MAKALAH PAB
PENJERNIHAN
AIR
DENGAN
METODE AERASI
DISUSUN OLEH:
JULMIATY
K201102152
CLASS EPIDEMIOLOGY
PROGRAM
STUDI S1 KESEHATAN MASYARKAT STIKES MANDALA WALUYA KENDARI
KATA PENGANTAR
Puji syukur
kami ucapkan kehadirat Allah yang telah melimpahkan taufik dan hidayah-Nya
sehingga kami dapat menyusun Makalah ini dengan judul “Penjernihan Air
Dengan Tehnik Aerasi”.
Sholawat dan Salam semoga tercurahkan keharibaan junjungan alam yakni Nabi
Muhammad saw yang telah membawa ajaran yang benar semoga kita diberi syafa'at
di yaumil akhir nanti.
Penyusun berusaha semaksimal mungkin agar penyajian Makalah ini dapat
bermanfaat untuk memberi pengetahuan tentang pembuatan alat penjernih air agar
kita selalu bisa mendapatkan air yang bersih.
Di dalam Makalah ini masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, segala kritik
dan saran yang bersifat perbaikan dari Dosen pembimbing akan kami terima dengan
senang hati.
Mudah-mudahan, Makalah ini dapat bermanfaat untuk mendapatkan air bersih dalam
kehidupan kita sehari-hari.
Kendari,15 April 2013
Penyusun
BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk
kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain.
Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik
(330 juta mil³) tersedia di bumi. Air sebagian besar terdapat di laut (air
asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan
tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap
air, dan lautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu
siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan
tanah (runoff, meliputi mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih
penting bagi kehidupan manusia. Di banyak tempat di dunia terjadi kekurangan
persediaan air. Selain di bumi, sejumlah besar air juga diperkirakan terdapat
pada kutub utara dan selatan planet Mars, serta pada bulan-bulan Europa dan
Enceladus. Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air). Air
merupakan satu-satunya zat yang secara alami terdapat di permukaan bumi dalam
ketiga wujudnya tersebut Pengelolaan sumber daya air yang kurang baik dapat
menyebakan kekurangan air, monopolisasi serta privatisasi dan bahkan menyulut
konflik. Indonesia telah memiliki undang-undang yang mengatur sumber daya air
sejak tahun 2004, yakni Undang Undang nomor 7 tahun 2004 tentang Sumber Daya
Air.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang di atas maka timbul
rumusan masalah sebagai berikut
Berdasarkan latar belakang di atas maka timbul
rumusan masalah sebagai berikut
- Bagaimana standar kualitas air murni?
- Bagaimana proses pengolahan air bersih?
- Bagaimana proses penjernihan air dengan teknik aerasi?
1.3 TUJUAN PENULISAN
Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah :
- Untuk mengetahui standar kualitas air murni
- Untuk mengetahui proses pengolahan air bersih
- Untuk mengetahui teknik-teknik yang digunakan dalam proses penjernihan air
- Untuk mengetahui cara/proses penjernihan air dengan tehnik aerasi.
BAB II
PEMBAHASAN
- 2.1
STANDAR KUALITAS AIR
MURNI
Dalam pengolahan air limbah industri dikenal 3 parameter utama yaitu: (1)
Oksigen terlarut (OT) atau Dissolved Oxygen (DO), (2) Kebutuhan Oksigen
Biologis (KOB) atau Biologycal Oxygen Demand (BOD) dan (3) Kebutuhan Oksigen
Kimia (KOK) atau Chemical Oxygen Demand (COD).
1. Oksigen terlarut (OT) atau Dissolved Oxygen (DO)
Oksigen merupakan parameter yang sangat penting dalam air.Sebagian besar
makhluk hidup dalam air membutuhkan oksigen untuk mempertahankan hidupnya, baik
tanaman maupun hewan air, bergantung kepada oksigen yang terlarut. Ikan
merupakan makhluk air dengan kebutuhan oksigen tertinggi, kemudian
invertebrata, dan yang terkecil kebutuhan oksigennya adalah bakteri.
Keseimbangan oksigen terlarut (OT) dalam air secara alamiah terjadi secara
bekesinambungan. Mikoorganisme sebagai makhluk terkecil dalam air , untuk
pertumbuhannya membutuhkan sumber energi yaitu unsur karbon (C) yang dapat
diperoleh dari bahan organik yang berasal dari tanaman, ganggang yang mati,
maupun oksigen dari udara.
Bahan organik tersebut oleh mikroorganisme akan duraikan menadi karbon
dioksida (CO2) dan air (H2O). CO2 selanjutnya dimanfaatkan oleh tanaman dalam
air untuk proses fotosintesis membentuk oksigen, dan seterusnya.
Oksigen yang dimanfaatkan untuk proses penguraian bahan organik tersebut
akan diganti oleh oksigen yang masuk dari udara maupun dari sumber lainnya
secepat habisnya oksigen terlarut yang digunakan oleh bakteri atau dengan kata
lain oksigen yang diambil oleh biota air selalu setimbang dengan oksigen yang
masuk dari udara maupun dari hasil fotosintesa tanaman air.
Apabila pada suatu saat bahan organik dalam air menjadi berlebih sebagai
akibat masuknya limbah aktivitas manusia (seperti limbah organik dari
industri), yang berarti suplai karbon (C) melimpah, menyebabkan kecepatan
pertumbuhan mikroorganisme akan berlipat ganda, yang berati juga meningkatnya
kebutuhan oksigen, sementara suplai oksigen dari udara jumlahnya tetap. Pada
kondisi seperti ini, kesetimbangan antara oksigen yang masuk ke air dengan yang
dimanfaatkan oleh biota air tidak setimbang, akibatnya terjadi defisit oksigen
terlarut dalam air .
Bila penurunan oksigen terlarut tetap berlanjut hingga nol, biota air yang
membutuhkan oksigen (aerobik) akan mati, dan digantikan dengan tumbuhnya
mikroba yang tidak membutuhkan oksigen atau mikroba anerobik. Sama halnya
dengan mikroba aerobik, mikroba anaerobik juga akan memanfatkan karbon dari
bahan organik. Dari respirasi anaerobik ini terbentuk gas metana (CH4)
disamping terbentuk gas asam sulfida (H2S) yang berbau busuk.
2. BOD dan COD
Untuk menentukan tingkat penurunan kualitas air dapat dilihat dari
penurunan kadar oksigen terlatut (OT) sebagai akibat masuknya bahan organik
dari luar, umumnya digunakan uji BOD dan atau COD.
Biological Oxygen Demand (BOD) atau kebutuhan oksigen biologis (KOB)
menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh mikroorganisme hidup
untuk memecah atau mengoksidasi bahan organik dalam air.
Oleh karena itu, nilai BOD bukanlah merupakan nilai yang menujukkan jumlah
atau kadar bahan organik dalam air, tetapi mengukur secara relative jumlah
oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk mengoksidasi atau menguraikan
bahan-bahan organik tersebut. BOD tinggi menunjukkan bahwa jumlah oksigen yang
dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk mengoksidasi bahan organik dalam air
tersebut tinggi, berarti dalam air sudah terjadi defisit oksigen. Banyaknya
mikroorganisme yang tumbuh dalam air disebabkan banyaknya makanan yang tersedia
(bahan organik), oleh karena itu secara tidak langsung BOD selalu dikaitkan
dengan kadar bahan organik dalam air.
BOD5 merupakan penentuan kadar BOD baku yaitu pengukuran jumlah oksigen yang dihabiskan dalam waktu lima hari oleh mikroorganisme pengurai secara aerobic dalam suatu volume air pada suhu 20 derajat Celcius.
BOD5 merupakan penentuan kadar BOD baku yaitu pengukuran jumlah oksigen yang dihabiskan dalam waktu lima hari oleh mikroorganisme pengurai secara aerobic dalam suatu volume air pada suhu 20 derajat Celcius.
BOD5 500mg/liter (atau ppm) berarti 500 mgram oksigen akan dihabiskan oleh
mikroorganisme dalam satu liter contoh air selama waktu lima hari pada suhu 20
derajat Celcius.Beberapa dasar yang sering digunakan untuk menentukan kualitas
air dilihat dari kadar BOD adalah: Erat kaitannya dengan BOD adalah COD. Dalam
bahan buangan, tidak semua bahan kimia organik dapat diuraikan oleh
mikroorganisme secara cepat.
Bahan organik dalam air bersifat:
a)
Bahan organikz yang tidak mengalami biodegradasi
Uji COD ini meliputi semua bahan organik di atas, baik yang dapat diuraikan
oleh mikroorganisme maupun yang tidak dapat diuraikan. Oleh karena itu hasil
uji COD akan lebih tinggi dari hasil uji BOD. Dari segi kualitas air minum
harus memenuhi :
Ø Syarat fisik seperti :- Tidak boleh berwarna, berasa dan berbau
- Suhu air hendaknya pada suhu sejuk kurang dari 25oC
- Harus jernih
- Ø Syarat kimia : air minum tidak boleh mengandung racun, zat-zat mineral atau
zat- zat kimia tertentu dalam jumlah yang melampaui batas yang telah
ditentukan.
- 2.2
PENGOLAHAN AIR BERSIH
- Pengolahan air bersih didasarkan pada sifat-sifat koloid, yaitu koagulasi
dan adsorbs. Air sungai atau air sumur yang keruh mengandung lumpur koloidal
dan kemungkinan juga mengandung zat-zat warna, zat pencemar seperti limbah
detergen dan pestisida. Bahan-bahan yang diperlukan untuk pengolahan air adalah
tawas (aluminium sulfat), pasir, korin atau kaporit, kapur tahar, dan karbon
aktif. Tawas berguna untuk menggumpalkan lumpur koloidal, sehingga lebih mudah
disaring. Tawas juga membentuk koloidal Al(OH)3 yang dapat mengadsorpsi zat-zat
warna atau zat-zat pencemar seperti detergen dan pestisida.
- Proses penampungan air dalam bak penampungan air yang bertujuan sebagai
tolak ukur dari debit air bersih yang dibutuhkan. Ukuran bak penampungan
disesuaikan dengan kebutuhan (debit air) yang mana ukuran bak 2 kali dari
kebutuhan.
- Proses oksidasi atau penambahan oksigen ke dalam air agar kadar-kadar logam
berat serta zat kimiawi lainnya yang terkandung dalam air mudah terurai.
- Proses pengendapan atau koagulasi, proses ini bisa dilakukan dengan
menggunakan bahan koagulan (hipoklorit/ PAC) dengan rumus kimia juga. Proses
ini bisa dilakukan dengan menggunakan teknik lamella plate.
- Proses filtrasi (karbon aktif), proses ini bertujuan untuk menghilangkan
kotoran-kotoran yang masih terkandung dalam air dan bertujuan untuk
meningkatkan kualitas air agar air yang dihasilakan tidak mengandung bakteri
(steril) dan rasa serta aroma air.
- Proses terakhir adalah proses pembunuhan bakteri, virus, jamur, makroba dan
bakteri lainnya yang bertujuan mengurangi pathogen yang ada, proses ini
menggunakan proses klorinator atau sterilisasi dengan menggunakan kaporit.
- 2.3
PENJERNIHAN AIR DENGAN
SISTEM AERASI
§ Tujuan Penjernihan Air
Proses Penjernihan air bertujuan untuk menghilangkan zat pengotor atau
untuk memperoleh air yang kualitasnya memenuhi standar persyaratan kualitas air
seperti :
- Menghilangkan gas-gas terlarut
- Menghilangkan rasa yang tidak enak
- Membasmi bakteri patogen yang sangat berbahaya
- Mengelolah agar air dapat digunakan untuk rumah tangga dan industri
- Memperkecil sifat air yang menyebabkan terjadinya endapan dan korosif pada
pipa atau saluran air lainnya.
Aerasi merupakan proses penjernihan dengan cara mengisikan oksigen ke dalam
air. Dengan diisikannya oksigen ke dalam air maka zat-zat seperti karbon
dioksida serta hidrogen sulfida dan metana yang mempengaruhi rasa dan bau dari
air dapat dikurangi atau dihilangkan. Selain itu partikel mineral yang terlarut
dalam air seperti besi dan mangan akan teroksidasi dan secara cepat akan
membentuk lapisan endapan yang nantinya dapat dihilangkan melalui proses
sedimentasi tau filtrasi.
Aerasi
merupakan proses pengolahan air dengan cara mengontakkan ke udara. Pada
prinsipnya dapat dibedakan menjadi proses absorpsi (penyerapan gas) dan
desorbsi (pelepasan gas). Sedangkan fungsi dari aerasi adalah:
-
Penambahan julah oksigen
-
Penurunan jumlah karbon dioksida
-
Menghilangkan hidrogen sulfida
(Hws), metana (CH4), dan berbagai senyawa organik yang bersifat volatile
(menguap) yang berkaitan dengan rasa dan bau.
·
Proses ini telah digunakan secara
luas untuk pengolahan air yang mempunyai kandungan jumlah besi dan mangan
terlalu tinggi (mengurangi kandungan konsentrasi zat terlarut). Zat-zat
tersebut memberikan rasa pahit pada air, menghitamkan pemasakan beras, dan
memberikan noda hitam kecoklat-coklatan pada pakaian yang dicuci.
- 2.4
Proses Aerasi
Oksigen yang
ada di udara, melalui proses aerasi akan bereaksi dengan senyawa ferrous dan manganous terlarut merubahnya
menjadi ferri(FE) dan manganic oxide hydrates yang tidak bisa larut. Selain itu
dilanjutkan dengan pengendapan (sedimentasi dan penyaringan (filtrasi). Oksigen
terhadap senyawa besi dan mangan di dalam air tidak selalu terjadi dalam waktu
cepat. Bila air mengandung zat organik, pembentukan endapan besi dan mangan
melalui aerasi terlihat sangat tidak efektif.
Pada
pengolahan air minum, kebanyakan dilakukan dengan menyebarkan air agar kontak dengan udara di
atas lempengan tipis atau melaui tetesan-tetesan air yang kecil (waterfall aerators? Aerator air terjun)
atau debgan mencampur air dengan gelembung-gelembung udara(bubble aerator).
Dengan kedua cara tersebut, oksigen pada air dapat dinaikkan sampai 60-80%
(dari jumlah oksigen tertinggi,yakni air yang mengandubg oksigen sampai jenuh.
Pada aeraor air terjun, dapat cukup besar menghilangkan gas-gas yang terdapat
dalam air dan cukup berarti menurunkan karbon dioksida, tetapi tidak memadai
bila air yang diolah sangat korosif. Pengolahan selanjutnya seperti pembubuhan
kapur atau dengan saringan marmer atau dolomite yang dibakar.
- AERASI DAN OKSIGENASI
Proses
aerasi merupakan peristiwa terlarutnya oksigen di dalam air. Efektifitas dari
aerasi tergantung dari seberapa luas dari permukaan air yang bersinggungan
langsung dengan udara. Fungsi utama aerasi adalah melarutkan oksigen ke dalam
air untuk meningkatkan kadar oksigen terlarut dalam air dan melepaskan
kandunngan gas-gas yang terlarut dalam air, serta membantu pengadukan air.
Aerasi dapat dipergunakan untuk menghilangkan kandungan gas terlarut, oksidasi
besi dan mangan dalam air, mereduksi ammonia dalam air melalui proses
nitrifikasi.
Oksigenasi merupakan
proses penambahan oksigen ke dalam perairan contohnya pada proses aerasi.
Sumber utama dalam peraairan adalah hasil difusi langsung dari udara yang
terbawa oleh air hujan maupun air masuk dan hasil dari fotosintesis
fitoplankton atau tanaman hijau. Daya larut oksigen juga dipengaruhi oleh suhu
dan salinitas air. Pada aplikasinya dilapangan aerasi dan oksigenasi dapat
dilihat pada earasi tambak pada kincir air.
Upaya untuk
memberikan suplai oksigen secara terus menerus hingga memenihi kolom perairan
tambak dapat digunakan alat kincir, namun pemakaian yang lebih baik harus
memperhatikan flutuasi harian oksigen terlarut dalam tambak dan kondisi ikan
atau udang pemeliharaan. Semakin banyak atau besar ukuran udang atau ikan
peliharaan semakin besar pula kebutuhan oksigen. Aerasi dan oksigenasi banyak
digunakan pada tambak-tambak atau kolam-kolam ikan dan udang untuk keperluan
pemambahan oksigen. Selain untuk menyalurkan oksigen secara merata di perairan
kolam atau tambak proses aerasi dan oksigenasi juga dapat meratakan suhu di
perairan tersebut. Proses aerasi dan oksigenasi pada tambak sangat diperlukan
untuk menjaga kelangsungan hidup udang.
·
AERASI DAN AGITASI
Oksigen
dalam fermentasi aerob dapat dipandang sebagai zat nutrisi yang penting seperti
halnya zat-zat nutrisi yang lain. Zat-zat nutrisi lain seperti glukosa dapat
dengan mudah dilarutkan sampai kadar yang cukup besar (misal : 10.000 mg/l);
tetapi oksigen mempunyai kelarutan yang sangat kecil (kurang dari 10 mg/l)
sehingga populasi oksigen yang kontinyu (aerasi) sangat diperlukan untuk
mencukupi kebutuhan oksigen bagi mikrobia.
Proses
aerasi tidak terlepas dari proses pengadukan (agitasi). Hembusan udara dari
suatu kompresor ke dalam suatu larutan medium selain memberikan aerasi juga
pengadukan. Pengadukan ini kadang-kadang ditambah dengan pengadukan mekanik
untuk meningkatkan kecepatan pemindahan oksigen dari fase gas ke sel mikrobia.
Dengan demikian aerasi dan agitasi tersebut selain untuk memenuhi kebutuhan
oksigen juga untuk menjaga mikrobia tetap tersuspensi dan larutan medium tetap
homogen.
Aerasi dan
agitasi dalam skala laboratorium biasanya dilaksanakan dengan
menggoyang-goyangkan labu berisi larutan (shaken flask culture). Dalam
skala lebih besar, aerasi diberikan dengan cara menghembuskan udara bertekanan
ke dalam cairan medium dan kadang-kadang dilaksanakan pengadukan mekanik.
Aerasi dan agitasi dalam skala laboratorium mudah dilaksanakan, akan tetapi
untuk skala industri perlu mendapat perhatian. Hal ini dikarenakan aerasi dan
agitasi banyak menyerap biaya operasi.
Dalam uraian
ini akan diberikan beberapa hal yang berkaitan dengan :
- Kebutuhan
oksigen dalam proses fermentasi (aerob)
- Kuantifikasi
transfer oksigen
- Faktor-faktor
yang mempengaruhi kecepatan transfer oksigen ke dalam larutan medium atau
hubungan-hubungan antara koefisien transfer oksigen dan variabel-variabel
operasional pada fermentor.
·
PENGARUH TINGKAT AGITASI
Tingkat
agitasi mempunyai pengaruh yang nyata terhadap efisiensi transfer oksigen di
dalam fermentasi dengan pengadukan mekanik. Agitasi sangat membantu proses
transfer oksigen di dalam fermentor dengan cara sebagai berikut:
§ Agitasi
menyebabkan ukuran gelembung udara menjadi lebih kecil sehingga luas permukaan
untuk terjadinya transfer oksigen menjadi lebih besar.
§ Agitasi
menyebabkan waktu tinggal gelembung udara di medium menjadi lebih lama.
§ Agitasi
mencegah bergabungnya kembali gelembung-gelembung udara yang sudah ada.
§ Agitasi
memperkecil tebal lapisan film pada permukaan antar fase gas dan cairan karena
sifat alir fluida yang menjadi tubulen.
Tingkat agitasi dapat diukur
berdasarkan tenaga yang dikonsumsi oleh motor yang menggerakkannya. Beberapa
upaya telah dilakukan untuk mencari hubungan-hubungan antara konsumsi tenaga
yang diperlukan dengan KLa, sehingga dengan hubungan-hubungan yang
diperoleh tersebut dapat digunakan untuk memperkirakan tenaga yang dibutuhkan
dalam desain dan scale-up. Problem utama yang dijumpai adalah langkanya
informasi.
BAB III
PENUTUP
PENUTUP
- 3.1
Kesimpulan:
Aerasi
adalah pemambahan oksigen ke dalam air sehingga oksigen terlarut di dalam air
semakin tinggi. Pada prinsipnya aersi itu mencampurkan air dengan udara atau
bahan lain sehingga air yang beroksigen rendah kontak dengan oksigen atau
udara. Aerasi merupakan proses pengolahan dimana air dibuat mengalami kontak
erat dengan udara dengan tujuan meningkatkan kandungan oksigen dalam air
tersebut. Dengan meningkatnya oksigen zat-zat mudah menguap seperti hiddrogen
sulfide dan metana yang mempengaruhi rasa dan bau dapat dihilangkan. Kandungan
karbondioksida dalam air akan berkurang. Mineral yang larut seprti besi dan
mangan akan teroksidasi mementuk endapan yang dapat dihilangkan dengan
sedimentasi dan filtrasi.
- 3.2 Saran
DAFTAR
PUSTAKA
