AIR ISI ULANG
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan bahan yang
sangat penting bagi kehidupan manusia dan fungsinya bagi kehidupan tidak pernah
dapat digantikan oleh senyawa lain. Penggunaan air yang utama dan sangat vital
bagi kehidupan adalah sebagai air minum. Hal ini untuk memenuhi kebutuhan air
dalam tubuh. Menurut Notoadmodjo (2003),
sekitar 60% berat badan orang dewasa terdiri dari air, untuk anak-anak sekitar
65% dan untuk bayi sekitar 80%. Kebutuhan sehari-hari terhadap air berbeda
untuk tiap tempat dan tingkatan kehidupan. Semakin tinggi taraf kehidupan,
semakin meningkat jumlah kebutuhan akan air.
Kebutuhan air minum setiap
orang bervariasi dari 2,1 liter hingga 2,8 liter per hari, tergantung pada
berat badan dan aktivitasnya. Namun, agar tetap sehat, air minum harus memenuhi
persyaratan fisik, kimia, maupun mikrobiologi. Kebutuhan masyarakat akan air
yang layak dan aman untuk diminum terus meningkat dari tahun ke tahun karena
berlangsungnya pencemaran lingkungan yang menurunkan mutu air
minum.Kecenderungan penggunaan air minum isi ulang oleh masyarakat khususnya di
perkotaan semakin meningkat.Buruknya kondisi lingkungan membuat mereka khawatir
untuk mengonsumsi air tanah, bahkan air ledeng yang disediakan pemerintah.
Air tanah sudah tidak aman
dijadikan air minum karena telah terkontaminasi rembesan dari tangki septik
maupun air permukaan.Hal inilah yang menjadi alasan mengapa air minum dalam
kemasan (AMDK) yang disebut-sebut menggunakan air pegunungan banyak
dikonsumsi.Namun, harga AMDK dari berbagai merek yang terus meningkat membuat
konsumen mencari alternatif baru yang murah. Air minum isi ulang (AMIU) menjadi
pilihan yang lain. Air minum jenis ini dapat diperoleh di depot dengan harga
sepertiga lebih murah dari produk air minum dalam kemasan yang bermerek.Karena
itu banyak rumah tangga yang beralih pada layanan ini.Hal inilah yang
menyebabkan air minum isi ulang bermunculan.
Proses pengolahan air minum
isi ulang dilakukan dengan menggunakan sebuah alat khusus yang sering kita jumpai
di depot air minum isi ulang. Alat tersebut terdiri dari berbagai komponen
material yang mempunyai sifat fisik dan sifat kimia tertentu. Makalah ini
mencoba mengkaji sifat fisik dan sifat kimia material alat pengolah air minum
isi ulang ini dan mencari tahu proses kerja dari pengolahan air minum isi ulang
sehingga air minum tersebut bisa dikonsumsi setiap hari oleh masyarakat.
1.2 Rumusan Masalah
Masalah yang dibahas dalam
makalah ini dapat dirumuskan sebagai berikut, diantaranya adalah:
1. Apa saja material yang
terdapat di sebuah alat pengolah air isi ulang?
2. Bagaimana sifat fisik dan
sifat kimia material alat pengolah air isi ulang?
3. Bagaimana proses kerja
alat pengolah air isi ulang tersebut?
1.3 Tujuan
Tujuan dari penyusunan
makalah ini adalah sebagai berikut, yaitu:
1. Mengetahui material apa
saja yang terdapat di sebuah alat pengolah air isi ulang.
2. Mengetahui sifat fisik dan
sifat kimia material alat pengolah air isi ulang.
3. Mengetahui proses kerja
dari alat pengolah air isi ulang.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Deskripsi Teoritik
Air minum adalah air yang
melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat
kesehatan dan dapat langsung diminum (Permenkes, 2010). Air minum aman bagi
kesehatan apabila memenuhi persyaratan fisika, mikrobiologis, kimiawi, dan
radioaktof yang dimuat dalam parameter wajib dan parameter tambahan (Permenkes,
2010).
Kualitas air telah menjadi
isu yang semakin penting selama bertahun-tahun (Wanielista, et al,. 1997).
Menurut Hem (1970), banyak faktor yang berpengaruh terhadap kualitas air, baik
alami maupun nonalami (antropogenic factor). Faktor alami yang berpengaruh
terhadap kualitas air adalah iklim, geologi, vegetasi, dan waktu. Sedangkan
faktor nonalami adalah manusia.
Dalam hal memilih mengkonsumsi
air minum isi ulang, yang harus diperhatikan adalah kualitas air yang telah
disaring juga peralatan yang digunakan untuk menyaring kotoran yang terdapat
pada air baku. Pada depot air minum isi ulang wajib dilakukan pembersihan
secara berkala terutama pada tabung filter
air dan filter sedimen demikian
juga halnya pembersihan tangki minimal 6 bulan sekali.
Perhatikan langkah-langkah
yang biasa dilakukan dalam pengisian air isi ulang yaitu :
a) sebelum diisi galon
dicuci, disikat kemudian dibilas sampai bersih,
b) mengisi galon harus di
ruang pengisian,
c) cari depot isi ulang yang
menjaga higiene sanitasi dan kebersihan lingkungannya.
Air minum isi ulang biasanya
memang bukan dari mata air pegunungan tetapi bila pengolahan (penyaringan dan
pembersihan) benar maka kualitas air yang dihasilkan akan cukup baik dan tidak
sadah ( mengandung batuan bumi/ garam mineral)
2.2 Desain Gambar Air Isi
Ulang
Diagram alir
Ada berbagai macam proses
penyaringan isi ulang yang ada dipasaran dari yang sederhana hingga yang
berteknologi terkini. Namun secara umum teknologi yang sederhana seperti gambar
dibawah ini ttelah memenuhi kualitas standard.
Gambar 1.1 Desain mesin
Keterangan dari gambar :
1. Pompa semi jet :
dianjurkan penggunaan stainless steel.
2. Filter Media : umumnya
pasir silika bangka akan lebih baik penggunaan antracite atau ferro.
3. Filter Media : karbon
aktif lebih baik menggunakan karbon yang berkualitas baik dengan nilai absorb
900 keatas.
4. Filter catridge : banyak
isi ulang menggunakan lebih dari 4 buah, akantetapi kesemuanya tergantung
kualitas dari catridge itu.
5. Ozone processor
6. Pipa foodgrade : lebih
baik jangan menggunakan pipa PVC yang tidak foodgrade karena akan menjadi
sarang bakteri pada sambungan pipa yang terkena lem, gunakan hanya pipa tanpa
lem dan pergunakan siku secara minimal.
7. Ultra violet : sesuaikan
UV dengan flow pompa agar bakteri tidak lolos.
8. Sistem pengisian : selalu
tertutup rapat agar mencegah kotoran dan bakteri udara menyebar, bila
memungkinkan gunakan UV Ruang tapi radiasinya berbahaya terkena kulit dan mata.
9. Sistem pencucian galon dan
pembilasan galon : gunakan bahan kimia yang aman untuk dikonsumsi sehingga
tidak terjadi efek samping.
Untuk proses di atas dapat
dikembangkan misalkan filter media menggunakan 3 tabung atau filter media
menggunakan
stainless steel (untuk
penampilan) tetapi gunakan ss tabung 304 karena stainless bukan selamanya lebih
baik dari tabung FRP. Anggapan bahwa semakin banyak filter media yang digunakan
akan semakin baik, tetapi lebih diperhatikan kualitas dari media tersebut ini
yang akan sangat membantu dari rasa air minum.
Atau catridge filer
menggunakan kualitas yang bagus dan juga dapat dipergunakan dalam jumlah lebih
banyak bahkan sistem tersebut dapat dikembangkan juga menggunakan sistem Ultra
Filtrasi 0.01 mikron sehingga kualitas lebih baik.
Pemasangan ozone juga harus
disesuaikan dengan kapasitas pompa, banyaknya ozone yang sering ditemui di
tempat-tempat isi ulang tidak sesuai dengan kapasitas pompa yang digunakan jadi
hanya sekedar ada ozone tetapi manfatnya tidak maksimal.
UV (ultra violet) sebagai
proses sterilisasi merupakan hal paling penting dalam proses sederhana ini
karena ini adalah jantung kedua setelah ozone jadi kapasitas/kemampuan UV
tersebut harus diperhatikan dan disesuaikan dengan pompa.
Contoh proses penyaringan
pada “Pure It”
Tahap 1 : Saringan Serat
Mikro – menghilangkan semua kotoran yang terlihat. Tahapan
pertama adalah filtrasi air lewat penyaring serat mikro untuk menghilangkan
kotoran yang terlihat.
Tahap 2 : Filter Karbon Aktif
– menghilangkan pestisida dan parasit berbahaya.
Tahapan kedua adalah melewatkan air pada lapisan karbon aktif yang akan
menghilangkan pestisida dan parasit berbahaya.
Tahap 3 : Prosesor Pembunuh
Kuman – menghilangkan bakteri dan virus berbahaya dalam air.
Tahapan ketiga adalah tahapan yang paling penting, di mana semua virus dan
bakteri dibasmi oleh sebuah teknologi bernama programmed disinfection
technology .
Tahap 4 : Penjernih – menghasilkan air yang jernih, tidak berbau, dengan
rasa yang alami. Sedangkan tahapan terakhir adalah proses penjernihan yang
memungkinkan air menjadi tak berbau dan tak berwarna.
Keseluruhan tahapan itu
dilakukan dalam alat yang berukuran seperti dispenser. Dalam produk keluaran
dari Unilever ini, terdapat bagian yang paling penting untuk proses
sterilisasi, disebut germkill kit . Bagian ini mampu berfungsi maksimal selama
kurang lebih delapan bulan dengan pemakaian normal, atau sebanyak kurang lebih
80 liter. Dalam bagian tersebut, terdapat lapisan karbon, pembunuh bakteri, dan
penjernih. Air terlindungi dari kuman berbahaya penyebab penyakit dengan
menggunakan standar terketat EPA ( Environmental
Protection Agency ) USA yang
menghilangkan log 6 bacteria, log 4 virus, dan log 3 parasites.
2.3 Material yang dibutuhkan
1. Sifat kimia material
Sifat kimia pada air yang
akan digunakan untuk isi ulang adalah:
Derajat keasaman (pH) antara
6,5 – 9,2
Tidak boleh ada zat kimia
berbahaya, kalaupun ada jumlahnya harus sedikit sekali
Unsur kimiawi yang diizinkan
tidak boleh melebihi standar yang ditentukan
Kriteria Kualitas Air yang
Dapat Digunakan Sebagai Air Minum
1. Sifat fisik material
Kualitas air minum meliputi sifat fisik, yaitu
temperatur, warna, kekeruhan, rasa dan bau, konsentrasi ion hidrogen, dan daya
hantar listrik.
Standart minimum peralatan
antara lain:
1. Memiliki penyaringan
berupa pasir silika dan karbon aktif
Pasir silika berfungsi untuk
menyaring partikel besar dan kecil endapan dan lumpur dalam air. Sedangkan
karbon aktif berfungsi untuk menyerap bau dalam air dan menjernihkan air.
Penempatan pasir silika dan karbon aktif adalah dalam tabung filter PVC, Fiber
ataupun Stainless. Ukuran tinggi tabungnya biasanya 125 cm ataupun 150 cm.
1. Memiliki penyaringan
filter sedimen
Untuk depot air minum jumlah
minimal filter sedimen adalah 6 buah (lebih banyak lebih baik). Penempatan
filter sedimen adalah dibagian di dalam housing filter.
1. Memiliki ultraviolet yang
sesuai kapasitas
Salah satu komponen instalasi
air minum yang penting adalah ultraviolet. Karena berfungsi untuk membunuh
kuman virus dan bakteri (termasuk E. Coli ). Efektifitas penyinaran lampu UV
sangat tergantung kepada Daya (watt) lampu tersebut dan kecepatan yang
disinarinya, dan sangat berbahaya jika
depot isi ulang tidakmemiliki lampu UV
2.4 Proses kerja dan analisis
Proses Kerja
Sebuah membran semi-permeable
, seperti membran yang tersusun dari dinding sel atau seperti susunan sel pada
kantung kemih, bersifat selektif terhadap benda-benda yang akan melaluinya.
Umumnya membran ini sangat mudah untuk dilalui oleh air karena ukuran
molekulnya yang kecil, tapi juga mencegah kontaminan lain yang mencoba
melaluinya. Sebagai percobaan, air diisikan di kedua sisi membran, dimana air
di salah satu sisinya memiliki perbedaan konsentrasi mineral-mineral terlarut,
karena air memiliki sifat berpindah dari larutan berkonsentrasi rendah menjuju
larutan berkonsentrasi lebih tinggi, maka air akan berpindah (berdifusi)
melalui membran dari sisi konsentrasi rendah ke sisi konsentrasi yang lebih
tinggi. Sehingga, tekanan osmotik akan melawan proses difusi, dan akan
terbentuk kesetimbangan.
Gambar 2.1 : Skema
Proses Reverse Osmosis
menggerakkan air dari konsentrasi kontaminan yang tinggi (sebagai air baku)
menuju penampungan air yang memiliki konsentrasi kontaminan sangat rendah.
Dengan menggunakan air bertekanan tinggi di sisi air baku, sehingga dapat
menciptakan proses yang berlawanan (reverse) dari proses alamiah osmosis.
Dengan tetap menggunakan membran semi-permeable maka hanya akan mengijinkan
molekul air yang melaluinya dan membuang bermacam-macam kontaminan yang
terlarut. Proses spesifik yang terjadi dinamakan ion eksklusi, dimana sejumlah
ion pada permukaan membran sebagai sebuah pembatas mengijinkan molekul-molekul
air untuk melaluinya seiring melepas substansi-substansi lain.
Gambar 2.2 Skema proses
reverse osmosis
Membran semi-permeable di
awal-awal percobaan osmosis berasal dari kantung kemih babi. Sebelum tahun
1960, membran-membran jenis ini dinilai sangat tidak efisien, mahal, dan tidak
handal untuk penggunaan aplikasi osmosis diluar laboratorium. Bahan-bahan
sintetik modern, mampu memecahkan masalah ini, membuat membran menjadi lebih
efektif dalam menghilangkan kontaminan, dan membuatnya lebih kuat untuk menahan
tekanan air yang lebih besar sebagai efisiensi pengoperasian. Walaupun dengan
kemampuannya untuk memurnikan air baku, sebuah sistem Reverse Osmosis harus
secara berkala dibersihkan untuk mencegah terbentuknya kerak di permukaan
membran. Sistem Reverse Osmosis memerlukan karbon sebagai penyaring awal untuk
mereduksi kandungan klorin yang akan merusak membran Reverse Osmosis dan juga
membutuhkan filter sedimen untuk menyaring material-material terlarut dari air
baku sehingga tidak menymbat di membran. Mereduksi kesadahan melalui proses
water softening atau chemical softening juga dibutuhkan untuk wilayah-wilayah
yang memiliki air baku yang sadah.
1. a. Low Pressure System
(biasadigunakan di perumahan)
Sistem Reverse Osmosis
bertekanan rendah adalah yang bertekanan kurang dari 100 psig. Biasanya
digunakan di area perumahan yang menggunakan sistem penampungan seperti pada
skema berikut.
Gambar 2.3 skema sistem
reverse osmosis
Tangki penampungan penempatan
di atas (countertop) biasanya tidak bertekanan namun jenis tangki penampung
terbenam (undersink) biasanya bertekanan yang akan bertambah seiring
bertambahnya isi tangki. Sistem bertekanan ini mampu menyediakan tekanan yang
cukup untuk menggerakkan air dari tangki penampungan menuju kran. Tapi
sayangnya, hal ini juga akan menciptakan tekanan balik melawan membran, yang
dapat menurunkan efisiensi sistem. Beberapa unit mengatasi masalah ini dengan
menggunakan tangki tidak bertekanan dengan pompa untuk mendapatkan air yang
telah dimurnikan saat dibutuhkan.
Unit-unit bertekanan rendah
biasanya mampu menghasilkan 2 – 15 galon per hari, dengan efisiensi besar jumlah air
limbah (reject water) sebanyak 2–4 galon untuk setiap
galon air murni yang dihasilkan. Kemurnian air yang dihasilkan mampu mencapai
95%. Sistem jenis ini sangat terjangkau. Unit jenis ini memerlukan pemeliharaan
berupa penggantian pre dan post filter (biasanya 1 hingga 4 kali per tahun);
dan penggantian membran Reverse Osmosis setiap 2 hingga 3 tahun sekali,
tergantung penggunaan.
1. b. High Pressure System
(biasa digunakan untuk komersial dan industri)
Sistem tekanan tinggi
biasanya beroperasi pada tekanan 100 – 1000 psig,
tergantung membran yang digunakan dan air yang akan diolah. Sistem ini biasanya
digunakan untuk industri dan komersial dimana dibutuhkan volume yang besar
namun tetap pada standar kemurnian yang tinggi. Kebanyakan sistem komersial dan
industri menggunakan banyak membran yang diatur secara pararel untuk
menghasilkan jumlah air yang diinginkan. Air yang telah diproses dari stage
pertama kemudian dilanjutkan ke modul membran tambahan untuk mendapatkan
tingkat pemurnian yang lebih tinggi. Air limbah yang dihasilkan dapat juga
diarahkan ke modul membran berikutnya untuk meningkatkan efisiensi sistem
(lihat diagram dibawah berikut), walau pembersihan (flushing) masih tetap
diperlukan saat konsentrasi meningkat mencapai tingkat kegagalan (fouling).
Sistem High Pressure untuk industri mampu menghasilkan 10 hingga ribuan galon
air perhari dengan efisiensi 1 – 9 galon air limbah.
Kemurnian air bisa mencapai 95%. Sistem ini lebih besar dan lebih rumit
dibandingkan sistem Low Pressure.
1. c. Reverse Osmosis
Treatment
Reverse Osmosis mampu
menghilangkan banyak jenis kontaminan kesehatan dan aestatik. Didesain dengan
efektif sehingga mampu menghilangkan rasa, warna dan bau yang tidak sedap, dan
rasa asin atau soda yang disebabkan oleh klorida atau sulfat. Reverse Osmosis
juga efektif untuk menghilangkan kontaminan kesehatan seperti arsenik,
asbestos, atrazine (hebrisida/pestisida), florida, timah, merkuri, nitrat, dan
radium. Dengan menggunakan pre-filter karbon yang sesuai (yang biasanya
termasuk di banyak sistem reverse osmosis), maka akan mampu menghilangkan
kontaminan seperti benzene, trikloretilen, trihalometana, dan radon. Beberapa
sistem reverse osmosis juga mampu menghilangkan kontaminan biologi seperti
Crystosporidium. Peringatan dari Water Quality Association (WQA), bahwa membran
reverse osmosis secara umum mampu menghilangkan semua mikro-organisme dan
kontaminan kesehatan, dengan perancangan sistem reverse osmosis yang dapat
mencegah kegagalan perlindungan pada sistem air minum. Saat kita mencari produk
untuk sistem pemurnian air dari kontaminan kesehatan, pastikan produk tersebut
sudah “lulus uji” secara laboratorium.
Jadi dapat disimpulkan bahwa
Reverse osmosis merupakan
teknologi yang relatif baru, tapi sangat efektif, sebuah aplikasi proses sains
yang ditemukan. Sistem reverse osmosis memiliki banyak jenis, dengan kapasitas
untuk memnuhi satu lingkup keluarga atau sebesar kapasitas kebutuhan industri
yang memerlukan ribuan galon per hari. Dengan kelebihan-kelebihan sistem ini
dan desain membran telah meningkatkan efesiensi dan kehandalannya,
reverse osmosis dapat
digunakan dibanyak jenis aplikasi water treatment untuk waktu yang lama.