Sumber Air Baru, Penyulingan Air Tenaga Matahari

Gambar Penyulingan air tenaga matahari

Manfaat air bagi kehidupan merupakan aspek penting untuk kemaslahatan hidup di muka bumi ini. Bagaimana tidak, setiap kebutuhan yang kita jalani membutuhkan air. Air bukan hanya berguna bagi kehidupan manusia karena setiap makhluk hidup hewan maupun tumbuhan sangat membutuhkan air (Rohmanah Chy,2013).

Sepertiga bagian bumi yang kita tinggali ini terdiri dari air, itulah kenyataan bahwa air sangat penting bagi kehidupan. Terdiri dari beragam jenis air yaitu air laut (air asin), air sungai, danau dan kali (air tawar). Untuk mendistribusikan ke masyarakat, alam sudah menyediakan jalur yaitu sungai. Masyarakat yang bertempat tinggal jauh dari sumber mata air, memanfaatkan sungai untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari. Sungai yang airnya dimanfaatkan oleh masyarakat merupakan sungai utama di wilayah tersebut.

Sungai Deli merupakan sungai yang melalui tiga wilayah daerah aliran sungai (DAS). Kabupaten Karo dan Simalungun di hulu, Deli Serdang dan Sergai di tengah serta Kota Medan di hilir hingga bermuara ke laut Belawan dengan panjang 76 kilometer (Pos Sumut,2013). Air sungai tersebut digunakan untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari masyarakat sekitar.

Namun dewasa ini Sungai Deli mengalami pencemaran yang dilakukan oleh masyarakat sekitarnya baik sengaja maupun tidak. Pencemaran yang terjadi mengakibatkan penurunan kualitas air maupun daya dukung pemanfaatan air  Sungai Deli.

Penurunan kualitas air menyebabkan berkurangnya manfaat air sungai. Penurunan pemanfaatan ini seringkali tidak diketahui oleh masyarakat, sehingga banyak pemanfaatan yang tidak sesuai dengan standar baku mutu pemanfaatan tersebut. Oleh karena itu, peneliti merasa tertarik untuk menguji kualitas air Sungai Deli guna kesesuaian pemanfaatan dan pengolahan Daerah Aliran Sungai (DAS).

Jika air murni dan larutan garam dipisahkan oleh selaput semipermeabel maka akan terjadi aliran yang mengalir dari zat cair dengan konsentrasi rendah menuju ke air garam (larutan air yang mengandung kadar garam tinggi) yang mempunyai konsentrasi tinggi. Aliran air melalui selaput semipermeabel tersebut dapat berlangsung karena adanya tekanan osmosis. Jika tekanan dilakukan sebaliknya yaitu air garam diberikan suatu tekanan buatan yang besarnya sama dengan tekanan osmosis, maka yang terjadi adalah tidak ada aliran dari air ke air garam atau sebaliknya. Faktor yang mempengaruhi besar kecilnya tekanan osmosis adalah konsentrasi garam dan suhu air. Air laut umumnya mengandung TDS minimal sebesar 30.000 ppm. Sebagai contoh, untuk air laut dengan TDS 35.000 ppm pada suhu air 25^o C, mempunyai tekanan osmosis26,7 kg/cm², sedangkan yang mengandung 42.000 ppm TDS pada suhu 30^o C mempunyai tekanan osmosis 32,7 kg/cm².

        Jika tekanan pada sisi air garam (air asin) diberikan tekanan sehingga melampaui tekanan osmosisnya, maka yang terjadi adalah air dipaksa keluar dari larutan garam melalui selaput semipermeabel. Proses memberikan tekanan balik tersebut disebut dengan osmosis balik. Prinsip osmosis balik tersebut diterapkan untuk pengolahan air payau atau air laut menjadi air tawar. Sistem tersebut disebut Reverse Osmosis atau RO. Sistem RO tidak bisa menyaring garam sampai 100 % sehingga air produksi masih sedikit mengandung garam. Untuk mendapatkan air dengan kadar garam yang kecil maka diterapkan sistem dengan dua sampai tiga saluran. Jika ingin membuat air minum yang mengandung kira-kira 300 sampai 600 ppm TDS cukup menggunakan saluran tunggal.

        Jika air olahan yang dihasilkan menjadi semakin banyak maka jumlah air baku akan menjadi lebih besar dan sebagai akibatnya tekanan yang dibutuhkan akan menjadi semakin besar. Tekanan buatan (tekanan kerja) tersebut harus lebih besar dari tekanan osmosis pada air baku. Tekanan kerja yang dibutuhkan jika memakai air laut adalah antara 55 sampai 70 kg/cm².

RO mempunyai ciri-ciri yang sangat khusus sebagai model pengolah air asin yaitu:

• Energi Yang Relatif Hemat yaitu dalam hal pemakaian energinya. Konsumsi energi alat ini relatif rendah untuk instalasi kemasan kecil adalah antara 8-9 kWh/T (TDS 35.000) dan 9-11 kWh untuk TDS 42.000.
• Hemat Ruangan. Untuk memasang alat RO dibutuhkan ruangan yang cukup hemat.
• Mudah dalam pengoperasian karena dikendalikan dengan sistem panel dan instrumen dalam sistem pengontrol dan dapat dioperasikan pada suhu kamar.
• Kemudahan dalam menambah kapasitas.

        Meskipun alat pengolah air sistem RO tersebut mempunyai banyak keuntungan akan tetapi dalam pengoperasiannya harus memperhatikan petunjuk operasi. Hal ini dimaksudkan agar alat tersebut dapat digunakan secara baik dan awet. Untuk menunjang operasional sistem RO diperlukan biaya perawatan. Biaya tersebut diperlukan antara lain untuk bahan kimia, bahan bakar, penggantian media penyaring, servis dan biaya operator.

        Sistem pengolahan air sangat bergantung pada kualitas air baku yang akan diolah. Kualitas air baku yang buruk akan membutuhkan sistem pengolahan yang lebih rumit. Apabila kualitas air baku mempunyai kandungan parameter fisik yang buruk (seperti warna dan kekeruhan), maka yang membutuhkan pengolahan secara lebih khusus adalah penghilangan warna, sedangkan proses untuk kekeruhan cukup dengan penjernihan melalui pengendapan dan penyaringan biasa. Tetapi apabila kualitas air baku mempunyai kandungan parameter kimia yang buruk, maka pengolahan yang dibutuhkan akan lebih kompleks lagi.

        Untuk daerah pesisir pantai dan kepulauan kecil, air baku utama yang digunakan pada umumnya adalah air tanah (dangkal atau dalam). Kualitas air tanah ini sangat bergantung dari curah hujan. Jadi bila pada musim kemarau panjang, air tawar yang berasal dari air hujan sudah tidak tersedia lagi, sehingga air tanah tersebut dengan mudah akan terkontaminasi oleh air laut. Ciri adanya intrusi air laut adalah air yang terasa payau atau mengandung kadar garam khlorida dan TDS yang tinggi.

        Air baku yang buruk, seperti adanya kandungan khlorida dan TDS yang tinggi, membutuhkan pengolahan dengan sistem Reverse Osmosis (RO). Sistem RO menggunakan penyaringan skala mikro (molekul), yaitu yang dilakukan melalui suatu elemen yang disebut membrane. Dengan sistem RO ini, khlorida dan TDS yang tinggi dapat diturunkan atau dihilangkan sama sekali. Syarat penting yang harus diperhatikan adalah kualitas air yang masuk ke dalam elemen membrane harus bebas dari besi, manganese dan zat organik (warna organik). Dengan demikian sistem RO pada umumnya selalu dilengkapi dengan pretreatment yang memadai untuk menghilangkan unsur-unsur pengotor, seperti besi, manganese dan zat warna organik.