Teks tersebut membahas proses pengolahan air secara fisika dan kimia. Secara ringkas, teks tersebut menjelaskan bahwa proses pengolahan air meliputi sedimentasi, filtrasi karbon aktif, dan penggunaan membran untuk menyaring zat-zat terlarut dan partikel-partikel halus dalam air.

1. 1. Pengolahan Fisik
Prinsip pengolahan air secara fisika adalah menggunakan proses penyaringan dan
gravitasi. Pengolahan fisika pada umumnya digunakan untuk menghilangkan kekeruhan
yang disebabkan oleh partikel-partikel terlarut dalam air baku.
1.1. Sedimentasi
Sedimentasi merupakan unit yang berfungsi memisahkan padatan dan cairan dengan
menggunakan pengendapan secara gravitasi untuk memisahkan partikel tersusupensi
yang terdapat dalam cairan tersebut (Reynols, 1982). Untuk kondisi air baku dengan
kekeruhan yang tinggi (>1000 mg/l), sebelum unit sedimentasi terdapat unit lain yaitu
unit pra-sedimentasi yang berfungsi untuk mengendapkan partikel tersuspensi dalam
air, sehingga unit sedimentasi berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel yang
tidak terendapkan dalam unit prasedimentasi serta flok-flok yang terbentuk setelah
melalui proses koagulasi dan flokulasi.
Aplikasi utama dari sedimentasi pada instalasi pengolahan air minum adalah :
1. Pengendapan awal dari air permukaan sebelum pengolahan menggunakan saringan
pasir cepat.
2. Pengendapan air yang telah melalui proses koagulasi dan flokulasi sebelum memasuki
unit saringan pasir cepat.
3. Pengendapan air yang telah melalui proses koagulasi dan flokulasi pada instalasi yang
menggunakan sistem pelunakan air oleh kapur-soda.
4. Pengendapan air pada instalasi pemisahan besi dan mangan.
Bak Sedimentasi
Bak sedimentasi berfungsi untuk mengendapkan flok-flok yang dibentuk pada proses
koagulasi dan flokulasi. Agar pengendapan yang terjadi pada bak sedimentasi berjalan
dengan baik, terdapat beberapa persyaratan yang harus dipenuhi menyangkut

2. karakteristik aliran dalam bak sedimentasi yang akan dibangun. Untuk mencapai
pengendapan yang baik, bentuk bak sedimentasi harus dibuat sedemikian rupa
sehingga karakteristik aliran di dalam bak tersebut memiliki aliran yang laminar dan
tidak mengalami aliran mati (short-circuiting).
Bak sedimentasi pada umumnya terbuat dari konstruksi beton bertulang dengan bentuk
bulat maupun persegi panjang. Terdapat tiga konfigurasi utama untuk bak sedimentasi,
yaitu :
1. Bak persegi panjang dengan aliran horizontal
2. Bak sedimentasi dengan aliran vertikal
3. Clarifier dengan aliran vertikal
1.2. Filter Karbon
Karbon aktif dengan media granular (Granular Activated Carbon) merupakan proses
filtrasi yang berfungsi untuk menghilangkan bahan-bahan organik, desinfeksi, serta
menghilangkan bau dan rasa yang disebabkan oleh senyawa-senyawa organik. Selain
untuk menyisihkan senyawa-senyawa organik, karbon aktif juga dapat digunakan untuk
menyisihkan partikel-partikel terlarut.
Prinsip pengolahan karbon aktif adalah mengadsorbsi bahan-bahan pencemar
menggunakan media karbon. Proses adsorbsi yang berlangsung dalam karbon aktif
tergantung pada luas permukaan media yang digunakan dan berhubungan dengan luas
total pori-pori yang terdapat dalam media. Untuk mengefektifkan proses adsorbsi,
diperlukan waktu kontak yang cukup antara permukaan media dengan air yang diolah
sehingga zat-zat pencemar dapat dihilangkan secara efisien. Jika waktu kontak tidak
mencukupi, alternatif lain yang bisa dilakukan adalah menaikan luas permukaan media
menggunakan media dengan ukuran yang lebih kecil. Zat-zat dalam air yang
teradsorbsi biasanya berupa senyawa organik (menyebabkan bau dan rasa yang tidak
diinginkan),trihalometane, serta Volatile Organic coumpunds (VOCs).
Dalam instalasi pengolahan air minum, pengolahan menggunakan karbon aktif
dilakukan sebelum proses ozonisasi karena secara umum unit pengolahan karbon aktif
tidak dapat menyisihkan mikroorganisme patogen seperti virus dan bakteri. Selain itu,

3. karbon aktif juga tidak efektif dalam menyisihkan kalsium (Ca) dan magnesium (Mn)
yang menimbulkan kesadahan pada air, flour dan nitrat.
Media yang digunakan dalam unit pengolahan karbon aktif dapat berupa arang kayu,
batok kelapa dan batubara. Media yang sering digunakan dalam unit karbon aktif
adalah batubara yang telah diproses melalui proses pembakaran dengan temperatur
sedang dalam kondisi anaerob sehingga diharapkan batubara tidak terbakar tetapi
mengalami perubahan menjadi material karbon yang berpori-pori (porous). Batubara
yang dihasilkan dari proses ini diaktifkan melalui proses pemanasan dengan uap air
dan udara pada temperatur 1500 o
F. Proses aktifasi ini akan mengoksidasi permukaan
dan pori-pori media.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam desain unit pengolahan karbon aktif ini
adalah debit pengolahan dan headloss yang tersedia, senyawa-senyawa organik yang
terdapat dalam air baku, media yang digunakan, ukuran media karbon aktif, kecepatan
filtrasi, waktu kontak, dan waktu pembersihan media karbon aktif. Media karbon aktif
harus dibersihkan atau di regenerasi kembali dalam waktu tertentu karena media ini
akan mengalami keadaan jenuh dimana kemampuan media untuk mengabsorbsi
senyawa-senyawa organik dan polutan akan berkurang. Proses regenerasi karbon aktif
ini dilakukan dengan tiga cara yaitu penguapan, pemanasan dan penggunaan bahan
kimia.
1.3. Membran
Filtrasi adalah proses pemisahan padatan dan larutan, dimana larutan dilewatkan
melalui suatu media berpori atau materi berpori lainnya untuk menyisihkan partikel
tersuspensi yang sangat halus sebanyak mungkin. Proses ini digunakan pada instalasi
pengolahan air minum untuk menyaring air yang telah dikoagulasi dan diendapkan
untuk menghasilkan air minum dengan kualitas yang baik. Filtrasi dapat dilakukan
menggunakan beberapa jenis filter, antara lain : saringan pasir lambat, saringan pasir
cepat, atau dengan menggunakan teknologi membran.
Pada awalnya filtrasi menggunakan membran merupakan unit pengolahan air alternatif
untuk menggantikan filtrasi pasir lambat (slow sand filtration). Dengan kemajuan yang
sangat pesat dari teknologi ini, terutama dari penurunan biaya operasional dan

4. instalasinya, membran semakin banyak digunakan dalam instalasi pengolahan air
terutama untuk insatalasi pengolahan air yang bertujuan menghasilkan air layak minum.
Keunggulan utama membran dibandingkan filtrasi pasir lambat adalah unit pengolahan
yang dibutuhkan mempunyai ukuran yang lebih kecil, kapasitas pengolahan lebih besar,
serta mampu menghasilkan air layak minum. Secara umum sistem membran dapat
dibedakan menjadi empat jenis yaitu Reverse
osmosis (RO), Elektrodialisis (ED), Ultrafiltrasi(UF), dan Mikrofiltrasi
(MF). Hubungan antara jenis membran, jari-jari lubang membran dan tekanan kerja
membran diterangkan pada tabel 2.7.
Tabel 2.7 Jenis-jenis Membran
Jenis Membran Jari-jari Lubang (micron) Tekanan Kerja (psi)
Reverse osmosis 0.0006 >500
Elektrodialisis 0.001 Menggunakan potensial listrik
Ultrafiltrasi 0.002-0.1 30-100
Mikrofiltrasi 0.03-10 15-60
Sumber: Susumu kawamura, Integrated Design Of Water Treatment Facilities,1991
Media yang digunakan untuk pembuatan filter membran tersedia dalam berbagai jenis
material dan metoda pembuatannya. Media yang digunakan dapat digolongkan menjadi
media absolut dan media nominal, tergantung dari kemampuannya untuk menahan
partikel yang mempunyai ukuran sama atau lebih besar dari ukuran lubang pada media.
Filter Membran biasanya digolongkan sebagai media absolut yang dapat dibuat
menggunakan berbagai macam bahan polimer, logam, dan keramik.

5. Media nominalbiasanya dibuat menggunakan bahan dari serat kaca (fiber glass), serat
polimer, dan keramik.
Berdasarkan struktur lubang medianya, filter membran dibedakan menjadi dua, yaitu
membran tipis (screen membrane) dan membran tebal (depth membrane). Membran
tipis mempunyai lubang (pore) dengan bentuk lingkaran yang sempurna atau hampir
sempurna. Lubang-lubang tersebut tersebar secara acak pada permukaan membran.
Membran ini dibuat melalui proses pelubangan media menggunakan penembakan
electron (nuclear track) dan proses penggoresan (etch process). Membran tipis pada
umumnya digunakan pada proses analisis gravimetri, sitologi, analisis partikulat,
analisis aerosol, dan penyaringan darah.
Filter membran tebal mempunyai struktur permukaan yang tidak beraturan, tampak
kasar jika dilihat dengan perbesaran dan lubangnya (pore) terlihat lebih besar daripada
karakteristik lubang yang seharusnya. Filter membran tipe ini dibuat dari berbagai jenis
polimer melalui proses pencetakan. Bahan utama yang sering digunakan dalam
pembuatan filter membran adalah ester selulosa. Selulola membran dibuat dengan cara
melarutkan ester selulosa dalam pelarut organik, ditambah beberapa bahan kimia untuk
memperbaiki karakteristik. Setelah itu, larutan ini dicetak dengan ketebalan 150 mm.
Selama proses pencetakan, pelarut akan mengalami penguapan dan filter membran
akan mengering serta membentuk stuktur lubang yang tidak beraturan. Membran tebal
biasa digunakan untuk proses sterilisasi larutan, kultur mikroorganisme, dan lain
sebagainya.
1.3.1. Mikrofiltrasi (MF)
Tujuan utama dari pengolahan mikrofiltrasi adalah menyisihkan partikel-partikel
pencemar dengan diameter lebih besar dari 0,5 mikron. Salah satu
kegunaan mikrofiltrasidalam teknik lingkungan adalah mengisolasi coliform dari contoh
air yang diteliti.Mikrofiltrasi juga dapat digunakan untuk menyisihkan partikulat di udara
yang akan digunakan sebagai bahan baku generator ozon. Membran MF dapat dibuat
dari berbagai macam material termasuk selulosa asetat. Besarnya pori-pori filter
membran berkisar antara 0,1 mikron sampai dengan 0,45 mikron.
1.3.2. Ultrafiltrasi (UF)

6. Ultrafiltrasi menggunakan membran dengan ukuran pori lebih kecil dari 0,1 mikron dan
gaya tekan berkisar antara 30 sampai 90 Psi. Ultrafiltrasi dapat digunakan untuk
menyisihkan bakteri, virus, koloid, dan senyawa-senyawa organik yang mempunyai
molekul berukuran besar. Beberapa jenis membran ultrafiltrasi dapat dibersihkan
dengan melakukan backwash. Kecepatan proses filtrasi dapat berkurang karena
adanya bahan-bahan tersuspensi yang disisihkan akibat proses filtrasi dan polarisasi
konsentrasi. Akibat adanya akumulasi kontaminan pada permukaan membran,
menyebabkan penurunan kualitas larutan yang diolah serta memperbesar gaya tekan
yang dibutuhkan. Dalam bidang
kesehatan, proses UF dapat digunakan untuk memisahkan plasma darah dan sel darah
merah. Dalam industri, proses UF sering digunakan untuk menyisihkan substansi
tertentu dalam air buangan, meningkatkan konsentrasi emulsi, dan meningkatkan
konsentrasi suspensi makromolekular seperti polyvinyl alkohol.
1.3.3. Elektrodialisis (ED)
Dalam elektrodialisis, filter membran yang digunakan tidak permeable untuk air
tetapipermeable bagi kation dan anion. Filter membran yang sering digunakan dalam
proses elektrodialisis adalah filter yang dibuat dari hydrated cellophan dan media lain
yang dapat digunakan untuk menentukan ukuran pori-pori membran.
Walaupun dialisis jarang digunakan dalam bidang pengolahan air dan pemurnian air,
terdapat beberapa industri yang memanfaatkan teknologi ini untuk mengolah air
buangan. Membran mampu berfungsi sebagai penukar kation dan anion, dimana
larutan yang akan diolah dilewatkan diantara anoda dan katoda. Ruang antara katoda
dan anoda dibuat sekecil mungkin untuk meminimalisasi pemakaian energi listrik.
Ketika arus listrik searah dilewatkan pada anoda dan katoda, terjadi perpindahan anion
ke anoda dan kation ke katoda. Karena pada satu membran hanya berfungsi untuk
anion atau kation saja, maka diperlukan dua membran untuk memisahkan kation dan
anion.
Efisiensi dari elektrodialisis akan berkurang jika terjadi polarisasi konsentrasi serta
timbulnya endapan yang menempel pada permukaan membran. Hal ini mengakibatkan
kenaikan tegangan listrik yang diberikan untuk mempertahankan kualitas air yang
diinginkan. Untuk mengolah air baku, diperlukan pengolahan pendahuluan untuk

7. menghilangkan senyawa organik, besi, dan kekeruhan. Hal ini disebabkan air baku
mengandung molekul yang tidak memiliki ion, seperti senyawa organik dan koloid,
dimana molekul-molekul tersebut akan tetap berada dalam air hasil pengolahan.
1.3.4. Reverse Osmosis (RO)
Osmosis merupakan perpindahan air dari larutan berkonsentrasi rendah menuju larutan
dengan konsentrasi yang lebih tinggi melalui lapisan semipermeable hingga terjadi
kesetimbangan tekanan osmosis. Reverse osmosis diartikan sebagai perpindahan
pelarut dari larutan, melalui membran semipermeable di bawah tekanan, ke pelarut
murni atau larutan yang lebih encer pada tekanan yang lebih rendah. Tekanan yang
diberikan pada larutan yang lebih pekat memungkinkan pelarut untuk berpindah ke
larutan yang lebih rendah konsentrasinya. Dalam reverse osmosis, filter membran
berfungsi sebagai lapisansemipermeable yang melewatkan pelarut dan menahan
molekul-molekul terlarut. Tekanan yang diperlukan untuk proses reverse
osmosis tergantung pada konsentrasi senyawasenyawa dalam pelarut, biasanya lebih
besar dari 500 psi. Reverse osmosisdisebut juga hiperfiltrasi yang merupakan filtrasi
paling bagus yang ada sampai saat ini.Reverse osmosis mampu menyisihkan partikel
sampai ukuran ion dalam larutan.
1.3.5. Arus Silang (Cross Flow)
Hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan membran adalah akumulasi substansi
pada permukaan membran dan/atau lubang-lubang pada membran (pores) yang dapat
menyebabkan penurunan kemampuan membran. Keadan ini disebut
sebagai membrane fouling (tertutupnya pori-pori membran). Substansisubstansi
tersebut dapat berupa koloid dan partikel tersuspensi, zat-zat organik, garam terlarut,
dan organisme biologi. Untuk mengurangi dampak dari terjadinya membrane fouling,
membran dibuat dengan sistem arus silang (crossflow). Dengan sistem ini, cairan yang
akan dimurnikan dialirkan sejajar dengan permukaan membran dan tekanan diberikan
tegak lurus dengan arah aliran cairan. Gambar 2.2 memperlihatkan proses terjadinya
arus silang.

8. Gambar 2.2 Arus Silang
1.4. Ultra Violet (UV)
Proses desinfeksi pada pengolahan air minum dapat menggunakan
sinar ultra violet (UV). Gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 200 nm
– 300 nm (disebut UV-C) dapat membunuh bakteri, spora, dan virus. Panjang
gelombang UV yang paling efektif dalam membunuh bakteri adalah 265 nm.
Mekanisme kerja UV adalah melepaskan poton yang akan diserap oleh DNA
mikroorganisme yang menyebabkan kerusakan DNA sehingga proses replikasi DNA
akan terhambat. Pada keadaan ini, mikroorganisme akan mati secara perlahan karena
tidak dapat mengatur metabolisme sel dan tidak dapat berkembang biak. DNA yang
tersusun dari rantai dasar nitrogen berupa purine dan pyrimidine dimana purine terdiri
dari adeninedan guanine, sedangkan pyrimidine terdiri dari thymine dan cytosine.

9. Dalam proses penyerapan poton oleh DNA, energi yang dimiliki oleh poton akan
mengakibatkan terputusnya rantai hidrogen yang menghubungkan
antara thymine dan cytosine yang mengakibatkan kerusakan DNA.
Dosis UV yang diberikan dapat dihitung dengan perkalian antara intensitas poton yang
diberikan dengan lamanya waktu pemaparan yang diberikan. Satuan yang digunakan
adalah mJ/cm2
. Dalam pengolahan menggunakan UV dikenal D10 yang didefinisikan
sebagai dosis yang dibutuhkan untuk mengurangi mikroorganisme hingga 90% dari
total mikroorganisme dalam air yang diolah. Tabel 2.8 menunjukkan hubungan antara
dosis UV dan penyisihan bakteri E.coli dalam air.
Tabel 2.8 Dosis UV terhadap Jumlah E.Coli dalam Pengolahan Air
Dosis Uv (mJ/cm2) Pengurangan jumlah E.coli
5.4 90 %
10.8 99 %
16.2 99.90 %
21.6 99.99 %
Sumber : Hanovia Ltd. Jerman
Sinar UV dihasilkan dari lampu UV yang pada dasarnya hampir sama dengan
lampufluorescent (lampu neon). Tabung lampu diisi dengan gas inert, biasanya argon
dan merkuri, dengan jumlah terbatas. Berdasarkan tekanan dalam tabung, lampu UV
dibedakan menjadi 2 yaitu lampu UV bertekanan rendah (Low Pressure UV) dan lampu
UV bertekanan sedang (Medium Pressure UV). Perbedaan tekanan dalam tabung
lampu akan berpengaruh pada gelombang elektromagnetik yang dihasilkan.

10. 1.4.1. Lampu UV bertekanan rendah (Low Pressure
UV)
Lampu UV bertekanan rendah (Low Pressure UV) merupakan lampu UV yang sering
digunakan dalam sistem UV dan merupakan sumber UV yang paling lama digunakan.
Lampu ini mempunyai tegangan kerja sebesar 120 volt sampai 240 volt. Tekanan udara
dalam lampu kurang dari 10 Torr (1 Torr = 1,316 x 10-3
atm). Spektrum elektromagnetik
yang dihasilkan dari lampu jenis ini sebesar 253 nm. Temperatur optimal operasi dari
lampu UV bertekanan rendah adalah 15 o
C. Temperatur ini makin berkurang dengan
pertambahan suhu lampu. Lampu ini tidak dianjurkan untuk digunakan dalam
pengolahan air yang tidak mengalir secara kontinyu karena akan mengurangi efektifitas
pengolahan seiring dengan kenaikan suhu lampu dan pengurangan poton yang
dikeluarkan oleh lampu. Unit pengolahan UV dengan lampu bertekanan rendah
dianjurkan untuk mengolah air dengan debit yang kecil. Lampu UV dengan daya 65
watt mampu mengolah air dengan debit 2.5 liter per detik. Ketika diperlukan
penambahan debit, dibutuhkan penambahan lampu UV untuk menjaga kualitas air hasil
pengolahan.
1.5. Lampu UV bertekanan
sedang(Medium Pressure UV)
Lampu UV bertekanan sedang (Medium Pressure UV) mempunyai tekanan udara
dalam tabung sekitar 102
sampai dengan 104
Torr. Lampu ini mempunyai berbagai
macam bentuk dengan bentuk umum yang sering digunakan adalah lampu tabung
dengan bentuk melingkar (arc tube). Rentang spektrum gelombang elektromagnetik
yang dihasilkan dari lampu UV bertekanan sedang cukup besar, yaitu antara 200 nm
sampai dengan 280 nm. Daya listrik yang diperlukan untuk mengoperasikan unit UV ini
sangat besar, yaitu antara 0,4 kW sampai dengan 7 kW. Lampu UV bertekanan sedang
mampu beroperasi sampai temperatur antara 600 o
C – 900 0
C. Unit pengolahan UV
menggunakan lampu bertekanan sedang dianjurkan untuk instalasi pengolahan air
yang mempunyai debit pengolahan yang besar, hingga mencapai 170 lt/dtk, hanya
dengan menggunakan satu lampu UV. Karena kemampuannya untuk menghasilkan
spektrum gelombang elektromagnetik yang cukup besar, unit pengolahan UV
menggunakan lampu UV bertekanan sedang dapat digunakan untuk proses fotokimia,
misalnya untuk proses deklorinasi dan deozonisasi. Tabel 2.9 memberikan

11. perbandingan antara lampu UV bertekanan rendah dengan lampu UV bertekanan
sedang.
Tabel 2.9 Perbandingan Lampu UV
Parameter Lampu UV
Bertekanan Rendah
Lampu UV
Bertekanan Sedang
Spektrum UV Sempit Lebar
Panjang Gelombang UV Sekitar 254 nm 200 nm – 280 nm
Efisiensi daya listrik menjadi UV-C 40 % 15 %
Daya Lampu 0.5 W/cm 100 W/cm
Flux radiasi UV-C 0.2 W/cm 15 W/cm
Input Daya Listrik 5 – 80 W 0.4 – 7 Kw
Sumber : UV Light Technology Limited, Inggris
2. Pengolahan Kimia
Pengolahan kimia dilakukan dengan menambahkan bahan kimia tertentu yang
bertujuan untuk menyisihkan senyawa organik maupun senyawa anorganik dalam air.
Penambahan bahan kimia ini bersifat spesifik, tergantung jenis dan konsentrasi polutan

12. dalam air baku. Proses pengolahan air yang menggunakan prinsip pengolahan secara
kimia antara lain koagulasi, proses penghilangan kesadahan dalam air, serta proses
desinfeksi menggunakan klor. Penambahan bahan kimia dapat menyebabkan
perubahan komposisi kimia dalam air seperti perubahan pH sehingga mengharuskan
adanya penambahan zat kimia lain untuk menyesuaikan dengan pengolahan
selanjutnya.
2.1. Flokulasi
Air baku yang keruh setelah diendapkan dalam jangka waktu tertentu masih tetap keruh
karena adanya koloid yang melayang-layang di dalam air. Koloid ini memerlukan waktu
yang sangat lama untuk dapat diendapkan, dengan demikian efek gravitasi sedikit atau
hampir tidak ada pengaruhnya terhadap proses pemisahan kontaminan. Proses
pemisahan diefektifkan dengan penambahan bahan kimia tertentu dalam air baku.
Setelah pencampuran tersebut, terjadi proses koagulasi (proses pembekuan/
penggumpalan). Secara kimia, hal ini merupakan proses destabilisasi muatan pada zat
padat yang terlarut oleh zat kimia koagulan sehingga zat padat tersebut menggumpal
dan dapat diendapkan dengan mudah. Destabilisasi partikel dapat dilakukan melalui
mekanisme sebagai berikut :
 Pemanfaatan lapisan ganda elektrik.
 Adsorpsi dan netralisasi muatan.
 Penjaringan partikel koloid dalam presipitat.
 Adsorpsi dan pengikatan antar partikel.
Pada prinsipnya, zat kimia atau koagulan yang dapat dipakai adalah semua unsur
dengan kation bervalensi dua keatas yang mempunyai daya elektrolit yang kuat,
misalnya Fe, Al, Ba. Bahan kimia yang sering digunakan dalam proses koagulasi
adalah alum (Al) dalam bentuk Aluminium Sulfat atau tawas (Al3(SO4)2.18H2O)
dan Poli Aluminium Chloride (PAC). Setelah proses koagulasi dilakukan flokulasi untuk
mempercepat terbentuknya gumpalan-gumpalan koloid yang dapat diendapkan secara
lebih mudah.
Flokulasi adalah tahap pengadukan lambat yang mengikuti unit pengaduk cepat.
Proses ini bertujuan untuk mempercepat laju tumbukan partikel, sehingga

13. menyebabkanaglomerasi dari partikel koloid terdestabilisasi secara elektrolitik kepada
ukuran yang terendapkan dan tersaring.
Flokulasi dicapai dengan mengaplikasikan pengadukan yang tepat untuk memperbesar
flok-flok hasil koagulasi. Pengadukan pada bak flokulasi harus diatur sehingga
kecepatan pengadukan semakin ke hilir semakin lambat. Pada umumnya waktu detensi
pada bak ini adalah 20 – 40 menit. Hal tersebut dilakukan karena flok yang telah
mencapai ukuran tertentu tidak bisa menahan gaya tarik dari aliran air dan
menyebabkan flok pecah kembali, oleh sebab itu kecepatan pengadukan dan waktu
detensi dibatasi. Konstruksi dari unit flokulasi harus bisa menghindari aliran mati pada
bak. Terdapat beberapa kategori sistem pengadukan untuk melakukan flokulasi ini,
yaitu pengaduk mekanis dan pengadukan menggunakan baffle channel basins
2.2. Ozonisasi
Desinfeksi adalah proses yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme patogen
yang terdapat di dalam air baku yang masuk ke dalam instalasi pengolahan air minum.
Proses ini tidak berlaku bagi mikroorganisme yang berada dalam bentuk spora.
Terdapat berbagai metode untuk melakukan desinfeksi, antara lain dengan
penggunaan zat pengoksidasi (ozon, halogen, senyawa halogen), kation dari logam
berat (perak, emas, merkuri), senyawa organik, senyawa berbentuk gas, dan
pengolahan fisik (panas, UV, pH) (Chang, 1971 dikutip dalam Reynolds, 1982).
Hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan desinfektan yang akan digunakan
adalah kemampuan desinfektan untuk memerangi kontaminasi yang terjadi setelah
pengolahan pada sistem ditribusi air sehingga desinfektan yang terpilih harus memiliki
kekuatan desinfeksi yang tersisa di dalam air selama proses distribusi terjadi.
Ozon merupakan senyawa oksigen yang terbentuk dari tiga atom oksigen (O3) dan
mempunyai sifat sebagai oksidator kuat. Secara alamiah ozon terbentuk melalui dua
cara yaitu melalui bantuan radiasi sinar ultraviolet matahari pada atmosfer bumi dan
kilat yang terjadi di udara. Proses ozonisasi dalam pengolahan air minum dilakukan
berdasarkan prinsip pembentukan ozon secara alamiah. Melalui dua cara diatas, ikatan
atom dari 3 molekul oksigen (O2) akan terpecah dan membentuk 2 molekul ozon (O3).
Ikatan atom yang membentuk ozon sangat lemah sehingga ozon yang terbentuk dapat

14. cepat kembali menjadi oksigen (O2). Hal ini menyebabkan ozon mempunyai sifat
oksidator yang kuat. Data kimiawi ozon terdapat pada Tabel 2.10.
Tabel 2.10 Data Kimiawi Ozon
Rumus Kimia O3
Sifat Oksidator
Berat Molekul 48
Konsentrasi < 18 % dari massa oksigen
Titik Didih -111.9 oC
Titik Beku – 192.7 oC
Temperatur Kritis -12.1 oC
Tekanan Kritis 54,6 atm
Kelarutan dalam Air 3 ppm pada 20 oC
Potensial Elektrokimia -2.07 V

15. Densitas 2.14 Kg O3/m3
pada 0 o
C 1013 mbar
Densitas Relatif (dengan udara) 1.7
Sumber: Lenntech Water treatment & air purification Holding B.V, Rotterdam
Secara kimiawi, ozon tersusun atas tiga atom oksigen yang mempunyai ikatan tunggal
dan ikatan ganda. Ikatan tunggal yang terjadi merupakan ikatan tunggal yang sama
dengan ikatan tunggal yang terjadi pada peroksida, dimana ikatan ini sangat lemah dan
jika terlepas menyebabkan terbentuknya radikal bebas. Ikatan ganda yang terjadi
merupakan ikatan kimia yang biasa terjadi pada oksigen (O2) dimana ikatan ini sangat
stabil dan tidak reaktif.
Ozon mempunyai waktu paruh sekitar 25 menit dalam air destilasi yang mempunyai
temperatur 20 o
C. Waktu paruh ini akan berkurang jika berada dalam air biasa. Radiasi
sinar ultraviolet dengan panjang gelombang 254 Nm dapat mengubah ozon dalam air
menjadi oksigen dan radikal bebas hidroksil. Ozon efektif mengoksidasi berbagai jenis
zat pencemar dalam air tanpa meninggalkan zat sisa yang tidak diinginkan atau
mengubah pH air secara signifikan. Ozonisasi dalam instalasi pengolahan air minum
mempunyai beberapa manfaat, antara lain untuk desinfeksi mikroorganisme organik
patogen, menghilangkan bau dan rasa yang tidak diinginkan (biasanya berasal dari ion
S-2
), serta menjernihkan air akibat adanya senyawa organik terlarut. Dalam sistem
pengolahan air minum, penggunaan sistem ozonisasi disertai dengan penggunaan
saringan karbon aktif yang bertujuan untuk mengefektifkan pengolahan terutama untuk
menghilangkan zat-zat pencemar organik. Gambar 2.3 – 2.6 memperlihatkan
mekanisme kerja ozon dalam menghilangkan zat-zat pencemar organik.

16. Gambar 2.3 Ozon (O3) Dalam Larutan
Dekat Bakteri
Gambar 2.4 Ozon (O3) Berikatan dengan Material Organik pada Dinding Sel
Gambar 2.6 Ozon Mengoksidasi Bakteri dan Melepaskan Material Organik
2.2.1. Pembentukan Ozon dengan Sinar Ultraviolet
Ozon dibuat dengan cara melewatkan udara pada sinar ultraviolet yang dihasilkan dari
lampu UV. Sinar UV yang dihasilkan oleh lampu akan mengubah sejumlah kecil

17. senyawa oksigen dalam udara menjadi ozon. Cahaya lampu yang digunakan
tergantung pada panjang gelombang cahaya yang digunakan dan spektrum
elektromagnetiknya. Panjang gelombang cahaya yang umum digunakan dalam
generator ozon dengan sistem UV adalah 185 nm yang merupakan panjang gelombang
cahaya yang paling efektif dalam pembentukan ozon. Konsentrasi ozon yang dihasilkan
dari metode ini sekitar 0,01 % sampai 0,1 % dari konsentrasi
udara yang diolah. Konsentrasi ini bersifat fluktuatif karena sangat dipengaruhi oleh
kelembaban dan intensitas sinar UV yang dihasilkan dari lampu, yang akan berkurang
seiring dengan lamanya pemakaian.
2.2.2. Pembentukan Ozon dengan Arus Listrik
Ozon dibuat dengan cara melewatkan udara atau oksigen murni melalui listrik
bertegangan tinggi yang akan memecah molekul oksigen dan membentuknya kembali
menjadi ozon. Konsentrasi ozon yang dihasilkan berkisar antara 1% hingga 20% dari
konsentrasi udara yang diolah, tergantung dari konsentrasi oksigen dari udara awal.
Dalam sistem ini digunakan oksigen konsentrator yang akan memisahkan oksigen dari
senyawa-senyawa lain, terutama nitrogen, yang terdapat di udara. Hal ini berguna
untuk menambah jumlah ozon yang dihasilkan serta mencegah terjadinya korosi dalam
sistem pengolahan yang disebabkan oleh adanya asam nitrit (HNO3) yang terbentuk
dari reaksi antara uap air (kelembaban) dengan nitrogen oksida (NO2).
2.2.3. Ozon untuk menghilangkan bau, rasa, dan
warna
Ozon mampu menghilangkan warna dalam air yang disebabkan oleh senyawasenyawa
organik dengan cara memecahkan ikatan atom-atom karbon yang terdapat dalam
senyawa organik. Dalam proses ini akan dihasilkan aldehid, keton, dan asam yang
dipengaruhi oleh senyawa-senyawa organik yang diuraikan, dosis ozon yang diberikan,
serta waktu kontak. Proses oksidasi menggunakan ozon dapat mengurangi atau
menghilangkan warna yang disebabkan oleh senyawasenyawa organik. Koloid dan
partikel-partikel terlarut yang menyebabkan warna dalam air dapat dihilangkan dengan
filtrasi. Efek mikrofiltrasi ozon dapat dimanfaatkan dalam proses koagulasi koloid
organik dan partikel-partikel terlarut yang akan membantu proses filtrasi. Oksidasi
senyawa-senyawa organik dapat meningkatkan biodegradasi karbon organik. Jika

18. biodegradasi karbon organik tidak dihilangkan atau proses klorinasi yang dilakukan
tidak mampu menghilangkan senyawa-senyawa organik yang ada dalam air, dapat
menyebabkan pertumbuhan kembali mikroorganisme dalam sistem distribusi.
Bau dan rasa yang tidak diinginkankan dapat disebabkan oleh adanya bahanbahan
organik dan bahan anorganik. Ion sulfit (S-2
) merupakan senyawa kimia utama yang
menyebabkan timbulnya bau dan rasa. Ion-ion lain yang dapat menimbulkan bau dan
rasa dalam sistem distribusi air adalah besi, tembaga, dan seng. Dalam distribusi air
bersih dengan kandungan oksigen terlarut yang kurang mencukupi, proses dekomposisi
secara anaerobik akan menghasilkan senyawasenyawa yang teridentifikasi sebagai
penyebab terjadinya masalah-masalah estetika dalam distribusi air bersih. Berbagai
jenis senyawa yang berada dalam air baku dapat menimbulkan bau dan rasa yang tidak
diinginkan. Selain itu, pertumbuhan kembali mikroorganisme dalam sistem distribusi
juga dapat menimbulkan bau dan rasa yang tidak diinginkan pada air yang digunakan
oleh pelanggan. Sisa oksidan yang tinggi dalam proses ozonisasi dapat memperlambat
proses reaksi senyawa organik dalam sistem distribusi air bersih sehingga mengurangi
timbulnya bau dan rasa yang disebabkan terbentuknya ion sulfit.
2.2.4. Perbandingan Ozon dan Klorin sebagai
Disinfektan
Selain sebagai oksidator kuat, ozon juga merupakan desinfektan kuat yang dapat
digunakan tanpa penambahan bahan kimia tertentu. Dalam penggunaannya, ozon
dapat berubah menjadi oksigen, senyawa yang tidak beracun, dan aman bagi
lingkungan. Di berbagai negara maju, seperti Amerika Serikat, Inggris dan Jerman,
ozon dimanfaatkan untuk menghilangkan warna, menghilangkan bau dan rasa,
menghilangkan senyawa-senyawa organik, mikroflokulasi, oksidasi mangan dan besi,
sebagai desinfektan, serta mematikan virus. Tabel 2.11 menunjukkan perbandingan
koefisien mematikan spesifik (Specific Lethality Coefficients) antara ozon dengan
berbagai senyawa klor.
Tabel 2.11
Koefisien Mematikan Spesifik (Specific Lethality Coefficients) pada Suhu 5 o
C

19. Senyawa Bakteri Enterik Dinding Sel Amoeba Virus Spora
Ozon 500 0.5 5 2
HOCL 20 0.05 1 0.05
OCL 0.2 0.0005 <0.02 <0.0005
NH2CL 0.1 0.002 0.0005 0.001
Sumber: www.gewater.com
Sebagai desinfektan, ozon mempunyai kemampuan yang lebih baik dibandingkan klorin
atau desinfektan lainnya karena mempunyai daya oksidasi yang kuat sehingga dapat
menghilangkan endotoksin (pyrogenic lippopolysaccharides) dan Total Organic
Carbon(TOC). Selain itu, ozon mempunyai koefisien mematikan (lethality coefficient)
yang lebih besar daripada klor sehingga lebih efektif dalam membunuh mikroorganisme
dan virus.
Sumber: https://jujubandung.wordpress.com/2012/06/07/proses-pengolahan-air-minum/