Apa Saja Metode Water Treatment Untuk Industri, Komersial dan Perumahan?

Tujuan dari WTP water treatment selain di atas adalah bagaimana menyelesaikan permasalahan air, baik yang mengandung kontaminasi maupun asal sumber airnya.  Banyak daerah mempunyai sumber air baku bermasalah, misalnya di daerah yang berdekatan dengan laut.  Namun sejatinya masih baik untuk di olah menjadi air bersih.

Disamping adanya latar belakang masalah air dan air baku, ada latar belakang lainnya yaitu kesulitan menjangkau penyediaan air bersih.  Di daerah kepulauan tentunya sangat susah menyediakan fasilitas air bersih atau municipal water untuk publik.  Sehingga perlunya metode – metode water treatments agar tersedia air bersih.

Di Indonesia sendiri pemerintah pusat dan daerah berlomba – lomba menyediakan fasilitas air bersih dan air minum.  Ada istilah pembangunan SPAM yaitu Sistem Penyediaan Air Minum yang biasanya dibangun oleh PUPR atau Pemda.  SPAM ini kemungkinan besar menggunakan proses water treatment.

Nilai investasi SPAM ini juga bervariasi, mulai 1 milyar hingga puluhan milyar.  Apalagi daerah yang membutuhkan pemipaan yang panjangnya berkilo-kilo meter.

Populasi akan bertambah secara linear, maka tidak saja unsur makanan yang terus meningkat.  Namun kebutuhan akan air bersih dan air minum juga sama linearnya.  Untuk itu maka akan semakin besar dan semakin banyak membutuhkan perlengkapan WTP water treatment dalam menyediakan air bersih dan air minum.

Di dunia industri, semakin canggih dan semakin efisien sehingga membutuhkan air proses dengan kualitas yang lebih spesifik.  Untuk itu sistem water treatment harus terus berkembang.  Disamping berkembang teknologinya, juga terhadap unsur ekonominya yaitu Capex dan Opex.

Hal lainnya adalah banyaknya industri yang menghasilkan limbah domestik dan industri dalam produksinya.  Untuk itu, agar air limbah tersebut tidak berbahaya maka harus mengolahnya dengan metode dan perlengkapan water treatment yang memadai.  Sehingga nantinya tidak membahayakan ekosistem dan air baku yang di konsumsi manusia.

Kualitas air yang keluar dari keran pipa sering terganggu oleh kontaminan seperti bakteri, logam berat, dan bahan kimia.   Di sinilah fungsi water treatment sesungguhnya agar masalah tersebut bisa terpecahkan.

Selain adanya masalah air, fungsi water treatment lainnya adalah agar mencapai tujuan kualitas air tertentu.  Pada sektor farmasi, mempunyai tujuan mengolah air agar murni.  Juga membutuhkan air yang benar – benar bebas virus seperti virogen

Adapun fungsi water treatment yang paling sering adalah sebagai berikut :

1. Adanya kontaminasi : Kontaminasi dapat terjadi ketika polutan dan kotoran tidak dihilangkan dengan benar dari air.
2. Korosi: Korosi dapat terjadi ketika pH air terlalu rendah atau terlalu tinggi, menyebabkan kerusakan pada pipa dan peralatan lainnya.
3. Air Berkapur : air ini sering muncul pada air tanah, walaupun terlihat airnya jernih.

Mampat :  mampat akan terjadi ketika mikroorganisme dan kotoran lainnya menumpuk pada filter dan peralatan lainnya, mengurangi efisiensi dan menyebabkan kerusakan.

Water treatment untuk rumah tinggal umumnya seputar penggunaan air bersih.  Misalnya air berkaporit, berwarna merah, mengandung kapur, berbau dan lainnya.  Selain dari sisi masalah di atas, sering rumah tinggal juga membutuhkan mesin untuk membuat air minum.

Masalah klasik yang umum pada rumah tinggal adalah air berwarna dan berbau.  Pada perumahan baru sering sekali mendapatkan masalah seperti ini.  Misalnya dari tanah sawah kemudian berubah menjadi pemukiman.  Pemasangan WTP water treatment seperti filter manganese greensand dan activated carbon akan membantu.

Namun perumahan yang sudah mempunyai fasilitas PAM, umumnya hanya bermasalah terhadap Kaporit saja.  Sehingga pemasangan water treatment filter dengan Filter Activated Carbon saja sudah cukup mengatasinya.

Agar air di rumah tinggal memenuhi standar air minum sebaiknya melakukan tes di laboratorium.  Sehingga memenuhi Standar Air Bersih sesuai Permenkes Air Bersih Dan Air Minum.

Saat ini banyak rumah tangga yang menggunakan mesin water treatment pengolahan air minum secara mandiri, sehingga tidak lagi membeli air kemasan.

Penggunaan teknologi WTP water treatment untuk industri mempunyai variasi yang sangat luas.  Tidak saja fungsi terhadap pemanfaatan hasilnya, tetapi juga menyangkut operasionalnya.  Dalam hal operasional umumnya menyangkut otomatisasi sistem, sehingga sedikit membutuhkan operator.

Dalam dunia industri air water treatment bisa berfungsi utama sebagai air produksi atau air proses.  Air produksi adalah air yang secara langsung menjadi bagian usaha industri, misalnya di bidang pharmacy yang menggunakan air pada produknya.  Atau juga air bagian dari pengolahan makanan atau minuman produksi.

Pada bidang otomotif, air dengan mineral rendah berfungsi untuk melakukan painting pada body kendaraan.  Sehingga air proses harus bersumber dari sistem water treatment plant yang berfungsi menurunkan mineralogi air.  Bahkan sistem pengecatan mobil menggunakan air yang sifatnya air murni.

Selain untuk produksi, air produksi dari sistem water treatment juga untuk kebutuhan air proses.  Misalnya pada mesin PLTU menggunakan air murni, agar mudah menguap.  Tentu banyak industri lainnya membutuhkan kualitas yang lebih spesifik.

Pengolahan air limbah umumnya ada pada dunia industri, seperti produksi di pabrik – barik di kawasan industri.  Namun air limbah juga terdapat pada pengolahan air limbah pada pengeboran minyak.  Output pengolahan limbah adalah agar bisa membuangnya ke saluran terbuka, untuk membutuhkan sistem water treatment yang kompleks.

Tidak semua air limbah untuk dibuang, terkadang ada air limbah bisa memanfaatkannya kembali menjadi air utilitas bahkan untuk produksi.  Di kawasan industri setiap membuang volume air pasti ada biayanya, untuk itu ada baiknya mengurangi volume air yang keluar pabrik.

Waste water treatment pada pengolahan pengeboran minyak menggunakan beberapa metode yang kompleks.  Misalnya menggunakan metode pengendapan, membrane serta penambahan bahan kimia tertentu.

Pada pengolahan limbah cair yang mengandung mikrobiologi tinggi, menggunakan metode lainnya yaitu water treatment ozone.  Dengan ozone generator, maka mikrobiologi berkurang bahkan hilang.

Sistem filtrasi adalah yang paling umum dalam water treatment plant.  Filtrasi bisa terletak sebelum proses utama sebagai pretreatment, maupun setelah proses utama sebagai post treatment.

Jenis filter filtrasi WTP water treatment yang banyak adalah Sand Filter dan Carbon Filter, baik operasionalnya manual maupun otomatis.   Filter ini bisa juga menggunakannya untuk rumah tinggal, agar airnya lebih jernih dan bersih.  Atau berfungsi untuk menurunkan kara kaporit dalam air.

Untuk rumah tinggal selain sand dan carbon filter, juga bisa menggunakan filter yang berfungsi untuk menghilangkan Besi dan Kapur.  Filter untuk menghilangkan besi, menggunakan media Manganese Greensand atau Birm.  Sedangkan untuk menghilangkan kapur bisa menggunakan Water Softener dengan media Cation Resin.

Pada segmen industri juga menggunakan WTP water treatment filtrasi seperti yang disebutkan pada rumah tangga.  Namun kapasitasnya saja yang tentunya lebih besar.  Pada penggunaan rumah tangga, kapasitas berkisar 2 – 3 M³/Jam sudah cukup.  Sedangkan untuk inustri mulai dari 5 M³/jam hingga 100 M³/Jam atau lebih.

Jenis WTP water treatment Sistem Clarifier secara umum berfungsi untuk menurunkan tingkat TSS (total suspended solid), seperti partikel dan endapan.  Aplikasi utama sistem clarifier adalah pada pengolahan air sungai dan pengolahan air limbah.

Pada pengolahan air sungai sistem clarifier juga menggunakan tambahan beberapa bahan kimia untuk memisahkan larutan endapan dan air.  Dengan penambahan bahan kimia, maka endapan dalam air akan menggumpal.  Sedangkan air yang lebih jernih akan mengalir ke lapisan atas menjadi air bersih.

Pada sistem clarifier akan mengenal istilah Koagulasi, Flokulasi dan Sedimentasi.  Adapun penjelasannya sebagai berikut:

Step pertama WTP water treatment pada sistem clarifier adalah koagulasi, pada langkah ini akan menambahkan bahan kimia.  Proses ini biasanya menggunakan bahan kimia alum sulfat atau PAC.  Bahan kimia di injeksikan ke dalam aliran atau ke dalam bak koagulasi dengan di putar menggunakan motor mixer.

Setelah koagulasi, maka pencampuran bahan kimia tersebut akan membuat pengikatan material kotor menjadi menggumpal.  Akibat menggumpal maka gumpalan tersebut menjadi lebih besar dan lebih berat, akhirnya membentuk Flok.

Selain bahan kimia di atas seperti alum sulfat, bisa juga menambahkan bahan kimia lainnya yang bersifat polimer.  Tujuan penambahannya agar pembentukan flok lebih cepat.

Setelah flok terbentuk maka akan mengendap di sisi bawah tangki clarifier.  Kumpulan dari flok ini menyebutnya dengan Sludge yang merupakan lumpur atau lapisan cair.  Lumpur ini secara berkala membuangnya.  Di beberapa tempat industri limbah, sludge ini di press sehingga menjadi bentuk padat yang lebih kecil.

Reverse osmosis adalah metode WTP water treatment yang menggunakan membran semi-permeabel.

Water treatment dengan sistem reverse osmosis adalah salah satu teknologi yang menggunakan membran.  Fungsi utama dari membrane utamanya adalah untuk menurunkan kadar garam pada air payau atau air laut.  Pada hal lain juga untuk bisa menghilangkan mikrobiologi.

Teknologi reverse osmosis mempunyai dua komponen utama yaitu membrane dan pompa tekanan tinggi.  Jenis reverse osmosis terbagi menjadi 3 jenis yaitu air tawar, air payau dan air laut.  Dari segi kapasitasnya terbagi menjadi kapasitas residential, kapasitas medium dan kapasitas besar.

Pada sistem desalinasi air laut, penggunaan reverse osmosis air laut saat ini menjadi pilihan utama dari pada sistem yang menggunakan thermal.  Dengan reverse osmosis bisa membuat dari kapasitas kecil, sedangkan dengan thermal umumnya harus kapasitas besar.

Keunggulan mesin reverse osmosis adalah bisa menghasilkan yang baik dari sumber apa saja.  Sedangkan kelemahannya adalah membutuhkan air yang lebih banyak dan sumber listrik yang besar.

Tap Water Reverse Osmosis (RO Air Tawar): reverse osmosis air tawar biasanya untuk air baku dari air tanah atau dari PAM.  Nilai TDS air baku antara 150 – 1500 ppm.  Sistem membutuhkan tekanan kerja berkisar 70 – 200 psi.

Brackish Reverse Osmosis (RO Air Payau): Sumber airnya adalah air tanah yang payau atau air permukaan dari danau.  Jumlah kadar garam atau nilai TDS berkisar antara 2.000 – 10.000.  Hasil dari pengolahan air payau akan mendapatkan hasil sekitar 25 – 150 ppm, sedangkan tekanan mesin berkisar 250 – 400 psi.

Sea Water Reverse Osmosis (RO Air Laut): RO air laut pada umumnya memiliki TDS air baku berkisar 15.000 – 40.000 ppm.  Sedangkan tekanan kerja mesin akan mencapai 500 – 900 psi.  Hasil dari pengolahan RO air laut berkisar antara 200 – 500 ppm.

Sistem nanofiltrasi adalah salah satu teknologi WTP water treatment yang menggunakan membrane.  Secara prinsip sistem nanofiltrasi sama dengan reverse osmosis, perbedaannya adalah pada tekanan kerjanya.

Komponen – komponen untuk sistem nanofiltrasi sesungguhnya sama dan sebangun dengan reverse osmosis.  Secara dimensi membrane nanofiltrasi dan membrane reverse osmosis sama, sehingga secara visual tidak terlihat perbedaannya.

Tidak seperti membrane RO yang bisa untuk aplikasi lebih luas, membrane nanofiltrasi penggunaannya hanya terhadap aplikasi terbatas.  Misalnya, pada proses desalinasi atau pengolahan air payau tidak bisa menggunakan membrane nanofiltrasi.

Salah satu faktor yang menguntungkan sistem water treatment dengan menggunakan membrane nanofiltrasi adalah kebutuhan listriknya lebih kecil.  Hal ini karena sistem nanofiltrasi membutuhkan tekanan yang lebih rendah.  Sehingga dari unsur investasi Opex lebih menjanjikan, dan perhitungan ROI akan lebih cepat.

Penggunaan sistem nanofiltrasi lebih cocok untuk sistem air minum, misalnya pada AMDK.  Atau pada industri khusus, seperti pengolahan anggur, gula, recycle waste water treatment dan lainnya.

Sistem ultrafiltrasi adalah salah satu teknologi water treatment yang juga menggunakan membrane.  Namun aplikasinya sangat berbeda dengan reverse osmosis dan nanofiltrasi.  Ultrafiltrasi menggunakan serat membran berongga untuk menghilangkan padatan tersuspensi, bakteri, virus, dan patogen.

Secara fungsi teknologi membrane ultrafiltrasi tidak menurunkan mineralogi, melainkan hanya mikrobiologi dan material suspended.  Artinya membrane hanya bisa untuk menjernihkan air sehingga mempunyai turbiditas (kekeruhan).  Untuk kasus mikrobiologi juga sangat bagus menggunakan teknologi ini.

Dari sisi hasil, maka air dari proses ultrafiltrasi akan sebagian besar menjadi hasil, yaitu berkisar 70 – 90%.  Sedangkan dibandingkan reverse osmosis yang hanya sekitar 40 – 70%.

Sistem ultrafiltrasi atau UF saat ini sering digunakan sebagai pretreatment sebelum sistem reverse osmosis.  Misalnya pada pengolahan air laut dengan reverse osmosis air laut, penggunaan UF sangat membantu sistem lebih baik.  Dengan UF membrane maka lebih sedikit menggunakan bahan kimia.

Teknologi sterilisasi ultraviolet paling banyak penggunaannya pada industri air minum, misalnya air minum dalam kemasan (AMDK).  Juga pada industri beverages seperti industri air minum bersoda, seperti pabrik Pepsi, Coca – cola dan lainnya.

Proses disinfeksi UV adalah salah satu metode pada WTP water treatment dengan menggunakan sinar ultraviolet.  Fungsi utamanya adalah untuk membunuh bakteri, virus, dan mikroorganisme lain dalam air.  Metode disinfeksi UV adalah metode yang tidak menggunakan bahan kimia dan ramah lingkungan.

Water treatment dengan ultraviolet adalah hanya untuk menghilangkan mikrobiologi dan virus, untuk itu tidak bisa menghilangkan kontaminan lainnya.  Namun ada fungsi lain dari ultraviolet khusus jenis tertentu, dapat berfungsi untuk memecah konsentrasi ozone.  Sehingga tidak berlebihan jumlahnya dalam air.

Untuk bisa menggunakan sterilisasi dengan ultraviolet, maka air yang akan di treatment harus dalam kondisi bersih.  Sebaiknya air yang lewat melalui kaca (sleeve) harus bebas partikel, sehingga harus menambahkan prefilter cartridge 5 micron atau 1 micron.

Aplikasi sistem ozonisasi pada WTP water treatment sering pemasangannya pada sistem air minum dalam kemasan.  Walaupun pada sistem air minum dalam kemasan (AMDK) ini sudah menggunakan ultraviolet, namun dengan ozone lebih menjamin air produk lebih aman dari pertumbuhan mikrobiologi.

Pada air produk di produksi AMDK fungsi ozone adalah agar mempertahankan air agar tidak tumbuh mikrobiologi.  Untuk itu umumnya masih ada residu konsentrasi ozone di dalam air, misalnya 0.2 ppm.

Pada aplikasi WTP pengolahan limbah, fungsi ozone akan menurunkan tingkat COD dan BOD.  Dengan ozone generator akan mempercepat reaksi kimia atau biologi ini.  Pada sistem IPAL di rumah sakit, menggunakan ozonisasi akan membantu menurunkan dengan cepat mikrobiologi dari air effluent.

Dalam operasionalnya, ozone generator untuk mengubah O2 menjadi O3 maka akan membutuhkan oksigen murni.  Untuk itu biasanya unit ozone generator memiliki mesin oksigen concentrator atau oksigen generator.  Atau bisa juga menggunakan tabung oksigen dari supplier umum.

Water treatment plant demineralisasi adalah sistem yang menghilangkan sejumlah mineral dalam air.  Umumnya istilah demineralisasi adalah sistem yang menggunakan pertukaran ion.  Walaupun sesungguhnya reverse osmosis juga bisa untuk demineralisasi.

Sistem demineralisasi menggunakan dua bed tabung yang disebut Anion Exchange dan Cation Exchange.  Penurunan kadar mineral terjadi akibat pertukaran ion yang ada di dalam air dan media resin.  Untuk itu pada waktu tertentu media akan kehilangan daya tukar ion.

Ketika media tidak lagi efektif untuk menukar ion, maka membutuhkan penambahan kimia tertentu yang menyebutnya dengan istilah Regenerasi.  Untuk regenerasi ini membutuhkan kimia Asam Kuat (HCL) dan Basa Kuat (NaOH).

Waktu regenerasi sangat tergantung dengan TDS air baku, semakin tinggi akan semakin cepat regenerasinya.  Juga semakin banyak memproduksi air, akan semakin banyak ion tertukar dan mempercepat regenerasi.  Untuk itu water treatment yang mempunyai TDS tinggi misalnya lebih 200 ppm lebih baik tidak menggunakan sistem demin ini.

Sistem Elektrodeionisasi atau EDI adalah sistem dalam teknologi water treatment yang akan menghasilkan air murni.  Dalam hal ini adalah air yang mempunyai TDS atau Conductivity yang rendah.  Air dengan conductivity rendah akan mempunyai nilai lebih kecil dari 1 micro siemens.

Sesungguhnya fungsi EDI sistem sama dengan sistem pada Mixed bed resin anion dan cation.  Perbedaannya terletak pada sistem regenerasi, yaitu menggunakan tenaga listrik untuk melakukan regenerasi.  Tegangan listrik untuk EDI berkisar antara 50 Vdc sampai 400 Vdc.

EDI system tidak bisa melakukan treatment sendiri, untuk itu air baku yang akan masuk ke modul EDI adalah air baku yang sudah melalui proses reverse osmosis.  Syarat air baku untuk sistem EDI adalah memiliki TDS air baku 10 ppm atau maksimal 20 micro siemens.

Kapasitas dari sistem EDI ini mulai dari 100 liter per jam sampai kapasitas sesuai kebutuhan, misalnya 4 M³/Jam, 10 M³/Jam dan lainnya.

WTP Sistem Klorinasi adalah salah satu metode water treatment yang paling umum.   Caranya adalah dengan menambahkan klorin atau kaporit.  Tujuan penambahan klorin ini adalah untuk membunuh bakteri dan virus, serta mikro organisme lainnya.

Pada kolam renang menambahkan klorin ke dalam air adalah suatu keharusan, sehingga air kolam tidak menjadi media mikrobiologi berkembang biak.  Namun efek klorin sering kali bermasalah ketika jumlahnya berlebihan, yaitu akan mengganggu kesehatan kulit.

Pada sistem WTP water treatment untuk pengolahan air laut, juga menggunakan klorinasi.  Fungsi klorinasi disini adalah untuk membunuh mikrobiologi yang ada pada air laut.  Namun, sistem klorinasi ini harus menambahkan sistem anti klorin yang disebut dengan Deklorinasi.

Pada pemeliharaan air di rumah, cara menggunakan klorin atau kaporit bisa juga menambahkan klorin tablet atau klorin cair ke dalam tangki air.  Di toko kimia banyak juga yang menjual klorin jenis tablet, dengan konsentrasi 60%.  Pada sistem pemipaan, cara menambahkan klorin adalah dengan menggunakan pompa dosing.