 4 dimana Fe bervalensi 6. Sebagai bakterisida dan virusida, ferrat lebih baik daripada kloramin. 2. Hidrogen Peroksida Universitas Sumatera Utara Hidrogen peroksida H 2 O 2 adalah oksidator kuat yang digunakan pula sebagai desinfektan. Penggunaannya tidak populer, karena harganya mahal dan konsentrasi yang diperlukan sebagai desinfektan cukup tinggi. 3. Kalium Permanganat Kalium Permanganat KMnO 4 merupakan oksidator kuat yang sudah lama digunakan. Dalam proses pengolahan air bersih, penggunaan KMnO 4 adalah sebagai oksidator untuk mengurangi kadar Fe dan Mn dalam air, serta untuk menghilangkan rasa dan bau dari air yang diolah. Selain itu, kalium permanganat digunakan pula sebagai algisida. Penggunaannya sangat terbatas karena harganya mahal, daya bakterisidanya rendah serta warnanya mengganggu bila digunakan pada konsentrasi tertentu. 2.5. Proses Pengolahan Air Bersih di PDAM Tirtanadi Sunggal 2.5.1. Profil Instalasi Pengolahan Air IPA Sunggal PDAM Tirtanadi cabang Sunggal merupakan perusahaan yang menyediakan jasa pelayanan dan penyediaan air bersih. Seiring dengan banyaknya permintaan akan air bersih dan setelah sumber air yang ada di Sibolangit tidak mencukupi untuk memenuhi kebutuhan masyarakat kota Medan, maka pada tanggal 1 April 1969 dilakukanlah pencangkulan pertama tanda dimulainya proyek pembangunan Instalasi Pengolahan Air IPA di Sunggal oleh Gubernur Kepala Daerah Propinsi Sumatera Utara yaitu Marah Halim Harahap dan ketua DPRGR Tingkat I Propinsi Sumatera Utara, J. Hutauruk. Instalasi Pengolahan Air IPA Sunggal terletak di kecamatan Medan Sunggal dengan kapasitas sebesar 1.800 ltrdtk. Dibangun secara bertahap dari tahun 1970 Universitas Sumatera Utara hingga tahun 1986. Dengan sumber air untuk instalasi ini berasal dari Sungai Belawan. Semakin berkembangnya produksi seksi Sunggal maka pada tanggal 19 Mei 1989 seksi Sunggal berubah status organisasi menjadi cabang Sunggal. Selain melakukan pengolahan air untuk kegiatan produksi juga bergerak dalam bidang pemasaran. PDAM Tirtanadi Sunggal telah banyak memperoleh sertifikat ISO 9001- 2000 oleh KEMA, Requisteres Quality dan pada tahun 2004 Instalasi Sunggal juga memperoleh sertifikat ISO 14001-2004 oleh TUV. Instalasi Pengolahan Air Sunggal mempunyai wewenang dan bertanggung jawab untuk menjamiin bahwa air baku yang diolah menjadi air minum yang berkualitas. Air bersih tersebut dialirkan secara kontiniu selama 24 jam sehari dengan debit maksimal 2.100 ltrdtk, debit minimal 1.200 ltrdtk.

2.5.2. Proses Pengolahan Air Bersih di Instalasi Pengolahan Air Sunggal

Instalasi Pengolahan Air IPA Sunggal merupakan salah satu unit pengolahan air milik PDAM Tirtanadi dengan sumber air baku dari Sungai Belawan dan merupakan instalasi yang kedua dibangun setelah Instalasi Mata Air IMA Sibolangit. Sumber energi yang digunakan adalah energi listrik dari PLN tarif I-3 dengan nominal daya 2.770 KVA dimana hampir 1.500.000 kWH setiap bulannya. Selain itu juga digunakan genset sebagai cadangan dengan daya 4.025 KVA. 1. Bendungan Sumber air baku adalah air permukaan Sungai Belawan yang diambil melalui bendungan dengan panjang 25 meter sesuai lebar sungai dan tinggi ± 4 meter. Pada Universitas Sumatera Utara sisi kanan bendungan di buat sekat chanel berupa saluran penyadap yang lebarnya 2 meter dilengkapi dengan pintu pengatur ketinggian air masuk ke intake. 2. Intake Bangunan ini adalah saluran bercabang dua yang dilengkapi dengan bar screen saringan kasar dan fine screen saringan halus yang berfungsi untuk mencegah masuknya kotoran-kotoran yang terbawa arus sungai. Masing-masing saluran dilengkapi dengan pintu sluice gate pengatur ketinggian air dan penggerak air electromotor. Pemeriksaan maupun pembersihan saringan dilakukan secara periodik untuk menjaga kestabilan jumlah air yang masuk. 3. Raw Water Tank RWT Bangunan RWT bak pengendap dibangun setelah intake terdiri dari 2 unit 4 sel. Setiap unitnya berdimensi 23,3 m x 20 m, tinggi ± 5 m dilengkapi dengan 2 buah inlet gate, 2 buah outlet sluice gate dan pintu bilas 2 buah, berfungsi sebagai tempat pengendapan lumpur, pasir dan lain-lain yang bersifat sedimen. 4. Raw Water Pump RWP RWP pompa air baku berfungsi untuk memompa air dari RWT ke clearator terdiri dari 16 unit pompa air baku, kapasitas tiap pompa 130 ldet dengan rata-rata head 18 meter memakai motor AC nominal daya 55 KW. 5. Clearator Clarifier Bangunan clearator proses penjernihan air terdiri dari 5 unit, dengan kapasitas masing-masing 350 ldet berfungsi sebagai tempat pemisah antara flok yang bersifat sedimen dengan air bersih sebagai effluent hasil olahan dilengkapi agitator Universitas Sumatera Utara sebagai pengaduk lambat dan selanjutnya dialirkan ke filter. Endapan flok-flok tersebut kemudian dibuang sesuai dengan tingkat ketebalannya secara otomatis. Clearator ini terbuat dari beton berbentuk bulat dengan lantai kerucut yang dilengkapi dengan sekat-sekat pemisah untuk proses - proses sebagai berikut : a. Primary Reaction Zone b. Secondary Reaction Zone c. Return reaction Zone d. Clarification Reaction Zone e. Concentrator Air baku yang mengandung molekul koagulan akan masuk ke clearator melalui primary reaction zone yang berada pada bagian dinding tengah sel secondary reaction zone. Sel secondary adalah inti dari clearator, terletak pada bagian tengah clearator ada alat pengaduk yang disebut blade agitator. Blade agitator bergerak lambat agar terjadi flokulasi. Setelah tawas larut selanjutnya akan mengikat padatan atau partikel yang ada di dalam air dan membentuk partikel flok yang lebih besar. Flok-flok ini selanjutnya akan melakukan pengikatan kembali dengan flok lainnya dengan bantuan turbulensi dari gerakan blade agitator tersebut. Flok-flok yang terbentuk akan semakin besar return reaction zone. Setelah melalui daerah pembentukan flok, air yang lebih bersih masuk ke daerah penjernihan menuju filter sedangkan flok yang lebih besar akan mengendap secara gravitasi ke daerah pengendapan. Universitas Sumatera Utara 6. Filter Dari clearator air dialirkan ke filter untuk menyaring kekeruhan turbidityberupa flok-flok halus dan kotoran lain yang lolos dari clearator melalui lekatan pada media filter yang berjumlah 32 unit menggunakan jenis saringan cepat masing-masing menggunakan motor AC nominal daya 0,75 KW. Dalam jangka waktu tertentu filter ini harus dibersihkan dari endapan yang dapat mengganggu proses penyaringan dengan menggunakan electromotor.Dalam jangka waktu tertentu filter akan tersumbat clogging oleh flok yang masih tersisa dari proses. Selanjutnya dilakukan back wash yaitu pencucian filter untuk mengoptimalkan kembali fungsi filter. 7. Reservoir Reservoir merupakan bangunan beton berdimensi panjang 50 m, lebar 40 m, tinggi 3,5 m berfungsi untuk menampung air minum air olahan setelah melewati media filter dengan kapasitas 12.000 m 3 dan kemudian didistribusikan ke pelanggan melalui reservoir-reservoir distribusi diberbagai cabang. Air yang mengalir dari filter ke reservoir dibubuhi chlor post chlorination dan untuk proses netralisasi dibubuhkan larutan kapur jenuh atau soda. 8. Finish Water Pump FWP FWP pompa distribusi air bersih berjumlah 14 unit berfungsi untuk mendistribusikan air bersih dari reservoir instalasi ke reservoir-reservoir distribusi cabang-cabang melalui pipa transmisi yang dibagi menjadi 5 jalur Q1 sd Q5 dengan kapasitas masing-masing 150 ltrdet, total head 50 m menggunakan motor AC rata- rata nominal daya 132 KW. Universitas Sumatera Utara Distribusi air yang dialirkan melalui Instalasi Pengolahan IPA Sunggal terdiri dari 5 titik yaitu : Dari reservoir 1 air akan didistribusikan melalui tiga jalur yaitu :  Q1 dengan menggunakan pompa 3 dan 4 air didistribusikan ke Diski  Q2 dengan menggunakan pompa 5, 6, dan 7 air didistribusikan ke Sei Agul.  Q3 dengan menggunakan pompa 8, 9, 10 air didistribusikan ke Sisingamangaraja. Dari reservoir 2 air akan didistribusikan melalui dua jalur yaitu :  Q4 dengan menggunakan pompa 3 dan 4 air didistribusikan ke Padang Bulan pasar empat.  Q5 dengan menggunakan pompa 3 dan 4 air didistribusikan ke Setia Budi 9. Sludge Lagoon Daur ulang adalah cara paling tepat dan aman dalam mengatasi dan meningkatkan kualitas lingkungan. Prinsip ini telah diterapkan sejak tahun 2002 di unit Instalasi Pengolahan Air Sunggal yaitu dengan membangun unit pengendapan berupa Lagoon dengan kapasitas 10.800 m 3 . Lagoon ini berfungsi sebagai media penampung air buangan bekas pencucian system pengolahan dan kemudian air olahannya disalurkan ke RWT untuk diproses kembali.

2.5.3. Laboratorium Pengendalian Mutu Analisa Sisa Chlor

Tujuan : Mengukur sisa chlor didalam air Metode : Colorimetry Alat : - Comparator dan Kuvet Bahan : - Indikator Tetra Methyl Benzidine - Sampel air Universitas Sumatera Utara Prosedur kerja : 1. Kuvet diisi dengan air sampel + 10 ml. 2. Ditambahkan 3-5 tetes indikator Tetra Methyl Benzidine. 3. Tepatkan kuvet sampel di sebelah kanan dan kuvet blanko disebelah kiri tepat kuvet comparator. 4. Bandingkan warna sampel dengan standar pada comparator. a. Jika warna sampel sama atau mendekati maka nilai sisa chlor dibaca pada disc comparator. b. Jika warna sampel tidak sama dengan warna pada disc comparator, maka dilihat nilai tengah median. Catatan : Standar sisa chlor di reservoir 0,30 – 1,0 ppm 2.6. Proses Klorinasi 2.6.1. Klorin Desinfektan ini banyak digunakan dalam pengolahan air bersih dan air limbah sebagai oksidator dan desinfektan. Sebagai oksidator digunakan untuk menghilangkan bau, rasa, dan warna pada pengolahan air bersih. Dan untuk mengoksidasi Fe II dan Mn II yang banyak terkandung dalam air tanah menjadi Fe III dan Mn III. Klorin ini tidak hanya Cl 2 saja, tetapi termasuk juga asam hipoklorit OCl. Juga beberapa kloramin, seperti monokloramin NH 2 Cl dan dikloramin NHCl 2 termasuk di dalamnya. Klorin dapat diperoleh dari gas Cl 2 atau dari garam- garam NaOCl dan CaOCl 2 . Sedangkan kloramin terbentuk karena adanya reaksi antara Universitas Sumatera Utara ammonia NH 3 , baik organik maupun organik ammonia, di dalam air klorin. Waluyo, 2009. Dalam mencari kebutuhan chlor, harus ditentukan besar daya sergap chlornya. Daya sergap chlor adalah banyaknya chlor aktif yang dipakai oleh senyawa pereduksi yang ada dalam air. Jika daya sergap chlor telah dapat ditentukan, maka kebutuhan kaporit dapat ditentukan. Mulia, 2005.

2.6.2. Jenis –Jenis Klorin 1. Kloramin Anorganik

Kloramin anorganik terbentuk karena adanya ammonia di dalam air. Kloramin kurang efektif sebagai desinfektan bila dibandingkan dengan klorin, tetapi lebih bersifat stabil sehingga residunya lebih persisten.

2. Natrium dan Kalsium Hipoklorit

Kedua senyawa ini banyak digunakan sebagai desinfektan di kolam renang. Keduanya mempunyai efektifitas yang sama dengan klorin.

3. Klorin Dioksida

Klorin dioksida ClO 2 sudah digunakan dalam proses pengolahan air bersih, untuk menghilangkan rasa dan bau akibat adanya fenol. Selain menghilangkan rasa dan bau, klorin dioksida digunakan pula untuk menghilangkan zat besi Fe dan mangan Mn, serta desinfektan dan mencegah adanya algae. Klorin dioksida bereaksi dengan berbagai jenis zat organik dan zat anorganik, tetapi tidak membentuk THM trihalometan. Selain itu ClO 2 tidak bereaksi dengan ammonia. Universitas Sumatera Utara 2.6.3. Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Chlorinasi Menurut Waluyo 2009, Kecepatan dan keampuhan dalam proses chlorinasi tergantung dari beberapa faktor yaitu:

1. Keadaan Mikroorganisme

Faktor- faktor yang mempengaruhi keadaan mikroorganisme, antara lain: a. Jenis Mikroorganisme Jenis mikroorganisme dapat meliputi bakteri, virus, atau parasit mempunyai kepekaan tertentu terhadap desinfektan yang berlainan. Misalnya resistensi kista protozoa lebih besar daripada Enterovirus. Resistensi Enterovirus lebih besar daripada bakteri enterik. b. Jumlah Mikroorganisme Jumlah mikroorganisme yang besar, terutama mikroba pathogen akan memerlukan dosis desinfektan yang lebih besar. c. Penyebaran Mikroorganisme Mikroorganisme yang menyebar, akan mudah ditembus oleh desinfektan. Sebaliknya kumpulan bakteri akan lebih sulit ditembus oleh desinfektan. Bakteri cenderung membentuk “clam” dengan supended solids yang ada dalam air yang keruh harus dicurigai sebagai air yang mempunyai bakteri pathogen lebih banyak.

2. Jenis dan Konsentrasi Desinfektan

Setiap desinfektan mempunyai keunggulan dan kelemahannya masing- masing, baik dari segi teknis pelarutan dan pembubuhan mau pun non teknis harga. Konsentrasi desinfektan berkaitan dengan waktu kontak. Universitas Sumatera Utara

3. Waktu Kontak

Desinfektan agar dapat berfungsi dengan optimal harus mempunyai waktu kontak yang cukup dengan air yang diproses. Waktu kontak ditentukan sebagai waktu yang tersedia untuk interaksi antara chlor dengan bahan – bahan pereduksi chlor dalam air. Waktu kontak air dengan desinfektan yang dibubuhkan, jika digunakan khlor atau senyawa khlor waktu kontak diantara 30 – 60 menit, sebelum air digunakan, dengan mempertahankan sisa khlor paling sedikit 0,3- 0,5 mg l Cl 2 setelah waktu kontak tersebut.

4. Faktor Lingkungan

Faktor- faktor lingkungan yang mempengaruhi desinfeksi antara lain: a. Suhu Makin tinggi suhu air, makin tinggi pula efektifitas desinfektan b. pH Setiap desinfektan akan berfungsi dengan optimal pada pH tertentu, misalnya ozon lebih stabil pada pH rendah pH= 6. Sedangkan pada klorin daya basminya semakin menurun bila pH nya makin bertambah. Bila pH larutan ≥ 7, maka akan terbentuk kloramin, sedangkan pada pH ≤ 6 maka akan terbentuk dikhloramin c. Kualitas Air Air yang mengandung zat organik dan unsur lainnya, akan mempengaruhi besarnya clorine demand sehingga diperlukan konsentrasi klorin yang makin tinggi. d. Pengolahan Air Universitas Sumatera Utara Proses pendahuluan yang dilakukan desinfeksi, misalnya pengendapan dan filtrasi, akan mempengaruhi hasil akhir yang akan dicapai. Selain itu saat yang tepat bagi penambahan klorin yang akan mempengaruhi pula akhir yang akan dicapai.

2.7. Mikrobiologi Pada Air

Mikroorganisme yang terdapat di dalam air berasal dari berbagai sumber seperti udara, tanah, sampah, lumpur, tanaman hidup atau mati, hewan hidup atau mati bangkai, kotoran manusia atau hewan, bahan organik lainnya, dan sebagainya. Mikroorganisme tersebut mungkin tahan lama hidup di dalam air, atau tidak tahan lama hidup dalam air karena lingkungan hidupnya yang tidak cocok. Fardiaz, 1992. Jumlah dan jenis mikroorganisme yang terdapat di dalam air bervariasi tergantung dari berbagai faktor. Faktor- faktor tersebut adalah sebagai berikut :

1. Sumber Air

Jumlah dan jenis mikroorganisme di dalam air dipengaruhi oleh sumber air tersebut, misalnya air permukaan danau, sungai, air tanah sumur, mata air, air tergenang, air laut, dan sebagainya. Misalnya pada air laut yng ditumbuhi ganggang memungkinkan pertumbuhan bakteri fotosintetik sulfur hijau dan ungu, bakteri yang hanya dapat tumbuh pada medium air laut seperti Thiothirx, Beggiatoa, Thiovalum dan Thiobacillus. 2. Komponen Nutrien Dalam Air Air, terutama air buangan sering mengandung komponen- komponen yang dibutuhkan oleh spesies mikroorganisme tertentu. Mikroorganisme yang bersifat saprofit organotrofik sering tumbuh pada air buangan yang mengandung sampah Universitas Sumatera Utara tanaman dan bangkai hewan. Semua air secara alamiah juga mengandung mineral- mineral yang cukup untuk kehidupan mikroorganisme di dalam air.

3. Komponen Beracun

Komponen beracun yang terdapat di dalam air mempengaruhi jumlah dan jenis mikroorganisme di dalam air tersebut. Sebagai contoh, air laut mengandung garam dengan konsentrasi yang terlalu tinggi untuk kehidupan kebanyakan spesies mikroorganisme. Hidrogen sulfida yang diproduksi oleh mikroorganisme pembusuk dari sampah- sampah organik bersifat racun terhadap ganggang dan mikroorganisme lainnya, tetapi sebaliknya H 2 S dapat digunakan oleh bakteri fotosintetik sebagai donor electron hydrogen untuk mereduksi karbondioksida.

4. Organisme Air

Adanya organisme lain di dalam air dapat mempengaruhi jumlah dan jenis mikroorganisme. Sebagai contoh, plankton merupakan organisme yang makan bakteri, ganggang dan plankton lainnya, sehingga adanya plankton dapat mengurangi jumlah organisme-organisme tersebut. Adanya protozoa dan bakteriophage mengurangi jumlah bakteri di dalam air karena kedua organisme tersebut dapat membunuh bakteri.

5. Faktor Fisik

Faktor-faktor fisik yang berpengaruh terhadap jumlah dan jenis mikroorganisme adalah suhu, pH, tekanan osmotik, tekanan hidrostatik, aerasi, dan penetrasi sinar matahari. Sebagai contoh, mikroorganisme yang dapat hidup di dalam air laut adalah yang tahan terhadap tekanan osmotik tinggi. Universitas Sumatera Utara 6. Komponen polutan. Air yang mengandung polutan yang berasal dari tanaman dan bangkai hewan mengandung bakteri koliform, sedangkan air yang mengandung sampah organik akan menyebabkan pertumbuhan bakteri anaerob seperti Clostridium dan Disulfovibrio.

2.8. Bakteri Indikator Polusi