Chapter II Pemeriksaan Sisa Klor Pada Air Konsumen Dan Air Reservoir Di Pdam Tirtanadi Instalasi Hamparan Perak
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
Air merupakan suatu sarana utama untuk meningkatkan derajat kesehatan
masyarakat, karena air merupakan salah satu media dari berbagai macam
penularan, teruutama penyakit perut. Seperti yang telah kita ketahui bahwa
penyakit perut adalah penyakit yang paling banyak terjadi di indonesia (Sutrisno,
1996).
Air adalah salah satu di antara pembawa penyakit yang berasal dari tinja
untuk sampai kepada manusia. Supaya air yang masuk ketubuh manusia baik
berupa minuman atau pun makanan tidak menyebabkan merupakan pembawa
bibit penyakit, maka pengolahan air baik berasal dari sumber, jaringan transmisi
atau distribusi mutlak diperlukan untuk mencegah terjadinya kontak kotoran
sebagai sumber penyakit dengan air (Sutrisno, 1996).
2.2 Kegunaan Air Bagi Tubuh Manusia
Tubuh manusia sebagian terdiri dari air, kira-kira 60-70% dari berat
badannya. Untuk kelangsungan hidupnya, tubuh manusia membutuhkan air yang
jumlahnya antara lain tergantung berat badan. Untuk orang dewasa kira-kira 2.200
gram setiap harinya (WOLF).
Kegunaan air bagi tubuh manusia antara lain untuk proses pencernaan,
metabolisme, mengangkut zat-zat makanan dalam tubuh, mengatur keseimbangan
suhu tubuh, dan menjaga jangan sampai tubuh kekeringan. Apabila tubuh
kehilangan banyak air, maka akan mengakibatkan kematian. Sebagai contoh :
penderita penyakit kolera (sutrisno, 1996).
2.3 Sumber-Sumber Air
Kita ketahui bahwa sumber air merupakan komponen penting untuk
penyediaan air bersih karena tanpa sumber air maka suatu system penyediaan air
bersih tidak akan berfungsi. Sumber-sumber air minum yang dapat digunakan:
a. Air Laut
Air laut merupakan bagian terbesar dari muka bumi, sebagai terminal dari
sungai, dan memeiliki kadar garam yang tinggi dibandingkan dengan air daratan.
Selain itu, air bukan hanya merupakan komponen terbesar dari pembentukan
awan, melainkan juga lingkungan terbesar dari makhluk hidup bergantung pada
air (Sitepoe, 1997) .
b. Air Hujan
Air hujan dapat dipergunakan sebagai air irigasi pada sawah tadah, dapat
pula dipergunakan sebagai air rumah tangga dengan cara menampung air hujan
dan digunakan saat kekurangan air. Dalam keadaan murni, sangat bersih, karena
dengan adanya pengotoran udara yang disebabkan oleh kotoran-kotoran
industri/debu dan lain sebagainya. Maka untuk menjadikan air hujan sebagai
sumber air minum hendaknya pada waktu menampung air hujan jangan dimulai
pada saat hujan mulai turun, karena masih mengandung banyak kotoran (Sitepoe,
1997).
c. Air Permukaan
Menurut Sutrisno 1996, air permukaan adalah air hujan yang mengalir di
permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran
selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun,
kotoran industri kota dan sebagainya. Air permukaan ada 2 macam yakni :
i. Air sungai
Dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu
pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umumnya
mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali.
ii. Air danau
Kebanyakan air rawa ini berwarna yang disebabkan oleh adanya zat-zat
organisyang telah membusuk, misalnya asam humus yang larut dalam air yang
menyebabkan warna kuning coklat
d. Air tanah
Air tanah adalah air yang berada di bawah tanah dalam zona jenuh dimana
tekanan
hidrostatiknya
sama
atau
lebih
besar
dari
tekanan
atmosfer
(Sutrisno,1996).
Air tanah dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu air tanah tidak
tertekan (bebas) dan air tanah tertekan.Air tanah bebas adalah air dari akifer yang
hanya sebagian terisi air, terletak pada suatu dasar yang kedap air, dan
mempunyai permukaan bebas. Air tanah tertekan adalah air dari akifer yang
sepenuhnya jenuh air, dengan bagian atas dan bawah dibatasi oleh lapisan yang
kedap air (Effendi, 2003).
2.4 Persyaratan Kualitas Air Minum
Untuk menjamin bahwa suatu sistem
penyediaan air minum aman,
higenis, dan baik serta dapat diminum tanpa kemungkinan dapat menginfeksi para
pengguna air maka harus terpenuhi persyaratan kualitas (Joko, 2010).
Air minum selain harus bebas dari zat yang berbahaya bagi kesehatan,
juga harus menarik rasa dan baunya. Dalam perencanaan/pelaksanaan fasilitas
penyediaan air minum (sumber, waduk, jaringan distribusi) harus bebas dari
kemungkinan pengotoran dan kontaminasi. Berdasarkan SK Menkes RI No.
907/Menkes/SK/VII/2002 tentang syarat – syarat dan pengawasan kualitas air
minum pada lampiran I persyaratan kualitas air minum adalah sebagai berikut :
a. Persyaratan bakteriologis
Parameter persyaratan bakteriologis adalah jumlah maksimum Escherichia
coli dan total bakteri coliform per 100 ml sampel. Persyartan tersebut harus
dipenuhi oleh air minum, air yang masuk sistem distribusi, dan pada sistem
distribusi (Joko, 2010).
b. Persyaratan kimiawi
Salatu syarat penting terkait dengan air minum tidak adanya kandungan
unsur atau zat kimia yang berbahaya bagi manusia. Keberadaan zat kimia
berbahaya harus ditekan seminimal mungkin. Sedangkan zat-zat tertentu yang
membantu terciptanya kondisi air yang aman dari mikrooraganisme harus tetap
dipertahankan keberadaannya dalam kadar tertentu. Parameter dalam persyaratan
ini terbagai menjadi dua yaitu bahan kimia yang berpengaruh langsung pada
kesehatan dan yang langsung mungkin dapat menimbulkan keluhan konsumen.
Bahan-bahan kimia yang termasuk dalam parameter
ini adalah bahan-bahan
anorganik, organik, pestisida, serta desinfektan dan hasil sampingannya (Joko,
2010).
c. Persyaratan Radioaktivitas
Persyaratan radioaktivitas membatasi kadar maksimum aktivitas α dan β
yang diperbolehkan terdapat di dalam air minum (Joko, 2010).
d. Persyaratan fisik
Parameter persyaratan fisik air minum yaitu warna, rasa, bau, temperatur
serta kekeruhan (Joko, 2010).
2.5 Pengolahan Air Minum
2.5.1 Pengetian
Pengolahan adalah usaha teknis yang dilakukan untuk mengubah sifat –
sifat suatu zat. Hal ini penting artinya bagi air minum, karena dengan adanya
pengolahan ini, maka akan didapatkan suatu air minum yang memenuhi standar
air minum yang telah ditentukan (Widiatmoko, 1994).
2.5.2 Metode Pengolahan Air
a. Metode Pengolahan Fisik
i. Penyaringan
Untuk memastikan bahwa satuan satuan utama dalam suatu instalasi
pengolahan bekerja dengan efesien, maka yang perlu dilakukan pembuangan
sampah sampah besar yang mengambang dan terapung. Saringan kasar dari
batang-batang yang berjarak kira-kira 0,75 hingga 1 inchi (20 hingga 50 mm)
dipergunakan disini (Linsley, 1996).
ii. Aerasi
Menurut Linsley 1996, aerasi adalah bentuk perpindahan gas dan
dipergunakan dalamberbagai variasi operasi yang meliputi sebagai berikut:
a) penambahan oksigen untuk mengoksidasi besi dan mangan terlarut
b) pembuangan karbondioksida
c) pembuangan hidrogen sulfida untuk menghapuskan bau dan rasa
d) pembuangan minyak yang mudah menguap dan bahan-bahan penyebab
bau dan rasa serupa yang dikeluarkan oleh ganggang serta
mikroorganisme.
iii. Pencampuran
Bahan- bahan yang dipergunakan untuk pengolahan air dapat dimasukkan
dengan mesin pemasukan larutan atau mesin pemasukan kering, agarefektifitas
bahan-bahan kimia ini harus tersebar dengan baik dalam air dengan pencampuran
yang sempurna (Linsley, 1996).
iv. Flokulasi
Jika bahan-bahan pengental kimia ditambahkan ke dalam air yang keruh,
akan terbentuk kumpulan partikel yang turun mengendap (koagulasi). Untuk
melakukan pembuangan kumpulan partikel yang pada awalnya sangat kecil ini,
pengadukan cepat harus diikuti dengan suatu jangka waktu pengadukan halus
(flokulasi) selama 20 menit hingga 30 menit. Hal ini akan menyebabkan
tumbukan kumpulan-kumpulan partikel kecil yang akan membentuk partikel-
partikel yang lebih besar dan jumlahnya lebih sedikit. Terkait dengan ukuran dan
kerapatannya, partikel-partikel besar ini dapat dibuang dengan pengendapan gaya
berat (Linsley, 1996).
v. Pengendapan
Laju pengendapan suatu partikel di dalam air tergantung pada kekentalan
dan kerapatan air maupun ukuran, bentuk dan berat jenis partikel yang
bersangkutan. Air hangat kurang rapat, sehingga partikel akan mengendap lebih
cepat dari pada di dalam air yang dingin. Partikel-partikel anorganik terapung
yang terdapat di dalam air mempunyai berat jenis yang berkisar dari 2,65 untuk
partikel-partikel pasir yang terlepas, hingga kira-kira 1,03 untuk partikel-partikel
lumpur yang terkumpul. Kumpulan-kumpulan kimiawi mempunyai kisaran berat
jenis yang serupa, tergantung pada jumlah kandungan air dalam kumpulan itu
(Linsley, 1996).
Pemurnian air dengan cara pengendapan dimaksudkan untuk menciptakan
suatu kondisi sedemikian rupa, sehingga bahan-bahan terapung di dalam air dapat
diendapkan ke luar. Kolam pengendapan yang direncanakan dengan baik akan
menghilangkan 50-80% bahan padat terapung yang ada di dalam air (Linsley,
1996).
vi. Filtrasi
Filter yang biasa terdiri dari selapis pasir, atau pasir dan tumbukan
batubara yang ditunjang di atas suatu tumpukan kerikil. Suatu lapisan pasir setebal
24-30 inci (60-75 cm) dengan ukuran butir yang seragam (bergaris tengah 0,350,45 mm) memberikan hasil yang baik. Pasir itu biasanya diletakkan di atas suatu
lapisan kerikil setebal 12-18 inci (30-45 cm) yang butir-butirnya tersusun menurut
besarnya. Suatu lapisan batubara antrasit (batubara yang keras dan mengkilat)
kadang-kadang dipergunakan di dalam filter (Linsley, 1996).
b. Metode pengolahan kimiawi
Koagulasi dan disinfeksi adalah merupakan proses yang paling umum
dipergunakan dalam pengolahan air. Pelembutan presipitasi, pertukaran ion,
adsorpsi dan oksidasi kimiawi dipergunakan bila kondisi setempat menuntut
demikian.
i. Koagulasi
Bila bahan padat terapung di dalam air ukurannya halus atau koloidal,
sering dipergunakan bahan-bahan kimia untuk menghilangkan benda-benda
terapung dengan lebih sempurna. Koagulan bereaksi dengan air dan partikelpartikel yang membuat keruh untuk membuat endapan flokulan. Selama flokulasi
masing-masing partikel kumpulan diubah menjadi partikel-partikel yang lebih
besar pada waktu bertumbukan satu sama lain. Partikel-partikel yang lebih besar
mempunyai kerapatan yang cukup untuk memungkinkan pembuangannya dengan
cara pengendapan gravitasi. Koagulan yang paling dikenal adalah alum
Al2(SO4)3.18H2O yang bereaksi dengan alkalinitas di dalam air untuk
membentuk kumpulan alumunium hidroksida.
Bila air tidak mengandung alkalinitas yang diperlukan, maka mungkin
perlu ditambahkan kapur (CaO) atau abu soda (Na2CO3) disamping alum untuk
memperoleh flokulasi yang tepat. Silika yang diaktifkan kadang-kadang
ditambahkan ke air untuk menjadi inti bagi pembentukan kumpulan. Dosis alum
yang biasa adalah 10 hingga 40 mg/l (kira-kira 75 hingga 300 lb per juta gallon).
Jumlah bahan kimia pelengkap yang digunakan tergantung pada sifat air. Ferro
sulfat (FeSO4) dan ferri klorida (FeCl3) juga dipergunakan sebagai koagulan.
Bahan ini membentuk endapan hidroksida besi. Garam ferro membutuhkan kapur
sebagai bahan kimia pelengkap, kalau tidak garam ferro harus diubah ke dalam
bentuk ferri dengan menambahkan klorin (Linsley, 1996).
ii. Disinfeksi
Lebih dari 50% bakteri yang berbahaya di dalam air akan mati dalam
waktu 2 hari dan 90% akan mati pada akhir 1 minggu. Klorin telah terbukti
merupakan disinfeksi yang ideal. Bila dimasukkan ke dalam air akan mempunyai
pengaruh yang segera dan membinasakan banyak makhluk mikroskopis (Linsley,
1996).
Dua jenis reaksi akan terjadi bila klorin dimasukkan ke dalam air, yaitu
hidrolisis dan ionisasi. Reaksi hidrolisisadalah
HOCl + H+ + Cl-
Cl2+ H2O
Gas klorin
asam hipoklorit
Raksi ionisasi adalah
HOCl
OCl
+
Asam hipoklorit
ion hipoklorit
H+
karena klorin dalam bentuk asam hipoklorus 40 hingga 80 kali lebih efektif
daripada ion hipoklorit, maka disinfeksi dengan klorin akan paling efektif pada
nilai-nilai pH yang asam. Klorin cair didapat dalam wadah bertekanan dan
dimasukkan kedalam air melalui suatu klorinator. Klorinator kecil memasukkan
gas tersebut secara langsung ke dalam air, sedangkan klorinator besar biasanya
melarutkan gas di dalam air, kemudian mengisi larutan itu. Klorinator harus dijaga
pada suhu 70ºF (21ºC) untuk mencegah kondensasi gas klorin di pipa-pipa
pengisian (Linsley, 1996).
Air yang mengalami disinfeksi cukup baik setelah melalui proses klorinasi
selama 10 menit akan menghasilkan residu klorin bebas sebanyak 0,2 mg/l. Klorin
akan sangat efektif bila pH air rendah. Bila persediaan air mengandung fenol,
penambahan klorin ke air akan mengakibatkan rasa yang kurang enak akibat
pembentukan
senyawa
klorofenol.
Rasa
ini
dapat
dihilangkan
dengan
menambahkan amoniak sebelum klorinasi. Campuran klorin dan ammonia
membentuk kloramin, yang merupakan disinfektan, namun tidak seefektif
hipoklorit (Linsley, 1996).
Klorinasi akhir, yaitu pemakaian klorin setelah pengolahan, merupakan
metode yang umum.Klorinasi awal, yaitu pemakaian klorin sebelum pengolahan,
akan menyempurnakan koagulasi, mengurangi beban filter dan mencegah
tumbuhnya ganggang. Klorinasi awal dan ahir sering dipergunakan bersama-sama
sehingga meninggalkan residu besar yang berlebihan (superklorinasi) sering
dipergunakan untuk menghilangkan rasa dan bau tertentu. Superklorinasi harus
diikuti dengan deklorinasi yang biasanya berupa pengolahan dengan sulfur
dioksida atau dengan melewatkan air yang bersangkutan melalui suatu filter
butirankarbon yang diaktifkan (Linsley, 1996).
c. Metode-metode Pengolahan Khusus
i. Pembuangan rasa dan bau
Rasa dan bau di dalam air disebabkan oleh gas-gas terlarut, zat-zat organik
hidup, zat-zat organik yang membusuk, limbah industri dan klorin, baik sebagai
residu atau dalam gabungan dengan fenol atau bahan-bahan organik yang
membusuk. Aerasi, adsorpsi dan oksidasi adalah beberapa metode yang telah
dipergunakan untuk menghilangkan rasa dan bau (Linsley, 1996).
ii. Pembuangan besi dan mangan
Diantara metode yang dipergunakan untuk menghilangkan besi dan
mangan adalah oksidasi dan presipitasi, penambahan bahan-bahan kimia dan
pengendapan serta filtrasi, filtrasi melalui zeolit mangan, dan pertukaran ion
(Linsley, 1996).
2.6 Klorinasi
2.6.1 Pengertian
Klorinasi adalah proses pemberian klorin kedalam air yang telah menjalani
proses filtrasi dan merupakan langkah yang maju dalam proses purifikasi air.
Klorin ini banyak digunakan dalam pengolahan limbah industri, air kolam renang,
dan air minum di negara-negara sedang berkembang karena sebagai desinfektan,
biayanya relatif lebih murah, mudah, dan efektif. Senyawa-senyawa klor yang
umum digunakan dalam proses klorinasi, antara lain, gas klorin, senyawa
hipoklorit, klor dioksida, bromine klorida, dihidroisosianurate
(Chandra, 2006).
dan kloramin
Senyawa klor dapat mematikan mikroorganisme dalam air karena oksigen
yang terbebaskan dari senyawa asam hypochlorous mengoksidasi beberapa bagian
yang penting dari sel-sel bakteri sehingga rusak. Teori lain menyatakan bahwa
proses pembunuhan bakteri oleh senyawa chlor, selain oleh oksigen bebas juga
disebakan dengan protoplasma. Beberapa percobaan menyebutkan bahwa
kematian mikroorganisme disebabkan
reaksi kimia antara asam hipoclorous
dengan enzim pada sel bakteri sehingga metabolismenya terganggu. Senyawa klor
yang sering digunakan sebagai desinfektan adalah hipoklorit dari kalsium dan
natrium, kloroamin, klor dioksida, dan senyawa kompleks dari klor (Joko, 2010).
Senyawa klor dalam air akan bereaksi dengan senyawa organik maupun
anorgank tertentu membentuk senyawa baru. Beberapa bagian klor akan tersisa
yang disebut sisa klor. Pada mulanya sisa klor merupakan klor terikat, selanjutnya
jika dosis klor ditambah maka sisa klor terikat akan semakin besar, dan pada suatu
ketika tercapai kondisi break point chlorination. Penambahan dosis klor setelah
titik ini akan memberi sisa klor sebanding dengan penambahan klor.
Keuntungan dicapainya break point yaitu :
a. Senyawa amonium teroksidir sempurna
b. mematikan bakteri patogen secara sempurna
c. mencegah pertumbuhan lumut
2.6.2
kegunaan klorin
Adapun kegunaan dari klorin menurut Chandra, 2006 antara lain:
a. memiliki sifat bakterisidal dan gerimisidal
b. dapat mengoksidasi zat besi
c. dapat menghilangkan bau dan rasa tidak enak pada air
d. dapat mengontrol perkembangan alga dan organisme pembentukan lumut
yang dapat mengubah bau dan rasa pada air
e. dapat membantu proses koagulasi
Karena adanya fungsi ini maka untuk kondisi tertentu chlorinasi dapat
dibubuhkan sebelum proses pengolahan. Dengan demikian untuk keperluan
pengolahan dapat dilakukan pre-chlorinasi. Sedangkan untuk keperluan
desinfeksi pembubuhan dilakukan di lokasi reservoir sebagai post-chlorinasi
(Joko, 2010)
2.6.3 Prinsip Prinsip Pemberian Klorin
Ada beberapa prinsip yang perlu diperhatikan ketikaa melakukan proses
klorinasi menurut Chandra 2006, antara lain :
a. air harus jernih dan tidak keruh karena kekeruhan pada air akan
menghambat proses klorinasi
b. kebutuhan klorin harus diperhitungkan secara cermat agar dapat dengan
efektif mengoksidasi bahan-bahan organik dan dapat membunuh kuman
patogen dan meninggalkan sisa klorin bebas dalam air.
c. tujuan klorinasi pada air adalah untuk mempertahankan sisa klorin bebas
sebesar 0,2 mg/l di dalam air. Nilai tersebut merupakan margin of safety
(nilai batas keamanan) pada air untuk membunuh kuman patogen yang
mengkontaminasi pada saat penyimpanan dan pendistribusian air
d. dosis klorin yang tepat adalah jumlah klorin dalam air yang dapat dipakai
untuk membunuh kuman patogen serta untuk mengoksidasi bahan organik
dan untuk meninggalkan sisa klorin bebas sebesar 0,2 mg/l dalam air.
2.6.4 Proses Klorinasi
Proses klorinasi dapat terjadi sebagai berikut :
a. penambahan klor pada air yang mengandung senyawa nitrogen akan
membentuk senyawa kloramine yang disebut klor terikat. Pembentukan klor
terikat ini bergantung pada pH. Pada pH normal klor terikat (NCl3) tidak
akan terbentuk kecuali jika break point telah terlampaui.
b. pada air yang bebas senyawa organik akan terbentuk klor bebas yaitu asam
hipoklorus (HOCl) dan ion hipoklorit (OCl-), yang berfungsi dalam proses
desinfeksi.
HOCl + H+ + Cl-
Cl2 + H2O
HOCl
H+ + OCl
Kondisi optimum untuk proses desinfeksi adalah jika hanya terdapat
HOCl. Adanya OCl- akan kurang menguntungkan. Kondisi optimum ini
dapat terjadi pada pH
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
Air merupakan suatu sarana utama untuk meningkatkan derajat kesehatan
masyarakat, karena air merupakan salah satu media dari berbagai macam
penularan, teruutama penyakit perut. Seperti yang telah kita ketahui bahwa
penyakit perut adalah penyakit yang paling banyak terjadi di indonesia (Sutrisno,
1996).
Air adalah salah satu di antara pembawa penyakit yang berasal dari tinja
untuk sampai kepada manusia. Supaya air yang masuk ketubuh manusia baik
berupa minuman atau pun makanan tidak menyebabkan merupakan pembawa
bibit penyakit, maka pengolahan air baik berasal dari sumber, jaringan transmisi
atau distribusi mutlak diperlukan untuk mencegah terjadinya kontak kotoran
sebagai sumber penyakit dengan air (Sutrisno, 1996).
2.2 Kegunaan Air Bagi Tubuh Manusia
Tubuh manusia sebagian terdiri dari air, kira-kira 60-70% dari berat
badannya. Untuk kelangsungan hidupnya, tubuh manusia membutuhkan air yang
jumlahnya antara lain tergantung berat badan. Untuk orang dewasa kira-kira 2.200
gram setiap harinya (WOLF).
Kegunaan air bagi tubuh manusia antara lain untuk proses pencernaan,
metabolisme, mengangkut zat-zat makanan dalam tubuh, mengatur keseimbangan
suhu tubuh, dan menjaga jangan sampai tubuh kekeringan. Apabila tubuh
kehilangan banyak air, maka akan mengakibatkan kematian. Sebagai contoh :
penderita penyakit kolera (sutrisno, 1996).
2.3 Sumber-Sumber Air
Kita ketahui bahwa sumber air merupakan komponen penting untuk
penyediaan air bersih karena tanpa sumber air maka suatu system penyediaan air
bersih tidak akan berfungsi. Sumber-sumber air minum yang dapat digunakan:
a. Air Laut
Air laut merupakan bagian terbesar dari muka bumi, sebagai terminal dari
sungai, dan memeiliki kadar garam yang tinggi dibandingkan dengan air daratan.
Selain itu, air bukan hanya merupakan komponen terbesar dari pembentukan
awan, melainkan juga lingkungan terbesar dari makhluk hidup bergantung pada
air (Sitepoe, 1997) .
b. Air Hujan
Air hujan dapat dipergunakan sebagai air irigasi pada sawah tadah, dapat
pula dipergunakan sebagai air rumah tangga dengan cara menampung air hujan
dan digunakan saat kekurangan air. Dalam keadaan murni, sangat bersih, karena
dengan adanya pengotoran udara yang disebabkan oleh kotoran-kotoran
industri/debu dan lain sebagainya. Maka untuk menjadikan air hujan sebagai
sumber air minum hendaknya pada waktu menampung air hujan jangan dimulai
pada saat hujan mulai turun, karena masih mengandung banyak kotoran (Sitepoe,
1997).
c. Air Permukaan
Menurut Sutrisno 1996, air permukaan adalah air hujan yang mengalir di
permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran
selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun,
kotoran industri kota dan sebagainya. Air permukaan ada 2 macam yakni :
i. Air sungai
Dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu
pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umumnya
mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali.
ii. Air danau
Kebanyakan air rawa ini berwarna yang disebabkan oleh adanya zat-zat
organisyang telah membusuk, misalnya asam humus yang larut dalam air yang
menyebabkan warna kuning coklat
d. Air tanah
Air tanah adalah air yang berada di bawah tanah dalam zona jenuh dimana
tekanan
hidrostatiknya
sama
atau
lebih
besar
dari
tekanan
atmosfer
(Sutrisno,1996).
Air tanah dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu air tanah tidak
tertekan (bebas) dan air tanah tertekan.Air tanah bebas adalah air dari akifer yang
hanya sebagian terisi air, terletak pada suatu dasar yang kedap air, dan
mempunyai permukaan bebas. Air tanah tertekan adalah air dari akifer yang
sepenuhnya jenuh air, dengan bagian atas dan bawah dibatasi oleh lapisan yang
kedap air (Effendi, 2003).
2.4 Persyaratan Kualitas Air Minum
Untuk menjamin bahwa suatu sistem
penyediaan air minum aman,
higenis, dan baik serta dapat diminum tanpa kemungkinan dapat menginfeksi para
pengguna air maka harus terpenuhi persyaratan kualitas (Joko, 2010).
Air minum selain harus bebas dari zat yang berbahaya bagi kesehatan,
juga harus menarik rasa dan baunya. Dalam perencanaan/pelaksanaan fasilitas
penyediaan air minum (sumber, waduk, jaringan distribusi) harus bebas dari
kemungkinan pengotoran dan kontaminasi. Berdasarkan SK Menkes RI No.
907/Menkes/SK/VII/2002 tentang syarat – syarat dan pengawasan kualitas air
minum pada lampiran I persyaratan kualitas air minum adalah sebagai berikut :
a. Persyaratan bakteriologis
Parameter persyaratan bakteriologis adalah jumlah maksimum Escherichia
coli dan total bakteri coliform per 100 ml sampel. Persyartan tersebut harus
dipenuhi oleh air minum, air yang masuk sistem distribusi, dan pada sistem
distribusi (Joko, 2010).
b. Persyaratan kimiawi
Salatu syarat penting terkait dengan air minum tidak adanya kandungan
unsur atau zat kimia yang berbahaya bagi manusia. Keberadaan zat kimia
berbahaya harus ditekan seminimal mungkin. Sedangkan zat-zat tertentu yang
membantu terciptanya kondisi air yang aman dari mikrooraganisme harus tetap
dipertahankan keberadaannya dalam kadar tertentu. Parameter dalam persyaratan
ini terbagai menjadi dua yaitu bahan kimia yang berpengaruh langsung pada
kesehatan dan yang langsung mungkin dapat menimbulkan keluhan konsumen.
Bahan-bahan kimia yang termasuk dalam parameter
ini adalah bahan-bahan
anorganik, organik, pestisida, serta desinfektan dan hasil sampingannya (Joko,
2010).
c. Persyaratan Radioaktivitas
Persyaratan radioaktivitas membatasi kadar maksimum aktivitas α dan β
yang diperbolehkan terdapat di dalam air minum (Joko, 2010).
d. Persyaratan fisik
Parameter persyaratan fisik air minum yaitu warna, rasa, bau, temperatur
serta kekeruhan (Joko, 2010).
2.5 Pengolahan Air Minum
2.5.1 Pengetian
Pengolahan adalah usaha teknis yang dilakukan untuk mengubah sifat –
sifat suatu zat. Hal ini penting artinya bagi air minum, karena dengan adanya
pengolahan ini, maka akan didapatkan suatu air minum yang memenuhi standar
air minum yang telah ditentukan (Widiatmoko, 1994).
2.5.2 Metode Pengolahan Air
a. Metode Pengolahan Fisik
i. Penyaringan
Untuk memastikan bahwa satuan satuan utama dalam suatu instalasi
pengolahan bekerja dengan efesien, maka yang perlu dilakukan pembuangan
sampah sampah besar yang mengambang dan terapung. Saringan kasar dari
batang-batang yang berjarak kira-kira 0,75 hingga 1 inchi (20 hingga 50 mm)
dipergunakan disini (Linsley, 1996).
ii. Aerasi
Menurut Linsley 1996, aerasi adalah bentuk perpindahan gas dan
dipergunakan dalamberbagai variasi operasi yang meliputi sebagai berikut:
a) penambahan oksigen untuk mengoksidasi besi dan mangan terlarut
b) pembuangan karbondioksida
c) pembuangan hidrogen sulfida untuk menghapuskan bau dan rasa
d) pembuangan minyak yang mudah menguap dan bahan-bahan penyebab
bau dan rasa serupa yang dikeluarkan oleh ganggang serta
mikroorganisme.
iii. Pencampuran
Bahan- bahan yang dipergunakan untuk pengolahan air dapat dimasukkan
dengan mesin pemasukan larutan atau mesin pemasukan kering, agarefektifitas
bahan-bahan kimia ini harus tersebar dengan baik dalam air dengan pencampuran
yang sempurna (Linsley, 1996).
iv. Flokulasi
Jika bahan-bahan pengental kimia ditambahkan ke dalam air yang keruh,
akan terbentuk kumpulan partikel yang turun mengendap (koagulasi). Untuk
melakukan pembuangan kumpulan partikel yang pada awalnya sangat kecil ini,
pengadukan cepat harus diikuti dengan suatu jangka waktu pengadukan halus
(flokulasi) selama 20 menit hingga 30 menit. Hal ini akan menyebabkan
tumbukan kumpulan-kumpulan partikel kecil yang akan membentuk partikel-
partikel yang lebih besar dan jumlahnya lebih sedikit. Terkait dengan ukuran dan
kerapatannya, partikel-partikel besar ini dapat dibuang dengan pengendapan gaya
berat (Linsley, 1996).
v. Pengendapan
Laju pengendapan suatu partikel di dalam air tergantung pada kekentalan
dan kerapatan air maupun ukuran, bentuk dan berat jenis partikel yang
bersangkutan. Air hangat kurang rapat, sehingga partikel akan mengendap lebih
cepat dari pada di dalam air yang dingin. Partikel-partikel anorganik terapung
yang terdapat di dalam air mempunyai berat jenis yang berkisar dari 2,65 untuk
partikel-partikel pasir yang terlepas, hingga kira-kira 1,03 untuk partikel-partikel
lumpur yang terkumpul. Kumpulan-kumpulan kimiawi mempunyai kisaran berat
jenis yang serupa, tergantung pada jumlah kandungan air dalam kumpulan itu
(Linsley, 1996).
Pemurnian air dengan cara pengendapan dimaksudkan untuk menciptakan
suatu kondisi sedemikian rupa, sehingga bahan-bahan terapung di dalam air dapat
diendapkan ke luar. Kolam pengendapan yang direncanakan dengan baik akan
menghilangkan 50-80% bahan padat terapung yang ada di dalam air (Linsley,
1996).
vi. Filtrasi
Filter yang biasa terdiri dari selapis pasir, atau pasir dan tumbukan
batubara yang ditunjang di atas suatu tumpukan kerikil. Suatu lapisan pasir setebal
24-30 inci (60-75 cm) dengan ukuran butir yang seragam (bergaris tengah 0,350,45 mm) memberikan hasil yang baik. Pasir itu biasanya diletakkan di atas suatu
lapisan kerikil setebal 12-18 inci (30-45 cm) yang butir-butirnya tersusun menurut
besarnya. Suatu lapisan batubara antrasit (batubara yang keras dan mengkilat)
kadang-kadang dipergunakan di dalam filter (Linsley, 1996).
b. Metode pengolahan kimiawi
Koagulasi dan disinfeksi adalah merupakan proses yang paling umum
dipergunakan dalam pengolahan air. Pelembutan presipitasi, pertukaran ion,
adsorpsi dan oksidasi kimiawi dipergunakan bila kondisi setempat menuntut
demikian.
i. Koagulasi
Bila bahan padat terapung di dalam air ukurannya halus atau koloidal,
sering dipergunakan bahan-bahan kimia untuk menghilangkan benda-benda
terapung dengan lebih sempurna. Koagulan bereaksi dengan air dan partikelpartikel yang membuat keruh untuk membuat endapan flokulan. Selama flokulasi
masing-masing partikel kumpulan diubah menjadi partikel-partikel yang lebih
besar pada waktu bertumbukan satu sama lain. Partikel-partikel yang lebih besar
mempunyai kerapatan yang cukup untuk memungkinkan pembuangannya dengan
cara pengendapan gravitasi. Koagulan yang paling dikenal adalah alum
Al2(SO4)3.18H2O yang bereaksi dengan alkalinitas di dalam air untuk
membentuk kumpulan alumunium hidroksida.
Bila air tidak mengandung alkalinitas yang diperlukan, maka mungkin
perlu ditambahkan kapur (CaO) atau abu soda (Na2CO3) disamping alum untuk
memperoleh flokulasi yang tepat. Silika yang diaktifkan kadang-kadang
ditambahkan ke air untuk menjadi inti bagi pembentukan kumpulan. Dosis alum
yang biasa adalah 10 hingga 40 mg/l (kira-kira 75 hingga 300 lb per juta gallon).
Jumlah bahan kimia pelengkap yang digunakan tergantung pada sifat air. Ferro
sulfat (FeSO4) dan ferri klorida (FeCl3) juga dipergunakan sebagai koagulan.
Bahan ini membentuk endapan hidroksida besi. Garam ferro membutuhkan kapur
sebagai bahan kimia pelengkap, kalau tidak garam ferro harus diubah ke dalam
bentuk ferri dengan menambahkan klorin (Linsley, 1996).
ii. Disinfeksi
Lebih dari 50% bakteri yang berbahaya di dalam air akan mati dalam
waktu 2 hari dan 90% akan mati pada akhir 1 minggu. Klorin telah terbukti
merupakan disinfeksi yang ideal. Bila dimasukkan ke dalam air akan mempunyai
pengaruh yang segera dan membinasakan banyak makhluk mikroskopis (Linsley,
1996).
Dua jenis reaksi akan terjadi bila klorin dimasukkan ke dalam air, yaitu
hidrolisis dan ionisasi. Reaksi hidrolisisadalah
HOCl + H+ + Cl-
Cl2+ H2O
Gas klorin
asam hipoklorit
Raksi ionisasi adalah
HOCl
OCl
+
Asam hipoklorit
ion hipoklorit
H+
karena klorin dalam bentuk asam hipoklorus 40 hingga 80 kali lebih efektif
daripada ion hipoklorit, maka disinfeksi dengan klorin akan paling efektif pada
nilai-nilai pH yang asam. Klorin cair didapat dalam wadah bertekanan dan
dimasukkan kedalam air melalui suatu klorinator. Klorinator kecil memasukkan
gas tersebut secara langsung ke dalam air, sedangkan klorinator besar biasanya
melarutkan gas di dalam air, kemudian mengisi larutan itu. Klorinator harus dijaga
pada suhu 70ºF (21ºC) untuk mencegah kondensasi gas klorin di pipa-pipa
pengisian (Linsley, 1996).
Air yang mengalami disinfeksi cukup baik setelah melalui proses klorinasi
selama 10 menit akan menghasilkan residu klorin bebas sebanyak 0,2 mg/l. Klorin
akan sangat efektif bila pH air rendah. Bila persediaan air mengandung fenol,
penambahan klorin ke air akan mengakibatkan rasa yang kurang enak akibat
pembentukan
senyawa
klorofenol.
Rasa
ini
dapat
dihilangkan
dengan
menambahkan amoniak sebelum klorinasi. Campuran klorin dan ammonia
membentuk kloramin, yang merupakan disinfektan, namun tidak seefektif
hipoklorit (Linsley, 1996).
Klorinasi akhir, yaitu pemakaian klorin setelah pengolahan, merupakan
metode yang umum.Klorinasi awal, yaitu pemakaian klorin sebelum pengolahan,
akan menyempurnakan koagulasi, mengurangi beban filter dan mencegah
tumbuhnya ganggang. Klorinasi awal dan ahir sering dipergunakan bersama-sama
sehingga meninggalkan residu besar yang berlebihan (superklorinasi) sering
dipergunakan untuk menghilangkan rasa dan bau tertentu. Superklorinasi harus
diikuti dengan deklorinasi yang biasanya berupa pengolahan dengan sulfur
dioksida atau dengan melewatkan air yang bersangkutan melalui suatu filter
butirankarbon yang diaktifkan (Linsley, 1996).
c. Metode-metode Pengolahan Khusus
i. Pembuangan rasa dan bau
Rasa dan bau di dalam air disebabkan oleh gas-gas terlarut, zat-zat organik
hidup, zat-zat organik yang membusuk, limbah industri dan klorin, baik sebagai
residu atau dalam gabungan dengan fenol atau bahan-bahan organik yang
membusuk. Aerasi, adsorpsi dan oksidasi adalah beberapa metode yang telah
dipergunakan untuk menghilangkan rasa dan bau (Linsley, 1996).
ii. Pembuangan besi dan mangan
Diantara metode yang dipergunakan untuk menghilangkan besi dan
mangan adalah oksidasi dan presipitasi, penambahan bahan-bahan kimia dan
pengendapan serta filtrasi, filtrasi melalui zeolit mangan, dan pertukaran ion
(Linsley, 1996).
2.6 Klorinasi
2.6.1 Pengertian
Klorinasi adalah proses pemberian klorin kedalam air yang telah menjalani
proses filtrasi dan merupakan langkah yang maju dalam proses purifikasi air.
Klorin ini banyak digunakan dalam pengolahan limbah industri, air kolam renang,
dan air minum di negara-negara sedang berkembang karena sebagai desinfektan,
biayanya relatif lebih murah, mudah, dan efektif. Senyawa-senyawa klor yang
umum digunakan dalam proses klorinasi, antara lain, gas klorin, senyawa
hipoklorit, klor dioksida, bromine klorida, dihidroisosianurate
(Chandra, 2006).
dan kloramin
Senyawa klor dapat mematikan mikroorganisme dalam air karena oksigen
yang terbebaskan dari senyawa asam hypochlorous mengoksidasi beberapa bagian
yang penting dari sel-sel bakteri sehingga rusak. Teori lain menyatakan bahwa
proses pembunuhan bakteri oleh senyawa chlor, selain oleh oksigen bebas juga
disebakan dengan protoplasma. Beberapa percobaan menyebutkan bahwa
kematian mikroorganisme disebabkan
reaksi kimia antara asam hipoclorous
dengan enzim pada sel bakteri sehingga metabolismenya terganggu. Senyawa klor
yang sering digunakan sebagai desinfektan adalah hipoklorit dari kalsium dan
natrium, kloroamin, klor dioksida, dan senyawa kompleks dari klor (Joko, 2010).
Senyawa klor dalam air akan bereaksi dengan senyawa organik maupun
anorgank tertentu membentuk senyawa baru. Beberapa bagian klor akan tersisa
yang disebut sisa klor. Pada mulanya sisa klor merupakan klor terikat, selanjutnya
jika dosis klor ditambah maka sisa klor terikat akan semakin besar, dan pada suatu
ketika tercapai kondisi break point chlorination. Penambahan dosis klor setelah
titik ini akan memberi sisa klor sebanding dengan penambahan klor.
Keuntungan dicapainya break point yaitu :
a. Senyawa amonium teroksidir sempurna
b. mematikan bakteri patogen secara sempurna
c. mencegah pertumbuhan lumut
2.6.2
kegunaan klorin
Adapun kegunaan dari klorin menurut Chandra, 2006 antara lain:
a. memiliki sifat bakterisidal dan gerimisidal
b. dapat mengoksidasi zat besi
c. dapat menghilangkan bau dan rasa tidak enak pada air
d. dapat mengontrol perkembangan alga dan organisme pembentukan lumut
yang dapat mengubah bau dan rasa pada air
e. dapat membantu proses koagulasi
Karena adanya fungsi ini maka untuk kondisi tertentu chlorinasi dapat
dibubuhkan sebelum proses pengolahan. Dengan demikian untuk keperluan
pengolahan dapat dilakukan pre-chlorinasi. Sedangkan untuk keperluan
desinfeksi pembubuhan dilakukan di lokasi reservoir sebagai post-chlorinasi
(Joko, 2010)
2.6.3 Prinsip Prinsip Pemberian Klorin
Ada beberapa prinsip yang perlu diperhatikan ketikaa melakukan proses
klorinasi menurut Chandra 2006, antara lain :
a. air harus jernih dan tidak keruh karena kekeruhan pada air akan
menghambat proses klorinasi
b. kebutuhan klorin harus diperhitungkan secara cermat agar dapat dengan
efektif mengoksidasi bahan-bahan organik dan dapat membunuh kuman
patogen dan meninggalkan sisa klorin bebas dalam air.
c. tujuan klorinasi pada air adalah untuk mempertahankan sisa klorin bebas
sebesar 0,2 mg/l di dalam air. Nilai tersebut merupakan margin of safety
(nilai batas keamanan) pada air untuk membunuh kuman patogen yang
mengkontaminasi pada saat penyimpanan dan pendistribusian air
d. dosis klorin yang tepat adalah jumlah klorin dalam air yang dapat dipakai
untuk membunuh kuman patogen serta untuk mengoksidasi bahan organik
dan untuk meninggalkan sisa klorin bebas sebesar 0,2 mg/l dalam air.
2.6.4 Proses Klorinasi
Proses klorinasi dapat terjadi sebagai berikut :
a. penambahan klor pada air yang mengandung senyawa nitrogen akan
membentuk senyawa kloramine yang disebut klor terikat. Pembentukan klor
terikat ini bergantung pada pH. Pada pH normal klor terikat (NCl3) tidak
akan terbentuk kecuali jika break point telah terlampaui.
b. pada air yang bebas senyawa organik akan terbentuk klor bebas yaitu asam
hipoklorus (HOCl) dan ion hipoklorit (OCl-), yang berfungsi dalam proses
desinfeksi.
HOCl + H+ + Cl-
Cl2 + H2O
HOCl
H+ + OCl
Kondisi optimum untuk proses desinfeksi adalah jika hanya terdapat
HOCl. Adanya OCl- akan kurang menguntungkan. Kondisi optimum ini
dapat terjadi pada pH