pedoman prototipe pengelolaan air bersih di puskesmas

PEDOMAN PROTOTIPE PENGELOLAAN

AIR BERSIH DI PUSKESMAS

DIREKTORAT FASILITAS PELAYANAN KESEHATAN

DIREKTORAT JENDERAL PELAYANAN KESEHATAN

KEMENETERIAN KESEHATAN RI

2019

i

KATA PENGANTAR

ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR i DAFTAR ISI ii DAFTAR GAMBAR 2D iv DAFTAR TABEL vii 1 PENGOLAHAN AIR BERSIH UNTUK MENGHILANGKAN ZAT BESI DAN

MANGAN 1

1.1 Konsep Desain Penghilangan Zat Besi dan Mangan Di dalam Air 1 1.2 Konsep Desain Proses Pengolahan Yang digunakan 3 1.2.1 Oksidasi Zat Besi dan Mangan Dengan Khlorin 4 1.2.2 Penyaringan Dengan Filter Pasir Silika 5 1.2.3 Penyaringan dengam Filter Mangan Zeolit (Manganese Greensand) 9 1.2.4 Penyaringan Dengan Filter Karbon Aktif 12 1.2.5 Penyaringan Dengan Filter Cartridge atau Filter Kantong 15 1.3 DED Prototipe Unit Pengolahan Air Bersih Di Puskesmas Dari Air

Baku Yang Mengandung Zat Besi Dan Mangan 17

1.3.1 Proses Pengolahan 17 1.3.2 Spesifikasi Teknis Peralatan 17 1.3.3 Rencana Anggaran Biaya (RAB) Jakarta Pembuatan Unit Pengolahan

Air Untuk Menghilangkan Zat besi Dan Mangan Kapasitas 1,5 m3 per Jam

25

1.3.4 Bill of Quantity (BOQ) Pembuatan Unit Pengolahan Air Untuk Menghilangkan Zat besi Dan Mangan Kapasitas 1,5 m3 per Jam

29

1.4 Operasional Dan Perawatan 34 1.4.1 Penyiapan Larutan Khor Untuk Disinfeksi 34 1.4.2 Pengoperasian Alat 34 1.4.3 Perawatan Alat 36 2 PENGOLAHAN AIR BERSIH DI PUSKESMAS DARI AIR BAKU YANG

MENGANDUNG KESADAHAN 37

2.1 Kesadahan 37 2.2 Resin Penukar Ion 39 2.3 Cara Kerja Resin Penukar Ion 40 2.4 Konsep Desain Penghilangan Kesadahan Atau Pelunakan Air (Water

Softening) 41

2.5 Reaksi Pertukaran Ion 43 2.6 Konsep Desain Penghilangan Kesadahan (Pelunakan) Dengan Sistem

Unggun Tetap (Fixed Bed) 44

2.7 Proses Regenerasi Resin 45 2.8 Regenerasi Aliran Searah (cocurrent) 47 2.9 Regenerasi Aliran Berlawanan (Counter Cocurrent) 48 2.10 Kapasitas Pertukaran Ion Dan Tingkat Regenerasi Resin 49 2.11 Perhitungan Filter Penukar Ion Positip Untuk Menghilangkan

Kesadahan 49

iii

2.12 DED Prototipe Unit Pengolahan Air Bersih Untuk Menghilangkan Kesadahan Kapasitas 1,5 m3 per Jam

52

2.12.1 Proses Pengolahan 52 2.12.2 Spesifikasi Teknis Peralatan Kapasitas 1,5 m3 per Jam 52 2.12.3 Rencana Anggaran Biaya (RAB) Jakarta Pembuatan Unit Pengolahan

Air Untuk Menghilangkan Kesadahan Kapasitas 1,5 m3 per Jam 61

2.12.4 Bill of Quantity (BOQ) Pembuatan Unit Pengolahan Air Untuk Menghilangkan Kesadahan Kapasitas 1,5 m3 per Jam

64

3 PENGOLAHAN AIR GAMBUT DI PUSKESMAS 69 3.1 Konsep Desain Pengolahan Dengan Proses Koagulasi-Flokulasi-

Sedimentasi dan Filtrasi 69

3.1.1 Koagulasi Dan Flokulasi 70 3.1.2 Bahan Koagulan 71 3.1.3 Pengendapan 73 3.1.4 Penyaringan (Filtrasi) 73 3.1.5 Desinfeksi 74 3.2 DED Prototipe Unit Pengolahan Air Gambut Kontinyu Menjadi Air

Bersih Kapasitas 1,5 m3 per Jam 74

3.2.1 Proses Pengolahan 74 3.2.2 Spesifikasi Teknis Peralatan Pengolahan Air Gambut Kontinyu

Menjadi Air Bersih Kapasitas 1,5 m3 per Jam 76

3.3 Rencana Anggaran Biaya (RAB) Jakarta Pembuatan Pengolahan Air Gambut Menjadi Air Bersih Kapasitas 1,5 m3 per Jam

86

3.4 Bill of Quantity (BOQ) Pembuatan Pengolahan Air Gambut Menjadi Air Bersih Kapasitas 1,5 m3 per Jam

90

4 PENGOLAHAN AIR ASIN MENJADI AIR TAWAR DENGAN PROSES REVERSE OSMOSIS (RO)

94

4.1 Konsep Desain Osmosis Balik 94 4.2 Proses Pengolahan Air Payau Menjadi Air Minum 95 4.3 Fungsi Dan Cara Kerja Peralatan 97 4.4 Spesifikasi Teknis Peralatan Unit Pengolahan Air Payau Menjadi Air

Tawar Kapasitas 10 m3 per Hari 100

4.5 Rencana Anggaran Biaya (RAB) Jakarta Pembuatan Unit Pengolahan Air Payau Menjadi Air Tawar Kapasitas 10 m3 per Hari

109

4.6 Bill of Quantity (BOQ) Pembuatan Unit Pengolahan Air Payau Menjadi Air Tawar Kapasitas 10 m3 per Hari

114

119 TIM PENYUSUN

iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Diagram Proses Pengolahan Air Bersih Menggunakan Proses Penyaringan Dengan Filter Pasir, Filter Karbon Aktif, Filter Mangan Zeolit dan Bag Filter Ukuran Pori 10 Mikron.

4

Gambar 2 Pasir Silika 5 Gambar 3 Posisi Strainer Dan Ketinggian Lapisan Media Di Dalam Filter

Pasir. 7

Gambar 4 Bentuk Filter Pasir Silika 7 Gambar 5 Cara Penyaringan, Pencucian, Dan Pembilalasan Filter 8

Gambar 6 Posisi Valve dan Arah Aliran Pada saat Pencucian Balik (Backwash)

8

Gambar 7 Posisi Valve dan Arah Aliran Pada saat Proses Pembilasan. 9 Gambar 8 Posisi Valve dan Arah Aliran Pada saat Proses Penyaringan 9 Gambar 9 Contoh Produk mangan Zeolit Yang Banyak Dijual Dipasaran

(Greensand Plus). 11

Gambar 10 Susunan Media Di Dalam Filter Mangan Zeolit. 12 Gambar 11 Salah Satu Produk Karbon Aktif Yang Banyakk Digunakan Untuk

Penyaringan Air 13

Gambar 12 Posisi Strainer Dan Ketinggian Lapisan Media Di Dalam Filter Karbon Aktif

14

Gambar 13 Filter Pasir Silika Filter Mangan Zeolit, Dan Filter karbon Aktif. 15 Gambar 14 Bag Filter Untuk Penyaringan Air 16 Gambar 15 Unit Pengolahan Air Bersih Untuk Puskesmas Menggunakan Air

Baku Air Tanah 16

Gambar 16 Diagram Unit pengolahan Air Untuk Menghilangkan Zat Besi dan Mangan Untuk Penyediaan Air bersih Di PUSKESMAS

17

Gambar 17 Pompa Air Baku 18 Gambar 18 Bak Penampung Air Baku 18 Gambar 19 Contoh Pompa Dosing Khlorin 19 Gambar 20 Tangki Khlorin 20 Gambar 21 Contoh Pompa Umpan Filter. 20 Gambar 22 Tangki Reaktor Oksidasi 21 Gambar 23 Cartridge Filter 23 Gambar 24 Bak Penampung Air Bersih 23 Gambar 25 Panel Kontrol Kelistrikan 24 Gambar 26 Contoh Peralatan Pengolahan Air Bersih dari Air Baku Yang

Mengandung Zat Besi dan Mangan 25

Gambar 27 Visualisasi Unit Pengolahan Air Untuk Menghilangkan Zat besi Dan Mangan (3D).

33

Gambar 28 Posisi Valve Pada Saat Pencucian Filter Pasir Silika. 35 Gambar 29 Posisi Valve Pada Saat Pencucian Filter Mangan Zeolit 35 Gambar 30 Posisi Valve Pada Saat Pencucian Filter Karbon Aktif. 36 Gambar 31 Posisi Valve Pada Saat Operasi Penyaringan (Service) 36 Gambar 32 Ilustrasi Mekanisme Pertukaran Ion Positif (Kation) Di Dalam

Resin Penukar 42

v

Gambar 33 Skema Proses Penghilangan Kesadahan Dengan Cara Pertukaran Ion Dengan Sistem Unggun Tetap (Fixed Bed)

46

Gambar 34 Resin Penukar Ion Cation 46 Gambar 35 Proses Regenerasi Dengan Aliran Searah 47 Gambar 36 Proses Regenerasi Dengan Aliran Berlawanan. 48 Gambar 37 Diagram Proses Pengolahan Penghilangan Kesadahan Dengan

Filter Penukar Ion. 51

Gambar 38 Salah satu contoh unit filter penukar ion untuk menghilangkan kesadahan yang telah terpasang

51

Gambar 39 Diagram Pengolahan Air Untuk Menghilangkan Kesadahan di PUSKESMAS

52

Gambar 40 Pompa Air Baku 53 Gambar 41 Pompa Garam 53 Gambar 42 Tangki Larutan Garam 54 Gambar 43 Filter Penukar Ion 55 Gambar 44 Filter Multi media (Garvel, Pasir Silika dan Mangan Zeolit) 56 Gambar 45 Filter Karbon Aktif 57 Gambar 46 Contoh Pompa Dosing Khlorin 57 Gambar 47 Tangki Khorin 58 Gambar 48 Filter Multi Cartridge 58 Gambar 49 Tangki Penampung Air Bersih 5100 Liter 59 Gambar 50 Panel Kontrol Kelistrikan 60 Gambar 51 Visualisasi Unit Pengolahan Air Untuk Menghilangkan

Kesadahan (3D) 67

Gambar 52 Contoh Unit Pengolahan Air Untuk Menghilangkan Kesadahan 68 Gambar 53 Urutan Proses Pengolahan Air Gambaut Atau Air Permukaan

Dengan Proses Koagulasi-Flokukasi, Sedimentasi dan Filtrasi. 69

Gambar 54 Mekanisme kuoagulasi dengan adsorpsi dan netralisasi muatan 71 Gambar 55 Diagram Proses Pengolahan Air Gambut Kontinyu Kombinasi

Proses Koagulasi- Flokulasi dan Proses injeksi Kalium Permanganat - Filtrasi dengan Mangan Zeolit

75

Gambar 56 Desain Konstruksi Bak Koagulasi-Flokulasi-Sedimentasi (3D) 80 Gambar 57 Visualisasi Bak Koagulasi-Flokulasi-Sedimentasi (3D) 81 Gambar 58 Visualisasi Bak Koagulasi-Flokulasi-Sedimentasi (3D)-

Transparan 82

Gambar 59 Contoh Bak Clarifier (Koagulasi-Flokulasi Dan Sedimentasi) Terpasang

83

Gambar 60 Visualisasi Prototipe Unit Pengolahan Air Gambut Kontinyu (3D).

84

Gambar 61 Visualisasi Prototipe Unit Pengolahan Air Gambut Kontinyu (Transparan 3D).

85

Gambar 62 Prinsip Dasar Proses Osmosis Balik (Reverse Osmosis). 94 Gambar 63 Diagram Proses Pengolahah Air Payau Menjadi Air Siap Minum

Dengan Proses Reverse Osmosis. 96

Gambar 64 Tangki Larutan Kalium Permanganat, pompa Dosing dan Tangki Reaktor Oksidasi Fe dan Mn.

104

Gambar 65 Tangki Larutan Kalium Permanganat dan Pompa Gosing 105

vi

Gambar 66 Filter Pasir, Filter Mangan Zeolit , Filter Karbon Aktif, Filter Kantong (Bag Filter) dan Filter Cartridge.

105

Gambar 67 Bag Filter ukuran 10 Mikron 106 Gambar 68 Unit Osmosis Balik (Reverse Osmosis, RO) Kapasitas 10 m3 Per

Hari 106

Gambar 69 Pompa Tekanan Tinggi 107 Gambar 70 Unit Pengolahan Air Payau Menjadi Air Tawar Dengan Proses

Reverse Osmosis (RO) Kapasitas 10 m3 per Hari 108

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Contoh Spesifikasi Karbon Aktif Butiran (Granular Activated Carbon, GAC).

13

Tabel 2 Klasifikasi Tingkat Kesadahan 38

1

1 PENGOLAHAN AIR BERSIH UNTUK MENGHILANGKAN ZAT BESI DAN MANGAN

1.1 Konsep Desain Penghilangan Zat Besi dan Mangan Di dalam Air

Pemilihan proses pengolahan air bersih/minum di PUSKESMAS yang akan digunakan

dipilih berdasarkan kualitas air bakunya. Pemilihan teknologinya didasarkan atas beberapa

kriteria antara lain :

Kualitas air olahan dapat mencapai standar baku mutu yang diharapkan.

Pengelolaannya harus mudah.

Konsumsi energi rendah.

Biaya operasinya rendah.

Perawatannya mudah dan sederhana.

Sedapat mungkin teknologi yang digunakan merupakan teknologi yang menggunakan

komponen lokal.

Biaya konstruksi/investasi.

Ketersediaan dan kemudahan penggantian suku cadang.

Berdasarkan pertimbangan tersebut di atas, proses pengolahan yang paling mudah

adalah menggunakan proses oksidasi menggunakan senyawa khlor atau dengan

menggunakan kalium permanganat.

Di dalam proses oksidasi zat besi atau mangan, unit peralatan yang digunakan relatif

sederhana. Umumnya terdiri dari sistem pembubuhan (injeksi) bahan kimia dan beberapa

unit filter. Oleh karena proses oksidasi zat besi atau mangan memerlukan waktu reaksi, maka

perlu tangki reaktor. Bahan kimia untuk oksidasi yang umum dan murah digunakan adalah

senyawa khlor atau hipokhlorit.

Ion hipokhlorit (OCl)- adalah merupakan bahan oksidator yang kuat sehingga meskipun

pada kondisi pH rendah dan oksigen terlarut sedikit, dapat mengoksidasi dengan cepat. Reaksi

oksidasi antara besi dan mangan dengan khlorine adalah sebagai berikut :

2 Fe2+ + Cl2 + 6 H2O ==> 2 Fe(OH)3 (s)+ 2 Cl- + 6 H+

Mn2+

+ Cl2 + 2 H2O ==> MnO2 (s)+ 2 Cl- + 4 H+

Berdasarkan reaksi tersebut di atas, maka untuk mengoksidasi setiap 1 mg/l zat besi

dibutuhkan 0,64 mg/l khlorine dan setiap 1 mg/l mangan dibutuhkan 1,29 mg/l khlorine.

Tetapi pada prakteknya, pemakaian khlorine ini lebih besar dari kebutuhan teoritis karena

adanya reaksi-reaksi samping yang mengikutinya. Disamping itu apabila kandungan besi

2

dalam air baku jumlahnya besar, maka jumlah khlorine yang diperlukan dan endapan yang

terjadi juga besar sehingga beban flokulator, bak pengendap dan filter menjadi besar pula.

Berdasarkan sifatnya, pada tekanan atmosfir khlorine adalah berupa gas. Oleh karena itu,

untuk mengefisienkannya, khlorine disimpan dalam bentuk cair dalam suatu tabung silinder

bertekanan 5 sampai 10 atmosfir. Untuk melakukan khlorinasi, khlorine dilarutkan dalam air

kemudian dimasukkan ke dalam air yang jumlahnya diatur melalui orifice flowmeter atau

dosimeter yang disebut khlorinator. Pemakaian kaporit atau kalsium hipokhlorit untuk

mengoksidasi atau menghilangkan besi dan mangan relatif sangat mudah karena kaporit

berupa serbuk atau tablet yang mudah larut dalam air.

Untuk menghilangkan besi dan mangan dalam air, dapat pula dilakukan dengan

mengoksidasinya dengan memakai oksidator kalium permanganat dengan persamaan reaksi

sebagai berikut :

3 Fe2+ + KMnO4 + 7 H2O ==> 3 Fe(OH)3 + MnO2 + K+ + 5 H+

3 Mn2+ + 2 KMnO4 + 2 H2O ==> 5 MnO2 + 2 K+ + 4 H+

Secara stokhiometri, untuk mengoksidasi 1 mg/l besi diperlukan 0,94 mg/l kalium

permanganat dan untuk 1 mg/l mangan diperlukan 1,92 mg/l kalium permanganat. Dalam

prakteknya, kebutuhan kalium permanganat ternyata lebih sedikit dari kebutuhan yang

dihitung berdasarkan stokhiometri. Hal ini disebabkan karena terbentuknya mangan dioksida

yang berlebihan yang dapat berfungsi sebagai oksidator dan reaksi berlanjut sebagai berikut:

2 Fe2+ + 2 MnO2 + 5 H2O ==> 2 Fe(OH)3 + Mn2O3 + 4 H+

3 Mn2+ + MnO2 + 4 H2O ==> 2 Mn2O3 + 8 H+

Peralatan yang digunakan di dalam proses ini sama dengan peralatan pada proses

khlorinasi – Fliltrasi, yang berbeda adalah bahan kimia oksidator yang digunakan yakni

kalium permanganat dan media filter yang digunakan yakni manganese greensand (mangan

zeolit). Larutan kalium permanganat 1-4 % secara kontinyu diinjeksikan ke dalam air baku

sebelum proses filtrasi. Injeksi larutan kalium permanganat tersebut biasanya dilakukan

dengan menggunakan pompa dosing yang dapat diatur laju pembubuhannya. Biasanya

reaksi oksidasi dapat berjalan sempurna pada pH 7,5 –9,0.

Mangan zeolit (manganese-treated greensand) adalah mineral yang dapat menukar

elektron sehingga dapat mengoksidasi besi ataiu mangan yang larut di dalam air menjadi

bentuk yang tak larut sehingga dapat dipisahkan dengan filtrasi. Mangan Zeolit

(K2Z.MnO.Mn2O7) dapat juga berfungsi sebagai katalis dan pada waktu yang bersamaan besi

3

dan mangan yang ada dalam air teroksidasi menjadi bentuk ferri-oksida dan mangandioksida

yang tak larut dalam air. Reaksinya adalah sebagai berikut :

K2Z.MnO.Mn2O7 + 4 Fe(HCO3)2 ==> K2Z + 3 MnO2 + 2 Fe2O3 + 8 CO2 + 4 H2O

K2Z.MnO.Mn2O7 + 2 Mn(HCO3)2 ==> K2Z + 5 MnO2 + 4 CO2 + 2 H2O

Reaksi penghilangan besi dan mangan dengan mangan zeolite tidak sama dengan

proses pertukaran ion, tetapi merupakan reaksi dari Fe2+ dan Mn2+ dengan oksida mangan

tinggi (higher mangan oxide).

Filtrat yang terjadi mengandung mengandung ferri-oksida dan mangan-dioksida yang

tak larut dalam air dan dapat dipisahkan dengan pengendapan dan penyaringan. Selama

proses berlangsung kemampuan reaksinya makin lama makin berkurang dan akhirnya

menjadi jenuh. Untuk regenerasinya dapat dilakukan dengan menambahkan larutan kalium

permanganat kedalam mangan zeolite yang telah jenuh tersebut sehingga akan terbentuk

lagi mangan zeolite (K2Z.MnO.Mn2O7).

Keunggulan proses ini adalah mangan zeolit dapat berlaku sebagai buffer (penyangga). Jika

penambahan kalium permanganat tidak dapat mengoksidasi zat besi atau mangan yang larut di dalam

air secara sempurna maka mangan zeolit akan mengoksidasi logam–logam tersebut dan tersaring di

dalamnya.

1.2 Konsep Desain Proses Pengolahan Yang digunakan

Kriteria teknologi yang digunakan yakni sedapat mungkin menggunakan teknologi

yang sederhana dengan operasional dan perawatan yang mudah serta biaya operasional yang

murah. Berdasarkan pertimbangan tersebut, proses pengolahan menggunakan proses

oksidasi dengan pembubuhan khlorin, penyaringan dengan filter pasir berterkanan, filter

mangan zeolit, filter karbon aktif, serta bag filter ukuran pori 10 mikron. Diagram

pengolahannya dapat dilihat pada Gambar 1.

Air baku (air tanah) dari sumur bor atau sumur gali dipompa ke tangki reaktor oksidasi

sambil dibubuhkan larutan khlorin untuk mengoksidasi zat besi atau mangan yang ada di

dalam air. Selanjutnya, dialirkan ke Filter Pasir Silika, Filter Mangan Zeolit (manganese

grennsand) kemudian ke Filter Karbon Aktif, dan selajutnya dialirkan ke Cartridge Bag Filter.

Air hasil penyaringan Cartridge Bag Filter merupakan air olahan dan selanjutnnya ditampung

di tangki penampung air olahan untuk distribusikan ke pengguna. Pembubuhan larutan

khlorin berfungsi untuk mengoksidasi zat besi dan mangan yang ada di dalam air menjadi

oksida besi atau oksida mangan, sehingga dapat dipisahkan dengan proses penyaringan.

4

Gambar 1 : Diagram Proses Pengolahan Air Bersih Menggunakan Proses Penyaringan

Dengan Filter Pasir, Filter Karbon Aktif, Filter Mangan Zeolit dan Bag Filter Ukuran Pori 10

Mikron.

1.2.1 Oksidasi Zat Besi dan Mangan Dengan Khlorin

Larutan khlorin (OCl)- adalah merupakan bahan oksidator yang kuat sehingga meskipun

pada kondisi pH rendah dan oksigen terlarut sedikit, dapat mengoksidasi dengan cepat. Untuk

mengoksidasi setiap 1 mg/l zat besi dibutuhkan 0,64 mg/l khlorine dan setiap 1 mg/l mangan

dibutuhkan 1,29 mg/l khlorine. Tetapi pada prakteknya, pemakaian khlorine ini lebih besar

dari kebutuhan teoritis karena adanya reaksi-reaksi samping yang mengikutinya. Disamping

itu apabila kandungan besi dalam air baku jumlahnya besar, maka jumlah khlorine yang

diperlukan dan endapan yang terjadi juga besar. Untuk oksidasi zat besi dan mangan

memerlukan waktu reaksi sekitar 5-10 menit. Oleh karena itu jika konsentrasi zat besi cukup

tinggi diperlukan tangki reaktor untuk reaksi oksidasi.

Senyawa khlorin yang digunakan dapat berupa khlor bubuk, khlor tablet atau khlor cair.

Untuk melakukan khlorinasi, khlorine dilarutkan dalam air kemudian dimasukkan ke dalam air

yang jumlahnya diatur dengan menggunakan pompa dosing. Pemakaian kaporit atau kalsium

hipokhlorit untuk mengoksidasi atau menghilangkan besi dan mangan relatif sangat mudah

karena kaporit berupa serbuk atau tablet yang mudah larut dalam air. Oksidasi Fe dengan

khlorine dapat dilakukan dengan efektif walaupun pada kondisi pH rendah.

5

Filter pasir silika berfungsi untuk menyaring kotoran padatan tersuspensi (suspended

solids) yang ada di dalam air baku. Filter mangan zeolit berfungsi untuk menghilangkan zat

besi (Fe) atau mangan (Mn), sedangkan filter karbon akfif berfungsi untuk menyerap polutan

mikro serta menghilangkan bau. Cartridge Bag Filter berfungsi untuk menyaring padatan

tersuspensi dengan ukuran 10 mikron.

1.2.2 Penyaringan Dengan Filter Pasir Silika

Filter bertekanan dengan media pasir silika biasanya digunakan untuk menyaring

kotoran padatan tersuspensi atau memisahkan padatan oksida yang dihasilkan oleh proses

oksidasi zat besi atau mangan dengan okasigen atau udara. Pasir Silika Atau Pasir kuarsa

mempunyai komposisi gabungan dari SiO2, Fe2O3, Al2O3, TiO2, CaO, MgO, dan K2O, berwarna

putih bening atau warna lain bergantung pada senyawa pengotornya, kekerasan 7 (skala

Mohs), berat jenis 2,65, titik lebur 17150C, bentuk kristal hexagonal, panas sfesifik 0,185. Pasir

silika banyak digunakan untuk penyaringan air karena sangat efektif dan murah. Pasir silika

yang digunakan untuk penyaringan air ukuran 0.2- 0,5 mm , dan secara fisik bentuknya dapat

dilihat seperti pada Gambar 2.

Gambar 2 : Pasir Silika.

Untuk proses penyaringan air bersih dengan menggunakan filter pasir silika

bertekanan, kecepatan penyaringan bervariasi antara 100 – 1000 m3/m2/hari. Untuk saringan

pasir bertekanan kecepatan penyaringan umumnya berkisar antara 20 – 25 m3/m2/jam.

Untuk menetukan diameter filter yang diperlukan dapat dihitung dengan menggunakan

rumus sebagai berikut :

Debit Air (Q) m3/hari

Kecepatan Penyaringan (V) =

Luas Area Filter (A) m2

6

Debit Air Rencana (Q) = 25 – 30 liter/menit = 1,5 m3/jam (menggunakan jet pump 250 -350

watt

Kecepatan Penyaringan = 25 m3/m2/jam.

Q 1,5 m3/jam

Luas Penampang Filter Yang diperlukan (A) = = = 0,06 m2.

V 25 m3/m2/jam

Jika diameter Filter = D maka, A = ¼ π D2

4 x 0,06 D = √ = 0,276 m = 27,6 cm 3,14

Ditetapkan :

Dimater filter : 12 Inchi = 30,48 cm.

Tinggi lapisan kerikil : 30 cm

Tinggi lapisan pasir : 50 cm

Tinggi ruang bebas : 40 cm

Spesifikasi Teknis Filter Pasir Bertekanan:

Kapasitas : 1,5 m3/jam

Tekanan Maksimum : 4 Bar

Dimensi : Ø 12 ” X 120 cm

Filter Media : Pasir silika.

Media penyangga : Gravel

Material : PVC

Diameter Inlet/outlet : 1 ”

Sistem pencucian : Manual

Jumlah : 1 unit

Peralatan Tambahan : Valve pengatur Penyaringan dan Backwash

Keterangan : Di bagian dasar dan bagiat atas di dalam tabung filter

dilengkapi dengan strainer.

Pada bagian bawah dan atas ilter pasir silika dilengkapi dengan strainer agar media

pasir tidak masuk atau ikut ke perpipaan. Secara sederhana posisi strainer dan tinggi lapisan

media pasir di dalam filter pasir dapat dilihat pada Gambar 3, sedangkan bentuk fisik filter

pasir silika dapat dilihat pada Gambar 4.

7

Gambar 3 : Posisi Strainer Dan Ketinggian Lapisan Media Di Dalam Filter Pasir.

Gambar 4 : Bentuk Filter Pasir Silika.

Untuk satu filter dilengkapi dengan 6 buah valve yang berfungsi untuk mengatur

proses pencucian (backwash), pembilasan maupun proses penyaringan (operasi). Susunan

valve dapat dilihat pada Gambar 5.

8

Pada saat pertama, media pasir yang digunakan masih kotor dan harus dicuci terlebih

dahulu dengan mengatur valve pengatur yakni valve/kran 2,3,dan 6 Buka, valve 1,4,5 Tutup

(Gambar 6). Setelah bersih dilanjutkan dengan pembilasan yakni dengan mengatur valve 1,4,6

Buka dan valve 2,3,5 Tutup. Setelah proses pembilasan dilakukan beberapa saat, dilajutkan

dengan proses penyaringan yakni valve 1,4,5 Buka dan Valve 2,3,6 Tutup. Posisi valve dan

arah aliran pada saat pencucian balik, pembilasan dan pada saat operasi dapat dilihat pada

Gambar 5 sampai dengan Gambar 8.

Gambar.5 : Cara Penyaringan, Pencucian, Dan Pembilalasan Filter.

Gambar 6 : Posisi Valve dan Arah Aliran Pada saat Pencucian Balik (Backwash)

9

Gambar 7 : Posisi Valve dan Arah Aliran Pada saat Proses Pembilasan.

Gambar 8 : Posisi Valve dan Arah Aliran Pada saat Proses Penyaringan.

1.2.3 Penyaringan dengam Filter Mangan Zeolit (Manganese Greensand)

Mangan zeolit (manganese-treated greensand) adalah mineral yang dapat menukar

elektron sehingga dapat mengoksidasi besi ataiu mangan yang larut di dalam air menjadi

bentuk yang tak larut sehingga dapat dipisahkan dengan filtrasi. Mangan Zeolit

(K2Z.MnO.Mn2O7) dapat juga berfungsi sebagai katalis dan pada waktu yang bersamaan besi

dan mangan yang ada dalam air teroksidasi menjadi bentuk ferri-oksida dan mangandioksida

yang tak larut dalam air. Reaksinya adalah sebagai berikut :

10

K2Z.MnO.Mn2O7 + 4 Fe(HCO3)2 K2Z + 3 MnO2 + 2 Fe2O3 + 8 CO2 + 4 H2O

K2Z.MnO.Mn2O7 + 2 Mn(HCO3)2 K2Z + 5 MnO2 + 4 CO2 + 2 H2O

Reaksi penghilangan besi dan mangan dengan mangan zeolite tidak sama dengan

proses pertukaran ion, tetapi merupakan reaksi dari Fe2+ dan Mn2+ dengan oksida mangan

tinggi (higher mangan oxide).

Filtrat yang terjadi mengandung mengandung ferri-oksida dan mangan-dioksida yang

tak larut dalam air dan dapat dipisahkan dengan pengendapan dan penyaringan. Selama

proses berlangsung kemampuan reaksinya makin lama makin berkurang dan akhirnya

menjadi jenuh. Untuk regenerasinya dapat dilakukan dengan menambahkan larutan kalium

permanganat kedalam mangan zeolite yang telah jenuh tersebut sehingga akan terbentuk

lagi mangan zeolite (K2Z.MnO.Mn2O7).

Keunggulan proses ini adalah mangan zeolit dapat berlaku sebagai buffer (penyangga).

Jika penambahan kalium permanganat tidak dapat mengoksidasi zat besi atau mangan yang

larut di dalam air secara sempurna maka mangan zeolit akan mengoksidasi logam–logam

tersebut dan tersaring di dalamnya.

Spesifikasi Teknis Mangan Zeolit yang digunakan :

Sifat Fisika :

Color : Black

Bulk Density : 85 Lbs./Cu. Ft.

Specific Gravity : 2.4-2.9

Effective Size : 0.30-0.35 mm

Uniformity Coefficient : 1.6

Mesh Size : 16-60

Kondisi operasi :

Range pH : 6.2-8.5

Temperatur Air : suhu kamar

Prinsip kerja filter mangan zeolit (manganese greensand) sama dengan filter pasir

silika bertekanan, hanya media filter diisi dengan mangan zeolit. Cara penentuan besarnya

diameter filter serta pengopersian filter juga persis sama dengan filter pasir silika.

11

Spesifikasi filter mangan zeolit yang digunakan adalah sebagai berikut :


Ukuran : Ø 12 inc x 120 cm

Material : PVC

Media Filter : Pasir Silica, Manganesse Greensand

Media Penahan : Grave

Pipa Inlet/outlet : 1 ¼”

Valve : Ball Valve

Sistem Backwash : manual

Tekanan operasi : Bar max

Perlengkapan : Indikator tekanan, valve pengatur backwash

Media mangan zeolit (manganese greensand) yang digunakan adalah media yang

banyak dijual dipasaran. Salah satu contoh produk mangan zeolit yang banyak dijual

dipasaran dapat dilihat seperti pada Gambar 9. Sususnan pengisian media di dalam filter

mangan zeolit secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 10. Pada bagian bawah filter diisi

dengan kerikil sampai menutupi strainer bawah, dengan tinggi bed kerikil sekitar 30 cm. Di

atas lapisan kerikil diisi dengan mangan zeolit (manganese greensand) dengan ketebalan 40

cm, dan di atas lapisan mangan zeolit diisi pasir silika dengan dengan ketebalan 20 cm. Tinggi

ruang bebas 40 cm.

Gambar 9 : Contoh Produk mangan Zeolit Yang Banyak Dijual Dipasaran (Greensand Plus).

12

Gambar 10 : Susunan Media Di Dalam Filter Mangan Zeolit.

1.2.4 Penyaringan Dengan Filter Karbon Aktif

Karbon aktif merupakan zat karbon yang berwarna hitam dan mempunyai porositas

yang tinggi. Diameter partikel molekul karbon aktif antara 10 a 105 [A] dan luas permukaan

spesifik nya antara 500 - 1500 m2 per gram, mempunyai daya adsorpsi yang besar terhadap

zat-zat misalnya detergent, senyawa phenol, warna organik, gas H2S, methane dan zat-zat

organik lainnya dalam bentuk gas maupun cairan (Maron,1965).

Karbon aktif biasanya dibuat dari bahan baku yang mengandung karbon (C) misalnya,

batok kelapa, limbah kayu, arang, batu bara atau senyawa karbon lainnya, dengan cara

memanaskan tanpa oksigen pada suhu tinggi (distilasi kering) serta diaktifkan dengan proses

tertentu sehingga mempunyai sifat adsorpsi yang lebih spesifik. Daya adsorpsi karbon aktif

tergantung dari ukuran partikel atau luas permukaan spesifiknya dan juga cara

pengaktifannya. Dilihat dari bentuk ukuran partikelnya dapat digabungkan dalam dua jenis

yaitu karbon aktif bubuk (Powder Activated Carbon disingkat PAC) dan Karbon Aktif Butiran

(Granular Activated Carbon disingkat GAC). Untuk filter karbon aktif media yang digunakan

adalah karbon aktif butiran. Salah satu contoh spesifikasi teknis karbon aktif butiran dapat

dilihat pada Tabel 1. Salah satu contoh produk karbon aktif butiran yang banyak dijual di

pasaran adalah merk Calgon (Gambar 11).

13

Tabel 1 : Contoh Spesifikasi Karbon Aktif Butiran (Granular Activated Carbon, GAC).

ITEM Standar Pemilihan

Ukuran butiran 8 -32 mesh lebih dari 95 %

Methylene blue decoloration > 150 mg/g

Iodine Adsorption > 1.000 mg/g

Dry Weight reduction < 5 %

pH 4 - 11

Chloride < 0,5 %

Lead (Pb) < 10 ppm

Zinc (Zn) < 50 ppm

Cadmium (Cd) < 1 ppm

Arsenic (As) < 2 ppm

Sumber : (JWWA 1977)

Gambar 11 : Salah Satu Produk Karbon Aktif Yang Banyakk Digunakan Untuk Penyaringan

Air.

Prinsip kerja filter karbon aktif sama dengan filter pasir silika bertekanan, hanya media

filter diisi dengan karbon aktif butiran (granular). Filter karbon aktif berfungsi untuk menyerap

polutan mikro serta untuk menghilangkan bau. Untuk menentukan diameter filter karbon

aktif caranya sama dengan perhitungan untuk filter pasir. Dari hasil perhitungan di tetapkan

diameter filter karbon aktif yang akan digunakan adalah 12“.

14

Spesifikasi teknis filter karbon aktif yang digunakan adalah sebagai berikut :

Kapasitas : 1.5 m3/jam


Material : PVC atau bahan yang lain.

Media Filter : Pasir Silica, Activated Carbon

Media Penahan : Grave

Pipa Inlet / outlet : 1”

Valve : Ball Valve


Tekanan operasi : 4 Bar max

Perlengkapan : valve pengatur backwash

Jumlah : 1 unit

Sususnan pengisian media di dalam filter karbon aktif secara sederhana dapat dilihat

pada Gambar 12. Pada bagian bawah filter diisi dengan kerikil sampai mentupi strainer

bawah, dengan tinggi bed kerikil sekitar 30 cm. Di atas lapisan kerikil diisi dengan karbon aktif

granular dengan ketebalan 40 cm, dan di atas lapisan karbon aktif granular diisi dengan

dengan pasir ketebalan 20 cm, dan ruang bebas 30 cm. Pengisian media karbon tidak boleh

terlalu penuh karena pada saat pencucian balik, media karbon akan terfluidisasi sehingga jika

terlalu penuh akan dapat menyumbat strainer atas, dan akibatnya laju aliran air pada saat

backwash tidak lancar. Rangkian filter pasir silika filter mangan zeolit, dan filter karbon aktif

dapat dilihat seperti pada Gambar 13.

Gambar 12 : Posisi Strainer Dan Ketinggian Lapisan Media Di Dalam Filter Karbon Aktif.

15

Gambar 13 : Filter Pasir Silika Filter Mangan Zeolit, Dan Filter karbon Aktif.

1.2.5 Penyaringan Dengan Filter Cartridge atau Filter Kantong

Filter kantong (bag filter) yang digunakan mempunyai ukuran penyaringan 10 mikron.

Filter ini berfungsi untuk menyaring padatan tersuspensi yang masih lolos dari filter pasir,

filter karbon aktif maupun filter mangan zeolit. Filter ini digunakan karena filter kantongnya

dapat dicuci dan digunakan kembali, sehingga sangat ekonomis. Bahan casing filter terbuat

dari baja tahan karat (stainless steel), sehingga dapat digunakan dalam jangka waktu yang

lama. Kain penyaring dapat dibuat dari berbagai jenis bahan termasuk polypropylene,

poliester, katun, nilon, atau bahan lainnya. Bahan kain saringan yang paling umum adalah

Polypropylene. Polypropylene adalah bahan yang paling umum. Bahan ini memiliki ketahanan

yang kuat terhadap asam dan alkali. Salah satu contoh filter kantong (bag filter) yang banyak

digunakan dapat dilihat seperti pada Gambar 14. Salah satu contoh Unit pengolahan air bersih

untuk PUSKESMAS menggunakan air baku air tanah dengan menggunakan proses

penyaringan dengan filter pasir silika, filter mangan zeolit, filter karbon aktif serta bag filter

ukuran pori 10 mikron dapat dilihat seperti pada Gambar 15.

16

Gambar 14 : Bag Filter Untuk Penyaringan Air.

Gambar 15 : Unit Pengolahan Air Bersih Untuk Puskesmas Menggunakan Air Baku Air

Tanah.

17

1.3 DED Prototipe Unit Pengolahan Air Bersih Di Puskesmas Dari Air Baku Yang

Mengandung Zat Besi Dan Mangan

1.3.1 Proses Pengolahan

Air dari sumur bor dipompa dan ditampung di bak penampung air baku. Air dari bak

penampung air baku dipompa ke tangki reaktor oksidasi sambil dibubuhkan larutan khlorin

untuk mengksidasi zat besi atau mangan yang ada di dalam air. Selanjutnya, dilairkan ke filter

pasir bertekanan untuk menyaring kotoran padatan yang ada di dalam air misalnya zat padat

tersuspensi, oksida besi atau mangan yang terbentuk akibat proses oksidasi dll. Air yang

keluar dari filter pasir dialirkan ke filter mangan zeolit untuk menghilangkan zat besi atau

mangan yang mungkin masih belum teroksidasi pada proses aerasi. Selanjutnya, air dialirkan

karbon aktif untuk menghilangkan bau serta polutan mikro yang mungkin ada dia dalam air.

Selanjutnya, air dialirkan ke filter cartridge dengan diamter pori 10 mikron, sehingga air yang

keluar dari bag filter cartridge sudah jernih dan selanjutnya di tampung di tangki penampung

air bersih, dan selajutnya dipompa ke sistem disribusi.

Gambar 16 : Diagram Unit pengolahan Air Untuk Menghilangkan Zat Besi dan Mangan

Untuk Penyediaan Air bersih Di PUSKESMAS.

1.3.2 Spesifikasi Teknis Peralatan

1) Pompa Air Baku

Type : jet pump atau semi jet pump (Gambar 17)

Kapasitas : 30-50 liter/menit (1,5 m3/jam)

Power : 350 Watt

Pressure : 4 Bars (max)

Suction Head : 40 m

Jumlah : 1 unit

18

Gambar 17 : Pompa Air Baku

2) Bak Penampung Air Baku

Diameter : 1850 mm

Tinggi : 2195

Diameter Tutup : 600 mm

Volume : 5100 liter

Material : PE

Inlet : 1 1/2"

Drain : 1 1/2"

Keterangan : (Gambar 18)

Gambar 18 : Bak Penampung Air Baku

19

3) Pompa Dosing Khlorin

Merk : Prominent atau yang setara (Gambar 19)

Tekanan : 7 Bars

Kapasitas : 4.7 lt/hour

Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

Jumlah : 1 unit

Gambar 19 : Contoh Pompa Dosing Khlorin

4) Tangki Larutan Khlorin

Volume : 200 liter (Gambar 20)

Material : Polyethylene (PE)

Jumlah : 1 unit

20

Gambar 20 : Tangki Khlorin

5) Pompa Umpan Filter

Type : Semi Jet Pump (Gambar 21)


Power : 500 Watt


Total Head : 50 m

Jumlah : 1 unit

Gambar 21 : Contoh Pompa Umpan Filter.

21

6) Tangki Reaktor Oksidasi


Ukuran : Ø 16 inc x 150 cm (Gambar 22)

Material : PVC

Volume Efektif : 426 liter

Waktu Tinggal (HRT) : 17 menit

Pipa Inlet / outlet : 1 ¼”

Valve : Ball Valve

Sistem Drain : manual


Perlengkapan : valve pengatur Drain

Jumlah : 1 unit

Gambar 22 : Tangki Reaktor Oksidasi

7) Filter Pasir Silika (Sand Filter)

Tekanan : 3 Bars

Capacity : 1.4 – 1.8 m3 / jam

Ukuran : Ø 12 inchi x 120 cm (Gambar 13)

22

Material : PVC

Pipa Inlet / outlet : 1 inch

System : backwash manual

Media Filter : Pasir Silika

Media Penahan : Gravel

Number : 1 unit

8) Filter mangan Zeolit (Manganese Greensand Filter)

Tekanan : 3 Bars



Material : PVC



Media Filter : Mangan Zeolit


Number : 1 unit

9) Filter Karbon Aktif (Activated Carbon Filter)

Tekanan : 3 Bars



Material : PVC



Media Filter : Karbon Aktif Granular


Number : 1 unit

10) Filter Cartridge

Tipe : BN 2 Multi Cartridge (Gambar 23)

Diameter Casing : 6 "

Material Casing : SS 304

Isi Cartridge : 5 x 20 " (D 2")

Inlet Outlet : 1 1/4"

23

Gambar 23 : Cartridge Filter.

11) Bak Penampung Air Bersih

Diameter : 2160 mm

Tinggi : 2500


Volume : 5100 liter

Material : PE

Inlet : 1 1/2”

Drain : 1 1/2"

Keterangan : Gambar 24.

Gambar 24 : Bak Penampung Air Bersih.

24

12) Skid Filter

Material : Besi Holow

Ukuran : holow 4x6 cm

Ukuran Skid : 1 m x 2,4 m

13) Perpipaan

Pipa PVC : Diameter ¾ “, 1 “, 1 ¼”,

Fitting : Knee, Elbow, sock drat luar/dalam dll

Volume : LS

14) Panel Kontrol Kelistrikan

Ukuran : 30 cm x 30 cm x 15 Cm (Gambar 10)

Bahan : PE

Perlengkapan : MCB, contactor

Jumlah : 1 unit

Gambar 25 : Panel Kontrol Kelistrikan.

Contoh Peralatan Pengolahan Air Bersih dari Air Baku Yang Mengandung Zat Besi dan

Mangan dapat dilihat pada Gambar 26.

25

Gambar 26 : Contoh Peralatan Pengolahan Air Bersih dari Air Baku Yang Mengandung Zat

Besi dan Mangan.

1.3.3 Rencana Anggaran Biaya (RAB) Jakarta Pembuatan Unit Pengolahan Air Untuk

Menghilangkan Zat besi Dan Mangan Kapasitas 1,5 m3 per Jam

No Peralatan Volume Harga (Rp)

Satuan Total

1 Pompa Air Baku

Type : jet pump atau semi jet

pump (Gambar 17)

Kapasitas : 30-50 liter/menit

(1,5 m3/jam)

Power : 350 Watt


Suction Head : 40 m

1 Unit 8.500.000 8.500.000

2 Bak Penampung Air Baku

Diameter : 1850 mm

Tinggi : 2195


Volume : 5100 liter

1 Unit 12.500.000 12.500.000

26

Material : PE

Inlet : 1 1/2"

Drain : 1 1/2"

Material : Polyethylene

Keterangan : Gambar 18

3 Pompa Dosing Khlorin

Merk : Prominent atau yang

setara (Gambar 19)

Tekanan : 7 Bars


Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

1 Unit 9.500.000 9.500.000

4 Tangki Larutan Khlorin dan Dudukan Pompa

dosing



Jumlah : 1 unit

1 Unit 4.500.000 4.500.000

5 Pompa Umpan Filter



Power : 500 Watt


Total Head : 50 m

1 Unit 8.500.000 8.500.000

6 Tangki Reaktor Oksidasi



(Gambar 22)

Material : PVC




Valve : Ball Valve


Tekanan operasi: 4 Bar max


1 Unit 19.500.000 19.500.000

27

7 Filter Pasir Silika

Tekanan : 3 Bars


Ukuran : Ø 12 inchi x 120 cm

(Gambar 13)

Material : PVC





1 Unit 14.500.000 14.500.000

8 Filter Mangan Zeolit

Tekanan : 3 Bars



(Gambar 13)

Material : PVC





1 Unit 17.500.000 17.500.000

9 Filter Karbon Aktif

Tekanan : 3 Bars



(Gambar 13)

Material : PVC





1 Unit 21.000.000 21.000.000

10 Filter Multi Cartridge

Tipe : BN 2 Multi Cartridge

(Gambar 23)


1 Unit 7.500.000 7.500.000

28




11 Bak Penampung Air Bersih

Diameter : 1850 mm (Gambar 24)

Tinggi : 2195


Volume : 5100 liter

Material : PE

Inlet : 1 1/2"

Drain : 1 1/2"

1 Paket 12.500.000 12.500.000

12 Skid Peralatan




Dilengkapi dengan roda

1 Unit 17.500.000 17.500.000

13 Perpipaan dan Fitting (LS)


Fitting : Knee, Elbow, sock drat

luar/dalam dll.

Volume : LS

1 LS 11.000.000 11.000.000

14 Panel Kontrol Kelistrikan dan Kabel

Ukuran : 30 cm x 30 cm x 15 Cm

Bahan : PE


1 LS 16.000.000 16.000.000

Jumlah Total (sebelum pajak) 180.500.000

PPN 10%

18.050.000

Total + PPN

198.550.000

29

1.3.4 Bill of Quantity (BOQ) Pembuatan Unit Pengolahan Air Untuk

Menghilangkan Zat besi Dan Mangan Kapasitas 1,5 m3 per Jam


Satuan Total

1 Pompa Air Baku

Type : jet pump atau semi jet

pump (Gambar 17)

Kapasitas : 30-50 liter/menit

(1,5 m3/jam)

Power : 350 Watt


Suction Head : 40 m

1 Unit

2 Bak Penampung Air Baku

Diameter : 1850 mm

Tinggi : 2195


Volume : 5100 liter

Material : PE

Inlet : 1 1/2"

Drain : 1 1/2"

Material : Polyethylene

Keterangan : Gambar 18

1 Unit


Merk : Prominent atau yang

setara (Gambar 19)

Tekanan : 7 Bars


Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

1 Unit

4 Tangki Larutan Khlorin dan Dudukan Pompa

dosing



Jumlah : 1 unit

1 Unit

30




Power : 500 Watt


Total Head : 50 m

1 Unit




(Gambar 22)

Material : PVC




Valve : Ball Valve




1 Unit


Tekanan : 3 Bars



(Gambar 13)

Material : PVC





1 Unit


Tekanan : 3 Bars



(Gambar 13)

Material : PVC

1 Unit

31






Tekanan : 3 Bars



(Gambar 13)

Material : PVC





1 Unit



(Gambar 23)





1 Unit



Tinggi : 2195


Volume : 5100 liter

Material : PE

Inlet : 1 1/2"

Drain : 1 1/2"

1 Paket

12 Skid Peralatan





1 Unit

32




luar/dalam dll.

Volume : LS

1 LS



Bahan : PE


1 LS

Jumlah Total (sebelum pajak)

PPN 10%

Total + PPN

33

Gambar 27 : Visualisasi Unit Pengolahan Air Untuk Menghilangkan Zat besi Dan Mangan

(3D).

34

1.4 Operasional Dan Perawatan

1.4.1 Penyiapan Larutan Khor Untuk Disinfeksi

Khlor yang digunakan adalah khlor tablet (TCA = Trichlor Cyanuric Acid) dengan

kemurnian 90 %.

Masukkan dua buah tablet khlor (400 gram) ke dalam tangki khlor dan diisi dengan air

sebanyak 300 liter (0,3 m3).

Setelah diaduk sampai larut semua, maka : konsentrasi Khlor di dalam Tangki Khlor

adalah = 400 gr/0,3 m3 = 1.333 gr/m3

Dosis Khlor yang diinjeksikan = 1,2 mg/l atau 1,2 gr/m3

1,2 gr/m3 x 1,5 m3/jam Maka Debit Khlor yang dinjeksikan = x 0,9 1333 gr/m3

= 0,00012 m3/jam = 1,2 lt/jam.

Jadi, Debit pompa dosing khlor diatur sebesar 1,2 lt per jam, dengan cara mengatur

kecepatan pompa dosing.

1.4.2 Pengoperasian Alat

Sebelum alat diopersikan, pastikan bahwa semua peralatan sudag berfungsi dengan

baik termasuk kelistrikannya. Pastikan tidak ada kebocoran pada tiap tiap peralatan.

Lakukan pencucian masing masing filter dengan cara mengatur bukaan valve seperti

tertera pada Gambar 5 sampai dengan Gambar 8.

Pertama lakukan pencucian filter pasir silika, dan jika sudah bersih dilanjutkan

dengan pencucian filter karbon aktif, dan selanjutnya pencucian filter mangan zeolit.

Posisi valve pada saat pencucian dan penyaringan dapat dilihat seperti pada Gambar

2.28 sampai dengan Gambar 31.

Air bersih hasil olahan ditampung di bak penampung air bersih yang dilengkapi

dengan radar untuk mengatur tinggi muka air (level) di bak penampung. Jika level air

turun sampai ketinggian tertentu secara otomatis pompa umpan filter akan menyala,

dan jika level air naik mencapai ketinggian tertentu secara otomatis pompa umpan

filter akan berhenti.

Pompa umpan filter juga dilengkapi dengan indikator tekanan, jika tekanan pompa

mencapai 4 bar maka pompa secara otomatis akan berhenti.

35

Gambar 28 : Posisi Valve Pada Saat Pencucian Filter Pasir Silika.

Gambar 29 : Posisi Valve Pada Saat Pencucian Filter Mangan Zeolit.

36

Gambar 30 : Posisi Valve Pada Saat Pencucian Filter Karbon Aktif.

Gambar 31 : Posisi Valve Pada Saat Operasi Penyaringan (Service)

1.4.3 Perawatan Alat

lakukan pengecekan peralatan dan pastikan alat berjalan normal.

Jaga agar larutan kimia (khorin) untuk proses disinfeksi tidak abis. Jika habis isilah

dengan segera dengan larutan khlorin. jika misalnya persediaan khlorin habis, matikan

pompa dosing.

Pencucian filter sebaiknya dilakukan pencucian setiap hari agar media filter tidak terjadi

penggumpalan (cementing).

37

Cartridge bag filter dilakukan pencucian secara berkala dengan mencuci filter

kantongnya dengan air bersih, kemudian dipasang kembali seperti semula.

Media filter mangan zeoit dan karbon aktif dilakukan penggantian minimal dua tahun

sekali.

Periksa konsentrasi sisa khlor pada air olahan minimal satu minggu sekali untuk

memastikan angka kuman nol.

Konsentrasi sisa khlor di dalam bak penampung dijaga pada konsentrasi minimal 0,1 mg

per liter.

38

2 PENGOLAHAN AIR BERSIH DI PUSKESMAS DARI AIR BAKU YANG MENGANDUNG

KESADAHAN

2.1 Kesadahan

Salah satu parameter kimia dalam persyaratan kualitas air adalah jumlah kandungan

unsur Ca2+ dan Mg2+ dalam air yang keberadaannya biasa disebut kesadahan air. Kesadahan

dalam air sangat tidak dikehendaki baik untuk penggunaan rumah tangga maupun untuk

penggunaan industri. Bagi air rumah tangga tingkat kesadahan yang tinggi mengakibatkan

konsumsi sabun lebih banyak karena sabun jadi kurang efektif akibat salah satu bagian dari

molekul sabun diikat oleh unsur Ca atau Mg. Bagi air industri unsur Ca dapat menyebabkan

kerak pada dinding peralatan sistem pemanasan sehingga dapat menyebabkan kerusakan

pada peralatan industri, disamping itu dapat menghambat proses pemanasan. Akibat adanya

masalah ini, persyaratan kesadahan pada air industri sangat diperhatikan. Pada umumnya

jumlah kesadahan dalam air industri harus nol, berarti unsur Ca dan Mg dihilangkan sama

sekali. Masalah air sadah banyak ditemukan di daerah yang mengandung kapur.

Kesadahan adalah istilah yang digunakan pada air yang mengandung kation penyebab

kesadahan. Pada umumnya kesadahan disebabkan oleh adanya logam-logam atau kation-

kation yang bervalensi 2, seperti Fe, Sr, Mn, Ca dan Mg, tetapi penyebab utama dari

kesadahan adalah kalsium (Ca) dan magnesium (Mg). Kalsium dalam air mempunyai

kemungkinan bersenyawa dengan bikarbonat, sulfat, khlorida dan nitrat, sementara itu

magnesium terdapat dalam air kemungkinan bersenyawa dengan bikarbonat, sulfat dan

khlorida.

Tingkat kesadahan di berbagai tempat perairan berbeda-beda, pada umumnya air tanah

mempunyai tingkat kesadahan yang tinggi, hal ini terjadi, karena air tanah mengalami kontak

dengan batuan kapur yang ada pada lapisan tanah yang dilalui air. Air permukaan tingkat

kesadahannya rendah (air lunak), kesadahan non karbonat dalam air permukaan bersumber

dari kalsium sulfat yang terdapat dalam tanah liat dan endapan lainnya. Tingkat kesadahan

air biasanya digolongkan seperti ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2 : Klasifikasi Tingkat Kesadahan

Mg/l CaCO3 Tingkat Kesadahan

0 – 75 Lunak (soft)

75 - 150 Sedang (moderately hard)

150 - 300 Tinggi (hard)

>300 Tinggi sekali (very hard)

39

Tingkat kesadahan air dapat dinyatakan dalam satuan mg/l CaCO3 atau ppm CaCO3

atau dalam satuan Grain atau derajat. Hubungan antara satuan-satuan tersebut adalah

sebagai berikut :

1 grain per US galon = 1o (derajat) = 17,1 ppm CaCO3

100 ppm CaCO3 = 40 ppm kalsium

1 derajat (Inggris) = 10 mg CaCO3/ 0,7 liter air = 14,3 mg CaCO3/ liter air

1 derajat (Jerman) = 10 mg CaCO3 = 17,8 mg CaCO3/ liter air

1 derajat (perancis ) = 10 mg CaCO3/ liter air

Kesadahan air dapat dibedakan atas 2 macam, yaitu kesadahan sementara (temporer)

dan kesadahan tetap (permanen). Kesadahan sementara disebabkan oleh garam-garam

karbonat (CO32-) dan bikarbonat (HCO3

-) dari kalsium dan magnesium, kesadahan ini dapat

dihilangkan dengan cara pemanasan atau dengan pembubuhan kapur tohor. Kesadahan tetap

disebabkan oleh adanya garam-garam khlorida (Cl-) dan sulfat (SO42-) dari kalsium dan

magnesium. Kesadahan ini disebut juga kesadahan non karbonat yang tidak dapat dihilangkan

dengan cara pemanasan, tetapi dapat dihilangkan dengan cara pertukaran ion.

2.2 Resin Penukar Ion

Pada awal pengembangan, Resin Penukar Ion (RPI) banyak digunakan resin dalam

bentuk gel, namun akhir-akhir ini dengan pengembangan baru telah dikembangkan dan

diperjual-belikan resin makroporous yang baik untuk menghilangkan air yang terkontaminasi

oleh bahan organik . Resin makroporous merupakan polimer organik yang dikenal sebai

sintetik resin. Resin makroporous tidak mengalami reaksi pada pada kondisi netral, sifat kimia

dan struktur porousnya membuat lebih stabil dan sangat reaktif. RPI merupakan produk

polimerisasi dengan berfungsi sesuai dengan jenis dan macamnya. Secara umum RPI dapat

dibagi menjadi dua katagori, yaitu: Resin Penukar Kation (RPK) mulai dari kelompok asam

lemah sampai kuat dan Resin Penukar Anion (RPA) yang mempunyai fungsi sesuai dengan

perbedaan kebasaannya. Resin Penukar Ion (RPI) merupakan produk padat yang berbentuk

butiran. RPI tidak larut dalam air dan mempunyai stabilitas yang bagus untuk sebagian besar

bahan kimia. RPI merupakan asam dan basa padat yang dapat mengalami reaksi kimia, contoh

40

membentuk garam. RPI mempunyai sifat paling penting, yaitu kemampuannya untuk

menghilangkan ion dari larutan.

2.3 Cara Kerja Resin Penukar Ion

Resin Penukar Ion menyerap ion dari larutan. Pada pertukaran ion, RPI juga melepas ion

dalam jumlah yang sama kedalam larutan. Proses pertukaran hanya dapat terjadi jika ion

mempunyai muatan listrik yang sama. Oleh karena itu resin yang ada jenisnya RPK dan RPA,

Proses pertukaran terjadi dalam waktu yang singkat dengan mengalirkan air yang akan diolah

kedalam unit yang telah diisi dengan RPI.

Sebagai contoh proses yang digunakan untuk melunakkan air (water softening) dapat

digambarkan dalam bentuk pertukaran yang sederhana sebagai berikut : Resin penukar ion

yang telah diberi sodium ion (Na+) dialirkan air yang mengandung ion kalsium yang terlarut

dalam air (contoh dalam bentuk CaCl2). Proses pertukaran terjadi dengan menyerap ion

kalsium dan melepas ion sodium.

Proses pertukaran ion menjadi lebih komplek ketika resin telah melepas seluruh sodiumnya.

Resin dapat diaktifkan kembali dengan memberikan larutan garam. Proses sebaliknya terjadi

selama regenerasi. Sesudah regenerasi pesin penukar ion dapat digunakan untuk menyerap

kalsium kembali.

Pertukaran Ion (Ion exchange) adalah reaksi kimia yang bolak balik atau reversible, ion

dari larutan ditukar dengan ion yang muatannya sama yang melekat pada partikel padat.

Partikel padat penukar ion ini bisa berupa material alam non organik seperti zeolites atau

material sintetis yang berupa resin organik. Resin sintetik organik adalah merupakan jenis

yang banyak dipakai, karena karakteristiknya dapat dibuat sesuai dengan kebutuhan. Resin

Penukar Ion Organik tersusun oleh molekul polyelectrolytes yang bisa menukar ion-ion

mobile atau mudah bergerak dengan ion disekitar medium yang muatannya sama. Setiap

resin mempunyai mempunyai jumlah ion mobile tertentu yang menentukan pertukaran

maksimum untuk tiap unit resin. Dalam proses deionisasi air, resin menukar ion hidrogen (H+)

untuk mengisi ion positif (seperti nikel, tembaga, dan natrium), dan ion hidroksil (OH-) untuk

41

muatan negatif (seperti sulfat, kromat, dan klorida). Jumlah ion H+ dan OH- selalu seimbang,

oleh karena itu air hasil olahan unit penukar ion relatif murni dan netral.

2.4 Konsep Desain Penghilangan Kesadahan Atau Pelunakan Air (Water Softening)

Resin penukar ion positif (kation) yang digunakan secara kemersial umumnya dalam

bentuk asam kuat atau asam lemah. Resin penukar ion positif (kation) asam kuat dapat

menghilangakan seluruh kation atau ion positif yang ada di dalam air, sedangkan resin

penukar ion positif asam lemah umumnya dibatasi hanya untuk menghilangkan kesadahan

yang berhubungan dengan alkinitas karbonat. Selain dalam bentuk asam kuat atau asam

lemah ada pula yang ada dalam bentuk netral ( intermediate).

Resin penukar ion mempunyai afinitas yang berbeda terhadap tiap jenis ion yang ada di

dalam air. Akibatnya resin penukar ion menunjukkan urutan selektivitas untuk tiap jenis ion

yang terlarut di dalam air. Untuk resin penukar ion positif dalam bentuk asam kuat (srong acid

cation exchange resin) urutan jenis ion positif yang mempunyai afinitas terhadap resin

penukar ion mulai dari yang terbesar sampai yang terkecil adalah sebagai berikut : Kalsium

(Ca2+), Magnesium (Mg 2+), Amonium (NH4 + ), Kalium atau Potasium (K+), Sodium atau

Natrium (Na+), dan yang terakhir Hidrogen (H+). Dengan demikian apabila air dilewatkan ke

dalam suatu bed (unggun) resin penukar ion postif maka pada lapisan unggun resin yang

paling atas sebagian besar diduduki oleh ion Kalsium (Ca +2) disebabkan karena Kalsium

mempunyai afinitas yang paling besar. Oleh karena magnesium mempunyai mempunyai

afinitas yang lebih tinggi setelah kalsium maka lapisan di bawah kalsium sebagian besar akan

ditempati oleh ion magnesium (Mg+2), demikian seterusnya. Lapisan yang paling bawah akan

ditempati oleh ion Natrium (Na+) karena mempunyai afinitas terhadap resin penukar ion yang

paling rendah.

Secara sederhana ilustrasi mekanisme pertukaran ion didalam unggun resin penukar ion

positip dapat dilihat seperti pada Gambar 32.

42

Gambar 32 : Ilustrasi Mekanisme Pertukaran Ion Positif (Kation) Di Dalam Resin Penukar Ion.

Pada saat sebelum proses seluruh lapisan unggun resin ditempati oleh ion hidrogen

(H+). Tahap berikutnya yaitu awal operasi ion kalsium, magnesium, natrium yang masuk ke

dalam unggun resin akan menempati unggun resin menggantikan kedudukan ion hidrogen.

Lapisan paling atas akan ditempati oleh ion kalsium, selanjutnya oleh ion magnesium,

kemudian natrium dan lapisan yang paling bawah masih ditempati oleh ion hidrogen.

Sebagian ion hidrogen yang telah ditukar oleh ion kalsium, magnesium dan natrium akan

keluar terikut dengan air yang keluar unggun resin.

Apabila operasi berlanjut terus maka ion kalsium yang masuk akan menggantikan

kedudukan ion magnesium, ion magnesium yang masuk akan menggatikan kedudukan ion

natrium, dan ion natrium yang masuk akan menggantikan ion hidrogen. Sedangkan ion

hidrogen yang telah tertukar akan keluar unggun resin melalui airan air yang keluar. Jika

operasi berlangsung terus maka seluruh resin akan ditempati oleh ion kalsium dan

magnesium. Pada proses pelunakan air atau proses penghilangan kesadahan, saat seluruh

unggun resin telah diduduki oleh ion kalsium dan magnesium maka proses pelunakan harus

dihentikan karena jika proses dilanjutkan maka ion magnesium akan tergantikan oleh ion

kalsium dan ion magnesium yang tergantikan akan keluar melalui aliran air yang keluar

unggun resin.

Pada kondisi seperti ini resin nyatakan jenuh dan harus diregenerasi kembali. Ion-ion

yang tak diharapkan keluar misalnya magnsium atau kalsium yang terikut keluar unggun resin

penukar ion disebut “leakage “.

43

Ditinjau dari siklus pertukaran ionnya, ada 2 (dua) tipe yaitu pertukaran ion dengan

siklus Na yang regenerasinya dengan memakai larutan natium khloida atau garam dapur

(NaCl), dan pertukaran ion dengan siklus H yang regenerasinya dengan menggunakan larutan

asam kuat misalnya asam khlorida (HCl) atau asam sulfat.

Jika menggunakan asam kuat misalnya asam khlorida atau asam sulfat maka pada akhir

regenerasi maka ion kalsium atau magnesium yang menempati unggun resin akan digantikan

seluruhnya oleh ion hidrogen. Apabila regenerasi menggunakan larutan natrium khlorida

(NaCl), seluruh ion kalsium dan magnesium yang telah menempati unggun resin akan

digantikan oleh ion natrium.

2.5 Reaksi Pertukaran Ion

Reaksi pertukaran ion di dalam proses penghilangan kesadahan atau proses pelunakan

dengan menggunakan resin sintetis adalah sebagai berikut :

A. Dengan Siklus untuk Na.

Penghilangan Ca dan Mg :

R-Na2 + Ca(HCO3)2 R-Ca + 2 Na(HCO3)

R-Na2 + Mg(HCO3)2 R-Mg + 2 Na(HCO3)

R-Na2 + CaSO4 R-Ca + Na2SO4

R-Na2 + MgSO4 R-Mg + Na2SO4

R-Na2 + CaCl2 R-Ca + 2 NaCl

R-Na2 + MgCl2 R-Mg + 2 NaCl

Regenerasi dengan NaCl :

R-Ca + 2 NaCl 2 R-Na2 + CaCl2

R-Mg + 2 NaCl 2 R-Na2 + MgCl2

B. Dengan Siklus Hidrogen (H)

Penghilangan Ca dan Mg :

R-H2 + Ca(HCO3)2 R-Ca + 2 H2O + 2 CO2

R-H2 + Mg(HCO3)2 R-Mg + 2 H2O + 2 CO2

R-H2 + CaSO4 R-Ca + H2SO4

R-H2 + MgSO4 R-Mg + H2SO4

R-H2 + CaCl2 R-Ca + 2 HCl

44

R-H2 + MgCl2 R-Mg + 2 HCl

Regenerasi dengan HCl :

R-Ca + 2 HCl R-H2 + MnCl2

R-Mg + 2 HCl R-H2 + FeCl2

Dilihat dari persamaan reaksinya maka proses penghilangan kalsium (Ca) dan

magensium (Mg) dengan pertukaran ion sangat mudah operasinya, tetapi jika air bakunya

mempunyai kekeruhan, dan kandungan zat organik serta kadar Fe3+ dan Mn2+ cukup tinggi

maka reisn penukar ionnya akan tertutup oleh oleh kotoran tersebut sehingga daya penukar

ionnya menjadi cepat jenuh. Hal ini mengakibatkan pencucian dan regenerasi reisn harus

lebih sering dilakukan.

2.6 Konsep Desain Penghilangan Kesadahan (Pelunakan) Dengan Sistem Unggun Tetap

(Fixed Bed)

Di dalam sistem unggun tetap, proses penghilangan kesadahan atau pelunakan

umumnya dilakukan dengan cara mengalirkan air baku ke dalam tabung atau reaktor penukar

ion yang di dalamnya diisi dengan resin penukar ion. Pada saat operasi air baku dialirkan ke

dalam reaktor atau tabung penukar ion dengan aliran dari atas ke bawah sehingga unggun

resin tidak bergerak selama proses operasi berjalan. Selama operasi unggun resin menjadi

unggun yang kompak yang akan kontak dengan air baku. Selama kontak dengan air baku ion

Ca+ atau Mg+ yang ada di dalam air akan tertahan di dalam resin dan akan ditukar dengan ion

Na+ atau H+ yang ada di dalam resin yang akan ikut dalam aliran keluar. Apabila seluruh ion

Na+ atau H+ yang ada di dalam resin seluruhnya telah tertukar dengan dengan ion Ca+ atau

Mg+ maka resin penukar ion menjadi jenuh dan harus diregenerasi.

Untuk menghilangkan kesadahan, resin penukar ion yang banyak digunakan biasanya

adalah resin penukar ion positip (kation) dengan tipe asam kuat (strong acid cation exchange

resin). Proses pertukaran ion dengan sistem unggun tetap (fixed bed) sama seperti proses

filtrasi, yakni air baku dialirkan dari atas ke bawah. Kecepatan aliran di dalam tabung atau

reaktor penukar ion bervariasi tergantung pada kemampuan resin penukar ionnya. Masing-

masing produsen resin penukar on biasanya memberikan spsesifikasi teknis tertentu.

Misalnya, untuk resin penukar ion positip (kation) produk Dowex Marathion C

merekomedasikan kecepatan operasi 5 - 60 m/jam, kecepatan aliran regenerasi aliran searah

1 – 10 m/jam, kecepatan aliran regenerasi aliran berlawanan 5 – 20 m/jam. Skema proses

penghilangan kesadahan dengan resin penukar ion dengan sistem unggun tetap (fixed bed)

secara sederhana dapat dilihat seperti pada Gambar 33.

45

Selama proses pertukaran ion, kotoran di dalam air misalnya padatan tersuspesi dan

juga senyawa organik dapat tertahan dan menempel dipermukaan resin yang dapat berakibat

menurunkan kinerja resin penukar ion. Oleh karena itu di dalam prakteknya diperlukan

pencucian balik (back wash) untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang menempel pada

permukaan resin. Pencucian balik dilakukan dengan mengalirkan air dengan arah aliran dari

bawah ke atas. Selama proses pencucian balik volume resin yang berada di dalam reaktor

akan mengembang atau terfluidisasi. Oleh karena itu untuk merancang reaktor penukar ion

biasanya ruang bebas (free board) yang disediakan berkisar antara 65 – 85 %, sehingga jika

resin penukar ion terjadi pengembangan 50 % pada waktu pencucian balik secara teknis masih

aman. Contoh kenampakan fisik resin penukar ion dapat dilihat seperti pada Gambar 34.

2.7 Proses Regenerasi Resin

Di dalam proses penghilangan kesadahan dengan cara pertukaran ion, ion Ca2+ dan ion

Mg2+ di dalam air akan ditukar oleh ion Na+ atau ion H+ dari resin penukar ion dan akan

menempel pada resin penukar ion, sedangkan Ion Na+ atau ion H+ akan keluar ikut dalam

aliran air keluar. Jika seluruh ion Na+ atau ion H+ yang ada di dalam resin penukar ion

seluruhnya telah tertukar dengan ion Ca2+ atau ion Mg2+ maka resin penukar ion akan menjadi

jenuh. Untuk memulihkan kinerja resin penukar ion maka harus dilakukan proses regenerasi.

Proses regenerasi dapat dilakukan dengan cara mengalirkan larutan asam kuat misalnya asam

khlorida (HCl) atau asam sulfat (H2SO4) atau dengan larutan NaCl atau garam dapur. Untuk

proses pelunakan skala rumah tangga atau industri, proses regenerasi yang paling murah

adalah menggunakan garam dapur atau menggunakan air laut yang telah disaring.

46

KETERANGAN :

1. Tabung Penukar Ion

2. Inlet Air Baku

3. Pipa Air Olahan

4. Distributor Air Baku

5. Pengumpul air olahan

6. Pipa Regenerant

7. Resin Penukar Ion

8. Lapisan Penyangga

Gambar 33 : Skema Proses Penghilangan Kesadahan Dengan Cara Pertukaran Ion Dengan

Sistem Unggun Tetap (Fixed Bed).

Gambar 34: Resin Penukar Ion Cation.

47

Reaksi pelunakan adalah sebagai berikut :

Ca (HCO3)2 Ca 2NaHCO3

Na2R + SO4 R + Na2SO4

Mg Cl2 Mg 2NaCl

Reaksi regenerasi adalah sebagai berikut :

Ca Ca

R + 2 NaCl Na2R + Cl2

Mg Mg

Ditinjau dari sistem aliran yang digunakan proses regenerasi dapat dilakuakan dengan

dua cara yakni dengan aliran searah (cocurrent) atau aliran berlawanan (counter current).

2.8 Regenerasi Aliran Searah (cocurrent)

Di Dalam proses regenersi dengan aliran searah baik proses pelunakan atau proses

regenerasi dilakukan di dalam reaktor atau bejana yang sama. Air yang proses maupun larutan

regenerant (regenerant solution) dialirkan ke resin penukar ion dengan aliran dari atas ke

bawah.

Di dalam proses regenerasi dengan aliran searah, ion hidrogen akan menggantikan ion

kalsium, magnesium dan natrium di dalam unggun resin mulai dari atas ke bawah.

Penggantian ion kalisum, magnesium dan natrium akan dapat berjalan sempurna apabila

ditambahkan ion hidrogen yang berlebih di dalam larutan regenerant. Proses regenerasi

dengan aliran searah secara sederhana dapat dilihat seperti pada Gambar 35.

Gambar 35 : Proses Regenerasi Dengan Aliran Searah.

48

2.9 Regenerasi Aliran Berlawanan (Counter Cocurrent)

Untuk proses pelunakan air baku yang diproses dilairkan dengan aliran dari atas ke

bawah sehingga unggun resin penukar ion akan terpadatkan di dalam reaktor. Untuk

regenerasi dengan aliran berlawanan, larutan regenerant dilairkan ke dalam unggun resin

penukar ion yang telah jenuh dengan aliran dari bawah ke atas. Dengan demikian jika lautan

regenerant yang digunakan adalah larutan asam maka ion hidrogen akan menggantikan ion

kalsium, magnesium dan natrium yang ada di dalam unggun resin mulai dari bawah ke atas

sehingga pada bagian bawah unggun resin seluruhnya akan dikonvesrsi oleh ion hidrogen dan

selanjutnya bergerak ke atas sampai seluruh ion natrium digantikan oleh ion hidrogen. Hal

tersebut dapat terjadi jika kecepatan aliran larutan regenerant diatur agar unggun resin tetap

dalam keadaan unggun tetap (packed bed). Jika kecepatan aliran larutan regenerant terlalu

besar maka unggun resin akan terfluidisasi sehingga urutan pertukaran ion menjadi tidak

beraturan. Selain itu dapat mengakibatkan aliran channeling sehingga kontak antara larutan

regenerant dengan resin penukar ion menjadi kurang efektif.

Proses regenerasi dengan aliran berlawanan secara sederhana dapat dilihat seperti

pada Gambar 36. Salah satu keuntungan regenerasi dengan aliran berlawanan adalah kototan

padatan tersuspensi yang menempel pada permukaaan resin dengan mudah dapat tercuci

dan keluar bersama-sama dengan larutan regenerant.

Gambar 36 : Proses Regenerasi Dengan Aliran Berlawanan.

49

2.10 Kapasitas Pertukaran Ion Dan Tingkat Regenerasi Resin

1) Kapasitas Pertukaran Ion dari Resin Penukar Ion (Exchange Capacity of n Exchanger)

Kemampuan resin dalam menghilangkan kesadahan disebut sebagai kapasitas

penukaran. Angka kapasitas dapat ditetapkan melalui pengukuran jumlah kesadahan yang

dapat dihilangkan oleh satuan volume resin, di tunjukkan dalam mili-equivalen per gram resin

atau kg per m3 resin penukar ion. Kapasitas pertukaran ion bervariasi tergantung dari jenis

dan merk, berkisar antara 2 – 10 meq/gram resin atau sekitar 15 – 100 kg per m3 resin.

2) Tingkat Regenerasi (Regeneration Level)

Tingkat regenerasi adalah jumlah zat regenerant (garam atau asam) yang diperlukan

untuk regenerasi per volume resin penukar ion. Untuk regenerasi dengan sodium khlorida

(NaCl) tingkat regenrasi berkisar antara 80 – 160 kg NaCl per m3 resin dengan konsentrasi

larutan NaCl 5 – 20 %, dan kecepatan aliran sekitar 40 liter/m2.menit (0,04 m3/m2.menit).

2.11 Perhitungan Filter Penukar Ion Positip Untuk Menghilangkan Kesadahan

Kriteria perencanaan :

Kapasitas Pengolahan 1,5 m3/jam

Konsentrasi total kesadahan Ca dan Mg pada air baku 300 ppm

Tingkat regenerasi 80 gr NaCl/l resin

Waktu operasi 24 jam

Kesadahan air olahan 0 ppm.

kapasitas penukaran ion 80 – 160 kg NaCl per m3 resin.

Kapasitas penukaran ion : 53 kg NaCl per m3 resin (ditetapkan atau dapat dlihat dari kurva

kapasitas resin sesuai dengan merk)

Maka : Kesadahan yang dapat ditukar sebesar 53 gr/l resin. Jadi, 1 m3 resin dapat menukar

kesadahan sebesar 53.000 gr.

Digunakan tabung filter penukar ion dengan diameter 16 " = 40,64 cm = 0,4064 m

Ditetapkan : Tinggi bed resin 70 cm = 0,7 m

Volume Resin = πd2/4 x H

dimana, H adalah tinggi bed resin dan d adalah diameter tabung.

50

Volume Resin = 3,14 x (0,4064)2/4 x 0,7 m3 = 0,091 m3 = 91 liter

Jadi, filter penukar ion tersebut dapat menghilangkan kesadahan sebesar =

= 0,091 x 53.000 gram = 4.823 gram

Jika debit air baku yang diolah sebesar 1,5 m3/jam, maka untuk air baku dengan kesadahan

300 mg/l Maka : Jumlah kesadahan yang dihilangkan = 1,5 m3/jam x 300 gr/m3 = 450

gr/jam.

Jadi, dalam satu silkus, filter penukar ion dapat digunakan selama =

4.823

= = 10,72 jam.

450 gr/jam

Dengan demikian filter penukar ion akan jenuh setelah pemakaian 10,72 jam.

Jika, penggunaan filter penukar ion rata 4 jam per hari, maka filter penukar ion harus

diregenerasi setiap =

10,72 jam

= = 2,68 hari

4 jam/hari

Jika volume resin 50 % dari volume tabung reaktor, maka tinggi tabung reaktor penukar ion

yang diperlukan = 100/50 x 0,7 m = 1,4 m

Tingkat regenerasi 80 gr NaCl/l resin (80 kg/m3)

Kebutuhan garam NaCl untuk satu kali regenerasi = 0,091 m3 x 80 kg NaCl/m3 = 7,28 kg

Spesifikasi Filter Penukar ion yang dibutuhkan :

Diameter Filter : 16 "

Tinggi Total Filter : 1,5 m

Tinggi Bed resin : 70 cm

Diameter Inlet/Outlet : 1 "

Tipe Resin : Cation Exchane resin

Diagram proses pengolahan air sadah dengan filter penukar ion dapat dilihat seperti

pada Gambar 37, sedangkan salah satu contoh unit filter penukar ion untuk menghilangkan

kesadahan yang telah terpasang dapat dilihat pada Gambar 38. Unit peralatan terdiri dari

pompa air baku, filter penukar ion, tangki larutan garam dan pompa garam untuk regenerasi

51

resin. Filter penukar ion dilengkapi dengan valve untuk pengaturan operasional, pencucian

balik (backwash), untuk pembilasan serta untuk pengaturan regenersi resin. Jika perlu setelah

filter penukar ion dapat dilengkapi dengan filter cartridge.

Gambar 37 : Diagram Proses Pengolahan Penghilangan Kesadahan Dengan Filter Penukar

Ion.

Gambar 38: Salah satu contoh unit filter penukar ion untuk menghilangkan

kesadahan yang telah terpasang.

52

2.12 DED Prototipe Unit Pengolahan Air Bersih Untuk Menghilangkan Kesadahan

Kapasitas 1,5 m3 per Jam


Air baku yang berasal dari sumur dipompa dan dilirkan ke filter penukar ion untuk

menghilangkan kesadahan (Kalsium dan Magnesium), selanjutnya dialirkan ke filter multi

media yang yang diisi dengan pasir silika dan mangan zeolit untuk menyaring padatan

tersuspensi dan zat besi atau mangan yang di dalam air. Dari filter multi media, kemudian

dialirkan ke filter karbon aktif untuk menghilangkan polutan mikro serta bau, dan selanjutnya

dialirkan ke filter cartridge atau filter kantong (bag filter) dengan ukuran pori 10 mikron. Air

hasil filtrasi ditampung di bak penampung air bersih dan selanjutnya dialirkan ke sistem

distribusi. Untuk sistem disinfeksi dilakukan dengan injeksi khlorin sebelum filter cartridge.

Diagram pengolahan air untuk menghilangkan kesadahan dapat dilihat seperti pada Gambar

39.

Gambar 39 : Diagram Pengolahan Air Untuk Menghilangkan Kesadahan di PUSKESMAS.

2.12.2 Spesifikasi Teknis Peralatan Kapasitas 1,5 m3 per Jam

1) Pompa Air Baku

Type : Jet pump atau semi jet pump (Gambar 40)


Power : 350 Watt


53

Suction Head : 40 m

Jumlah : 1 unit

Gambar 40 : Pompa Air Baku.

2) Pompa Garam

Type : Cetrifugal (Gambar 41)

Tekanan : 2 Bars

Kapasitas : 7 liter/menit

Daya Listrik : 100 watt, 220 Volt

Jumlah : 1 unit

Gambar 41 : Pompa Garam.

54

3) Tangki Larutan Garam



Jumlah : 1 unit

Gambar 42 : Tangki Larutan Garam.

4) Filter Penukar Ion


Ukuran : Ø 16 inc x 150 cm (Gambar 43)

Material : PVC

Media Filter : Resin penukar Ion Positip ( Cation Exchane Resin)



Valve : Ball Valve




Jumlah : 1 unit

55

Gambar 43 : Filter Penukar Ion

5) Filter Multi Media

Tekanan : 4 Bars



Material : PVC



Media Filter : Gravel, pasir Silika dan Mangan Zeolit


Number : 1 unit

56

Gambar 44 : Filter Multi media (Garvel, Pasir Silika dan Mangan Zeolit).


Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





Number : 1 unit

57

Gambar 45 : Filter Karbon Aktif.


Merk : Prominent atau yang setara (Gambar 46)

Tekanan : 7 Bars


Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

Jumlah : 1 unit

Gambar 46 : Contoh Pompa Dosing Khlorin.

58




Jumlah : 1 unit

Gambar.47 : Tangki Khorin.

9) Filter Cartridge

Tipe : BN 2 Multi Cartridge (Gambar 48)





Gambar 48 : Filter Multi Cartridge.

59



Tinggi : 2195


Volume : 5100 liter

Material : PE

Inlet : 1 1/2”

Drain : 1 1/2"

Gambar 49 : Tangki Penampung Air Bersih 5100 Liter.

11) Perpipaan



Volume : LS


Ukuran : 30 cm x 30 cm x 15 Cm (Gambar 50)

Bahan : PE


Jumlah : 1 unit

60

Gambar 50 : Panel Kontrol Kelistrikan.

61

2.12.3 Rencana Anggaran Biaya (RAB) Pembuatan Pilot Plant Unit Pengolahan Air Untuk

Menghilangkan Kesadahan Kapasitas 1,5 m3 per Jam


Satuan Total

1 Pompa Air Baku

Type : jet pump atau semi jet pump

Kapasitas :30-50 liter/menit(1,5 m3/jam)

Power : 350 Watt


Suction Head : 40 m

1 Unit 8.500.000 8.500.000

2 Pompa Garam

Type : Cetrifugal

Tekanan : 2 Bars



Jumlah : 1 unit

1 Unit 7.500.000 7.500.000

3 Tangki Larutan Garam

Volume : 200 liter


Jumlah : 1 unit

1 Unit 4.500.000 4.500.000

4 Filter Penukar Ion



Material : PVC

Media Filter : Resin penukar Ion Positip

(Cation Exchane Resin)



Valve : Ball Valve




Jumlah : 1 unit

1 Unit 29.000.000 29.000.000

62

5 Filter Multi Media

Tekanan : 4 Bars



Material : PVC



Media Filter : Gravel, pasir Silika dan

Mangan Zeolit


Number : 1 unit

1 Unit 19.500.000 19.500.000

6 Filter Karbon Aktif (Activated Carbon Filter)

Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





1 Unit 22.000.000 22.000.000


Merk : Prominent atau yang setara

Tekanan : 7 Bars


Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

1 Unit 9.500.000 9.500.000

8 Tangki Larutan Khlorin

Volume : 200 liter


Jumlah : 1 unit

1 Unit 4.500.000 4.500.000



1 Unit 7.500.000 7.500.000

63


Tinggi : 90 cm





Diameter : 1850 mm

Tinggi : 2195


Volume : 5100 liter

Material : PE

Inlet : 1 1/2"

Drain : 1 1/2"

1 Unit 12.500.000 12.500.000




Volume : LS

LS LS 11.000.000 11.000.000



Bahan : PE


1 LS 16.000.000 16.000.000


152.000.000

PPN 10%

15.200.000

Total + PPN

167.200.000

Catatan : Harga Franco Jakarta

64

2.12.4 Bill of Quantity (BOQ) Pembuatan Pilot Plant Unit Pengolahan Air Untuk

Menghilangkan Kesadahan Kapasitas 1,5 m3 per Jam


Satuan Total

1 Pompa Air Baku



Power : 350 Watt


Suction Head : 40 m

1 Unit

2 Pompa Garam

Type : Cetrifugal

Tekanan : 2 Bars



Jumlah : 1 unit

1 Unit

3 Tangki Larutan Garam

Volume : 200 liter


Jumlah : 1 unit

1 Unit

4 Filter Penukar Ion



Material : PVC

Media Filter : Resin penukar Ion Positip

(Cation Exchane Resin)



Valve : Ball Valve




Jumlah : 1 unit

1 Unit

65


Tekanan : 4 Bars



Material : PVC




Mangan Zeolit


Number : 1 unit

1 Unit


Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





1 Unit



Tekanan : 7 Bars


Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

1 Unit


Volume : 200 liter


Jumlah : 1 unit

1 Unit




1 Unit

66

Tinggi : 90 cm





Diameter : 1850 mm

Tinggi : 2195


Volume : 5100 liter

Material : PE

Inlet : 1 1/2"

Drain : 1 1/2"

1 Unit




Volume : LS

LS LS



Bahan : PE


1 LS


PPN 10%

Total + PPN

67

Gambar 51 : Visualisasi Unit Pengolahan Air Untuk Menghilangkan Kesadahan (3D).

68

Gambar 52: Contoh Unit Pengolahan Air Untuk Menghilangkan Kesadahan.

69

3 PENGOLAHAN AIR GAMBUT DI PUSKESMAS

3.1 Konsep Desain Pengolahan Dengan Proses Koagulasi-Flokulasi-Sedimentasi dan

Filtrasi

Proses utama di dalam pengolahan air gambut, air permukaan atau air sungai untuk

dijadikan air bersih terdiri dari rangkaian proses yaitu proses kontrol pH, proses koagulasi-

flokulasi (penggumpalan), sedimentasi (pengendapan), filtrasi (penyaringan) dan disinfeksi.

Urutan tahapan proses-proses tersebut dapat dilihat pada Gambar 53. Air baku yang berasal

dari gambut, danau atau sungai dipompa ke bak koagulasi-flokulasi sambil dibubuhkan bahan

kimia misalnya soda ash untuk kontrol pH, bahan kimia koagulan serta polimer untuk proses

koagulasi dan flokulasi. Selanjutnya dialirkan ke bak pengendap atau bak sedimentasi untuk

mengendapkan flok kotoran yang terjadi. Air limpasan dari bak pengendap dialirkan ke unit

saringan pasir cepat untuk menyaring sisa sisa flok yang belum sempat mengendap. Dari

saringan pasir cepat air dilairkan ke bak kontaktor khlor untuk proses disinfeksi dan

selanjutnya di alirkan ke bak penampung air bersih, dan selanjutnya dialirkan ke jaringan

distribusi.

Gambar 53 : Urutan Proses Pengolahan Air Gambaut Atau Air Permukaan Dengan Proses

Koagulasi-Flokukasi, Sedimentasi dan Filtrasi.

Beberapa fasilitas utama yang perlu disediakan antara lain adalah fasilitas intake

(penyadapan), screen (penyaring sampah), bak pemisah pasir, bak penerima, bak pencampur

cepat, unit koagulasi-flokulasi, fasilitas pembubuhan bahan kimia, unit pengendapan atau

sedimentasi, unit filtrasi (penyaringan), fasilitas disinfeksi, bak penampung air bersih serta

jaringan distribusi.

70

3.1.1 Koagulasi Dan Flokulasi

Proses koagulasi dan flokulasi adalah suatu proses pemisahan parikel-partikel halus

menyebabkan kekeruhan dari dalam air. Proses pemisahan dilakukan dengan cara

pembubuhan bahan koagulan ke dalam air sehingga partikel-partikel halus menggumpal

menjadi partikel-partikel yang lebih besar, sehingga mudah dipisahkan dari air dengan cara

diendapkan.

Proses koagulasi sendiri adalah proses pembubuhan dan pencampuran bahan koagulan

dengan air yang diolah, sementara proses flokulasi yang dilakukan setelah proses koagulasi

adalah proses penyatuan gumpalan-gumpalan partikel menjadi gumpalan yang lebih besar.

Pada proses flokulasi ini air yang diolah diaduk secara perlahan agar terjadi kontak antar

gumpalan partikel tanpa memecahkan gumapalan yang terjadi.

Pada prinsipnya proses koagulasi dan flokulasi adalah untuk menghilangkan

kekeruhan yang disebabkan baik oleh zat-zat organik maupun zat-zat anorganik. Bahan kimia

yang sering digunakan untuk proses koagulasi-flokulasi umumnya dikalsifikasikan adalah

Aluminium sulfat (tawa) dan Poly aluminium Chloride (PAC). Jika aluminium sulfat (alum)

ditambahkan kedalam air, maka akan terjadi ionisasi dari alum tersebut. Ionisasi aluminum

sulfat dalam air menghasilkan anion sulfat (SO4 -2) dan kation aluminum (Al 3+) Ion sulfat

mungkin tetap dalam bentuknya atau bergabung dengan kation lain. Namun kation Al 3+

bereaksi langsung dengan air membentuk berbagai ion aquametalic dan hidrogen.

Aquametalic ion yang terbentuk menjadi bagian dari awan ion yang mengelilingi koloid dan

karena mereka mempunyai keterikatan yang besar dengan permukaan, maka teradsorbsi

pada permukaan koloid sehingga menetralisir muatan permukaan.

Apabila muatan permukaan dinetralkan, awan ion menghambur dan potensial

elektrostatik hilang sehingga secara bebas terjadi kontak. Jumlah koagulan yang overdosis

dapat menyebabkan restabilisasi larutan suspensi. Apabila ion aquametalik cukup terbentuk

dan diadsorbsi, muatan partikel menjadi berbalik dan awan ion akan terbentuk kembali,

dengan ion negatif menjadi counter ion. Mekanisme koagulasi dengan adsorpsi dan

netralisasi muatan secara sederhana dapat diterangkan seperti pada Gambar 54.

71

Gambar 54 : Mekanisme kuoagulasi dengan adsorpsi dan netralisasi muatan.

3.1.2 Bahan Koagulan

Zat koagulan digunakan untuk menggumpalkan partikel-partikel padat tersuspesi, zat

warna, koloid dan lain-lain agar membentuk gumpalan partikel yang besar (flok) sehingga

dapat dengan cepat dapat diendapkan pada bak pengendap sedangkan zat alkali dan zat

pembantu koagulan berfungsi untuk mengatur pH agar kondisi air baku dapat menunjang

proses flokulasi serta membantu agar pembentukan flok dapat berjalan denganlebih cepat

dan baik.

Pemilihan zat koagulan harus berdasarkan pertimbangan antara lain : jumlah dan

kualitas air yang akan diolah, kekeruhan air baku, metode filtrasi serta sistem pembuangan

lumpur endapan. Koagulan yang sering dipakai antara lain aluminium sulfat (alum), poly

aluminium chloride (PAC). Di samping itu ada senyawa polimer tertentu yang dapat dipakai

bersama-sama dengan senyawa koagulan lainnya. Penentuan dosis koagulan bervariasi sesuai

dengan jenis koagulan yang dipakai, kekeruhan air baku, pH, alkalinitas dan juga temperatur

operasi. Disamping itu dipengaruhi pula oleh faktor-faktor lainnya misalnya kandungan zat

besi dan mangan yang tinggi, mikroorganisme.

Untuk aluminium sulfat padatan, dapat dipakai langsung dalam bentuk padatan (bubuk)

tetapi sering kali dilarutkan terlebih dahulu sebelum dibubuhkan kedalam air baku.

Konsentrasi larutan alum biasanya sekitar 5 -10 % untuk instalasi kecil dan untuk instalasi yang

besar biasanya 20 -30 %. Sedangkan untuk poly aluminium chloride harus dipakai dalam

bentuk aslinya (cair) tanpa pengenceran karena jika diencerkan akan terhidrolisa.

72

1) Aluminium Sulfat (Alum), Al2(SO4)3 .18 H2O

Alum merupakan bahan koagulan yang banyak dipakai untuk pengolahan air karena

harganya murah, flok yang dihasilkan stabil serta cara pengerjaanya mudah. Garam

aluminium sulfat jika ditambahkan ke dalam air dengan mudah akan larut akan bereaksi

dengan HCO3- menghasilkan aluminium hidroksida yang mempunyai muatan positip.

Sementara itu partikel-parikel koloidal yang terdapat dalam air baku biasanya bermuatan

negatip dan sukar mengendap karena adanya gaya tolak menolak antar partikel koloid

tersebut. Dengan adanya hidroksida aluminium yang bermuatan positip maka akan terjadi

tarik menarik antara partikel koloid yang bermuatan negatip dengan partikel aluminium

hidroksida yang bermuatan positip sehingga terbentuk gumpalan partikel yang makin lama

makin besar dan berat dan cepat mengendap. Selain partikel-partikel koloid juga partikel zat

organik tersuspensi, zat anorganik, bakteri dan mikroorgaisme yang lain dapat bersama-sama

membentuk gumpalan partikel (flok) yang akan mengendap bersama-sama. Jika alkalinitas air

baku tidak cukup untuk dapat bereaksi dengan alum, maka dapat ditambahkan kapur (lime)

atau soda abu agar reaksi dapat berjalan dengan baik. Reaksi kimianya secara sederhana

dapat ditunjukkan sebagai berikut :

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

Al2(SO4)3.18 H2O + 3 Ca(HCO3)2 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4 + 6 CO2 + 18 H2O

Al2(SO4)3.18 H2O + 3 Mg(HCO3)2 2 Al(OH)3 + 3 MgSO4 + 6 CO2 + 18 H2O

Al2(SO4)3.18 H2O + 6 Na(HCO3) 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 6 CO2 + 18 H2O

Al2(SO4)3.18 H2O + 3 Na2(CO3) 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 18 H2O

Al2(SO4)3.18 H2O + 6 Na(OH) 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4+ 3 CO2 +8 H2O

Al2(SO4)3.18 H2O + 3 Ca(OH)2 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4 + 18 H2O

Aluminium sulfat atau alum, diproduksi dalam bentuk padatan atau dalam bentuk cair.

Alum ini banyak dipakai karena harganya relatip murah dan efektif untuk air baku dengan

kekeruhan yang tinggi serta sangat baik untuk dipakai bersama-sama dengan zat koagulan

pembantu. Dibandingkan dengan koagulan dari garam besi, alum tidak menimbulkan

pengotoran yang serius pada diding bak. Salah satu kekurangannya yakni flok yang terjadi

lebih ringan dari pada flok yang dihasilkan koagulan garam besi dan selang pH operasi lebih

sempit yakni 5,5 - 8,5. Alum padat mempunyai berat jenis sekitar 1,62 dan dalam bentuk

butiran kasar mempunyai berat jenis semu (apparent density) + 0,5. Sedangkan untuk butiran

halus mempunyai berat jenis semu 0,6 - 0,7. Alum padat umumnya dipakai dalam bentuk

larutan dengan konsestrasi 5 - 10 % untuk skala kecil dan untuk skala besar 20 - 30 %.

73

Akhir-akhir ini alum cair banyak digunakan karena cara pengerjaannya maupun

transportasinya mudah. Tetapi pada suhu yang rendah dan konsetrasi yang tinggi akan terjadi

pengkristalan Al2O3 yang menyebabkan penyumbatan pada perpipaan. Oleh karena itu, untuk

pemakaian alum cair, konsentrasi Al2O3 harus diatur pada konsentrasi tertentu, biasanya

sekitar 8- 8,2 %.

2) Poly Aluminium Chloride (PAC)

Poly Aluminium Chloride (PAC) merupakan bentuk polimerisasi kondensasi dari garam

aluminium, berbentuk cair dan merupakan koagulan yang sangat baik. Mempunyai dosis yang

bervariasi dan sedikit menurunkan alkalinitas. Daya koagulasinya lebih besar dari pada alum

dan dapat menghasilkan flok yang stabil walaupun pada suhu yang rendah serta

pengerjaannyapun mudah.

Dibandingkan dengan Aluminium Sulfat, PAC mempunyai beberapa kelebihan yakni

kecepatan pembentukan floknya cepat dan flok yang dihasilkan mempunyai kecepatan

pengendapan yang besar yakni 3 - 4,5 cm/menit, dan dapat menghasilkan flok yang baik

meskipun pada suhu rendah. Dari segi teknik dan ekonomi, alum biasanya dipakai pada saat

kondisi air baku yang normal sedangkan poly aluminium chloride dipakai pada saat

temperatur rendah atau pada saat kekeruhan air baku yang sangat tinggi.

3.1.3 Pengendapan

Proses pengendapan merupakan kelanjutan dari proses koagulasi/flokulasi, pada tahap

ini terjadi pemisahan gumpalan-gumpalan kotoran dari air bersih dengan cara pengendapan

secara gravitasi. Endapan yang terkumpul pada dasar bak pengendapan secara periodik

dibuang, sementara air bersih yang ada dibagian atas bak disalurkan ke dalam bagian

penyaringan.

3.1.4 Penyaringan (Filtrasi)

Proses penyaringan adalah suatu proses pembersihan dengan cara melewatkan air yang

akan dibersihkan melalui suatu media berporous. Partikel atau sisa-sisa flok yang tidak dapat

dipisahkan dengan cara pengendapan, maka dipisahkan dengan cara proses proses

penyaringan.

Penyaring gravitasi dengan media butiran (granular) adalah tipe penyaring yang paling

banyak dijumpai dalam pengolahan air. Media butiran yang bisa dipakai adalah lapisan pasir,

74

kerikil, antrasit dan lain sebagainya. Pasir merupakan media penyaring yang paling banyak

digunakan, karena harganya murah dan dapat memberikan hasil yang baik. Penyusunan jenis

media dalam satu perangkat sistem penyaringan adalah pasir kwarsa pada bagian atas dan

kerikil kecil pada bagian bawah. Pada proses penyaringan dapat dilkaukan secara gravitasi

atau dengan menggunakan filter bertekanan. Untuk air baku yang mengandung zat besi yang

cukup tinggi dapat ditambahkan ditambahkan filter mangan zeolit untuk menghilangkan zat

besi atau mangan yang belum sempat tersaring. Selain itu untuk menghilangkan bau dapat

juga digunakan filter karbon aktif.

3.1.5 Desinfeksi

Tahap desinfeksi dimaksudkan untuk membunuh bakteri pathogen dan mengendalikan

jumlah dan jenis mikroorganisme. Khlorine membunuh bakteri pathogen melalui reaksi

antara HOCl dengan struktur sel bakteri yang mengakibatkan proses-proses yang dibutuhkan

untuk hidup pada mikroorganisme dinonaktifkan.

Pada umumnya proses desinfeksi dilakukan dengan pembubuhan bahan kimia khlorine.

Zat khlorine ini dapat berfungsi juga sebagai zat pengoksidasi. Khlorine tersedia dalam bentuk

sodium dan kalsium hipokhlorit. Natrium hipokhlorit adalah cairan murni, sedangkan kalsium

hipokhlorit berbentuk serbuk putih atau dalam bentuk tablet. Di Indonesia banyak digunakan

kaporit Ca(HClO)2 karena murah, mudah didapat dan mudah penanganannya. Pembubuhan

kaporit ini dapat dilakukan pada akhir proses (setelah penyaringan) atau pada awal proses

bersamaan dengan proses koagulasi.

3.2 DED Prototipe Unit Pengolahan Air Gambut Kontinyu Menjadi Air Bersih



Proses Pengolahan Air Gambut Kontinyu Kombinasi Proses Koagulasi- Flokulasi dan

Proses injeksi Kalium Permanganat - Filtrasi dengan Mangan Zeolit dapat dilihat seperti pada

Gambar 55. Air baku yang berasal dari air tanah atau sungai dipompa ke tangki pencampur

(static mixer) sambil diinjeksi dengan larutan kapur atau larutan soda ash (NaHCO3) untuk

menaikkan pH menjadi sekitar pH 7 - 8, selanjutnya dialirkan ke bak clarifier atau bak

pengendap sambil diinjeksi dengan larutan tawas atau aluminium sulfat. Di dalam bak

pengendap, dengan adanya penambahan soda ash dan larutan tawas serta kontak dengan

oksigen dari udara, partikel kotoran, warna serta zat besi atau mangan akan dengan cepat

teroksidasi menjadi oksida besi atau oksida mangan yang tidak larut di dalam air dan akan

mengendap di dalam bak pengendap.

75

Gambar 55 : Diagram Proses Pengolahan Air Gambut Kontinyu Kombinasi Proses Koagulasi-

Flokulasi dan Proses injeksi Kalium Permanganat - Filtrasi dengan Mangan Zeolit.

Air limpasan dari bak pengendap selanjutnya dialirkan ke bak penampung air baku. Dari

bak penampung air baku, air dipompa ke filter pasir(sand filter) sambil diinjeksi dengan

larutan khlorin atau kalium permanganat dengan menggunakan pompa dosing, agar zat besi

atau mangan yang belum teroksidasi oleh oksigen dari udara dan masih terlarut dalam air

dapat dioksidasi lebih sempurna menjadi bentuk senyawa oksida besi atau mangan yang tak

larut dalam air.

Air yang keluar dari saringan pasir selanjutnya dialirkan ke filter mangan zeolit

(manganese greensand filter). Dari filter Mangan Zeolit, air dialirkan ke filter karbon aktif

(activated carbon filter) untuk menghilangkan bau atau warna serta polutan mikro. Setelah

melalui filter penghilangan warna, air dialirkan ke filter cartridge yang dapat menyaring

partikel kotoran sampai ukuran 5 mikron. Dari filter cartridge, selanjutnya, air dialirkan ke bak

penampung air olahan dan selanjutnya dipompa ke saluran distribusi.

76

3.2.2 Spesifikasi Teknis Peralatan Pengolahan Air Gambut Kontinyu Menjadi Air Bersih


1) Pompa Air Baku

Type : Jet pump atau semi jet pump


Power : 250 Watt


Suction Head : 30 m

Jumlah : 1 unit

2) Pompa dosing Larutan Kapur

Type : Cetrifugal

Tekanan : 2 Bars



Jumlah : 1 unit

Jumlah : 1 unit

3) Tangki Larutan Kapur/Soda Ash

Volume : 200 liter


Jumlah : 1 unit

4) Pompa dosing Larutan Alum/PAC


Tekanan : 7 Bars


Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

Jumlah : 1 unit

5) Tangki Larutan Alum/PAC

Volume : 200 liter

Material : Fiberglass Reinforced Plastic (FRP)

Jumlah : 1 unit

77

6) Static Mixer

kapasitas : 30 liter/menit

Dimensi : Ø 6 “ x 100 cm

Bahan : Fiberglass Reinforced Plastic (FRP)

7) Bak Clarifier (Koagulasi-Flokulasi-Sedimentasi)

Sistem Pengendapan : Lamella Settling (Gambar 56 dan Gambar 57)

Dimensi : 150 cm x 350 cm x 245 cm (Bagian Clarifier dan Bak

Penampung)

Bahan : Fiberglass

Ketinggian Air : 200 cm

Volume Efektif Total : 10.5 m3

Volume Efektif Clarifier : 7,5 m3

Volume Efektif Bak Penmapung : 3,0 m3

Inlet : 1 “

Outlet : 4 “

8) Pompa Umpan Filter

Type : semi jet pump


Power : 350 Watt


Suction Head : 30 m

Jumlah : 1 unit



Tekanan : 7 Bars


Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

Jumlah : 1 unit


Volume : 200 liter

Material : Polyeyhylene (PE)

Jumlah : 1 unit

78

11) Saringan Pasir Cepat (Sand Filter)

Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





Number : 1 unit

12) Filter mangan Zeolit (Manganese Greensand Filter)

Tekanan : 3 Bars



Material : PVC



Media Filter : Mangan Zeolit


Number : 1 unit


Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





Number : 1 unit

14) Filter Cartridge





79


Jumlah : 1 unit


Diameter : 2160 mm

Tinggi : 2500


Volume : 5100 liter

Material : PE

Inlet : 1 1/2”

Drain : 1 1/2"

16) Perpipaan



Volume : LS



Bahan : PE


Jumlah : 1 unit

18) Pekerjaan Sipil Dudukan (Lantai) Clarifier

Ukuran lantai : 2 m x 4,5 m

Ketebalan : 20 cm

Bahan : beton cor (setara K250)

Visualisasi prototipe unit pengolahan air gambut kontinyu dapat dilihat seperti pada Gambar

60 dan Gambar 61.

80

Gambar 56 : Desain Konstruksi Bak Koagulasi-Flokulasi-Sedimentasi.

81

Gambar 57 : Visualisasi Bak Koagulasi-Flokulasi-Sedimentasi (3D).

82

Gambar 58 : Visualisasi Bak Koagulasi-Flokulasi-Sedimentasi (3D)-Transparan.

83

Gambar 59 : Contoh Bak Clarifier (Koagulasi-Flokulasi Dan Sedimentasi) Terpasang.

84

Gambar 60 : Visualisasi Prototipe Unit Pengolahan Air Gambut Kontinyu (3D).

85

Gambar 61 : Visualisasi Prototipe Unit Pengolahan Air Gambut Kontinyu (Transparan).

86

3.3 Rencana Anggaran Biaya (RAB) Jakarta Pembuatan Pilot Plant Pengolahan Air

Gambut Menjadi Air BersihKapasitas 1,5 m3 per Jam


Satuan Total

1 Pompa Air Baku


(Gambar 17)


Power : 350 Watt


Suction Head : 40 m

1 Unit 8.500.000 8.500.000

2 Pompa Dosing Latrutan Kapur

Type : Cetrifugal

Tekanan : 2 Bars



Jumlah : 1 unit

1 Unit 9.500.000 9.500.000

3 Tangki Larutan Kapur

Volume : 200 liter


Jumlah : 1 unit

1 Unit 4.500.000 4.500.000

4 Pompa dosing larutan Alum


Tekanan : 7 Bars


Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

Jumlah : 1 unit

1 Unit 9.500.000 9.500.000

5 Tangki Larutan Alum

Volume : 200 liter


Jumlah : 1 unit

1 Unit 4.500.000 4.500.000

87

6 Static Mixer



Bahan : Fiberglass Reinforced

Plastic (FRP) atau PVC

1 Unit 4.000.000 4.000.000

7 Bak Clarifier (Koagulasi-Flokulasi-Sedimentasi)

Sistem Pengendapan : Lamella Settling

(Gambar 40)

Dimensi : 150 cm x 350 cm x 245 cm

Bahan : Fiberglass





Inlet : 1 “

Outlet : 4 “

1 Unit 75.000.000 75.000.000




Power : 350 Watt


Suction Head : 30 m

Jumlah : 1 unit

1 Unit 8.500.000 8.500.000



Tekanan : 7 Bars


Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

1 Unit 9.500.000 9.500.000


Volume : 200 liter


Jumlah : 1 unit

1 Unit 4.500.000 4.500.000

88

11 Saringan Pasir Cepat (Sand Filter)

Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





Number : 1 unit

1 Unit 14.500.000 14.500.000


Tekanan : 4 Bars



Material : PVC




Mangan Zeolit


Number : 1 unit

1 Unit 19.500.000 19.500.000


Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





1 Unit 22.000.000 22.000.000



(Gambar 47)





1 Unit 7.500.000 7.500.000

89


Diameter : 2160 mm

Tinggi : 2500


Volume : 5100 liter

Material : PE

Inlet : 1 1/2”

Drain : 1 1/2"

1 Paket 12.500.000 12.500.000




luar/dalam dll

Volume : LS

1 LS 14.000.000 14.000.000



Bahan : PE


1 Unit 17.000.000 17.000.000

18 Pekerjaan Sipil Dudukan (Lantai) Clarifier


Ketebalan : 20 cm


1 LS 5.500.000 5.500.000

Jumlah Total (sebelum pajak) 250.500.000

PPN 10% 25.050.000

Total + PPN 275.550.000

90

3.4 Bill of Quantity (BOQ) Pembuatan Pilot Plant Pengolahan Air Gambut

Menjadi Air BersihKapasitas 1,5 m3 per Jam


Satuan Total

1 Pompa Air Baku


(Gambar 17)


Power : 350 Watt


Suction Head : 40 m

1 Unit

2 Pompa Dosing Latrutan Kapur

Type : Cetrifugal

Tekanan : 2 Bars



Jumlah : 1 unit

1 Unit

3 Tangki Larutan Kapur

Volume : 200 liter


Jumlah : 1 unit

1 Unit

4 Pompa dosing larutan Alum


Tekanan : 7 Bars


Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

Jumlah : 1 unit

1 Unit

5 Tangki Larutan Alum

Volume : 200 liter


Jumlah : 1 unit

1 Unit

91

6 Static Mixer



Bahan : Fiberglass Reinforced

Plastic (FRP) atau PVC

1 Unit

7 Bak Clarifier (Koagulasi-Flokulasi-Sedimentasi)

Sistem Pengendapan : Lamella Settling

(Gambar 40)

Dimensi : 150 cm x 350 cm x 245 cm

Bahan : Fiberglass





Inlet : 1 “

Outlet : 4 “

1 Unit




Power : 350 Watt


Suction Head : 30 m

Jumlah : 1 unit

1 Unit



Tekanan : 7 Bars


Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

1 Unit


Volume : 200 liter


Jumlah : 1 unit

1 Unit

92

11 Saringan Pasir Cepat (Sand Filter)

Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





Number : 1 unit

1 Unit


Tekanan : 4 Bars



Material : PVC




Mangan Zeolit


Number : 1 unit

1 Unit


Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





1 Unit



(Gambar 47)


1 Unit

93





Diameter : 2160 mm

Tinggi : 2500


Volume : 5100 liter

Material : PE

Inlet : 1 1/2”

Drain : 1 1/2"

1 Paket




luar/dalam dll

Volume : LS

1 LS



Bahan : PE


1 Unit

18 Pekerjaan Sipil Dudukan (Lantai) Clarifier


Ketebalan : 20 cm


1 LS


PPN 10%

Total + PPN

94

4 PENGOLAHAN AIR ASIN MENJADI AIR TAWAR DENGAN PROSES

REVERSE OSMOSIS (RO)

4.1 Konsep Desain Osmosis Balik

Apabila dua buah larutan dengan konsentrasi rendah dan konsentrasi tinggi dipisahkan

oleh membran semi permeable, maka larutan dengan konsentrasi yang rendah akan terdifusi

melalui membran semi permeable tersebut masuk ke dalam larutan konsentrasi tinggi sampai

sampai terjadi kesetimbangan konsentrasi. Fenomena tersebut dikenal sebagai proses

osmosis. Sebagai contoh misalnya, jika air tawar dan air laut (asin) dipisahkan dengan

membran semi permeable, maka air tawar akan terdifusi ke dalam air asin melalui membran

semi permeable tersebut sampai terjadi kesetimbangan.

Daya pengggerak (driving force) yang menyebabkan terjadinya difusi air tawar ke dalam

air asin melalui membran semi permeable tersebut dinamakan tekanan osmosis. Besarnya

tekanan osmosis tersebut tergantung dari karakteristik membran, temperatur air, dan

konsentarsi garam yang terlarut dalam air. Tekanan osmotik normal air-laut yang mengandung

TDS 35.000 ppm dan suhu 25o C adalah kira-kira 26,7 kg/cm2, dan untuk air laut di daerah timur

tengah atau laut Merah yang mengandung TDS 42,000 ppm, dan suhu 300 C, tekanan osmotik

adalah 32,7 kg /m2.

Apabila pada suatu sistem osmosis tersebut, diberikan tekanan yang lebih besar dari

tekanan osmosisnya, maka aliran air tawar akan berbalik yakni dari dari air asin ke air tawar

melalui membran semi permeable, sedangkan garamnya tetap tertinggal di dalam larutan

garammya sehingga menjadai lebih pekat. Proses tersebut dinamakan osmosis balik (reverse

osmosis). Prinsip dasar proses osmosis dan proses osmosis balik tersebut ditunjukkan seperti

pada Gambar62.

Gambar 62 : Prinsip Dasar Proses Osmosis Balik (Reverse Osmosis).

95

4.2 Proses Pengolahan Air Payau Menjadi Air Minum

Di dalam proses desalinasi air asin dengan sistem osmosis balik (RO), tidak

memungkinkan untuk memisahkan seluruh garam dari air lasinnya, karena akan membutuhkan

tekanan yang sangat tinggi sekali. Oleh karena itu pada kenyataanya, untuk menghasilkan air

tawar maka air asin dipompa dengan tekanan tinggi ke dalam suatu modul membran osmosis

balik yang mempunyai dua buah outlet yakni outlet untuk air tawar yang dihasilkan dan outlet

untuk air garam yang telah dipekatkan (reject water).

Di dalam membran RO tersebut terjadi proses penyaringan dengan ukuran molekul,

yakni partikel yang molekulnya lebih besar dari pada molekul air, misalnya molekul garam dan

lainnya, akan terpisah dan akan terikut ke dalam air buangan (reject water). Oleh karena itu air

yang akan masuk kedalam membran RO harus mempunyai persyaratan tertentu misalnya

kekeruhan harus nol, kadar besi harus < 0,1 mg/l, pH harus dikontrol agar tidak terjadi

pengerakan kalsium dan lainnya.

Di dalam prakteknya, proses pengolahan air minum dengan sistem reverse osmosis

terdiri dari dua bagian yakni unit pengolahan pendahuluan dan unit RO. Salah satu contoh

diagram proses pengolahan air payau menjadi air tawar dengan sistem osmosis balik (RO)

dapat dilihat seperti pada Gambar 63.

Oleh karena air baku masih mengandung partikel padatan tersuspensi, mineral,

plankton dan lainnya, maka air baku tersebut perlu dilakukan pengolahan pendahuluan

sebelum diproses di dalam unit RO. Unit pengolahan pendahuluan tersebut terdiri dari

beberapa peralatan utama yakni pompa air baku, bak koagulasi-flokulasi, tangki reaktor

(kontaktor), saringan pasir, filter mangan zeolit, dan filter untuk penghilangan warna (color

removal), dan filter cartridge ukuran 1-10 µm. Sedangkan unit RO terdiri dari pompa tekanan

tinggi dan membran RO, serta pompa dosing untuk anti scalant, dan anti biofouling dan

sterilisator ultra violet (UV).

96

Gambar 63 : Diagram Proses Pengolahah Air Payau Menjadi Air Siap Minum Dengan Proses

Reverse Osmosis.

Air baku (air payau) dipompa ke tangki reaktor sambil dibubuhkan larutan khlorin atau

kalium permanganat untuk mengoksidasi zat besi atau mangan yang ada di dalam air.

Selanjutnya di alirkan ke filter pasir (sand filter). Dari sand filter, air dialirkan ke saringan filter

mangan zeolit agar senyawa besi atau mangan yang telah teroksidasi dan juga padatan

tersuspensi (SS) yang berupa partikel halus, plankton dan lainnya dapat disaring.

Dengan adanya filter mangan zeolit ini, zat besi atau mangan yang belum teroksidasi

dapat dihilangkan sampai konsentarsi <0,1 mg/l. Zat besi dan mangan ini harus dihilangkan

terlebih dahulu karena zat-zat tesebut dapat menimbulkan kerak (scale) di dalam membran

RO. Dari filter multimedia, air dialirkan ke filter karbon aktif. Filter ini mempunyai fungsi untuk

menghilangkan warna dalam air baku yang dapat mempercepat penyumbatan membran RO,

serta untuk menghilangkan bau. Setelah melalui filter karbon aktif, air dialirkan ke filter

cartridge yang dapat menyaring partikel dengan ukuran 1-10 µm.

Setelah melalui filter cartridge, air dialirkan ke unit RO dengan menggunakan pompa

tekanan tinggi. Air yang keluar dari modul membran RO ada dua yakni air tawar dan air

buangan garam yang telah dipekatkan (reject water). Selanjutnya air tawarnya dipompa ke

tangki penampung air olahan, sedangkan air garamnya dibuang. Untuk menghindari

rekontaminasi, sebelum digunakan dipompa ke filter cartridge ukuran 1 mikron dan dialirkan

melalui sterilisator ultra violet.

97

4.3 Fungsi Dan Cara Kerja Peralatan

Perangkat pengolahan air payau menjadi air tawar denganproses reverse osmosis

terbagi menjadi dua bagian yaitu unit pengolahan pendahuluan (pretreatment) dan unit

pengolahan (treatment) dengan RO. Pengolahan pendahuluan dapat dibagi menjadi dua

bagian, yaitu perangkat utama dan perangkat penunjang.

a. Pompa Air Baku

Pompa air baku adalah pompa sentrifugal biasa dengan kapasitas yang sesuai dengan

kapasitas maksimum dari Unit Pengolah Awal. Pompa air baku minimal mempunyai daya

tarik minimal 30 meter dan daya dorong 50 meter. Pompa air baku kedua digunakan untuk

memompa air baku untuk diolah dalam unit pretreatment.

Unit-unit yang harus dilalui oleh air baku adalah tangki pencampur (reactor tank), saringan

pasir cepat (rapid sand filter), saringan mangan-zeolit cepat dan saringan karbon aktif.

Sebagai contoh kasus dalam proses pengolahan awal (Kapasitas 10 m3/hari) kehilangan

tekanan sekitar 1-2 bar. Sehingga minimal pompa air baku harus bertekanan 4 bar,

sehingga pada saat memasuki unit osmosa balik tekanan masih tersisa sekitar 2 bar.

b. Pompa Dosing Kalium Permanganat atau Khlorin

Dalam sistem pengolahan air payau dengan sistem osmosa balik ini, dibutuhkan 1 (satu)

buah pompa dosing, yakni untuk pembubuhan kalium permanganat yang berfungsi untuk

mengoksidasi zat besi atau mangan yang ada di dalam air baku. Pompa dosing

memerlukan energi listrik yang rendah, yaitu maksimum sebesar 30 Watt. Kapasitas dapat

divariasikan dari 0,39 sampai dengan 12,0 liter per jam dan jumlah stroke maksimum 100

untuk setiap menit. Tekanan operasional 5 - 7 Bar.

c. Tangki Kimia

BerfungSI untuk menampung bahan kimia yaitu kalium pemanganat atau khlorin.

d. Tanki Reaktor

Tangki reaktor adalah alat untuk mencampur dan mereaksikan larutan kalium

permanganat dengan zat besi atau mangan yang ada di dalam air baku. Selain sebagai zat

oksidator, kalium permanganat juga berfungsi sebagai untuk menurunkan kandungan

bahan organik, serta berfungsi untuk membunuh bakteri-bakteri pathogen, sehingga tidak

98

menimbulkan masalah penyumbatan di sistem penyaringan berikutnya karena terjadinya

proses biologi (terbentuknya jamur dll).

e. Filter Pasir Cepat

Air dari tangki pencampur masuk ke unit penyaringan pasir cepat dengan tekanan

maksimum sekitar 4 Bar. Unit ini berfungsi menyaring partikel kasar yang berasal dari air

baku dan hasil oksidasi kalium permanganat atau khlorin, termasuk besi dan mangan. Unit

filter berbentuk silinder dan terbuat dari bahan PVC sehingga anti karat. Unit ini dilengkapi

dengan 5 valve yang dapat diatur untuk fungsi penyaringan atau pencucian balik, sehingga

untuk proses penyaringan atau pencucian balik dapat dilakukan dengan sangat

sederhana, yaitu dengan hanya mengatur kran atau valve tersebut sesuai dengan

petunjuknya.

Tinggi filter ini mencapai 120 cm dan berdiameter 30 cm. Media penyaring yang

digunakan berupa pasir silika dan terdiri dari 4 ukuran, yaitu dari diameter terbesar 2

- 3 cm, kemudian 0,5 - 1 cm, 3 - 5 mm dan yang terkecil 1 - 2 mm.

f. Filter Mangan Zeolit

Unit ini mempunyai bentuk dan dimensi yang sama dengan unit penyaring pasir cepat,

namun mempunyai material media filter yang sangat berbeda. Media filter adalah

mangan zeolit yang berdiameter sekitar 0,3 - 0,5 mm. Dengan menggunakan unit ini, maka

kadar besi dan mangan, serta beberapa logam-logam lain yang masih terlarut dalam air

dapat dikurangi sampai sesuai dengan kandungan yang diperbolehkan untuk air minum.

g. Filter Karbon Aktif

Unit ini khusus digunakan untuk penghilang bau, warna, logam berat dan pengotor-

pengotor organik lainnya. Ukuran dan bentuk unit ini sama dengan unit penyaring lainnya.

Media penyaring yang digunakan adalah karbon aktif granular atau butiran dengan ukuran

1 - 2,5 mm, serta menggunakan juga media pendukung berupa pasir silika pada bagian

dasar.

h. Filter Cartridge

Penyaring ini merupakan penyaring pelengkap untuk menjamin bahwa air yang akan

masuk ke proses penyaringan osmosa balik benar-benar memenuhi syarat air baku bagi

99

sistem osmosa balik. Alat ini mempunyai media penyaring dari bahan sintetis selulosa.

Alat ini juga berbentuk silinder dengan tinggi sekitar 25 cm dan diameter sebesar 12 cm.

Kemampuan filtrasi filter ada dua macam, yaitu 5 m dan 1 m. Unit ini dipasang sebelum

pompa tekanan tinggi dan membran osmosa balik.

i. Pompa Tekanan Tinggi

Pompa Tekanan Tinggi digunakan untuk mengalirkan air dari sistem penyaringan

konvensional ke sistem penyaringan skala molekuler (membrane polymer). Untuk

menembus membran osmosa balik membutuhkan tekanan besar. Jika air baku payau (TDS

< 3.000 ppm) maka tekanan yang dibutuhkan berkisar 10-20 bar, sedangkan untuk air laut

dibutuhkan tekanan antara 30 - 60 bar. Tegangan listrik yang dibutuhkan oleh pompa ini

adalah 380 Volt (tiga phase).

j. Unit Osmosa balik

Unit Osmosa balik merupakan jantung dari sistem pengolahan air secara keseluruhan.

Unit ini terdiri dari selaput membran yang digulung secara spiral dengan pelindung

kerangka luar (vessel) yang tahan terhadap tekanan tinggi. Kapasitas tiap unit bermacam-

macam tergantung disain yang diinginkan. Daya tahan membran ini sangat tergantung

pada proses pengolahan awal. Jika pengolahan awalnya baik, maka membran ini dapat

tahan lama.

k. Panel Kontrol

Seluruh rangkaian listrik dalam sistem osmosa balik ini berada dan berpusat dalam satu

unit yang disebut panel kontrol. Panel ini dilengkapi dengan indikator-indikator tekanan

dan sistem otomatis. Apabila tekanan pada membran telah mencapai nilai maksimum,

maka dengan sendirinya switch aliran listrik menghentikan suplainya dan seluruh sistem

juga berhenti. Dalam keadaan seperti ini kondisi membran harus diamati secara khusus

dan apakah sudah saatnya harus diganti.

l. Tangki Penampung Air Olahan

Air hasil pengolahan sistem osmosa balik ini ditampung pada tangki penampung air

olahan. Jumlah tangki penampung disesuaikan dengan kebutuhan. Setiap tangki

penampung ini bervolume 1000 liter. Tangki ini terbuat dari bahan fiberglass. Tangki

100

penampung ini diletakkan ditempat yang agak tinggi (1 m atau lebih) agar supaya air hasil

olahan tersebut dapat dialirkan secara gravitasi.

n. Sistem Jaringan Perpipaan

Sistem jaringan perpipaan terdiri dari empat bagian, yaitu jaringan inlet (air masuk),

jaringan outlet (air hasil olahan), jaringan bahan kimia dari pompa dosing dan jaringan

pipa pembuangan air pencucian. Sistem jaringan ini dilengkapi dengan keran-keran sesuai

dengan ukuran perpipaan. Diameter yang dipakai sebagian besar adalah 3/4 “, sebagian

lagi 1” dan 1/2”. Bahan pipa PVC tahan tekan, seperti rucika. Sedangkan keran yang

dipakai adalah keran tahan karat terbuat dari plastik.

4.4 Spesifikasi Teknis Peralatan Unit Pengolahan Air Payau Menjadi Air Tawar

Kapasitas 10 m3 per Hari

1) Pompa Air Baku

Tipe : Centrifugal

Kapasitas : 40 - 65 liter/menit

Daya : 250 - 500 Watt/220 V

Tekanan max. : 4 bar

Daya hisap/dorong : 30m/60m

2) Pompa Dosing

Tipe : Chemtech 100/030

Tekanan : 7 Bars


Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

3) Tangki Kimia

Model : Profil Tank

Volume : 200 liter


4) Tangki Reaktor

Kapasitas : 1,5 m3 per jam

Bahan : PVC

101

Dimensi : Dia. 16 " , Tinggi : 150 cm

Tekanan Maksimal : 4 Bar

Inlet/outlet : 1 "

5) Filter Pasir Bertekanan (Pressure Sand Filter)


Bahan : PVC


Tekanan Maksimal : 4 Bar

Media : Pasir slika, mangan zeolit dan karbon aktif

Inlet/outlet : 1 "

6) Filter Mangan Zeolit (Manganese Green Sand Filter)


Bahan : PVC


Tekanan Maks : 4 Bar

Media : mangan zeolit

Inlet/outlet : 1 "



Bahan : PVC

Dimens : Dia. 10 " , Tinggi : 120 cm

Tekanan Maks : 5 Bar

Media : Karbon aktif

Inlet/outlet : 1 "

8) Cartidge Bag Filter

Kapasitas : 6 m3/ jam

Ukuran : 8” x 120 cm

Material : Stainless Stell

Media Filter : Composite

Diameter Pori : 10 mikron


System : Drain

Tekanan : 4 Bar max

Jumlah : 1 unit

102

9) Tangki Penampung Antara

Model : Profil Tank

Volume : 1000 liter


10) Pompa Umpan RO

Tipe : Centrifugal

Kapasitas : 40 - 65 liter/menit

Daya : 250 - 500 Watt/220 V

Tekanan max. : 4 bar

Daya hisap/dorong : 30m/60m

11) Cartridge Filter

Brand : Pro Clean

Inlet/outlet : 1 “

Kapasitas : 1, 5 m3 per jam

Fitration Degree : 1 micron

Tekanan : 4 Bar max

Jumlah : 2 unit

12) Pompa Tekanan Tinggi (High Pressure Pump)

Brand : Flint & Walling F&W or Equal

Kapasitas : 4 - 5 m3 per jam

Bahan : Stainless steel

Tekanan maks : 15 BAR

Motor : 2 KW ; 220 Volt ; 50 Hz ; 2900 RPM

13) Unit Reverse Osmosis (RO)

Kapasitas : 10 m3 hari (10.000 liter per hari)

Tipe Membran : Filmtec BW 4040

Jumlah membran : 3 buah

Raw Water : Air Payau

Total Dissolved Solid : < 6.000 ppm

Tekanan air masuk : Minimum 1 bar

Tekanan Operasi : 10 – 20 bars

Temperatur Operasi : Maximum 40 0C

Toleransi Kadar besi : Maximum 0.01 ppm

103

Toleransi Kadar mangan : Maximum 0.01 ppm

Toleransi kadar Khlorin : Maximum 0.01 ppm

Type elemen : Thin Film Composite

Kelengkapan :

Product Flow meter

Reject flow meter

Inlet presure gauge

Operating presure gauge

Pre filter pressure gauge

Reject pressure regulator

Solenoid valve

14) Filter Cartridge Coroex

Fungsi : untuk menaikkan pH air

Material : polypropylene

Ukuran Cartridge : 10 inches

Temperature Operasi) : 2 – 40 o C

Peak Flow Rate : 20 Liter/menit

Standard Flow Rate : 8 liter/menit

Connection Diameter : 3/4 "

Maximum Working Pressure : 0.5 Mpa

Jumlah : 2 unit

15) Tangki Penampung Air Olahan (Produk)

Diameter : 1850 mm

Tinggi : 2195 mm


Volume : 5000 liter

Material : PE

Inlet : 1 1/2"

Drain : 1 1/2"

16) Generator Set

Power Output : 10.000 Watt, 1 Phase

Tipe : mobile, open generator

Bahan bakar : Premium

Jumlah : 1 unit

104

Contoh unit pengolahan air payau menjadi air tawar dengan proses reverse osmosis (RO)

kapasitas 10 m3 per hari dapat dilihat pada Gambar 64 sampai dengan Gambar 70.

Gambar 64 :Tangki Larutan Kalium Permanganat, pompa Dosing dan Tangki Reaktor Oksidasi Fe dan Mn.

105

Gambar 65 : Tangki Larutan Kalium Permanganat dan Pompa Gosing.

Gambar 66 : Filter Pasir, Filter Mangan Zeolit , Filter Karbon Aktif, Filter Kantong (Bag Filter) dan Filter Cartridge.

106

Gambar 67 : Bag Filter ukuran 10 Mikron.

Gambar 68 : Unit Osmosis Balik (Reverse Osmosis, RO) Kapasitas 10 m3 Per Hari.

107

Gambar 69 :Pompa Tekanan Tinggi.

108

Gambar 70 : Unit Pengolahan Air Payau Menjadi Air Tawar Dengan Proses Reverse Osmosis (RO) Kapasitas 10 m3 per Hari.

109

4.5 Rencana Anggaran Biaya (RAB) Jakarta Pembuatan Pilot Plant Unit Pengolahan Air

Payau Menjadi Air Tawar Kapasitas 10 m3 per Hari


Satuan Total

1 Pompa Air Baku



Power : 350 Watt


Suction Head : 40 m

1 Unit 8.500.000 8.500.000

3 Pompa Dosing Kimia

Merk : -

Tekanan : 7 Bars


Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

1 Unit 9.500.000 9.500.000

4 Tangki Kimia

Volume : 200 liter


Jumlah : 1 unit

1 Unit 4.500.000 4.500.000




Material : PVC




Valve : Ball Valve




1 Unit 19.500.000 19.500.000

110


Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





1 Unit 14.500.000 14.500.000


Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





1 Unit 17.500.000 17.500.000


Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





1 Unit 21.000.000 21.000.000

9 Cartidge Bag Filter







1 Unit 12.500.000 12.500.000

111

System : Drain

Tekanan : 4 Bar max

Jumlah : 1 unit

10 Tangki Penampung Antara

Model : Profil Tank

Volume : 1000 liter


1 Unit 3.500.000 3.500.000

11 Pompa Umpan RO



Power : 350 Watt


Suction Head : 40 m

1 Unit 8.500.000 8.500.000



(Gambar 23)





1 Unit 7.500.000 7.500.000

11 Unit Reverse Osmosis (RO)









Toleransi Kadar besi : Maximum 0.01

ppm



1 Unit 275.000.000 275.000.000

112


Kelengkapan :

Product Flow meter

Reject flow meter

Inlet presure gauge




Solenoid valve

12 Filter Cartridge Corosex




Temperature Operasi : 2 – 40 o C





Jumlah : 2 unit

2 Unit 1.250.000 2.500.000

11 Bak Penampung Air Olahan

Diameter : 1850 mm

Tinggi : 2195 mm


Volume : 5000 liter

Material : PE

Inlet : 1 1/2"

Drain : 1 1/2"

1 Paket 12.500.000 12.500.000

12 Skid Peralatan





1 Unit 17.500.000 17.500.000

113




luar/dalam dll

Volume : LS

1 LS 11.000.000 11.000.000



Bahan : PE


1 LS 16.000.000 16.000.000

16 Generator Set




Jumlah : 1 unit

1 Unit 50.000.000 50.000.000


511.500.000

PPN 10%

51.150.000

Total + PPN

562.650.000

Catatan : Harga franco Jakarta.

114

4.6 Bill of Quantity (BOQ) Jakarta Pembuatan Pilot Plant Unit Pengolahan Air Payau

Menjadi Air Tawar Kapasitas 10 m3 per Hari


Satuan Total

1 Pompa Air Baku



Power : 350 Watt


Suction Head : 40 m

1 Unit

3 Pompa Dosing Kimia

Merk : -

Tekanan : 7 Bars


Pump head : SAN

Diaphragm : Hypalon

1 Unit

4 Tangki Kimia

Volume : 200 liter


Jumlah : 1 unit

1 Unit




Material : PVC




Valve : Ball Valve




1 Unit

115


Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





1 Unit


Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





1 Unit


Tekanan : 3 Bars



Material : PVC





1 Unit

9 Cartidge Bag Filter







1 Unit

116

System : Drain

Tekanan : 4 Bar max

Jumlah : 1 unit

10 Tangki Penampung Antara

Model : Profil Tank

Volume : 1000 liter


1 Unit

11 Pompa Umpan RO



Power : 350 Watt


Suction Head : 40 m

1 Unit



(Gambar 23)





1 Unit

11 Unit Reverse Osmosis (RO)









Toleransi Kadar besi : Maximum 0.01

ppm



1 Unit

117


Kelengkapan :

Product Flow meter

Reject flow meter

Inlet presure gauge




Solenoid valve

12 Filter Cartridge Corosex




Temperature Operasi : 2 – 40 o C





Jumlah : 2 unit

2 Unit

11 Bak Penampung Air Olahan

Diameter : 1850 mm

Tinggi : 2195 mm


Volume : 5000 liter

Material : PE

Inlet : 1 1/2"

Drain : 1 1/2"

1 Paket

12 Skid Peralatan





1 Unit



1 LS

118


luar/dalam dll

Volume : LS



Bahan : PE


1 LS

16 Generator Set




Jumlah : 1 unit

1 Unit


PPN 10%

Total + PPN

119

TIM PENYUSUN

PENANGGUNG JAWAB

dr. Andi Saguni, MA.

EDITOR

Ir. Rakhmat Nugroho, MBAT.

Dra. Rahmi Purwakaningsih, M.Kes.

Sugiarto, ST, M.Si.

PENYUSUN

Ir. Nusa Idaman Said, M.Eng.

Ir. Setiyono, M.Si.

Hendrik Permana, SKM, MKKK.

M. Rofi'udin, ST, MT.

Melfayetty Arief, SKM, MKM.

dr. Ferdinandus Ferry Kandauw.

Kathrin, ST.

Purwantiningsih.

Mai Syafni, SKM.

Yusryan Akbar, S.Kom, MH.

Nursania, SKM, MKM.

Tri Cahyaningrum, A.Md.

KONTRIBUTOR

dr. Kamba Moh. Taufiq, MMR., Sukamto, ST, M.Kes., Sofwan, ST, MM.,

Drs. Satmoko Yudo, M.Eng., Omdah, SKM, MM., Heri Purwanto, ST, MKM.,

Iwan Nefawan, SKM, MIKom., Heri Nugroho, ST, MKM., Trisno Jawoto, S.Kep.,

Widya Utami, SKM, MKM., Indah Hidayat, ST, MKM., Nurhayati Simanullang, SKM.,

Meily Arovi Qulsum, SKM, MKM., drg. Naneu Retna Arfani., Dyah Prabaningrum.,

dr. Era Renjana D, MKM., Muhammad Reza, ST., Sudung Tanjung, ST.,

Diahwati Agustayani, ST., Sri Endah Suwarni, SKM., Dipl.WQM., Torkis Tambunan.,

Imelda Husdiani, ST, M.Kes., Dewi Mulyani, SKM, MKM., Atin Yuningsih, S.Sos, M.Si.,

Anisah, SKM., Deden Suharya, SKM, MSi., Idik Sidik, SKM., Eny Yuliawati, SKM.,

Harjunadi, S.ST., Yulia Kusumawati, SKM., Yudi Permana, SKM., Ikhsan Gustiana.,

Candrawati PD, S.IP., Imam Munadjat P, S.Sos, M.Si., Evi Dian Novita, SKM.,

Anindea Elma Putri, SKM., Fatiah Endarwati., Horasma Tambaruhur Purba, SKM.,

Edho Adytia Kurniawan., Bayu Akbar Sipatu, SKM, M.Kes., Hermanto, SKM.,

Shinta Chyntia Agustina, SKM, MPH., Jafri Wandi, SKM, MT.,

Aris Asaat, SKM., Agus Syarif Sukandi, ST, Msi.

120

©

2019

pedoman prototipe pengelolaan air bersih di puskesmas

Documents