THE ENVIRONMENTALIST

 Download
The Environmentalist. Untuk mengentahui tingkat kekeruhan suatu sample air,  maka kita bisa menggunakan alat laboratorium yang bernama Jartest. Jartest ini juga dapat digunakan untuk mengetahui kinerja kogulasi dan flokulasi secara simulasi di laboratorium asalkan air yang dilakukan simulasi dengan jartest ini adalah air yang benar-benar akan dilakukan pengolahan dilapangan.

Standar ini menetapkan suatu metode pengujian koagulasi flokulasi dengan cara jartest, termasuk prosedur umum untuk mengevaluasi pengolahan dalam rangka mengurangi bahan-bahan terlarut, koloid, dan yang tidak dapat mengendap dalam air dengan menggunakan bahan kimia dalam proses koagulasi-flokulasi, yang dilanjutkan dengan pengendapan secara gravitasi.

Koagulasi adalah proses pembubuhan bahan kimia (koagulan) ke dalam air yang akan dioIah. Flokulasi adalah proses penggumpalan bahan terlarut, kolois, dan yang tidak dapat mengendap dalam air. Uji koagulasi-flokulasi dilaksanakan untuk menentukan dosis bahan-bahan kimia, dan persyaratan yang digunakan untuk memperoleh hasil yang optimum. Variabel-variabel utama yang dikaji sesuai dengan yang disarankan, termasuk : 

• Bahan kimia pembantu
• pH
• Temperatur
• Persyaratan tambahan dan kondisi campuran. 

Metode uji ini digunakan untuk mengevaluasi berbagai jenis koagulan dan koagulan pembantu pada proses pengolahan air bersih dan air Iimbah. Pengaruh konsentrasi koagulan dan koagulan pembantu dapat juga dievaluasi dengan metode ini. Peralatan yang diperlukan terdiri dari: Pengaduk, Gelas Kimia, Rak Pereaksi Bahan kimia dan bahan pembantu, digunakan untuk larutan dan suspensi pengujian, kecuali koagulan pernbantu dapat dipersiapkan setiap akan digunakan dengan membuat larutan sampai mencapai konsentrasi 10 gr/L. Koagulan pembantu, dalam perdagangan tersedia berbagai macam koagulan pembantu atau polielektrolit.

Prosedur pengujian :

1. Masukkan volume contoh uji yang sama (1000 mL) kedalam masing-masing gelas kimia. Tempatkan gelas hingga baling-baling pengaduk berada 6,4 mm dari dinding gelas. Catat temperatur contoh uji pada saat pengujian dimulai.
2. Letakkan bahan (kimia) uji pada pereaksi.
3. Operasikan pengaduk muIti posisi pada pengadukan cepat dengan kecepatan kira-kira 120 Rpm. Tambahkan larutan atau suspensi pada setiap penentuan dosis yang telah ditentukan sebelumnya.
4. Kurangi kecepatan sampai pada kecepatan minimal, untuk menjaga keseragaman partikel flok yang terlarut melalui pengadukan lambat selama 20 menit.
5. Setelah pengadukan lambat selesai, angkat baling-baling dan lihat pengendapan partikel flok.
6. Setelah 15 menit pengendapan, catat bentuk flok pada dasar gelas dan catat temperatur contoh uji, Dengan menggunakan pipet atau siphon, keluarkan sejumlah cairan supernatan yang sesuai sebagai contoh uji untuk penentuan warna, kekeruhan, pH dan analisis lainnya.
7. Ulangi langkah 1 sampai 6 di atas sampai semua variabel penentu terevaluasi. Untuk mendapatkan hasil yang lebih teliti prosedur berpasangan 3 dan 3 jartest dianjurkan.

The Environmentalist. Beberapa literatur banyak kita menemukan istilah sedimentation tank, sedimentation basin, clarifier, settling tank, settling basin semua itu mempunyai satu pengertian yaitu sebagai pengendap partikel, baik yang tersuspensi maupun tidak. Dalam bahasa Indonesia sering disebut sebagai bak pengendap atau bak sedimentasi. Ada dua macam bentuk bak sedimentasi, yaitu melingkar (circular) dan segi empat (rectangular). Masing-masing bentuk ini mempunyai kelebihan masing-masing dan didtempatkan pada kondisi yang khusus, artinya seorang engineer haruslah mempunyai insting yang kuat, apakah bentuk melingkar atau segi empat yang harus dirancangnya. Salah satu pertimbangan dalam menentukan bentuk bak sedimentasi tersebut adalah adanya ketersedian lahan, dan ada tidaknya dana. Tangki sedimentasi melingkar jika ditinjau secara teknis dan operasional jauh lebih  menguntungkan tetapi memerlukan biaya yang tidak sedikit dalam merancangnya, karena banyaknya fasilitas yang berada di dalamnya. Lebih jelasnya perhatikan gambar sedimentasi di atas.

Tangki Sedimentasi Melingkar dan Karakteristiknya 

Di dalam tangki melingkar, aliran masuk menuju ke pusat tangki atau ke sebelah sisi  tangki. Jika diameter tangki kurang dari 30 ft (9.14 m), pipa inlet akan masuk melalui dinding dan mengarah ke bawah. Jika tangki lebih besar dari 30 ft ( 9.14 m), pipa masuk melalui bawah tangki dan debit air tegak lurus menuju  pusat baffle. Kedalaman clarifier melingkar dipertimbangkan pada kedalaman bagian samping tangki, dan dikenal dengan sebutan side water depth (swd). Kedalaman ini digunakan untuk menentukan waktu detensi dan volume tangki.

Outlet untuk tangki melingkar terdiri dari suatu weir di sekitar batas luar yang menyebarkan aliran menjadi seragam. Center-feed pada clarifier yang melingkar yang digunakan pada pengolahan air limbah mempunyai  penggaruk lumpur secara  mekanik (mechanical sludge rakes) yang terletak di bagian bawah dan penggaruk permukaan (surface skimming) yang terletak di bagian atas.

The Environmentalist. Banyak cara untuk mengolah air asin menjadi air tawar, proses ini kita kenal dengan sebutan desalinasi. Contoh proses desalinasi yang berkembang saat ini adalah dengan Teknologi Distilasi, Pembekuan, Pertukaran ion, Penguapan sinar matahari, dan Teknologi Membran.

Teknologi terakhir yang saya sebutkan (membran) adalah teknologi yang cukup banyak digunakan, contoh teknologi membran adalah electrodialisis dan reverse osmosis. Dari dua teknologi membran tersebut reverse osmosis yang paling sering dipakai saat ini. Reverse Osmosis adalah salah satu teknologi pengolahan air asin menjadi air tawar yang paling sering digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum pada daerah rawa seperti di Kalimantan dan Sumatera.

Pada tahun 1748, Ilmuwan Perancis  Abbe Nollett, menemukan peristiwa osmosis yang alami. Proses ini terjadi ketika aliran cairan melalui suatu membran semi-permeable ke larutan konsentrat yang kemudian airnya menjadi tawar. Lebih dari 200 tahun kemudian, peristiwa ini telah dikenali sebagai cara untuk mengolah air asin, air payau, atau air yang berwarna.

Cara Kerja Reverse Osmosis 

Daya penggerak di belakang reverse osmosis memberikan tekanan hidrostatik yang berbeda. Tanpa adanya pengaruh dari tekanan luar, air asin seperti yang terlihat pada gambar akan menerobos membran untuk menetralkan/menawarkan air yang mengandung  garam melalui  proses osmosis. Perbedaan pada permukaan air dalam kaitan dengan perpindahan ini disebut dengan osmotic pressure head, dan tekanan hidrostatik yang menyebabkan kenaikan pada permukaan air adalah osmotic pressure. Dalam beberapa kasus air laut yang  mempunyai kandungan garam tinggi, tekanan osmotis dapat menjadi sebesar  1000 psi.

The Enviromentalist. Dalam Pengolahan air limbah dan pengolahan air bersih/minum, sering kita menjumpai unit pengolahan yang bermacam-macam, namun kadangkala kita tidak mengetahui cara kerja alat tersebut.

Dari berbagai unit pengolahan air limbah atau air bersih, kita sering melihat rentetan unit pengolahan seperti koagulasi- flokulasi- sedimentasi dan filtrasi. Rentetan alat ini selalu beriringan dan tidak pernah kita jumpai urutan terbalik-balik, karena memang cara kerjanya begitu. Apabila ada koagulasi, selalu diikuti dengan flokulasi dan selajutnya sedimentasi dan filtrasi, seakan-akan rentetan pengolahan ini adalah satu paket.

Air yang mempunyai turbiditas (kekeruhan) tinggi sangat pas menggunakan rentetan pengolahan ini. Pasalnya pengolahan ini dapat mengedapkan partikel tersuspensi, sehingga hasil akhirnya menjadi sludge (lumpur), dan lumpur ini dapat digunakan untuk pupuk tanaman apabila lumpur tersebut bukan berasal dari limbah B3 (bahan beracun dan berbahaya), dan air yang keluar relatif lebih jernih (perhatikan pada gambar di atas).

Berdasarkan gambar di atas, maka kita dengan mudah mengamati proses atau cara kerja pengendapan partikel tersuspensi di dalam air limbah. Cara kerjanya adalah air yang setelah mengalami perlakukan koagulasi (pemberian koagulan seperti tawas atau PAC, dll), Pada koagulasi ini terjadi pengadukan cepat, pengadukan ini membantu bahan kimia seperti tawas menjadi homogen di dalam air, sehingga partikel tersuspensi akan membentuk gumpalan yang lebih besar. Setelah koagulasi diikuti dengan flokulasi, dalam flokulasi terjadi pengadukan lambat agar partikel yang telah membesar tadi tidak pecah menjadi partikel-partikel semula. Kemudian overflow ke bak sedimentasi, sesuai dengan namanya, pada bak ini partikel yang telah membesar tadi akan mengendap di dalam bak sedimentasi secara gravitasi. Apabila pada sedimentasi ini masih ada pertikel yang ngeyel (membandel) tidak mau mengendap, maka langkah selajutnya dapat dilakukan penyaringan dengan media tertentu tergantung dari karakteristik dari air limbah tersebut.

Mudah bukan…., begitulah cara kerja pengendapan partikel tersuspensi.

Dampak yang paling kita rasakan terjadinya pemanasan global adalah musim kemarau relatif lebih panjang sedangkan musim penghujan relatif lebih pendek, walaupun demikian sekali hujan sering menimbulkan banjir. Ini adalah salah satu ciri  pemanasan global.

Oleh karena musim kemarau relatif lebih panjang, sehingga imbuhan air hujan yang nantinya menjadi air tanah tentunya menjadi sangat berkurang, sementara penggunaan air tanah cenderung meningkat. Kondisi inilah awal mula terjadinya intrusi air asin tersebut.

Proses Terjadinya Intrusi Air Asin

Pada daerah yang berdekatan dengan pantai atau dekat dengan laut, maka terjadi pertemuan antara air laut dengan air tawar yang kita kenal dengan sebutan interface. Interface ini bisa menjorok ke arah laut dan juga bisa juga menjorok ke arah darat tergantung besar kecilnya imbuhan air hujan. Apabila imbuhan air hujan lebih sangat besar, maka interface akan menjorok ke arah laut, sedangkan imbuhan air hujan sedikit atau tidak ada sama sekali, maka interface akan menjotok ke arah darat. Perubahan di dalam tanah oleh imbuhan atau perubahan luar aliran dalam daerah air tawar, menyebabkan perubahan interface. Penurunan aliran air tawar yang masuk ke laut menyebabkan interface bergerak ke dalam tanah dan menghasilkan intrusi air asin ke dalam akuifer. Sebaliknya suatu peningkatan aliran air tawar mendorong interface ke arah laut. Laju gerakan interface dan respon tekanan akuifer tergantung kondisi batas dan sifat akuifer pada kedua sisi interface.

Akibat penggunaan air tanah yang berlebihan sementara imbuhan air hujan terbatas menyebabkan interface menjadi naik ke atas. Keadaan ini kita kenal dengan sebutan up conning (lihat gambar di atas). Sehingga air yang dikonsumsi menjadi asin akibat pengaruh air laut.

Tidak semua air yang rasanya asin menunjukkan terjadinya intrusi. Bisa jadi itu hanya air yang terjebak dalam batuan (water connate /air fosil). Air ini terjebak di dalam batuan puluhan tahun lamanya, sehingga airnya menjadi asin. Air yang diambil dengan cara jetting, maka akan menyebabkan air yang berada di dalam aquitard dapat tersedot, termasuk air fosilpun ikut tersedot. Dengan demikian air asin yang terjadi bukanlah akibat intrusi. Konon di Jakarta juga begitu, menurut hasil penelitian yang dilakukan oleh Smith yang berasal dari Jerman, bahwa air asin yang berada di sumur-sumur penduduk di Jakarta bukanlah hasil dari intrusi, tetapi akibat adanya air fosil. Wallahu a’lam