Slow Sand Filter

Air merupakan kebutuhan yang sangat vital dan penting bagi manusia. Adanya pencemaran pada sumber-sumber air menimbulkan kesulitan bagi masyarakat untuk mendapatkan air bersih yang nantinya diolah menjadi air minum yang layak. Beberapa pencemaran pada air sumber air ini antara lain tingginya kandungan bakteri Coli serta kekeruhan yang cukup tinggi. Maka dari itu untuk menghilangkan kekeruhan dan bakteri dilakukanlah suatu proses penjernihan air dimana salah satu teknik yang digunakan adalah teknik Slow Sand Filter.

Slow Sand Filter atau bisa juga disebut Saringan Pasir Lambat digunakan untuk meningkatkan kebutuhan dasar masyarakat khususnya mengenai kebutuhan akan air bersih yang umumnya berada di daerah pedesaan, maka perlu disesuaikan dengan sumber air baku serta teknologi yang sesuai dengan tingkat penguasaan teknologi dalam masyarakat itu sendiri.

Sistem Slow Sand Filter merupakan teknologi pengolahan air yang sangat sederhana dengan hasil air bersih dengan kualitas yang baik. Slow Sand Filter ini mempunyai keunggulan yaitu tidak memerlukan bahan kimia (koagulan) yang mana bahan kimia ini sering menjadi kendala yang dialami pada proses pengolahan air di daerah pedesaan. Di dalam sistem pengolahan ini proses pengolahan yang utama adalah penyaringan dengan media pasir dengan kecepatan penyaringan 5 – 10 m3/m2/hari.. Air baku dialirkan ke tangki penerima, kemudian dialirkan ke bak pengendap tanpa memakai zat kimia untuk mengedapkan kotoran yang ada dalam air baku yang selanjutnya di saring dengan Slow Sand Filter. Setelah disaring dilakukan proses khlorinasi dan selanjutnya ditampung di bak penampung air bersih lalu seterusnya di alirkan ke konsumen.

Jika air baku baku dialirkan ke Slow Sand Filter maka kotoran-kotoran yang ada di dalamnya akan tertahan pada media pasir. Oleh karena adanya akumulasi kotoran baik dari zat organik maupun zat anorganik pada media filternya akan terbentuk lapisan (film) biologis. Dengan terbentuknya lapisan ini maka di samping proses penyaringan secara fisika dapat juga menghilangkan kotoran (impuritis) secara bio-kimia. Biasanya ammonia dengan konsetrasi yang rendah, zat besi, mangan dan zat-zat yang menimbulkan bau dapat dihilangkan dengan cara ini. Hasil dengan cara pengolahan ini mempunyai kualitas yang baik.

Cara ini sangat sesuai untuk pengolahan yang air bakunya mempunyai kekeruhan yang rendah dan relatif tetap. Biaya operasi rendah karena proses pengendapan biasanya tanpa bahan kimia. Tetapi jika kekeruhan air baku cukup tinggi, pengendapan dapat juga memakai baghan kimia (koagulan) agar beban filter tidak terlalu berat.

Secara umum, proses pengolahan air bersih dengan Slow Sand Filter konvensional terdiri atas unit proses yakni bangunan penyadap, bak penampung, saringan pasir lambat dan bak penampung air bersih .

Umumnya disain konstruksi dari Slow Sand Filter dirancang setelah didapat hasil dari survai lapangan baik mengenai kuantitas maupun kualitas. Dalam gambar desain telah ditetapkan proses pengolahan yang dibutuhkan serta tata letak tiap unit yang beroperasi. Kapasitas pengolahan dapat dirancang dengan berbagai macam ukuran sesuai dengan kebutuhan yang diperlukan. Biasanya saringan pasir lambat hanya terdiri dari sebuah bak yang terbuat dari beton, ferosemen, bata semen atau bak fiber glass untuk menampung air dan media penyaring pasir. Bak ini dilengkapi dengan sistem saluran bawah, inlet, outlet dan peralatan kontrol. Untuk sistem Slow Sand Filter Skonvensional terdapat dua tipe saringan yakni :

1.      Slow Sand Filter Dengan Kontrol Pada Inlet 

Keterangan :
A.    Kran untuk inlet air baku dan pengaturan laju penyaringan
B.    Kran untuk penggelontoran air supernatant
C.    Indikator laju air
D.    Weir inlet
E.    Kran untuk pencucian balik unggun pasir dengan air bersih
F.    Kran untuk pengeluaran/pengurasan air olahan yang masih kotor
G.    Kran distribusi
H.    Kran penguras bak air bersih

2.      Slow Sand Filter Dengan Kontrol Pada Outlet

Keterangan :

A. Kran untuk inlet air baku

B. Kran untuk penggelontoran air supernatant

C. Kran untuk pencucian balik unggun pasir dengan air bersih

D. Kran untuk pengeluaran/pengurasan air olahan yang masih kotor

E. Kran pengatur laju penyaringan

F. Indikator laju alir

G. Weir inlet kran distribusi

H. Kran distribusi

I. Kran penguras bak air bersih

Hal-hal yang perlu diperhatikan pada sistem saringan pasir lambat antara lain yakni :

Bagian Inlet

Struktur inlet dibuat sedemikian rupa sehingga air masuk ke dalam saringan tidak merusak atau mengaduk permukaan media pasir bagian atas. Struktur inlet ini biasanya berbentuk segi empat dan dapat berfungsi juga untuk mengeringkan air yang berada di atas media penyaring (pasir).

Lapisan Air di Atas media Penyaring (supernatant)

Tinggi lapisan air yang berada di atas media penyaring (supernatant) dibuat sedemikian rupa agar dapat menghasilkan tekanan (head) sehingga dapat mendorong air mengalir melalui unggun pasir. Di samping itu juga berfungsi agar dapat memberikan waktu tinggal air yang akan diolah di dalam unggun pasir sesuai dengan kriteria disain.

Bagian Pengeluaran (Outlet)

Bagian outlet ini selain untuk pengeluran air hasil olahan, berfungsi juga sebagai weir untuk kontrol tinggi muka air di atas lapisan pasir.

Media Pasir (Unggun Pasir)

Media penyaring dapat dibuat dari segala jenis bahan inert(tidak larut dalam air atau tidak bereaksi dengan bahan kimia yang ada dalam air). Media penyaring yang umum dipakai yakni pasir silika karena mudah diperoleh, harganya cukup murah dan tidak mudah pecah. Diameter pasir yang digunakan harus cukup halus yakni dengan ukuran 0,2-0,4 mm

Sistem Saluran Bawah (drainage)

Sistem saluran bawah berfungsi untuk mengalirkan air olahan serta sebagai penyangga media penyaring. Saluran ini tediri dari saluran utama dan saluran cabang, terbuat dari pipa berlubang yang di atasnya ditutup dengan lapisan kerikil. Lapisan kerikil ini berfungsi untuk menyangga lapisan pasir agar pasir tidak menutup lubang saluran bawah.

Ruang Pengeluaran

Ruang pengeluran terbagi menjadi dua bagian yang dipisahkan dengan sekat atau dinding pembatas. Di atas dinding pembatas ini dapat dilengkapi dengan weir agar limpasan air olahannya sedikit lebih tinggi dari lapisan pasir. Weir ini berfungsi untuk mencegah timbulnya tekanan di bawah atmosfir dalam lapisan pasir serta untuk menjamin saringan pasir beroperasi tanpa fluktuasi level pada reservoir. Dengan adanya air bebas yang jatuh melalui weir, maka konsentrasi oksigen dalam air olahan akan bertambah besar.

Pengolahan air bersih dengan menggunakan sistem Slow Sand Filter konvensional ini mempunyai keunggulan antara lain :

1)      Tidak memerlukan bahan kimia, sehingga biaya operasinya sangat murah.

2)      Dapat menghilangkan zat besi, mangan, dan warna serta kekeruhan.

3)      Dapat menghilangkan ammonia dan polutan organik, karena proses penyaringan berjalan secara fisika dan biokimia.

4)      Sangat cocok untuk daerah pedesaan dan proses pengolahan sangat sederhana.

Sedangkan beberapa kelemahan dari sistem saringan pasir lambat konvensional tersebut yakni antara lain :

1)      Jika air bakunya mempunyai kekeruhan yang tinggi, beban filter menjadi besar, sehingga sering terjadi kebutuan. Akibatnya waktu pencucian filter menjadi pendek.

2)      Kecepatan penyaringan rendah, sehingga memerlukan ruangan yang cukup luas.

3)      Pencucian filter dilakukan secara manual, yakni dengan cara mengeruk lapisan pasir bagian atas dan dicuci dengan air bersih, dan setelah bersih dimasukkan lagi ke dalam bak saringan seperti semula.

4)      Karena tanpa bahan kimia, tidak dapat digunakan untuk menyaring air gambut.

5)      Untuk mengatasi problem sering terjadinya kebuntuan saringan pasir lambat akibat kekeruhan air baku yang tinggi, dapat ditanggulangi dengan cara modifikasi disain saringan pasir lambat yakni dengan menggunakan proses saringan pasir lambat “UP Flow (penyaringan dengan aliran dari bawah ke atas).

Sistem Slow Sand Filter “Up Flow”

Teknologi Slow Sand Filter yang banyak diterapkan di Indonesia biasanya adalah Slow Sand Filter konvesional dengan arah aliran dari atas ke bawah (down flow), sehingga jika kekeruhan air baku naik, terutama pada waktu hujan, maka sering terjadi penyumbatan pada saringan pasir, sehingga perlu dilakukan pencucian secara manual dengan cara mengeruk media pasirnya dan dicuci, setelah bersih dipasang lagi seperti semula, sehingga memerlukan tenaga yang cucup banyak. Ditambah lagi dengan faktor iklim di Indonesia yakni ada musim hujan air baku yang ada mempunyai kekeruhan yang sangat tinggi. Hal inilah yang sering menyebabkan saringan pasir lambat yang telah dibangun kurang berfungsi dengan baik, terutama pada musim hujan.

Jika tingkat kekeruhan air bakunya cukup tinggi misalnya pada waktu musim hujan, maka agar supaya beban saringan pasir lambat tidak telalu besar, maka perlu dilengkapi dengan peralatan pengolahan pendahuluan misalnya bak pengendapan awal atau saringan “Up Flow” dengan media berikil atau batu pecah, dan pasir kwarsa / silika. Selanjutnya dari bak saringan awal, air dialirkan ke bak saringan utama dengan arah aliran dari bawah ke atas (Up Flow). Air yang keluar dari bak saringan pasir Up Flow tersebut merupakan air olahan dan di alirkan ke bak penampung air bersih, selanjutnya didistribusikan ke konsumen dengan cara gravitasi atau dengan memakai pompa. Diagram proses pengolahan serta contoh rancangan konstruksi saringan pasir lambat Up Flow ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

Dengan sistem penyaringan dari arah bawah ke atas (Up Flow), jika saringan telah jenuh atau buntu, dapat dilakukan pencucian balik dengan cara membuka kran penguras. Dengan adanya pengurasan ini, air bersih yang berada di atas lapisan pasir dapat berfungi sebagai air pencuci media penyaring (back wash). Dengan demikian pencucian media penyaring pada saringan pasir lambat Up Flow tersebut dilakukan tanpa pengeluran atau pengerukan media penyaringnya, dan dapat dilakukan kapan saja. Saringan pasir lambat “Up Flow” ini mempunyai keunggulan dalam hal pencucian media saringan (pasir) yang mudah, serta hasilnya sama dengan saringan pasir yang konvesional. Kapasitas pengolahan dapat dirancang dengan berbagai macam ukuran sesuai dengan kebutuhan yang diperlukan.

Contoh Instalasi Penjernih Air Type “Slow Sand Filter -UP FLOW