3
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 AIR BERSIH
Pada prinsipnya, jumlah air di alam ini tetap dan mengikuti sebuah alur yang dinamakan siklus hidrologi. Air yang berada di permukaan menguap ke langit, kemudian berkondensasi dan turun
kembali dalam bentuk air melalui hujan. Air dapat dibagi ke dalam empat kelompok berdasarkan sumbernya, yaitu air laut, air atmosfir, air permukaan, dan air tanah Sutrisno dan Suciastuti 1987.
Air murni adalah zat cair yang tidak mempunyai rasa, warna, dan bau, yang terdiri dari hidrogen dan oksigen dengan rumus kimiawi H
2
O. Karena air merupakan suatu larutan yang hampir- hampir bersifat universal, maka zat-zat yang paling alamiah maupun buatan manusia hingga tingkat
tertentu terlarut di dalamnya. Dengan demikian, air di dalam mengandung zat-zat terlarut. Di samping itu, akibat daur hidrologi, air juga mengandung berbagai zat lainnya, termasuk gas. Zat-zat ini sering
disebut pencemar yang terdapat dalam air. Air memiliki beberapa ciri dari segi fisik, kimia, dan biologi yang dapat mengukur tingkat
mutu dari air tersebut. Ciri-ciri fisik yang utama dari air adalah keseluruhan bahan padat, kekeruhan, warna, rasa dan bau, serta suhu. Ciri-ciri kimiawi air dapat diketahui melalui pengujian seperti tingkat
keasaman, kandungan logam, anion-kation terlarut, alkalinitas, kesadahan, hantaran, dan konsentrasi karbon dioksida. Sedangkan ciri-ciri biologi air merupakan keberadaan organisme mikro dalam air
tersebut. Organisme mikro yang terdapat di dalam air sekarang ini disebut binatang, tumbuhan, dan protista. Organisme mikro yang paling dikenal adalah bakteri Linsley dan Franzini 1979.
Dalam sebuah sistem penyediaan air bersih, yang pertama kali perlu diperhatikan ialah bagaimana kualitas dari air yang akan dikonsumsi. Secara kualitas, air bersih harus memenuhi
persyaratan fisik, kimia, dan biologi. Standar persyaratan kualitas air bersih perlu diterapkan dengan pertimbangan bahwa air bersih yang memenuhi syarat kesehatan, sebagaimana yang telah ditetapkan
Departemen Kesehatan RI yang meliputi fisis, kimia, biologi, dan radioaktivitas, dapat mempertinggi derajat kesehatan dan kesejahteraan rakyat. Dengan dasar pertimbangan tersebut, maka usaha
pengolahan dan pengelolaan terhadap air yang akan digunakan oleh manusia harus juga berpedoman pada standar pemenuhan kualitas air bersih yang sudah ada Sutrisno dan Suciastuti 1987.
Selain itu, dalam penyediaan air bersih diperlukan pula pendataan untuk menentukan banyaknya air bersih yang harus disuplai. Penyuplaian air bersih ini memerlukan perhitungan
mengenai kebutuhan air yang digunakan oleh setiap orang yang menempati suatu wilayah atau tempat
tertentu. Sebagai contoh dapat dilihat standar kebutuhan air bersih pada Tabel 1.
2.2 UNIT PENGOLAHAN AIR atau Water Treatment Plant WTP
Pengolahan air merupakan usaha-usaha teknis yang dilakukan untuk mengubah sifat-sifat dan kandungan yang terdapat dalam air Sutrisno dan Suciastuti 1987. Metode-metode yang
dipergunakan untuk pengolahan air dapat digolongkan menurut sifat fenomena yang menghasilkan perubahan yang diamati. Metode pengolahan fisik, meliputi pencampuran, flokulasi, pengendapan,
dan filtrasi. Sedangkan metode pengolahan kimiawi meliputi koagulasi, disinfeksi, pelembutan air dengan pengendapan, pelembutan air dengan pertukaran ion, adsorpsi, dan oksidasi. Yang terakhir
ialah metode pengolahan khusus yang sering dipergunakan bila harus dicapai tujuan-tujuan
4
pengolahan yang spesifik. Beberapa metode di antaranya untuk menghilangkan rasa dan bau serta besi dan mangan terkandung Linsley dan Franzini 1979.
Tabel 1. Rata-rata Kebutuhan Air Per Orang Per Hari
No Jenis Gedung
Pemakaian air rata-rata sehari
l hari Jangka Waktu
Pemakaian jam hari
Perbandingan Luas lantai
Efektif
1 Rumah biasa
160 – 250
8 – 10
50 – 53
2 Apartemen
200 – 250
8 – 10
45 – 50
3 Asrama
120 8
4 Rumah sakit
- Mewah
1000 8
– 10 45
– 48 -
Menengah 500
– 1000 -
Umum 350
– 500 5
SD 40
5 58
– 60 6
SLTP 50
6 58
– 60 7
SLTA dan lebih tinggi 80
6 8
Rumah toko 100
– 120 8
9 Toserba
3 7
55-60 10
Pabrik -
Wanita 100
8 -
Pria 60
11 Stasiun terminal
3 15
12 Restoran
30 5
13 Kantor
100 8
60 – 70
Sumber : Noerbambang dan Morimura 2005 Pengolahan air baku menjadi air bersih yang siap konsumsi membutuhkan suatu alat yang bisa
mengubah kualitas air menjadi air yang layak dikonsumsi. Alat-alat pengolahan air tersebut tergabung dalam sebuah unit yang dikenal dengan unit pengolahan air atau water treatment plant WTP.
Menurut Kodoatie et al. 2008, fungsi WTP adalah untuk mengolah air baku dari sungai atau sumber lainnya menjadi air bersih yang layak untuk didistribusikan kepada pelanggan. Umumnya, air tanah
yang diambil dari mata air atau memompa air dari confined aquifer sudah menjadi air bersih. Sehingga yang perlu dilakukan adalah melakukan penetesan air secara kualitatif sehingga layak untuk
dikonsumsi. Bila air baku dari sungai, danau, bendung, atau waduk, maka ada beberapa hal yang harus diketahui menyangkut kualitas air. Bangunan pengolahan air diperlukan untuk mengubah air baku
menjadi air bersih. Air baku yang biasa digunakan berasal dari air sungai, yang secara visual menunjukkan kandungan kekeruhan yang telah melampaui batas maksimum yang diperbolehkan
5 Ai
r Baku
Air baku dari sumber sampai WTP
Air baku dari WTP sampai pemakaian
Air B
er sih
sebagai sumber
air bersih,
sesuai dengan
Keputusan Menteri
Kesehatan No.416MENKESPERIX1990 tanggal 3 September 1990 Sinar Tirta Bening 2010.
Gambar 1. Skema Bagian-Bagian untuk Operasi dan Pemeliharaan Sistem Air Bersih
Kodoatie et al. 2008 Adapun unit pengolahan air terdiri atas :
1. Bangunan penangkap air. Merupakan suatu bangunan untuk menangkap atau
mengumpulkan air dari suatu sumber untuk dapat dimanfaatkan. Bangunan ini yang menentukan kontunuitas pengaliran air dari sumber.
2. Bangunan pengendap pertama. Bangunan ini berfungsi untuk mengendapkan partikel-
partikel padat dari air sungai dengan gaya gravitasi. Setelah diendapkan, air kotor masuk ke dalam bagian pembubuhan koagulan.
3. Pembubuh koagulan. Bagian ini berfungsi untuk membubuhkan koagulan yang berupa
bahan kimia yang berguna untuk membantu proses pengendapan partikel-partikel kecil yang tidak dapat mengendap karena gravitasi.
6
4. Bangunan pengaduk cepat. Meratakan larutan antara air kotor dan koagulan, dibutuhkan
bangunan pengaduk cepat agar koagulan dapat tercampur dengan baik dan cepat. 5.
Bangunan pembentuk floc. Bangunan berfungsi untuk membentuk partikel padat yang lebih besar supaya dapat diendapkan dari hasil reaksi partikel kecil koloidal dengan
bahan atau zat koagulan yang kita bubuhkan. 6.
Bangunan pengendap kedua. Untuk mengendapkan floc yang terbentuk pada bagian tersebut, digunakanlah bangunan pengendap kedua. Pengendapan di sini dengan gaya
berat floc sendiri gravitasi. 7.
Bangunan penyaring. Bangunan saringan digunakan untuk menahan gumpalan-gumpalan dan lumpur floc.
8. Reservoir. Air yang telah melalui filter atau saringan sudah dapat dikonsumsi. Air ini
sebelum didistribusikan ditampung pada bak reservoir atau tandon untuk diteruskan kepada konsumen.
9. Pemompaan. Pendistribusian air bersih tersebut dilakukan melalui jaringan perpipaan
yang dipompa menggunakan sistem perpompaan Sutrisno dan Suciastuti 1987. Selain
bangunan-bangunan tersebut,
diperlukan juga
jaringan perpipaan
untuk mentransmisikan dan mendistribusikan air. Jaringan pipa transmisi menghubungkan tampungan air
bersih ke jaringan distribusi. Sedangkan jaringan pipa distribusi merupakan jaringan pipa yang langsung tersambung kepada pelanggan. Dalam pengoperasiannya, tekanan air yang mengalir melalui
pipa distribusi diatur sesuai dengan konsumsi pelanggan. Sewaktu konsumsi air meningkat pada siang hari pada pukul 08.00-16.00 tekanan aliran air ditingkatkan di keran pelanggan. Sebaliknya, waktu
penggunaan air rendah pada malam hari pada pukul 16.00-08.00 tekanannya diturunkan untuk melindungi jaringan dari tekanan yang berlebihan. Penurunan tekanan dilakukan dengan mengalirkan
air ke reservoir sehingga tekanan air dari WTP ke stasiun pompa booster selalu tetap sepanjang hari dan malam Kodoatie et al. 2008. Skema skematis operasi dan pemeliharaan air bersih ditunjukkan
dalam Gambar 1.
Salah satu tipe dari unit pengolahan air atau water treatment plant adalah ultrafiltration UF system atau yang lebih dikenal dengan penjernihan teknologi membran ultra filtrasi. Ultra filtrasi
merupakan membran permeabel kasar, tipis, dan selektif yang mampu menahan makromolekul seperti koloid, mikroorganisme, dan pirogen. Molekul yang lebih kecil seperti pelarut dan kontaminan
terionisasi dapat melewati membran UF sebagai filtrat. Keuntungan ultrafiltrasi secara efektif mampu menghilangkan sebagian besar partikel, pirogen, mikroorganisme, dan koloid dengan ukuran tertentu.
Selain itu, mampu menghasilkan air kualitas tinggi dengan hanya sedikit energi. Proses membran ultra filtrasi UF merupakan upaya pemisahan dengan membran yang menggunakan gaya dorong beda
tekanan yang sangat dipengaruhi oleh ukuran dan distribusi pori membran Mallevialle et al 1996. Dasar dari penjernihan metode ini adalah, bahwa semua pengotor,pengisi air memiliki ukuran. Ukuran
yang dijadikan patokan adalah bisa bebas kumanmikroba atau bebas mineral tertentu dalam kadar tertentu juga. Jika hanya ingin mendapatkan air yang bersih saja, cukup menggunakan ultrafiltrasi
tidak untuk semua air baku, air kotor yang mempunyai pencemaran logam-logam berat tertentu tidak bisa dengan metode ini.
7
Gambar 2. Penjernihan Air dengan Membran Ultra Filtrasi http:alibaba.com
Secara konfigurasi UF dibagi menjadi dua jenis yaitu dead end dan cross flow. Pada konfigurasi dead end, tidak ada air yang dibuang, semua air baku yang dipompakan dialirkan menjadi
produk, sedangkan pada konfigurasi cross flow, mirip dengan sistem RO sebagian air menjadi produk dan sebagian lagi menjadi air buangan reject. Alternatif pemilihan konfigurasi ini, didasarkan atas
kandungan turbidity kekeruhan, dimana untuk sistem cross flow digunakan pada air baku yang memiliki kekeruhan yang tinggi, yaitu 50 NTU.
Secara mendasar, UF proses dibagi menjadi empat tahapan, yaitu : 1.
Pretreatment. Air baku pertama-tama, dipompakan menuju pretreatment sand filter yang berfungsi untuk mengurangi butiran-butiran pasir. Ukuran partikel yang harus disaring adalah
±250-500 mikron. Untuk meningkatkan kemampuan penyaringan dari sistem UF ini, terlebih dahulu diinjeksikan PAC sebelum masuk ke dalam filter. Fungsi dari injeksi kimia ini adalah
untuk memperbesar ukuran partikel-partikel turbidity sehingga mudah disaring oleh media UF. Secara berkala akan dilakukan proses backwash dan rinsing untuk membuang kotoran atau
padatan yang telah tersaring pada media filter. 2.
Filtration. Setelah pretreatment, proses ini dilanjutkan dengan proses ultra filtration. Sistem UF mempunyai kemampuan penyaringan hingga 0.01 mikron. Adapun tekanan kerja untuk proses
penyaringan adalah 10-40 Psi. UF bekerja secara otomatis baik untuk proses filtrasinya maupun backflush. Melihat dari kualitas air sungai yang ada karena memiliki kekeruhan 50 NTU, maka
digunakan sistem dead end. 3.
Back flush. Back flush dilakukan secara rutin, bervariasi terhadap waktu, tergantung pada kualitas bakunya. Secara teori, rentang antara proses penyaringan filtration dengan terjadinya flush
adalah 15-60 menit. Proses back flush dilakukan dengan lamanya waktu 30-60 detik. Untuk meningkatkan kualitas back flush, maka setelah beberapa kali back flush, akan diikuti oleh injeksi
kimia HCl dan NaOH, biasa disebut Chemical Enhance Back Flush CEB. NaOH digunakan
8
untuk menggelontor materi organik dan HCl digunakan untuk Besi Fe atau senyawa logam lainnya. Pada proses CEB ini, setelah kotoran digelontor dengan kimia, maka akan dilakukan
proses perendaman soaking selama 5 menit, dan kemudian digelontor kembali untuk menghilangkan kimia-kimia yang tersisa.
4. Polishing. Merupakan proses penyempurnaan setelah UF. Biasanya digunakan carbon filter yang
berfungsi untuk mengurangi kandungan zat-zat organik yang terlewatkan setelah proses UF. Media yang digunakan adalah karbon aktif. Sinar Tirta Bening 2010
Gambar 3. Spektrum Ukuran Pengotor dalam Penjernihan Air Bersih
http:www.buanasaulus.co.cc
Spektrum pada Gambar 3. terlihat proses ultra filtrasi akan menahan pengotor yang berukuran
di antara 0.1 – 0.001 mikron. Dimana pada range itu terdapat virus, mikroorganisme, kekeruhan,
koloid, dan protein. Sedangkan garam, gula, dan warna tertentu masih bisa lolos Saulus 2010. Beberapa keunggulan teknologi membran dalam pengolahan air yaitu menggunakan proses dengan
konsumsi energi yang rendah, teknik pemisahannya tidak destruktif, kemudahan dalam pengoperasian, dapat menghasilkan air dengan kualitas yang sangat baik, lebih sedikit menggunakan
bahan kimia, mampu menghasilkan air dengan kualitas yang konstan dan kemampuan menyisihkan bahan-bahan pencemar dengan rentang yang besar. Selain itu membran juga dapat mencegah
terbentuknya THM trihalomethane yang terbentuk karena reaksi bahan-bahan organik dengan klorin yang digunakan sebagi disinfeksi, THM itu sendiri bersifat karsinogenik Mahmud 2006. Secara
teoritis, semakin keci ukuran pori atau membran, maka semakin tinggi kemampuan penyaringannya. Sebagian besar material atau bahan UF yang digunakan adalah terbuat dari senyawa polimer dan
naturally hydrophobic. Polimer yang umum digunakan adalah polysufone PS, polyethersulfone PES, polypropylene PP, atau polyvinyldeneflouride PVDF Sinar Tirta Bening 2010.
9
2.3 ANALISIS FINANSIAL
Kategori