Turbidimeter Laboratorium untuk Filter Backwash Pengolahan Air Minum
Mengapa parameter turbiditas dalam filter backwash pada pengolahan air minum perlu dipantau? Penelitian telah menunjukkan bahwa kekeruhan akhir pada penghentian siklus backwash secara langsung berkorelasi dengan kinerja filter dan waktu pengoperasian berikutnya. Filter pencucian balik (backwashing) adalah bagian penting dari proses produksi air minum yang bertujuan untuk mengoptimalkan efisiensi instalasi pengolahan air dan menjaga kualitas air. Hal ini disebabkan karena selama pencucian balik, aliran air dibalik dan ditingkatkan untuk membuang kotoran dan partikel. Selain kualitas air terjaga, proses tersebut dapat juga berfungsi untuk membersihkan filter dan memperpanjang umur filter. Berdasarkan penelitian American Water Works Association (AWWA) bersama dengan Environmental Protection Agency (EPA) telah merekomendasikan bahwa backwash dihentikan ketika kekeruhan berada dalam kisaran 10 - 15 NTU.
Sebagian besar sistem air minum menggunakan filter untuk menangkap atau mengumpulkan partikel dari aliran yang masuk. Ketika pori-pori filter tersumbat, mereka perlu dibersihkan. Salah satu cara terbaik untuk membersihkan filter sistem air minum adalah dengan backwash, yang berarti membalikkan aliran dan meningkatkan kecepatan air melewati filter. Cara kerja backwash pada dasarnya adalah mengeluarkan partikel yang tersumbat dari filter. Meskipun setiap filter unik, namun prinsip untuk pencucian balik (backwash) serupa untuk semuanya.
Filter backwashing perlu dilakukan pada interval yang tepat dan untuk jangka waktu yang tepat untuk memaksimalkan efisiensi instalasi pengolahan air. Jika backwashing dilakukan terlalu jarang, kinerja filter dan kualitas air akan menurun. Namun, backwashing yang terlalu sering atau terlalu lama juga dapat menyebabkan penurunan kinerja filter dan mengurangi hasil akhir dari instalasi air minum. Selain itu, filter backwash menggunakan persentase yang signifikan dari pasokan air bersih pabrik air minum. Sebanyak 3-5 persen dari pasokan air yang diolah digunakan untuk backwash filter. Volume besar seperti itu juga dapat berdampak dramatis pada biaya operasi pabrik air minum dan margin keuntungan. Penilaian operator (inspeksi visual), volume backwash, atau kekeruhan biasanya digunakan untuk mengontrol penghentian backwash.
Operator air biasanya memantau pencucian balik baik secara visual atau berdasarkan waktu yang telah ditentukan sebelumnya. Jika dipantau pada waktu tertentu, setidaknya konsisten, walaupun bisa terlalu banyak air atau terlalu sedikit. Jika dikontrol secara visual, setiap operator akan memiliki gagasan yang berbeda tentang apa yang dimaksud dengan bersih dan dengan demikian setiap pencucian akan berbeda. Setiap operator yang membuat penilaian independen menghasilkan pengoperasian yang paling tidak konsisten.
Pemantauan kekeruhan perlu dilakukan untuk memastikan siklus backwash dilakukan hanya jika diperlukan dan bahwa keluaran air bersih pabrik dimaksimalkan, dengan penghematan yang signifikan terhadap biaya operasi pabrik. Selain itu, menggunakan turbidimeter untuk memantau backwash memiliki manfaat konsistensi dan pencucian menyeluruh berdasarkan pengukuran daripada pendapat subjektif individu.
Pemantauan Filter Backwash dengan Turbidimeter
Turbiditas atau kekeruhan atau kekaburan sampel air, disebabkan oleh partikel yang tersuspensi di dalam air, biasanya tanah liat dan lanau. Bakteri dan virus dapat menempel pada partikel-partikel ini sehingga kekeruhan merupakan indikator penting dari kualitas air secara keseluruhan. Pengukuran kekeruhan yang akurat adalah cara terbaik untuk mengelola proses backwash filter. Mengukur kekeruhan air yang keluar dari filter adalah cara terbaik untuk menentukan kapan backwashing harus dilakukan.
Pengukuran kekeruhan juga digunakan untuk memantau kemajuan proses pembersihan, dan ketika kekeruhan kembali ke nilai yang mendekati kekeruhan air sumur jernih, siklus backwash dihentikan. Pengukuran kekeruhan yang akurat mengoptimalkan pencucian balik filter, mengoptimalkan kinerja pabrik air minum, dan meminimalkan biaya pengoperasian.
Analisis turbidimetri menggunakan instrumentasi yang andal adalah metode yang ideal untuk memantau siklus backwash, termasuk penghentian backwash. Penelitian telah menunjukkan bahwa kekeruhan akhir pada penghentian siklus backwash secara langsung berkorelasi dengan kinerja filter dan waktu pengoperasian berikutnya. Berdasarkan penelitian, American Water Works Association (AWWA) telah merekomendasikan bahwa backwash dihentikan ketika kekeruhan berada dalam kisaran 10 - 15 NTU. Ketika siklus backwash dihentikan dalam kisaran ini, bahan partikulat yang cukup tetap berada di air backwash residual di atas filter untuk menciptakan lingkungan yang tepat untuk periode pematangan yang efektif dalam menjalankan filter yang akan datang. Filter yang lebih lama biasanya yang lebih efektif.
Pengukuran kekeruhan backwash biasanya dapat dilakukan secara laboratorium dengan menganalisis sampel yang disampling (grab analysis). Grab analysis adalah cara sederhana dalam mengumpulkan data sebagai penentuan profil untuk backwash tertentu. Prosedur ini melibatkan pengumpulan banyak sampel yang representatif pada interval waktu selama dalam backwash dan mengujinya dengan turbidimeter laboratorium. Prosesnya sederhana dan cukup mudah, tetapi membutuhkan waktu operator yang signifikan untuk melakukan pengukuran sampel dan analisis data. Dalam kebanyakan kasus, beberapa pengambilan sampel dilakukan pada setiap filter dalam upaya untuk menentukan profil rata-rata keseluruhan dari proses backwash.
Gambar 1. Contoh Alat Turbidimeter Laboratorium
Ada beberapa hal yang menjadi perhatian dalam menganalisis sampel yang disampling (grab analysis):
• Pengambilan sampel yang representatif sangat penting. Sampel harus dikumpulkan secara konsisten di lokasi yang sama. Lokasi harus dipilih dengan cermat sehingga kekeruhan backwash benar-benar mewakili proses backwash.
• Grab analyisis adalah proses yang panjang dan harus sering dilakukan karena kekeruhan backwash dapat terus berubah. Perubahan ini menandakan bahwa upaya yang signifikan dikeluarkan untuk menghasilkan profil kekeruhan backwash yang akurat dan representatif. Pembuatan profil kekeruhan backwash dengan mengambil sampel membutuhkan banyak tenaga dan waktu dan karena faktor-faktor ini, merupakan pendekatan yang sulit untuk digunakan.
• Meskipun beberapa gangguan mungkin terjadi saat melakukan pengukuran kekeruhan sampel, gangguan utama adalah warna. Interferensi warna dapat dikurangi melalui penggunaan metode rasio turbidimetri atau dengan menggunakan instrumen dengan sumber cahaya yang tidak terpengaruh oleh media atau matriks di dalam sampel. Banyak turbidimeter laboratorium memiliki fitur untuk menghilangkan gangguan ini, tetapi keterbatasan desain telah membatasi penerapan metode rasio dalam instrumen proses.
Turbidtas pada saat penghentian backwash bisa saja jauh di bawah backwash yang direkomendasikan AWWA dan EPA yaitu 10 - 15 NTU. Jika terjadi seperti itu artinya filter telah dicuci secara berlebihan. Oleh karena itu, operator instalasi pengolahan air minum harus lebih waspada agar backwash dapat dihentikan pada puncak pencucian permukaan akhir ketika kekeruhan sekitar 15 NTU.
Referensi:
EPA. 2002. Filter Backwash Recycling Rule Techinical Guidance Rule. Office of Ground Water and Drinking Water. USEPA: USA.
Hach. Defining Drinking Water Plant Backwash Profile Using the SOLITAX™ sc Suspended Solids and Turbidity Sensor. Application Note. Hach Company: USA.
Rupert, S. Turbidity Monitoring in Water Treatment Filter Backwashing Applications. ECD: California.
Satterfield, Z. Filter Backwashing. Fall 2005 Vol. 5.The National Environmental Services Center: West Virginia University.