PENJERNIHAN AIR SECARA FISIKA

A.    Prinsip penyaringan (filtrasi)

Penyaringan merupakan proses pemisahan antara padatan/koloid dengan cairan. Proses penyaringan bisa merupakan proses wal (primary treatment) atau penyaringan dari proses sebelumnya. Apabila air olahan mempunyai padatan dengan ukuran seragam, saringan yang digunakan adalah single medium Sebaiknya bila ukuran padatan beragam, digunakan saring dual medium atau three medium Penyaringan air olahan yang mengandung padatan beragam dari ukuran besar sampai kecil/halus. Penyaringan dilakukan dengan cara membuat saringan bertingkat, yaitu saringan kasar, saringan sedang sampai saringan halus.Untuk merancang system penyaringan ini perlu penelitian terlebih dahulu terhadap beberapa factor sebagai berikut:

1. Jenis limbah padat (terapung atau tenggelam)

2. Ukuran padatan: ukurab yang terkecil dan ukuran yang terbesar

3. Perbandingan ukuran kotoran padatan besar dan kecil

4. Debit air olahan yang akan diolahBentuk dan jenis saringan bermacam-macam.
      Penyaringan bahan padatan kasar menggunakan saringan berukuran 5 -20 mm, sedangkan padatan yang halus (hiperfiltrasi) dapat menggunakan saringan yang lebih halus lagi. Saringan ini diusahakan mudah diangkat dan dibersihkan. Bahan untuk penyaringan kasar dapat terbuat dari logam tahan karat seperti stainless steel, kawat tembaga, batu kerikil, btu bara, karbon aktif. Penyaringan untuk padatan yang halus dapat menggunakan kain polyester atau pasir.Jenis saringan yang biasa digunakan adalah saringan bergetar, barscreen racks, dan bak penyaringan saringan pasir lambat. Jenis saringan yang banyak digunakan adalahsaringan bak pasir dan batuan. Saringan pasir menggunakan batu kerikil dan pasir. Pasir yang baik untuk penyaringan adalah pasir kuasa. Jenis saringan menurut konstruksinya dibedakan menjadi saringan miring, saringan pembawa, saringan sentrifugal dan drum berputar. Kecepatan penyaringan dikelompokan menjadi tiga:

1. Single medium : saringan untuk menyaring air yang mengandung padatan dengan
 ukuran seragam

2. Dual medium: saringan untuk menyaring air limbah yang didominasi oleh
   ukuran padat

3. Three medium: saringan untuk menyaring air limbah yang mengandung 3 ukuran
     padatan

Gambarnya seperti dibawah ini:

 

Ukuran filter dibagi menjadi:

1.Pasir sangat kasar (very coarsesand) : 2 –1 mm

2.Pasir kasar (coarse sand) : 1 –0,5 mm

3.Pasir sedang (medium sand) : 0,5 –0,25 mm

4.Pasir halus (fine sand) : 0,25 –0,1 mm

5.Pasir sangat halus (very fine sand) : 0,1 –0,05 mm

Sistem aliran air olahan dalam system filtrasi terdiri dari beberapa macam. Penentuan aliran ini memperhatikan sifat dari limbah padat yang akan difiltrasi. Sistem aliran tersebut dibagi menjadi empat system, yaitu aliran horizontal, aliran gravitasi, aliran dari bawah ke atas dan aliranganda.

Gambar model aliran filter:

B. Prinsip-prinsip Pengolahan Air Bersih 15/ MI-1

a.       Prinsip penjernihan air dengan pengendapan (sedimentasi)

Sedimentasi merupakan proses pengendapan bahan padat dari air olahan. Proses sedimentasi bisa terjadi bila air limbah mempunyai berat jenis lebih besar daripada air sehingga mudah tenggelam Proses   pengendapan ada yang bisa terjadi langsung, tetapi  ada pula yang memerlukan proses pendahuluan, seperti koagulasi atau reaksi kimia. Prinsip sedimentasi adalah pemisahan bagian padat dengan memanfaatkan gaya gravitasi sehingga bagian yang padat berada di dasar kolam pengendapan, sedangkan air dibagian atas.

 Gambar sederhana tempat sedimentasi air

C. Prinsip penjernihan air dengan absorpsi dan adsorpsi

Absorpsi merupakan proses penyerapan bahan-bahan tertentu dengan penyerapan tersebut, air menjadi jernih karena zat-zat didalamnya diikat oleh absorben. Absorpsi umumnya menggunakan bahan absorben dari karbon aktif. Pemakaiannyadengan cara membubuhkan karbon aktif bubuk ke dalam air olahan atau dengan cara menylurkan air melalui saringan yang medianya terbuat dari karbon aktif kasar. Sistem ini efektif untuk mengurangi warna serta menghilangkan bau dan rasa. Proses kerja penyerapan (absorpsi) yaitu penyerapan ion-ion bebas di dalam air yang dilakukan oleh absorben. Sebagai contoh, penyerapan ion oleh karbon aktif.

Absorben yang umum digunakan adalah karbon aktif karena cocok untuk pengolahan air olahan yang mengandung fenol dan bahan yang memiliki beral molekul tinggi. Karbon aktifyang digunakan dapat berbentuk granula atau serbuk dengan waktu kontak 30 menit dalam tanki pengolahan yang dilengkapi dengan pengaduk. Setiap gramkarbon aktif dapat mengabsorpsi 0,4 -0,9 fenol. Karbon aktif biasanya terbuat dari onthracile, bituminous, petroleum coke, dan arang tempurung kelapa atau arang kayu.Aplikasi absorpsi yaitu dengan mencampurkan absorben dengan serbuk karbon aktif dengan cara menjadikan karbon aktif sebagai media filtrasi. Apabila absorben dicampurkan dengan serbuk karbon aktif, selanjutnya larutan disaring. Namun apabila karbon aktif digunakan sebagai media penyaring, dipilih karbon aktif yang berbentuk granula dan secara berkala harus dicuci atau diganti dengan yang baru. Disamping dapat mengabsorpsi fenol, karbon aktif juga dapat mengabsorpsi racun dan mikroorganisme.

Adsorpsi merupakan penangkapan/ pengikatan ion-ion bebas di dalam air oleh adsorben. Contoh zat yang digunakan untuk proses adsorpsi adalah zeolit dan resin yang merupakan polimerasi dari polihidrik fenol dengan formaldehid. Contohnya pengikatan ion Ca2+ dan Na+. Setiap gram resin dapat mengadsorpsi asam 4 –9 mev. Banyaknya adsorben yang diperlukan tergantung konsentrasi larutan. Semakin tinggi konsentrasi larutan, semakin besar pula adsorben yang diperlukan untuk menjernihkan air.

D. Prinsip penjernihan air dengan elektrodialisis

Elektrodialisis merupakan proses pemisahan ion-ion yang larut di dalam air limbah dengan memberikan dua kutub listrik yang berlawanan dari arus searah (direct current, DC). Ion positif akan bergerak ke kutub negative (katoda), sedangkan ion negative akan bergerak ke kutub positif (anoda).Pada kutub positif (anoda). Ion negative akan melepaskan elektronnya sehingga menjadi molekul yang berbentuk gas ataupun padat yang tidak larut dalam air. Hal ini memungkinkan terjadinya pengendapan.