Pengertian dan jenis Saringan Pasir Lambat (SPL)

1. Pengertian Saringan Pasir Lambat (SPL)

Saringan pasir lambat (SPL) merupakan salah satu teknologi alternatif yang sederhana dapat dilaksanakan oleh masyarakat di pedesaan dalam memenuhi kebutuhan air bersih. Sarigan pasir lambat (SPL), yaitu instalasi pengolahan air berupa bak saringan yang menggunakan pasir Sebagai media filter dengan ukuran butiran sangat kecil, namun mempunyai kandungan kuarsa yang tinggi. (Titi Kustiasih 2014)

Media penyaring yang digunakan pada umumnya adalah pasir kuarsa. Pasir yang digunakan Sebagai media filter dengan ukuran butiran kecil dan mengandung kuarsa yang tinggi. Ukuran media pasir saringan yang sangat kecil akan membentuk ukuran pori-pori antara butiran media juga sangat kecil. Meskipun ukuran pori-porinya sangat kecil, ternyata masih belum mampu menahan partikel koloid dan bakteri yang ada dalam air baku. Akan tetapi dengan aliran yang berkelok-kelok melalui pori-pori saringan dan juga lapisan kulit saringan, maka gradien kecepatan yang terjadi memberikan kesempatan pada partikel halus, untuk saling berkontak satu sama lain, dan membentuk gugusan yang lebih besar, yang dapat menahan partikel sampai pada kedalaman tertentu, dan menghasilkan filtrat yang memenuhi persyaratan kualitas air minum. 

Bagi pasir media yang baru pertama kali dipasang dalam bak saringan memerlukan masa operasi penyaringan awal, secara normal dan terus menerus selama waktu kurang lebih tiga bulan. Tujuan operasi awal adalah untuk mematangkan media pasir penyaring dan membentuk lapisan kulit saringan (schmutsdecke), yang kelak akan berfungsi sebagai tempat berlangsungnya proses biokimia dan proses biologis. Selama proses pematangan, kualitas filtrat atau air hasil olahan dari saringan pasir lambat, biasanya belum memenuhi persyaratan air minum. (Titi Kustiasih 2014)

Sejalan dengan proses penyaringan, bahan pencemar dalam air baku akan bertumpuk dan menebal di atas permukaan media pasir. Setelah melampaui perioda waktu tertentu, tumpukan tersebut menyebabkan media pasir tidak dapat merembeskan air sebagai mana mestinya, dan bahkan menyebabkan debit efluen menjadi sangat kecil, dan air yang ada didalam bak saringan mengalir melalui saluran pelimpah. Kondisi ini mengindikasikan bahwa media pasir penyaring sudah mampat (clogging). 

Untuk memulihkan saringan yang mampat, pengelola harus segera mengangkat dan mencuci media pasir menggunakan alat pencuci pasir. Saringan pasir lambat akan beroperasi secara normal kembali, kurang lebih dua hari setelah melakukan pengangkatan atau pencucian media pasir. Biaya operasi saingan pasir lambat ini sangat rendah karena proses pengolahan air ini tanpa menggunakan bahan kimia. (Titi Kustiasih 2014)

1. Sistem Saringan Pasir Lambat

1) Saringan Pasir Lambat Konvesional (Down Flow)

Secara umum, proses pengolahan air bersih dengan saringan pasir lambat konvensional terdiri atas unit proses yakni bangunan penyadap, bak penampung, saringan pasir lambat dan bak penampung air bersih. ( Nusa Idaman 2012) Unit pengolahan air dengan saringan pasir lambat merupakan suatu paket. Air baku yang digunakan yakni air sungai atau air danau yang tingkat kekeruhannya tidak terlalu tinggi. 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 dengan atau tanpa koagulasi bahan dengan bahan kimia. ( Nusa Idaman 2012 )

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 dengan arah penyaringan dari atas ke bawah. Bak ini dilengkapi dengan sistem saluran bawah, inlet, outlet dan peralatan kontrol. (Nusa idaman 2012)

Untuk sistem saringan pasir lambat konvensional dengan arah penyaringan dari atas ke bawah terdapat dua tipe saringan yakni:

a. Saringan pasir lambat dengan kontrol pada inlet 

Unit pengolahan air dengan saringan pasir lambat merupakan suatu paket Air baku yang digunakan yakni air sungai atau air danau yang tingkat kekeruhannya tidak terlalu tinggi. 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 dengan atau tanpa koagulasi bahan dengan bahan kimia. ( Nusa Idaman 2012 ) Umumnya disain konstruksi dirancang setelah didapat hasil dari survai lapangan baik mengenai kuantitas maupun kualitas. 

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 dengan arah penyaringan dari atas ke bawah. Bak ini dilengkapi dengan sistem saluran bawah, inlet, outlet dan peralatan kontrol. (Nusa idaman 2012)

Untuk sistem saringan pasir lambat konvensional dengan arah penyaringan dari atas ke bawah terdapat dua tipe saringan yakni:

a. Saringan pasir lambat dengan kontrol pada inlet

Keterangan :

1. Kran untuk inlet air baku dan pengaturan laju penayaringan.
2. Kran untuk penggelontoran air supernatant
3. Indikator laju alir.
4. Weir inlet
5. Kran untuk pencucian balik unggun pasir dengan air bersih
6. Kran untuk pengeluaran/pengurasan air olahan yang masih kotor.
7. Kran distribusi.
8. Kran penguras bak air bersih.

2. Saringan pasir lambat dengan kontrol pada outlet.

Keterangan :

1. Kran untuk inlet air baku..
2. Kran untuk penggelontoran air supernatant
3. Kran untuk pencucian balik unggun pasir dengan air bersih
4. Kran untuk pengeluaran/pengurasan air olahan yang masih kotor.
5. Kran pengatur laju penyaringan.
6. Indikator laju alir.
7. Weir inlet Kran distribusi.
8. Kran distribusi.
9. Kran penguras bak air bersih.

Kedua sistem saringan pasir lambat tersebut mengunakan sistem penyaringan dari atas ke bawah (down flow). 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. ( Nusa Idaman 2012 )

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

a) 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).

b) 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.

c) 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.

d) 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.

e) 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.

f) Ruang Pengeluaran

Ruang pengeluaran 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 saringan pasir lambat 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 konvensiolal 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 euangan 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 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).

2) Sistem Saringan Pasir Lambat (Up Flow)

Teknologi saringan pasir lambat yang banyak diterapkan di Indonesia biasanya adalah saringan pasir lambat 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. (Nusa Idaman 2012)

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 atau 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 bersih dengan sistem saringan pasir lambat Up Flow. 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 berfungsi sebagai air pencuci media penyaring (back wash). Dengan demikian pencucian media penyaring pada saringan pasir lambat Up Flow tersebut dilakukan tanpa mengeluarkan atau mengeruka 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. (Nusa Idaman 2012) Kapasitas pengolahan dapat dirancang dengan berbagai macam ukuran sesuai dengan kebutuhan yang diperlukan.

3. Kriteria Perencanaan Saringan Pasir Lambat

Untuk merancang saringan pasir lambat beberapa kriteria perencanaan yang harus dipenuhi antara lain :

1. Kekeruhan air baku lebih kecil 10 NTU. Jika lebih besar dari 10 NTU perlu dilengkapi dengan bak pengendap dengan atau tanpa bahan kimia.
2. Kecepatan penyaringan antara 5 - 10 m3/m2/Hari.
3. Tinggi Lapisan Pasir 70 - 100 cm.
4. Tinggi lapisan kerikil 25 -30 cm.
5. Tinggi muka air di atas media pasir 40 - 120 cm.
6. Tinggi ruang bebas antara 25 - 40 cm.
7. Diameter pasir yang digunakan kira-kira 0,2-0,4 mm
8. Jumlah bak penyaring minimal dua buah.

Unit pengolahan air dengan saringan pasir lambat merupakan suatu paket. Air baku yang digunakan yakni air sungai atau air danau yang tingkat kekeruhannya tidak terlalu tinggi. 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. Secara umum, proses pengolahan air bersih dengan saringan pasir lambat Up Flow sama dengan saringan pasir lambat Down Flow terdiri atas unit proses:

1. Bangunan penyadap
2. Bak Penampung / bak Penenang
3. Saringan Awal.
4. Saringan Pasir Utama.
5. Bak Air Bersih.
6. Perpipaan, kran, sambungan dll.