Perpustakaan Digital ITB

Kebutuhan air semakin meningkat seiring perkembangan zaman, namun kualitas sumber air baku terus menurun. Air gambut merupakan sumber air yang dapat dimanfaatkan untuk masyarakat yang tinggal di daerah rawa gambut. Di sisi lain, air gambut kaya akan bahan organik alami hidrofobik yang merupakan prekursor utama produk hasil disinfeksi (disinfection by products/DBPs), senyawa yang terbentuk dari reaksi antara disinfektan klorin dan senyawa organik alami (natural organic matter/NOM). Beberapa jenis dari DBPs memiliki sifat karsinogenik, diantaranya trihalometan-4 (trihalomethanes-4/THM4) dan asam haloasetat-5 (haloacetic acids-5/HAA5). Berdasarkan studi literatur, proses ozonasi dapat mereduksi pembentukan THM4 dan HAA5 pada pengolahan air yang mengandung NOM tinggi. Hal ini terjadi karena ozon dapat merubah NOM hidrofobik yang merupakan prekursor utama DBPs menjadi NOM yang lebih sederhana dan bersifat hidrofilik. NOM yang bersifat hidrofilik memiliki sifat prekursor yang lebih kecil terhadap THM4 dan HAA5 jika dibandingkan dengan NOM hidrofobik. Pada penelitian ini dikembangkan metode pengolahan air gambut mengunakan ozonasi gelembung mikro baik sebagai pre-treatment maupun post-treatment untuk mengoptimalkan efisiensi transfer ozon. Generator gelembung mikro jenis rotating flow digunakan untuk menghasilkan gelembung mikro yang memiliki diameter lebih kecil dari 100 µm. Koagulasi menggunakan Al2SO4 dan adsorpsi karbon aktif dilakukan untuk memisahkan senyawa organik alami yang ada air gambut. Metode fraksionasi menggunakan resin DAX-8, XAD-4 dan IRA 958 digunakan untuk memisahkan fraksi senyawa organik alami berupa fraksi hidrofobik asam (hydrophobic acid /HPOA), transfilik (transphilic/TPH), hidrofilik bermuatan (hydrophilic-charged/HPIC) dan hidrofilik netral (hydrophilic-neutral/HPIN) sebagai fraksi prekursor THM4 dan HAA5. Karakteristik senyawa organik berupa DOC, SUVA serta DBPs berupa THM4 dan HAA5 dari ozonasi air gambut menggunakan gelembung mikro dikaji dengan memvariasikan pH dan waktu ozonasi. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan kondisi optimum ozonasi gelembung mikro untuk meminimalisir pembentukan produk disinfeksi berbahaya seperti THM4 dan HAA5 yang terbentuk saat disinfeksi akhir menggunakan klorin (Ca(ClO)2). Air gambut mengandung senyawa organik alami yang tinggi. Hal ini dapat dilihat dari tingginya konsentrasi karbon organik terlarut (dissolved organic carbon/DOC) yang berkisar antara 22.20-56.6 mg/L. Keberadaan fraksi HPOA mendominasi NOM pada air gambut sekitar 46.94%. Hal ini juga dapat dilihat dari nilai absorbansi UV254 spesifik (SUVA) yang tinggi (5.5-5.9 L/mg.m) Fraksi HPOA merupakan prekursor utama DBPs dan memiliki potensi pembentukan THM4 dan HAA5 tertinggi. Fraksi HPIC memiliki pembentukan THM4 terendah. Di sisi lain, pembentukan HAA5 terendah terdapat pada fraksi HPIN. Berdasarkan hasil ini, diperlukan penelitian lebih lanjut untuk merubah dan menghilangkan fraksi HPOA yang mendominasi pada air gambut menjadi fraksi hidrofilik yang memiliki pembentukan DBPs lebih rendah. Proses koagulasi dan adsorpsi karbon aktif berhasil menurunkan keberadaan fraksi HPOA air gambut secara signifikan yang menyebabkan turunnya total pembentukan THM4 dibawah standar USEPA (menjadi 31.84 µg/L). Di sisi lain, pembentukan total HAA5 masih berada di atas standar USEPA (85.82 µg/L). Proses Pre-ozonasi pada pH 7 selama 30 menit yang dilanjutkan dengan koagulasi dan adsorpsi karbon aktif berhasil menurunkan total THM4 dan HAA5 dibawah standar USEPA (THM4: 33.79 µg/L, HAA5: 49.89 µg/L), sedangkan kondisi optimum post-ozonasi terjadi pada pH 5.5 dengan waktu ozonasi 30 menit (THM4: 71.02 µg/L, HAA5: 59.80 µg/L). Mekanisme turunnya pembentukan total THM4 dan HAA5 selama proses ozonasi gelembung mikro pada kondisi optimum terjadi karena turunnya pembentukan THM4 dan HAA5 berbasis klorin (C-THM4 dan C- HAA5) yang merupakan DBPs utama yang terbentuk setelah proses klorinasi. Hal ini terjadi karena keberadaan fraksi TPH yang juga bersifat prekursor terhadap C- DBPs selain fraksi HPOA dan berhasil diturunkan selama proses ozonasi gelembung mikro pada kondisi optimum. Di sisi lain, pembentukan fraksi HPIC dan HPIN selama ozonasi memicu pembentukan THM4 dan HAA5 berbasis bromin (B-THM4 dan B-HAA5) setelah proses klorinasi. Berdasarkan fakta ini, proses ozonasi gelembung mikro tidak dapat dilakukan terlalu lama karena memicu pembentukan B-DBPs. Persamaan kinetika pseudo second order dapat digunakan untuk memodelkan pembentukan THM4 dan HAA5 selama proses pre-ozonasi dan post-ozonasi pada kondisi optimum berlangsung. Persamaan pseudo second order memiliki korelasi yang cukup baik (mendekati 98%) pada pembentukan THM4 dan HAA5 selama proses post-ozonasi dan pre-ozonasi, meskipun proses pre-ozonasi memiliki korelasi yang lebih kecil untuk beberapa senyawa HAA5