Practical Action/Slow sand filtration water treatment plants/id
Terbatasnya dana yang diinvestasikan dalam pengelolaan air bersih di daerah pedesaan sebagian disebabkan oleh tingginya biaya sistem pengelolaan air. Akibatnya, sebagian besar masyarakat pedesaan masih meminum air dangkal yang tidak memenuhi standar kualitas yang dipersyaratkan, sehingga menimbulkan masalah kesehatan yang serius.
Dalam banyak kasus, tingginya biaya sistem pengolahan air dan buruknya kualitas air membuat investasi dalam sistem paling sederhana sekalipun, yaitu penyaluran air secara gravitasi, tidak diolah. Kondisi kesehatan semakin buruk dan penduduk, khususnya perempuan dan anak-anak, harus berjalan jauh untuk mengambil air yang kualitasnya lebih buruk daripada air yang bisa mereka peroleh melalui penyaluran dari hulu sungai di dekatnya, menjadi terhambat.
Sistem penyaringan pasir lambat merupakan solusi pengolahan air yang layak secara teknis. Meskipun demikian, masih terdapat sejumlah kesulitan yang dihadapi dalam penerapan teknologi dan pengoperasian sistem. Selain itu, biaya langsung konstruksinya relatif tinggi. Sebagian besar sistem ini telah ditinggalkan karena alasan-alasan berikut:
- Desain yang tidak tepat, karena variasi kualitas air di berbagai waktu dalam setahun tidak diperhitungkan.
- Orang-orang yang bertugas mengoperasikannya biasanya adalah anggota masyarakat yang belum terlatih secara memadai untuk mengoperasikan sistem tersebut.
- Lembaga yang bertanggung jawab tidak memantau instalasi secara memadai.
- Suku cadang tidak tersedia secara lokal.
- Pasir pada lapisan filter tidak diganti ketika ketebalan minimum telah tercapai, setelah beberapa lapisan dikikis.
Karakteristik utama dari penyaringan pasir lambat adalah, karena efek aktivitas biologis, penyaringan ini secara efisien menghilangkan organisme patogen dari air baku, khususnya bakteri dan virus yang bertanggung jawab untuk menularkan penyakit yang berhubungan dengan air. Selain itu, tidak diperlukan produk kimia, atau pengawasan berkelanjutan yang sangat berkualitas.
Filtrasi lambat tidak diragukan lagi merupakan teknologi yang paling tepat untuk daerah pedesaan. Namun, untuk menghindari beberapa masalah yang dijelaskan, perlu diterapkan solusi yang mempertimbangkan kapasitas teknis dan ekonomi setempat, sehingga sistem tersebut benar-benar dapat mencapai tujuannya untuk menyediakan air minum bagi penduduk pedesaan.
Usulan yang terdapat dalam buku pegangan ini merupakan alternatif berbiaya rendah yang secara teknis memadai dan mudah dikelola oleh masyarakat. Usulan ini terdiri dari pra-filtrasi kerikil yang dimodifikasi, filtrasi pasir lambat dan unit desinfeksi yang disesuaikan
DESAIN
Sebelum memulai proyek penyediaan air bersih, penting untuk mengevaluasi dan menentukan tingkat organisasi dalam masyarakat. Jika tidak memadai atau tidak ada, maka pengoperasian dan pemeliharaan sistem kemungkinan besar akan terabaikan dan akhirnya ditinggalkan.
Masyarakat harus berpartisipasi dalam setiap tahap pemasangan layanan pasokan air, termasuk pemilihan opsi teknis, pembangunan dan pengawasan pekerjaan, serta pengelolaan layanan.
Pada tahap perancangan, masyarakat harus mempelajari solusi yang diusulkan dan memutuskan alternatif teknis terbaik dan layanan yang paling tepat. Oleh karena itu, mereka harus menyadari biaya sistem tersebut – termasuk kontribusi mereka sendiri terhadap pembangunan dan tarif yang harus dibayarkan, keuntungan dan kerugian setiap alternatif, serta tanggung jawab mereka terhadap operasi dan pemeliharaan (UNDP 1998).
Faktor-faktor berikut harus diingat untuk studi pendahuluan untuk menentukan kemungkinan solusi pengolahan air:
- Kondisi cuaca: Suhu memiliki pengaruh besar terhadap kinerja sistem pengolahan air dan intensitas serta durasi hujan memengaruhi kuantitas dan kualitas sumber air.
- Karakteristik daerah aliran sungai: Faktor manusia dan alam, seperti pembuangan air sisa atau limpasan dari lahan pertanian yang diolah secara kimia, dapat berdampak serius pada kualitas air.
- Kualitas air: Analisis fisik, kimia, dan bakteriologis air diperlukan untuk menentukan kualitasnya dan tingkat pengolahan yang diperlukan.
- Lokasi pabrik: Lahan harus mudah diakses, memiliki kemiringan alami antara 5 dan 10%, dan tidak terpapar bencana alam atau air bawah tanah di dekatnya. Perjanjian tertulis dengan pemilik harus ditandatangani.
- Karakteristik masyarakat: Perlu diketahui adat istiadat dan kepercayaan yang dapat mempengaruhi penerimaan sistem, karakteristik organisasi yang ada, ketersediaan bahan alam dan sumber daya manusia, serta tingkat persekolahan.
- Adanya penyakit terkait air: Pemilihan proses pengolahan air sebagai solusi yang mungkin untuk menyediakan air minum bagi masyarakat pedesaan bergantung pada kualitas air baku.
P = Pra-sedimentasi S = Sedimentasi PC = Pra-filter kerikil berlapis-lapis dengan aliran menaik PS = Pra-filter kerikil dalam rangkaian dengan aliran vertikal atau horizontal FL = Filter pasir lambat C = Saringan
- Jika air mengandung koliform feses dan tingkat kekeruhan melebihi nilai yang ditunjukkan dalam tabel, disarankan untuk mencari sumber air lainnya.
- Di pintu masuk pabrik, sebaiknya dibuat bendungan segitiga untuk mengukur aliran, di mana air yang diinginkan harus ditandai dengan cat. Operator dapat membuka katup masuk untuk menghasilkan aliran yang dibutuhkan untuk mengoperasikan sistem.
AERASI
Aerasi terdiri dari pencampuran air dengan udara untuk:
- Meningkatkan kandungan oksigen dalam air
- Meningkatkan pH dalam air dengan mengurangi kandungan karbon dioksidanya
- Hilangkan zat besi, magnesium, hidrogen sulfat, metana dan berbagai senyawa organik volatil yang bertanggung jawab atas rasa dan bau
air (Hofkes et al, 1987).
Metode aerasi yang paling sederhana dijelaskan di bawah ini:
Aerator baki ganda
Ini adalah solusi ekonomis yang tidak memakan banyak tempat. Terdiri dari empat hingga delapan baki dengan dasar jala, yang ditempatkan satu di atas yang lain dengan jarak 30-50 cm di antara keduanya. Air didistribusikan secara merata di baki pertama melalui pipa berpori, atau dengan menghentikan semburan dengan palang (seperti yang ditunjukkan pada gambar), sehingga air menetes ke dalam baki dengan kecepatan 0,02 m3/detik per meter persegi permukaan baki. Tetesan kecil kemudian disemprotkan ke dalam baki berikutnya. Baki dapat dibuat dari berbagai bahan: lembaran asbes-semen, pipa plastik dengan diameter kecil atau bilah kayu paralel. Untuk mendapatkan semprotan yang lebih halus, baki aerator dapat diisi dengan kerikil tebal sedalam sekitar 10 cm.
Aerator kaskade
Ini terdiri dari empat atau enam anak tangga, masing-masing setinggi 30 cm dan memiliki kapasitas sekitar 0,01 m3/detik per meter lebar. Penghalang sering ditempatkan di tepi setiap anak tangga untuk menghasilkan turbulensi dan dengan demikian meningkatkan efisiensi aerasi,
Meskipun diperlukan lebih banyak ruang dibandingkan dengan aerator baki ganda, kehilangan tekanan lebih sedikit dan tidak memerlukan perawatan.
PRA-FILTRASI
Banyak rancangan instalasi pengolahan air yang gagal memperhitungkan perbedaan kualitas air, terutama selama musim hujan ketika kekeruhan meningkat, sehingga menyumbat filter dan mengurangi efektivitasnya. Oleh karena itu, diperlukan pemurnian air terlebih dahulu melalui berbagai proses, termasuk pra-filtrasi, yang tidak hanya menghilangkan kekeruhan tetapi juga alga dan bakteri, sehingga memperpanjang umur filter dan mengurangi frekuensi pembersihan (Collins et al, 1991).
Meskipun efisiensi pra-filter aliran naik dan turun serupa, yang pertama lebih mudah dirawat karena operasi pencucian balik hidrolik lebih sederhana.
Alternatif aliran naik berlapis-lapis direkomendasikan untuk air dengan kekeruhan kurang dari 50 UT dengan puncak pendek. Di sisi lain, pra-filter seri lebih baik untuk air berkualitas buruk karena memiliki kapasitas lebih baik untuk menyimpan padatan (AARAUV 1985).
Ada dua alternatif untuk mencapai aliran seragam di unit pra-filtrasi:
- Struktur dengan tangki persegi panjang yang dilengkapi katup penguras manual untuk mengisolasi unit. Meskipun memerlukan investasi kecil, ini adalah solusi yang paling nyaman bagi operator dan paling dapat diandalkan dalam jangka panjang.
- Alat pengukur air di pintu masuk setiap unit dan pengaturan katup masuk selanjutnya. Tidak memerlukan investasi tambahan.
Pra-filter kerikil berlapis-lapis, dengan aliran naik
Keterangan
Pipa pemasukan melewati bagian tengah pra-filter ke bagian bawah unit. Dari pipa ini, air didistribusikan secara merata ke seluruh unit melalui pipa berpori sekunder. Zona penyaringan terdiri dari empat lapisan kerikil dengan ukuran berbeda, dengan kerikil paling tebal membentuk lapisan bawah dan kerikil paling halus membentuk lapisan atas.
Air mengalir melalui zona penyaringan secara menaik dan dikumpulkan oleh pipa saluran keluar yang memiliki lubang berdiameter 12,7 mm pada jarak 50 mm dari pusat dan 0,40 m dari dasar penyaringan kerikil. Pipa ini dapat lebih besar dari pipa saluran masuk untuk mengurangi kehilangan tekanan dan memperlancar aliran keluar.
Zona drainase berada di bagian bawah pra-filter. Lantai unit memiliki kemiringan 12,5% untuk memudahkan pembuangan sedimen ke saluran pembuangan air pembersih. Pelat atau batu bata ditempatkan pada saluran pembuangan untuk menopang kerikil, dengan jarak dua atau tiga sentimeter (CRHEA 1991; Marrón 1998).
Kriteria desain
Kecepatan penyaringan dipilih tergantung pada kualitas air: Kecepatan meningkat sesuai dengan kualitas pada laju 1 hingga 1,5 m/jam.
- Rasio kecepatan pada pipa sekunder dan pipa utama yang mendistribusikan air di bagian bawah unit harus Vp/Vs < 0,462 agar distribusinya merata. Dengan demikian, diameter pipa sekunder diperoleh.
- Hilangnya volume pada lapisan selama operasi pra-filtrasi normal kira-kira 20 cm.
- Sistem pra-filtrasi-filtrasi mempunyai kapasitas terbatas untuk mengasimilasi perbedaan mendadak pada kualitas air baku.
Model pra-filtrasi kerikil lainnya dengan lapisan aliran menaik
Pra-filtrasi kerikil aliran vertikal seri
Pra-filtrasi kerikil aliran horizontal
PENYARINGAN
Filter yang dimodifikasi secara lambat dengan pembersihan yang mengerikan
Filter pasir lambat yang diusulkan di bawah ini berbeda dari filter lambat kepala variabel konvensional dalam aspek berikut:
- Struktur saluran masuk dan keluar airnya lebih sederhana daripada filter konvensional, tanpa mengubah fungsinya.
- Mengingat aktivitas biologis utama pada lapisan pasir terjadi pada lapisan pertama dan suhu tinggi di kawasan Amazon menguntungkan bagi aktivitas ini, maka disarankan agar tinggi lapisan tersebut adalah 35 cm sehingga 95% koliform dapat dihilangkan.
- Metode pembersihan dengan penyaring aliran naik diterapkan, seperti yang ditunjukkan pada halaman 22.
Dengan modifikasi yang disebutkan di atas, biaya langsung pembuatan filter berkurang sekitar 40% (strukturnya disederhanakan dan tinggi kotak filternya dikurangi)), selain membuat pengoperasiannya lebih mudah.
Pemilihan pasir untuk lapisan penyaringan merupakan hal yang penting, karena kebutuhan untuk mengangkut pasir yang dipilih dari tempat yang jauh akan meningkatkan biaya secara signifikan; ini dapat mencapai 30% dari biaya konstruksi langsung filter. Literatur teknis sangat menuntut mengenai karakteristik pasir. Namun, dengan metode yang sederhana, pasir yang tersedia secara lokal dapat diayak dan dibersihkan untuk mendapatkan lapisan penyaringan yang memadai tanpa memengaruhi efektivitas filter (lihat bab Pengoperasian dan Pemeliharaan).
Keterangan
Selama operasi penyaringan normal, air masuk melalui bagian atas filter ke lapisan supernatan. Pipa saluran masuk memiliki dua lubang untuk melepaskan kemungkinan akumulasi udara di bagian atas pipa saluran masuk. Air akan tetap berada di lapisan supernatan selama beberapa jam, selama waktu tersebut partikel yang tersuspensi akan mengendap.
Penyumbatan pada filter akan menyebabkan lapisan supernatan naik hingga ke tepi, dan pada saat itu lapisan pasir perlu dibersihkan. Harus ada ruang kosong 20 cm di atas tepi.
Aktivitas biologis terbesar terjadi pada lapisan permukaan pasir, tempat sebagian besar organisme patogen dalam air disingkirkan. Tinggi lapisan harus antara 30 dan 40 cm, tergantung pada kualitas volume air kotor. Dinding bagian dalam kotak filter di bagian yang berisi lapisan penyaringan harus memiliki lapisan kasar untuk mencegah pembentukan hubungan arus pendek.
Pasir harus melalui proses penyaringan untuk menghilangkan butiran yang terlalu tebal atau terlalu halus. Baik kerikil maupun pasir harus dicuci sebelum dimasukkan ke dalam saringan, untuk menghilangkan bahan organik dan tanah liat (lihat bab Operasi dan Pemeliharaan).
Air mengalir melalui lapisan pasir penyaringan ke sistem drainase di bawahnya, yang terdiri dari pipa berpori yang menuju ke unit berikutnya. Lapisan kerikil diletakkan di atas pipa berpori di bagian bawah untuk menopang pasir.
Di luar filter, pipa saluran keluar memiliki pipa tee 10-20 cm di atas lapisan pasir untuk mencegah pembuangan yang tidak disengaja dari filter yang dapat memengaruhi lapisan mikroorganisme dan menghindari pembentukan tekanan negatif selama pengoperasian. Pipa ini berfungsi sama dengan perangkat yang mengontrol level minimum pada filter konvensional.
Pada saluran pembersihan digunakan metode penyaring-garu, yang menampung air yang menyeret kotoran dari dasar saluran selama proses penggarukan.
Kriteria desain
Semakin kecil diameter efektif pasir, semakin efisien bakteri akan dibuang dari filter; namun, frekuensi pembersihan juga akan meningkat. Untuk air jernih dengan kandungan bakteriologis tinggi, diameter efektif kecil akan dipilih, sedangkan diameter efektif besar akan dipilih untuk air keruh.
- Untuk air dengan kandungan bakteriologis tinggi, kecepatan penyaringan rendah direkomendasikan dan dasar setebal 0,4 m.
- Pipa drainase terdiri dari saluran utama dan saluran samping berpori dengan lubang berdiameter 12,7 mm dengan interval 50 mm di bagian bawah, yang menjadi tempat masuknya air olahan. Ruang antara saluran samping harus setara dengan 1/16 dari total panjang saluran samping dan 1/32 dari total panjang dinding.
- Ukuran pipa harus berdasarkan kriteria bahwa batas kecepatan pada setiap titik dalam pipa tidak boleh melebihi 0,30 m/s. Daftar kecepatan antara saluran utama (VD) dan saluran sekunder (Vd) harus VD/ Vd < 0,462 untuk memperoleh distribusi yang merata.
- Ketinggian maksimum 3m dari outlet pra-filter ke dasar filter harus dipertimbangkan, sehingga air yang mengalir dari pra-filter dapat digunakan untuk membersihkan filter dengan aliran atau aliran berlawanan. Ketinggian ini mencegah hilangnya tekanan yang dihasilkan oleh endapan lumpur di filter, sehingga air dapat mengalir secara normal selama proses pembersihan.
DESINFEKSI: klorinasi tetes skala kecil
Keterangan
- Tangki larutan asli Tangki ini terdiri dari tangki beton kecil di atas reservoir, yang ditempatkan di dekat saluran masuk air dan di samping penutup tangki. Dinding bagian dalam dan lantai klorinator harus dilapisi dengan lapisan semen setebal 2 cm dengan pelapis untuk mencegah kebocoran. Penting agar tidak terjadi kebocoran – terutama melalui lantai – karena klorin dapat merusak struktur reservoir. Lantai harus sedikit miring ke arah pipa pembersih. Tangki harus memiliki kapasitas penyimpanan maksimum yang cukup untuk tujuh hari.
- Tutup klorinasi skala kecil Penutup klorinasi dan reservoir harus memiliki gembok untuk mencegah orang asing memegangnya. Gembok harus selalu terpasang untuk mencegah klorin menguap. Namun, klorin masih dapat menguap melalui alur antara penutup dan dinding klorinasi. Untuk mencegah hal ini, tabung karet bagian dalam harus dipaku ke tepi tangki sehingga tertutup rapat.
- Pemasangan tetes Ini terdiri dari pipa ½" dan keran plastik ½" yang ditempatkan 3 cm di atas lantai klorinator. Keran berguna untuk mengendalikan tetes. Sistem kontrol tetes terdiri dari pelampung dan pipa berlubang yang melaluinya aliran – dan karenanya tetes – dapat konstan.
- Pipa pembersih Ini adalah pipa plastik berukuran ½" yang sejajar dengan lantai klorinator. Pipa ini memiliki sumbat di titik outlet yang dapat dibuka saat klorinator perlu dibersihkan. (Marrón, 1998b).
OPERASI DAN PEMELIHARAAN
Alat pengukur aliran harus dipasang di pintu masuk pabrik pengolahan, begitu pula katup masuk yang sesuai untuk mengatur aliran operasi di pabrik.
Berikut ini adalah skema katup untuk menyalurkan air olahan. Katup pintas (B) memungkinkan pabrik untuk terus beroperasi bahkan saat unit tidak beroperasi.
Untuk alat pengukur aliran, direkomendasikan bendungan segitiga dan dua bendungan persegi panjang, seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Untuk mengatur aliran, katup masuk IP dinyalakan hingga air di bendungan segitiga mencapai tanda cat, yang menunjukkan aliran operasi pabrik. Bendungan persegi panjang berfungsi untuk memastikan bahwa air masuk ke dua tangki sedimen secara merata. Dua pintu air kayu sederhana berfungsi sebagai katup IS1 dan IS2, yang menghentikan aliran air ke tangki sedimen selama perawatan.
PRA-FILTER PADA LAPISAN ALIRAN NAIK
Pra-filter berfungsi untuk menghilangkan kotoran yang mengaburkan air. Jika kotoran masuk langsung ke filter, maka akan menyumbatnya: oleh karena itu, pembersihan rutin diperlukan.
Air kotor masuk melalui bagian bawah dan naik melalui dasar penyaringan kerikil, yang menahan alga, sejumlah besar bakteri, dan semua bahan tersuspensi yang berdiameter lebih besar dari 10 mm. Kemudian pipa bagian atas mengumpulkan air untuk disalurkan ke unit pengolahan berikutnya.
Pengoperasian pra-filter dalam lapisan aliran menaik
- Start-up Untuk mengisi pra-filter, matikan katup pembuangan dan buka sedikit katup masuk sehingga aliran sedang tidak menyeret padatan yang terkumpul di dasar. Aliran ini dapat ditingkatkan secara bertahap seiring dengan kemajuan pengisian.
- Operasi pra-penyaringan normal Selama operasi pra-penyaringan, katup masuk dan keluar harus terbuka. Katup pembuangan harus tetap tertutup. Bila perlu, singkirkan alga dan elemen yang mengapung.
- Pembersihan hidrolik Buangan yang turun dari pra-filter akan menyeret partikel yang mengendap di kerikil selama pengoperasian normal. Untuk pembersihan menyeluruh, penting untuk mengosongkan pra-filter sepenuhnya. Operasi ini harus diulang dua atau tiga kali hingga airnya bersih.
Pra-filter tidak boleh dibiarkan kosong terlalu lama, karena material yang menempel akan menjadi padat, sehingga proses pembersihan hidrolik selanjutnya menjadi kurang efektif.
Untuk mencegah lumpur yang terkumpul menjadi padat (dan mengurangi keteraturan pembersihan kerikil secara manual), pembersihan hidrolik sebaiknya dilakukan kira-kira seminggu sekali pada musim hujan (kekeruhan tinggi) atau dua bulan sekali pada musim kemarau (kekeruhan rendah).
Berikut ini langkah-langkah yang harus diikuti:
- Tutup katup masuk dan buka katup pembuangan
- Tunggu sampai unit benar-benar kosong
- Isi ulang unit seperti yang tertera pada bab start-up, yaitu dengan aliran sedang
- Jika air pembersihnya keruh, ulangi operasinya
- Pembersihan manual
Ada kalanya, setelah proses pembersihan hidrolik berturut-turut, tidak semua material yang terkumpul di dasar filtrasi terbuang karena menempel di dinding kerikil. Dalam hal ini, pra-filter harus dibersihkan secara manual. Sebagai referensi, hal ini harus dilakukan setidaknya setahun sekali setelah musim hujan.
Pertama-tama, keluarkan air dari pipa saluran masuk. Keluarkan lapisan atas dan cuci dalam wadah berisi air. Prosedur terbaik untuk mencuci kerikil adalah mengaduknya secara mekanis dalam wadah sehingga gesekan dapat melonggarkan padatan yang menempel di permukaan kerikil. Silinder dapat digunakan, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Kerikil kemudian dikikis dengan bantuan tongkat sementara air bersih masuk ke dalam silinder melalui selang. Air dengan kotoran dari kerikil akan keluar melalui selang lain yang ditempatkan lebih jauh di dalam silinder.
Prosedur yang sama dilakukan untuk lapisan berikutnya, usahakan agar kerikil dari lapisan yang berbeda tidak tercampur. Jika karena alasan apa pun kerikil tercampur, kerikil harus diayak lagi untuk memisahkannya.
Pra-filter harus berisi air untuk mencegah material yang disaring memadatkan kerikil yang tidak dicuci ke dinding di pra-filter.
Setelah pra-filter kosong, dindingnya harus disikat dan lapisan di bagian bawah diganti.
Kerikil harus diisi ulang dengan hati-hati dalam lapisan-lapisan dengan ukuran yang sesuai. Ini harus dilakukan segera setelah proses pembersihan ini, untuk menghindari kemungkinan kontaminasi.
Pemeliharaan pra-filter
- Potong gulma, semak belukar dan pepohonan di sekitar pra-filter.
- Melindungi tanah dari erosi.
- Memperbaiki retakan pada dinding struktur.
- Periksa semua katup dan lumasi jika perlu.
- Ekstraksi elemen yang mengapung dari air.
FILTER PASIR LAMBAT
Karakteristik utama dari penyaringan lambat adalah menghilangkan bakteri dan virus dalam air. Ini adalah mekanisme yang sangat efektif karena meniru proses pemurnian alami yang terjadi saat air hujan mengalir melalui kerak bumi hingga ke sungai bawah tanah.
Lapisan tipis seperti jeli terbentuk di permukaan pasir, mencerna dan menghilangkan kotoran dalam air. Setelah air melewati lapisan ini, air meresap ke dalam hamparan pasir, tempat berlangsungnya proses pemurnian utama, dan tempat diperolehnya air murni.
Selama proses penyaringan, kotoran bersentuhan dengan - dan terperangkap oleh - butiran pasir di permukaan. Kotoran kemudian mengalami proses degradasi kimia dan biologis menjadi bentuk yang lebih sederhana dan tidak berbahaya yang larut atau tetap berada di dasar pasir sebagai bahan inert hingga filter dibersihkan.
Keuntungan lain dari filtrasi lambat:
- Tidak ada zat kimia yang perlu diaplikasikan
- Sistem ini dapat dikelola oleh operator yang kurang memiliki keterampilan secara rutin.
Pengoperasian filter pasir lambat dengan pembersihan filter-harrowing
Mempersiapkan tempat tidur pasir
Penting untuk membuang butiran pasir yang paling halus dan tebal. Ini akan menjaga porositas yang baik di dalam bedengan tanpa mempengaruhi keberhasilan pembasmian bakteri dan virus. Pasir harus bebas dari tanah liat atau bahan organik.
Untuk menyiapkan pasir, pasir harus diayak sebagai berikut: tempatkan pengayak tetap pada sudut 45%. Dengan sekop, taburkan pasir dengan kuat ke atasnya. Pasir harus benar-benar kering selama tugas ini. (Cánepa 1988).
Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:
- Saring pasir melalui ayakan dengan lubang 2,54 cm (1") untuk menghilangkan potongan kayu, batu, dll.
- Saring pasir melalui ayakan dengan lubang 1,588 cm (5/8") untuk menahan pasir yang tebal.
- Saring pasir melalui ayakan 0,635 cm (1/4") dan 0,317 cm (1/8") untuk menghilangkan pasir yang terlalu halus.
- Cuci pasir untuk menghilangkan tanah liat dan bahan organik yang menempel pada butiran pasir, dengan mengikuti prosedur yang sama seperti saat mencuci kerikil. Total diperlukan delapan orang untuk operasi penyaringan.
Rintisan
Idenya adalah untuk mengisi kedua filter dengan aliran ke atas, untuk menghindari penumpukan gelembung udara.
1) Periksa katup filter untuk memastikannya tertutup
2) Isi filter pertama melalui bukaan atas pada katup masuk (F1) dan katup keluar (SF1).
3) Saat filter pertama terisi, tutup katup masuk reservoir (IR) dan buka katup keluar filter kedua (SF2) sehingga air yang diolah di filter pertama masuk melalui bagian bawah filter kedua. Mengisi filter kedua dengan aliran naik menghilangkan gelembung udara yang terkumpul di lapisan pasir.
4) Bila air di saringan kedua mencapai ketinggian 10 cm di atas lapisan pasir, buka katup masuk (IF2) dan tutup katup masuk saringan pertama (IF1).
5) Buka katup pembersih di bagian bawah filter pertama yang diisi melalui bagian atas, untuk mengurasnya sepenuhnya.
6) Bila saringan pertama kosong, tutup katup pembuangan dan biarkan air yang diolah dalam saringan kedua masuk ke saringan pertama melalui bagian bawah, isi hingga antara 10 dan 20 cm di atas lapisan pasir.
7) Buka katup masuk ke filter pertama (IF1) dan katup masuk ke reservoir untuk proses penyaringan normal.
Operasi penyaringan normal
Selama operasi penyaringan, katup masuk dan keluar harus terbuka, sedangkan katup untuk membersihkan dasar dan tempat penyaringan harus tetap tertutup.
Jika perlu, alga dan elemen yang mengapung harus dihilangkan.
Aliran masuk harus diukur dengan membuka sambungan universal pipa turun tempat air masuk, sambil mengisi ember dengan kapasitas tertentu. Jika aliran yang masuk ke unit penyaringan berbeda, katup masuk harus diatur sehingga aliran masuknya sama.
Membersihkan tempat penyaringan
Jika permukaan air dalam saringan naik hingga penuh, berarti lapisan pasir tersumbat dan perlu dibersihkan (Canepa 1988; Marrón 1998a).
Dua metode pembersihan dapat diterapkan, tergantung pada durasi aliran penyaringan sebelumnya.
Metode pembersihan dengan penggarukan saringan kering: Diterapkan jika proses sebelumnya telah berlangsung lebih dari sebulan. Metode ini terdiri dari penghancuran pasir dan pendistribusian ulang material yang disaring untuk meregenerasi porositas lapisan pasir. (Pardon et al, 1983). Langkah-langkah berikut harus diikuti:
1) Tutup saluran masuk air dan biarkan air tersaring pada tingkat menurun sepanjang malam.
2) Keesokan harinya, singkirkan materi yang mengambang dan buka katup pembersih bawah hingga air mencapai 15 cm di bawah permukaan pasir.
3) Gali lapisan pasir sedalam 15 cm dengan cangkul, lalu garuk pasir tersebut untuk menggemburkannya dan membuatnya lebih kenyal.
4) Buka katup saluran masuk filter.
Sementara metode penyaringan filter diterapkan pada filter kering, perlu diperhatikan untuk memastikan bahwa hanya jumlah air yang sesuai yang masuk ke filter yang masih beroperasi. Untuk tujuan ini, tutup katup saluran masuk filter hingga aliran operasi yang benar diperoleh. Dengan cara ini, kelebihan air di pra-filter akan meluap. Operasi ini harus dilakukan setiap kali salah satu dari dua filter tidak berfungsi.
Ini diterapkan jika proses sebelumnya berlangsung kurang dari sebulan. Proses ini terdiri dari membuat air mengalir melawan arus (naik) sementara hamparan pasir digaruk hingga air pembersih tidak terlalu keruh. Air pembersih akan menarik kotoran dan bahan lain yang digaruk dari pasir. Kemudian metode yang sama diterapkan untuk metode penggarukan saringan kering. Langkah-langkah yang harus diikuti untuk membersihkan saringan pertama adalah:
1) Tutup saluran masuk air dan biarkan air tersaring pada tingkat menurun sepanjang malam.
2) Keesokan harinya, singkirkan bahan yang mengapung dan buka katup untuk membersihkan tempat penyaringan. Tutup katup masuk ke kedua filter, katup keluar (SF2) dari filter yang tidak akan dibersihkan dan katup masuk ke reservoir (R). Buka katup pintas filter (BF) sehingga limbah dari pra-filter masuk melalui bagian bawah filter yang akan dibersihkan – yaitu melalui pipa keluar air yang telah disaring (lihat sketsa).
3) Sisir seluruh kedalaman lapisan pasir (30 hingga 40 cm) saat air mengalir melawan arus hingga menjadi lebih jernih, berhati-hatilah agar tidak menyisir lapisan yang menyangga kerikil di bawah pasir. Sisir 15 - 20 cm dari seluruh permukaan filter dalam baris; kemudian singkirkan pasir yang disisir dari permukaan setengah filter ke setengah lainnya, seperti yang ditunjukkan dalam gambar, dan sisir sisa 15 hingga 20 cm. Ganti pasir dan ulangi operasi pada setengah lapisan pasir lainnya. Cobalah untuk mencegah air pembersih meluap dan kehilangan pasir. Operasi ini dapat memakan waktu sekitar dua jam dan dua orang diperlukan untuk bergantian menyisir pasir.
4) Tutup saluran keluar air (SF 1) dan katup pembersih pada tempat penyaringan di filter yang sedang dibersihkan (filter 1). Buka katup masuk ke reservoir (IR) dan katup masuk (IF2 dan saluran keluar (SF2) filter 2, dan biarkan filter beroperasi secara normal.
5) Berikutnya, terapkan metode penyaring kering dan penggarukan pada saringan 1.
Pembersihan filter lengkap
Operasi ini berlangsung setiap lima tahun.
1) Buang pasir dan kerikil, tanpa mencampur kerikil dari lapisan yang berbeda.
2) Cuci lapisan filter dan pipa pembuangan dengan sikat dan air, lalu ganti jika sudah rusak.
3) Cuci pasir dan kerikil
4) Letakkan kembali kerikil dan pasir yang sudah bersih pada tempatnya. Ganti pasir atau kerikil yang hilang.
Perawatan filter
- Pangkas gulma, semak, dan pohon di sekitar filter.
- Melindungi tanah dari erosi.
- Memperbaiki retakan pada dinding bangunan.
- Periksa katup dan lumasi jika perlu.
- Singkirkan unsur-unsur yang mengapung dari lapisan air.
- Pantau pertumbuhan alga. Jika pertumbuhannya berlebihan, filter harus ditutup.
- Pantau aliran yang masuk ke filter.
- Pantau bau dan rasa air.
- Catat kekeruhan pada pintu masuk filter dan catat lamanya proses penyaringan.
KLORATOR TETES SKALA KECIL
Air dengan kualitas yang sangat baik dihasilkan melalui penyaringan pasir lambat. Meskipun demikian, klorinasi sangat penting untuk tujuan disinfeksi menyeluruh, dan untuk menghindari kontaminasi air di masa mendatang saat air sedang diangkut dan ditangani. Larutan klorin dan air disiapkan dalam klorinator lalu dibiarkan menetes ke dalam reservoir untuk mendisinfeksi air. Tetesan air dikontrol dengan keran.
Pengoperasian dan pemeliharaan klorinasi
Mengukur aliran, menghitung tetesan dan menyiapkan larutan induk
Operasi berikut ini hanya diperlukan saat klorinasi mulai beroperasi dan saat kuantitas air yang masuk ke reservoir berubah, misalnya saat terjadi perubahan musim. (Marrón, 1998b). Penilaian harus dilakukan untuk menghitung aliran yang masuk ke reservoir. Setelah aliran dihitung, kuantitas klorin yang dibutuhkan, volume larutan induk yang harus disiapkan, dan tetes per menit yang dibutuhkan untuk mendisinfeksi air dapat diperoleh menggunakan tabel berikut.
Setelah menggunakan tabel di atas untuk menghitung jumlah klorin, masukkan ke dalam ember berisi air yang cukup untuk melarutkannya, lalu tuangkan campuran ini ke dalam klorinator dan tambahkan air yang cukup untuk melengkapi liter larutan induk yang direkomendasikan oleh tabel. Larutan induk (konsentrasi: 5000 ppm) adalah campuran klorin dan air yang dituangkan ke dalam klorinator tetes untuk mendisinfeksi air di reservoir. Keran kemudian harus diatur untuk menyediakan perkiraan jumlah tetes per menit yang ditunjukkan dalam tabel. Hitung tetes per menit dan jika klorinator menyediakan lima tetes lebih banyak atau kurang dari yang ditunjukkan dalam tabel, itu dapat dianggap benar.
Klorin yang dipertimbangkan dalam tabel ini adalah HTH bubuk dengan kadar 65%. Jika klorin dengan persentase lain digunakan, maka berat yang dibutuhkan dapat dihitung dengan operasi berikut (hanya kolom kedua tabel yang akan bervariasi).
Kalibrasi klorinasi skala kecil: mengatur tetesan
Jenis air normal dipertimbangkan untuk data sebelumnya. Namun, beberapa aspek fisik dan kimia air dapat mengubah klorinasi. Akibatnya, tetesan harus selalu diatur saat klorinator dioperasikan.
Mengukur sisa klorin dalam tangki yang terjauh dari jaringan akan menunjukkan apakah tetesan yang diperoleh dalam tabel itu benar.
Jika jumlah residu klorin yang dibutuhkan tidak ditemukan (0,2 ppm – 1,0 ppm), keran harus diatur untuk menambah tetesan. Jangan pernah menambah dosis hingga lebih dari tiga kali lipat jumlah yang dihitung dalam tabel.
Pengoperasian klorinasi skala kecil
Larutan induk harus dibuang setiap dua hari – karena klorin cenderung mengendap di dasar klorinator – dan jumlah tetesan harus dikontrol untuk memastikannya mencukupi, jika tidak, keran perlu diatur.
Sistem kontrol tetesan, yang terdiri dari pipa polietilena fleksibel dengan lubang dan pelampung, menyediakan tetesan yang konstan. Sistem ini harus diperiksa untuk memastikan kondisinya baik.
Jika karena alasan apa pun air berhenti mengalir ke reservoir, keran yang meneteskan larutan klorin harus segera ditutup. Klorin kehilangan daya disinfektannya seiring berjalannya waktu, oleh karena itu larutan induk tidak boleh berada di klorinator selama lebih dari tujuh hari.
Membersihkan klorinasi
Setiap kali larutan induk baru disiapkan, klorinator harus dibersihkan untuk menghilangkan partikel sebelumnya dan larutan yang tersisa. Untuk tujuan ini, lepaskan sumbat pipa pembersih dan bilas dengan air.
PELATIHAN OPERASI DAN PEMELIHARAAN
PANDUAN PELATIH
Pelatihan diarahkan untuk mengubah perilaku. Oleh karena itu, pelatihan merupakan agen perubahan dan memastikan keberlanjutan sistem pengolahan air.
Pengetahuan tentang prosedur pengolahan air dan keterampilan operasi dan pemeliharaan manual tidak akan menghasilkan perubahan perilaku kecuali disertai dengan proses motivasi dan penciptaan lingkungan yang tepat di antara masyarakat dan orang-orang yang bertanggung jawab atas operasi.
Analisis situasi
Penting untuk menganalisis situasi di masyarakat dan tingkat organisasinya.
Evaluasi persyaratan pelatihan
Berdasarkan analisis tugas yang akan dilakukan oleh operator, keputusan harus diambil mengenai berapa banyak dari mereka yang akan dilatih dan jenis serta tingkat pelatihan yang akan mereka terima.
Tugas yang dibutuhkan harus dibandingkan dengan pengetahuan dan keterampilan operator yang tersedia. Kursus pelatihan harus menjembatani kesenjangan ini.
Desain program pelatihan
Program akan dirancang berdasarkan studi sebelumnya, yang mendefinisikan konten, metodologi, materi, dan tingkat pengetahuan dan keterampilan yang akan diperoleh (lihat contoh program pelatihan).
Pelaksanaan program pelatihan
Jika aku mendengar: aku lupa, Jika aku melihat: aku ingat, Jika aku melakukan: aku mengerti. (Pepatah Cina kuno)
Pembelajaran cenderung menjadi proses meniru, oleh karena itu pelatih perlu memberikan contoh yang tepat untuk diikuti. Proses ini harus diperkuat dengan praktik untuk memastikan bahwa operator memahami dengan benar, jika tidak mereka harus dikoreksi.
Metode partisipatif di mana operator berkomunikasi satu sama lain dan belajar sambil melakukan selalu jauh lebih efektif daripada ceramah sederhana.
First of all, the trainer must provide a general vision of all the tasks and procedures required for the operation of a water treatment plant. Then the information on each task must be presented and assimilated as part of a logical sequence. The steps below should be followed for each task:
1) Knowledge must be transmitted through talks, photographs, drawings, questions and discussions (no more than 30 minutes)
2) Demonstration of a practical example.
3) Practical work. This step builds up the operators' confidence in the tasks and should continue until they demonstrate that they are capable of carrying out the task properly.
Characteristics of the trainer A trainer is a learning facilitator who gives participants the opportunity to learn through experience, thus building up their confidence.
It must be remembered that people learn individually, therefore the trainer must:
- Show a sincere interest in each individual
- Provide encouragement and support
- Involve everyone
- Make sure that he is understood by everyone
Evaluation of the training course
The evaluation consists of obtaining information on the learning progress, in terms of feedback about the knowledge acquired, and the success of the practical work. Evaluation provides useful information to the operators about progress made, and is a source of information for subsequent training sessions.
Impact evaluation
This consists of obtaining information regarding the application of the knowledge acquired (IRC 1983; Waterlines 1997).
Example of a training programme on slow sand filtration
Programme of theoretical courses
BIBLIOGRAPHY
ALLEN, R.B. A method of cleaning slow sand filters developed at the West Hartford, CT water treatment plant.
Water Supply and Water Removal Area of Universidad del Valle (1985). Integrated project on research and demonstration of slow sand filtration. Colombia.
BELLAMY, W.; HENDRICKS D.; LOGSDON, G. (1985). Slow sand filtration: influences of selected process variables. AWWA. Research Foundation. 6666. West Quincy Avenue, Denver, Co. 89235, United States.
CAIRNCROSS, S.; FEACHEM, R. (1978). Small water supplies. The ROSS Institute, London, United Kingdom.
CÁNEPA DE VARGAS, L. (1982). Technification Programme for operational supervisors of water treatment plants: routine operation and maintenance. Slow filtration. CEPIS/PAHO.
CÁNEPA DE VARGAS, L. (1992. Slow filtration: theory and evaluation; design; operation, maintenance and control. CEPIS.
CÁNEPA DE VARGAS, L. (1998). Regional workshop: basic sanitation technologies adjusted to the rural environment. CEPIS/PAHO.
CEPIS (1984). Guide for designing slow filtration plants for rural areas. DTIAPA C-3 Manual. Lima, Peru.
COLLINS, R.; TAYLOR T.; MALLEY, J.P. (1991). "Evaluating modification to slow sand filters". In AWWA. Research Foundation, 6666 West Quincy Avenue, Denver, Co. 80235, United States.
CRHEA EESC-USP (Pusat Sumber Daya Air dan Ekologi Terapan) (1991). "Seminar nasional tentang pra-filtrasi dan filtrasi lambat untuk persediaan air". San Carlos, Sao Paulo, Brasil.
HOFKES; EBBO, H.; HUISSMAN, L. (1987). Persediaan air komunitas kecil: Teknologi sistem persediaan air kecil di negara-negara berkembang. IRC.
IRC. Pusat Air dan Sanitasi (1983). Pedoman untuk pengoperasian dan pemeliharaan instalasi penyaringan pasir lambat di daerah pedesaan di negara-negara berkembang.
MARRÓN C. (1998). Modifikasi pembersihan filter berbiaya rendah dan pembersihan filter dengan alat penggaruk. Kongres Inter-Amerika XXVI tentang Teknik Sanitasi dan Lingkungan. ITDG – Peru.
MARRÓN C. (1998). Sistem air minum: Buku pegangan administrasi, operasi, dan pemeliharaan. ITDG – Peru.
PARDON, M.; WHEELER, D.; LLOYD, BJ (1983). Alat bantu proses untuk penyaringan pasir lambat skala kecil. Jurusan Mikrobiologi, Universitas Surrey, Guildford, Inggris Raya.
UNDP – Program Air dan Sanitasi Bank Dunia (1998). Peru: pedoman untuk program air dan sanitasi pedesaan nasional.
Waterlines, Juli 1997, vol. 16, No. 1. Ringkasan Teknis No. 53: "Pelatihan".
