Filtrasi Pasir Lambat Hilangkan Kontaminasi Mikroba dan Partikel Air Minum; Proses Penyaringan

Penyaringan pasir lambat dimulai pada tahun 1829 di Paisley, Skotlandia, di mana John Gibb memasok air ke kota dari saringan pasir lambat (SSF) di pemutihnya (Baker, 1948). Namun, model penyaringan pasir lambat saat ini berasal dari saringan pasir lambat seluas satu hektar yang dirancang oleh Jams Simpson untuk perusahaan air Chelsea di London pada tahun 1852, yang mengolah air permukaan dari Sungai Thames (Barrett et al., 1991).

Setelah John Snow mengaitkan wabah penyakit seperti kolera dan tipus dengan kontaminasi yang terbawa air, saringan pasir lambat menjadi persyaratan hukum untuk semua air minum yang diambil dari Sungai Thames sejak tahun 1892 (Huisman dan Wood, 1974).

Bukti meyakinkan lebih lanjut tentang efektivitas SSF dalam mengendalikan penyakit yang ditularkan melalui air diberikan pada tahun 1894 oleh pengalaman dua kota tetangga, Hamburg dan Altona, yang mengirimkan air minum dari Sungai Elbe.

Yang pertama menyalurkan air minum dari sungai yang tidak diolah, sedangkan yang kedua menyaring seluruh pasokannya. Ketika air sungai terinfeksi organisme kolera, Hamburg menderita wabah kolera sementara Altona tidak.

SSF adalah satu-satunya metode pengolahan air sampai munculnya penyaringan pasir cepat pada akhir abad ke-19 (Brink and Parks, 1996). Saat ini, USEPA mengakui filtrasi pasir lambat sebagai teknologi pengolahan air yang dapat diterima, yang menyediakan air yang aman untuk konsumsi manusia.

Karakteristik Filtrasi Pasir Lambat

Komponen dasar saringan pasir lambat adalah: lapisan air supernatan, lapisan pasir (pasir halus dan kasar), kerikil dan selang pembuangan. Lapisan air supernatan menyediakan kepala air yang cukup untuk mengalirkan air melalui filter bed, sementara menciptakan periode retensi beberapa jam untuk air.

Pasir adalah media filter biasa karena biayanya yang rendah, daya tahan dan ketersediaannya. Pasir memiliki ukuran butir yang relatif halus (ukuran efektif 0,15-0,3mm). Kerikil menyediakan saluran yang tidak terhalang untuk air yang diolah dari dasar filter, yang mencegah pasir menyumbat pipa saluran bawah dan mendukung dasar pasir filter.

Air merembes perlahan melalui media pasir berpori, dan partikel inert, bahan organik, dan mikroorganisme seperti bakteri, virus dan kista enteroparasit Giardia dan Cryptosporidium dihilangkan (Ellis, 1985; Fogel et al., 1993). Partikel organik dan anorganik dan mikroorganisme patogen dihilangkan dengan penyaringan fisik dan degradasi biologis di lapisan pasir.

Sebagian besar perlakuan terjadi di bagian atas lapisan pasir di mana endapan partikel dan materi alga, dikombinasikan dengan pertumbuhan padat biomassa, membentuk lapisan permukaan yang dikenal sebagai biofilm. Namun, perawatan tambahan yang signifikan juga terjadi di seluruh lapisan pasir lainnya. Literatur mengungkapkan beberapa variasi dalam parameter desain yang direkomendasikan untuk filter pasir lambat.

Mekanisme Filtrasi

Filtrasi digunakan terutama untuk menghilangkan partikulat tersuspensi, termasuk patogen, dalam produksi air minum. Tabel 2 daftar berbagai partikel yang ditemukan di air baku. Efisiensi penghilangan partikel dalam kisaran 99% hingga 99,9% dilaporkan dalam literatur untuk filter pasir lambat yang matang secara biologis (Bellamy et al., 1985a), terutama dari air permukaan dengan kekeruhan yang relatif rendah.

Faktor penting yang mempengaruhi mekanisme penghilangan filtrasi pasir lambat adalah laju filtrasi. Secara khusus, sedimentasi dan mekanisme biologis bergantung pada laju filtrasi (Ellis, 1985). Seperti yang diharapkan, Poynter dan Slade (1977) menemukan bahwa penghilangan virus menurun dengan meningkatnya laju filtrasi.

Selain itu, Muhammad dkk. (1996) menemukan bahwa penghilangan warna, yang sebagian besar bergantung pada sedimentasi, secara signifikan menurun pada laju filtrasi yang lebih tinggi. Hal ini menegaskan bahwa pengolahan biologis dan sedimentasi memang dipengaruhi oleh laju filtrasi.

Menariknya, Huisman (1977) melaporkan bahwa laju filtrasi yang lebih tinggi meningkatkan laju pemuatan organik, yang menghasilkan ketersediaan substrat yang lebih tinggi dan memaksa mikroorganisme untuk hidup lebih dalam dari 300-400 mm di lapisan pasir, yang mengarah pada potensi terobosan bakteri.

Namun, dalam beberapa kasus, laju filtrasi tidak berpengaruh pada penghilangan bakteri. Sebagai contoh, Poynter dan Slade (1977) menemukan bahwa peningkatan laju filtrasi dari 0,2 m/jam menjadi 0,4 m/jam tidak berpengaruh pada penghilangan bakteri koliform dan E. coli.

Juga faktor penting lainnya yang mempengaruhi mekanisme penghilangan filtrasi pasir lambat adalah kedalaman lapisan. Kedalaman minimum untuk menghilangkan kekeruhan dan bakteri coliform yang baik adalah 300mm, tetapi 600mm diperlukan untuk menghilangkan semua virus (Ellis, 1985).

Bellamy dkk. (1985c) menemukan penghilangan bakteri yang baik dengan kedalaman lapisan yang berkurang. Dimana removal coliform turun dari 97% menjadi hanya 95% dengan mengurangi kedalaman dasar dari 0,97 m menjadi 0,48m. Hal ini karena sebagian besar biomassa dan pengolahan biologis terjadi di bagian atas lapisan pasir.

Faktanya, Williams (1987) menemukan bahwa semua pengurangan bakteri terjadi di 20cm atas dasar filter, di mana penghapusan 1 log fekal coliform dicapai setelah kedalaman 5 cm dan penghapusan 1,3 log lainnya setelah kedalaman 20 cm, dengan total 2,3 log. penghapusan (99,5%). Secara keseluruhan, kedalaman lapisan lebih penting untuk menghilangkan partikel yang lebih kecil, termasuk virus, materi koloid, dan warna, dan kurang signifikan untuk menghilangkan bakteri.

Secara umum filtrasi terjadi dengan mekanisme fisik (transportasi) dan kimiawi (attachment). Selain itu, proses biologis adalah mekanisme pemurnian penting yang beroperasi dalam filtrasi pasir lambat (Huisman dan Wood, 1974).

Mekanisme Penghilangan Fisik-Kimia pada Filtrasi Pasir Lambat

Mekanisme fisika-kimia filtrasi dibagi menjadi dua kategori: mekanisme transpor dan mekanisme perlekatan. Mekanisme transpor mengatur pengangkutan partikel ke media filter (atau disebut sebagai kolektor) dan mekanisme penempelan mengatur penempelan partikel ke media.

Salah satu jenis mekanisme transportasi utama dalam filtrasi pasir lambat adalah penyaringan atau penyaringan, di mana partikel yang lebih besar dari ukuran pori media dihilangkan secara fisik. Namun, karena ukuran pori media semakin berkurang karena deposisi partikel dan pertumbuhan biofilm; regangan akan menjadi lebih efisien dalam menangkap partikel yang bahkan lebih kecil ukurannya (Weber-Shirk dan Dick, 1997b).

Terdapat partikel di permukaan air yang jauh lebih kecil dari ukuran pori media, seperti bakteri (0,01 hingga 10µm), virus (0,01 hingga 0,1µm), dan partikel koloid (0,001 hingga 1µm) (Montgomery, 1985). Partikel-partikel ini menembus lebih dalam ke lapisan, di mana mekanisme transportasi lainnya (kelembaman, sedimentasi, intersepsi, aksi hidrodinamik dan difusi) menjadi penting.

Impaksi terjadi ketika inersia partikel mendekati kolektor lebih besar daripada gaya hidrodinamik yang membawa air melewati kolektor (Montgomery, 1985). Partikel akan menyimpang dari jalur aliran dan berdampak pada kolektor. Gaya hidrodinamik yang dihasilkan dari perubahan kecepatan aliran dan perubahan ukuran pori juga dapat mengangkut partikel ke permukaan kolektor (Montgomery, 1985).

Sedimentasi terjadi ketika massa jenis partikel jauh lebih besar daripada massa jenis air dan kecepatan pengendapannya menyebabkan partikel menyimpang dari jalur aliran dan mengendap di permukaan media. Ellis (1985) melaporkan bahwa sedimentasi mungkin lebih penting dengan partikulat tersuspensi antara 4 dan 20µm dalam ukuran.

Intersepsi terjadi ketika partikel yang diendapkan menumpuk di permukaan media, secara bertahap mengurangi ukuran pori, dan bertindak sebagai pengumpul tambahan untuk partikel yang lewat. Secara umum diketahui bahwa ketika rasio ukuran partikel terhadap ukuran media meningkat, intersepsi juga meningkat (Montgomery, 1985).

Partikel dalam rentang koloid (diameter kurang dari 1µm) dipengaruhi oleh difusi dan akan menyimpang dari jalur aliran menuju media filter, tergantung pada interaksi elektrostatik antara partikel dan media (Montgomery, 1985). Saat partikel diangkut ke media filter, mekanisme penempelan akan bertindak untuk menangkap partikel yang menghasilkan tumbukan yang berhasil.

Mekanisme perlekatan tersebut meliputi gaya tarik massa (gaya van der walls) dan gaya tarik elektrostatik antara partikel yang bermuatan berlawanan (Montgomery, 1985). Efek gaya van der walls, bagaimanapun, hanya signifikan jika partikel dapat mengatasi hambatan tolakan elektrostatik dan mencapai permukaan media (Haarhoff dan Cleasby, 1991).

Mc Connell (1984) menyarankan kemungkinan kation multivalen bertindak sebagai jembatan antara permukaan bermuatan negatif dan partikel bermuatan negatif. Teori ini dikonfirmasi oleh temuan bahwa "adsorpsi virus pada pasir ditingkatkan dengan meningkatnya kekuatan ion dan dengan konsentrasi yang lebih tinggi dari kation valensi yang lebih tinggi dalam larutan" (Galvis et al., 1998)

Adsorpsi partikel ke media adalah mekanisme perlekatan penting lainnya. Mikroorganisme seperti alga dan bakteri akan menjajah dasar filter dan membentuk biofilm zoogleal yang lengket pada butiran pasir tempat partikel dapat menempel. Ellis (1985) menunjukkan bahwa adsorpsi lebih penting untuk partikel yang lebih kecil.

Detasemen partikel adalah fenomena penting lain dari filter. Sebagai deposit partikel dan pertumbuhan biofilm mengurangi ukuran pori media, kecepatan interstial dalam pori-pori meningkat. Hal ini menyebabkan peningkatan gaya geser hidrodinamik pada endapan partikel dan dapat menyebabkan partikel menjadi terlepas.

Kekuatan geser diharapkan menjadi yang tertinggi dalam biofilm (Weber-syirk dan Dick, 1997b). Peningkatan detasemen juga dapat terjadi dengan peningkatan mendadak konsentrasi padatan influen. Partikel yang terlepas kemudian dapat menembus lebih dalam ke dasar filter dan pada akhirnya dapat mengerem melalui filter.

Sebagai contoh, Ellis dan Aydin (1995) menemukan bahwa endapan partikulat menurun dengan cepat seiring dengan kedalaman; namun masih ada pada kedalaman 400mm. Ini menyoroti pentingnya menjaga kondisi operasional yang konsisten, dan menghindari fluktuasi tiba-tiba dalam kualitas air influen atau aliran.

Distributor Pasir Zeolit, Silika, Greensand dan Media Filter Lain Untuk Berbagai Aplikasi Dan Industri

Pasir manganese memiliki banyak sekali manfaat terutama pada sektor pembersihan, penyaringan dan pemurnian air dari berbagai kontaminan yang tidak sehat. Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan pasir manganese untuk filter air atau water treatment, kami siap membantu. Ady Water jual pasir manganese dengan kemasan 50 KG per karung.

Kami juga sudah suplai pasir manganese ke berbagai perusahaan. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;

Jual Pasir Manganese Zeolit Bandung

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

 

Filter Air Pasir Silika Jakarta

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

 

Manganese Greensand Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

 

 Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:

•         0821 2742 4060 (Ghani)

•         0812 2165 4304 (Yanuar)

•         0821 2742 3050 (Rusmana)

•         0821 4000 2080 (Fajri)

•         0812 2445 1004 (Kartiko)

•         0812 1121 7411 (Andri)               

Untuk Anda yang membutuhkan pasir manganese baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.

Jika Anda memiliki pertanyaan seputar pasir manganese, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk pasir manganese sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan pasir manganese terbaik. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.