Pengolahan Air

Macam Macam Pengolahan Air 

Pengolahan Air

1.     Penukar ion (Ion-Exchange)

Penukar ion biasanya digunakan untuk pemurnian air yaitu untuk memperoleh air demineral (deionized-water) dan softened water. Untuk neralisasi dapat dilakukan dengan menggunakan penukar kation dan anion. Setiap penukar ion dapat disusun pada kolom yang berlainan maupun pada kolom yang sama. Penukar ion pada umumnya menggunakan bentuk H⁺ untuk penukar kation dan bentuk OH^- untuk penukar anion. Ion H⁺ akan menggantikan kation dalam air dan ion OH^- akan menggantikan anion dalam air. Softener digunakan untuk menghilangkan ion kalsium dan magnesium, dan menggantinya dengan ion natrium. Proses ini banyak digunakan untuk mereduksi kesadahan air sebelum dipakai didestilasi atau diosmosis balik (reverse osmosis)

2.     Destilasi

Distilasi merupakan salah satu cara untuk memproduksi water for injection. Pada prinsipnya pemanasan air sampai mendidih dan uap airnya kemudian dilewatkan melalui kondensor bertemperatur rendah sehingga uap terkondensasi, lalu dikumpulkan dan disimpan. Kelemahannya beberapa kontaminan atau residu dapat terbawa kondensat.

Untuk mengurangi residu atau kontaminan dan gangguan lain, diperlukan batas kandungan berbagai zat dalam air yang digunakan antara lain :

1.     Magnesium, kalsium dan karbonat. Pada saat evaporasi ion ini dapat mengendap bersama anion karbonat membentuk kerak hard scale. Pembentukan kerak pada tabung evaporator tentu dapat mengurangi transfer panas dan kapasitas.

2.     Klorid, klorin bebas dan silika klorid dan klorin bebas pada stainless steel dapat menyebabkan stress corrosion cracking, terutama pada daerah sambungan. Ini dapat terjadi pada konsentrasi relatif rendah.

3.   Reverse osmosis (RO)

Pengolahan air menggunakan membran reverse osmosis sering digunakan karena membran ini mampu memisahkan berbagai ion, partikel, garam terlarut, substansi organik, subtansi koloid dan bakteri dari molekul air, sehingga diperoleh air berkualitas tingi.

Osmosis merupakan proses dua larutan yang dipisahkan membran semi permeabel, di mana air akan bergerak melalui membran dari larutan konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi dalam usaha menyamakan konsentrasi di kedua sisi membran. Dengan menggunakan tekanan, proses osmosis akan berbalik, air melalui membran akan bergerak meninggalkan larutan pekat. Pada saat air merembes melalui membran, kotoran harus dibuang secara terus menerus untuk mencegah pengotoran membran. Membran yang digunakan untuk reverse osmosis biasanya merupakan polimer komplek. Polimer yang paling lazim digunakan yaitu Cellulose Acetate Triacetate (CA), polyamide (PA), Thin film composite (TEC) dan Sulfon composite.

Reverse Osmosis

4. Pengolahan Air Minum Cara Ozonisasi

Ozon pertama kali ditemukan oleh C F Schonbein pada tahun 1840. Penamaan ozon diambil dari bahasa yunani OZEIN yang berarti smell atau bau. Ozon dikenal sebagai gas yang tidak memiliki warna. Soret pada tahun 1867 mengumunkan bahwa ozon adalah sebuah molekul gas yang terdiri tiga buah atom oksigen.

Secara alamiah ozon dapat terbentuk melalui radiasi sinar ultraviolet pancaran sinar Matahari. Chapman menjelaskan pembentukan ozon secara alamiah pada tahun 1930. Di mana ia menjelaskan bahwa sinar ultraviolet dari pancaran sinar matahari mampu menguraikan gas oksigen di udara bebas.

Molekul oksigen tadi terurai menjadi dua buah atom oksigen, proses ini kemudian dikenal dengan nama fotolisis. Lalu atom oksigen tadi secara alamiah bertumbukan dengan molekul gas oksigen yang ada disekitarnya, lalu terbentuklah ozon. Ozon yang terdapat pada lapisan stratosfer yang kita kenal dengan nama ozone layer (lapisan ozon) adalah ozon yang terjadi dari hasil proses alamiah fotolisis ini.

Proses semacam ini terjadi pula pada smog (kabut) yang banyak kita dapati di kota-kota besar yang sarat dengan polusi udara. Gas NOx dan hidrokarbon dari asap buangan kendaraan bermotor dan berbagai kegiatan industri, merupakan sumber pembawa terbentuknya ozon.

Selain proses alamiah, ozon juga dapat dibuat dengan mempergunakan peralatan antara lain dengan metode electrical discharge dan sinar radioaktif. Pembuatan ozon dengan

electrical discharge pertama kali dilakukan oleh Siemens pada tahun 1857 dengan mempergunakan metode dielectric barrier discharge.

Pembentukan ozon dengan electrical discharge ini secara prinsip sangat mudah. Prinsip ini dijelaskan oleh Devins pada tahun 1956. Ia menjelaskan bahwa tumbukan dari electron yang dihasilkan oleh electrical discharge dengan molekul oksigen menghasilkan dua buah atom oksigen.

Selanjutnya atom oksigen ini secara alamiah bertumbukan kembali dengan molekul oksigen di sekitarnya, lalu terbentuklah ozon. Dewasa ini, metode electrical discharge merupakan metode yang paling banyak dipergunakan dalam pembuatan ozon diberbagai kegiatan industri.

Tahapan proses pengolahan terdiri dari beberapa tahap yaitu:

1.  Netralisasi dengan pemberian kapur

2.  Aerasi dengan pemompaan udara.

3.  Koagulasi dengan pemberian tawas

4.  Pengendapan

5.  Penyaningan

6.  Ozonisasi

1. Netralisasi 

Yang dimaksud dengan netralisasi adalah mengatur keasaman air agar menjadi netral (pH 7-8). Untuk air yang bersifat asam diberi kapur. Fungsi kapur disamping untuk menetralkan air baku yang bersifat asam juga untuk membantu efektifitas proses selanjutnya.

2. Aerasi

Yang dimaksud dengan aerasi yaitu mengontakkan udara dengan air baku agar kandungan zat besi dan mangan yang ada dalam air baku bereaksi dengan oksigen yang ada dalam udara membentuk senyawa besi dan senyawa mangan yang dapat diendapkan. Disamping itu proses aerasi juga berfungsi untuk menghilangkan gas-gas beracun yang tak diinginkan misalnya gas H₂S, CH₄, CO₂ dan gas-gas racun lainnya.

3. Koagulasi

Koagulasi adalah proses penambahan bahan kimia ke dalam air agar kotoran dalam air yang berupa padatan tersuspensi rnisalnya zat warna organik, lumpur halus, bakteri dan lain-lain dapat menggumpal dan cepat rnengendap. Pada proses koagulasi ini digunakan tawas. Cara penambahan tawas dapat dilakukan sebagai berikut yaitu sejumlah tawas dilarutkan dalam air kemudian dirnasukkan ke dalam air baku lalu diaduk dengan cepat hingga merata selama kurang lebih 2 rnenit. Setelah itu kecepatan pengadukkan dikurangi sedemikian rupa sehingga terbentuk gurnpalan-gunipalan kotoran akibat bergabungnya kotoran tersuspensi yang ada dalam air baku. Setelah itu dibiarkan beberapa saat sehingga gumpalan kotoran atau disebut flok tumbuh menjadi besar dan berat dan cepat mengendap.

4.   Pengendapan

Setelah proses koagulasi air tersebut didiamkan sampai gumpalan kotoran yang terjadi mengendap semua (+45-60 menit). Setelah kotoran mengendap air akan tarnpak lebih jernih. Endapan yang terkumpul di dasar tangki dapat dibersihkan dengan membuka kran penguras yang terdapat di bawah tangki.

5.   Penyaringan

Pada proses pengendapan, tidak semua gumpalan kotoran dapat diendapkan secara sempurna. Gumpalan kotoran dengan ukuran yang besar dan berat akan mengendap, sedangkan gumpalan berukuran kecil dan ringan masih melayang-layang dalam air. Untuk mendapatkan air yang betul-betul jernih harus dilakukan proses penyaringan. Penyaringan dilakukan dengan mengalirkan air yang kotorannya telah diendapkan ke bak penyaring yang berisikan saringan pasir.

6. Ozonisasi

Tahap terakhir adalah proses ozonisasi. Air hasil penyaringan yang telah cukup jernih diozonisasi untuk menghilangkan bakteri-bakteri patogen dan senyawa-senyawa organik sehingga air hasil pengolahan dapat langsung dikonsumsi.

Keunggulan dan Kelemahan

Kegunaan dalam teknologi ozonisasi adalah dapat menghilangkan polutan mikroorganisme dan polutan zat organik sekaligus karena hal ini tidak terlepas dari sifat ozon yang dikenal memiliki sifat radikal (mudah bereaksi dengan senyawa disekitarnya) serta memiliki potential oksidasi 2.07 V. Ozon dengan kemampuan oksidasinya dapat membunuh berbagai macam microorganisma seperti bakteri Escherichia coli, Salmonella enteriditis, serta berbagai bakteri pathogen lainnya. Selain itu, ozon juga dapat menguraikan berbagai macam senyawa organik beracun yang terkandung dalam air, seperti benzen, atrazin, dioxin dan berbagai zat pewarna organik. Keunggulan lainnya penggunaan ozon adalah pipa, peralatan, dan kemasan akan ikut disanitasi sehingga produk yang dihasilkan akan lebih terjamin selama tidak ada kebocoran di kemasan. Ozon merupakan bahan sanitasi air yang efektif disamping sangat aman. 

Namun metode ozonisasi memiliki kelemahan diantaranya ozon dapat meracuni manusia bahkan bisa sampai membawa pada kematian apabila terhirup dengan konsentrasi 50 ppm selama kurang lebih 1 jam. Batas kadar konsentrasi penggunaan gas ozon dalam berbagai kegiatan industri adalah 0.1 ppm, sedangkan kadar ozon dalam air hingga 0.05 ppm tidak membahayakan tubuh manusia. Ozon, species aktif yang mempunyai sifat radikal ini, memerlukan perhatian khusus dalam penyimpanannya. Kadar 100 persen ozon pada suhu kamar mudah sekali meledak. Ozon akan aman disimpan pada suhu di bawah -183⁰C dengan kadar ozon dalam campuran ozon dan oksigen dibawah 30 persen. Sekarang ozon kebanyakan disimpan dalam bentuk ozonized-water atau ozonized ice.