Proses Pengolahan Air Dengan Filter Mangan Zeolit Dan Filter Karbon Akif

Air baku dipompa ke bak penampung, kemudian dari tangki penampung, air dialirkan ke filter mangan zeolit untuk menyaring atau menghilangkan zat besi atau mangan yang ada dalam air serta menghilangkan padatan tersuspensi. Dari filter ini air dialirkan ke filter karbon aktif untuk menghilangkan kandungan zat organik, bau, rasa serta polutan mikro lainnya. Kemudian, air dialirkan ke filter cartridge. Filter cartridge ini dapat menghilangkan padatan terlarut dengan ukuran lebih besar 5 (lima) mikron.

            Dari filter cartridge air olahan sudah sangat jernih , dan apabila diinginkan dapat langsung diminum, air dari filter cartridge dialirkan ke sterilisator ultra violet untuk mematikan atau membunuh mikroorganisme patogen yang ada dalam air. Proses ini tanpa memerlukan energi yang besar karena bekerja dengan sistem gravitasi dan hanya memerlukan energi listrik sekitar 30 watt untuk lampu disinfeksi ulra violetnya. Air yang keluar dari sterilisator UV sudah dapat diminum langsung. Skema proses pengolahan diunjukkan pada Gambar 1. 

Pada saat air dipompa ke bak penampung, terjadi proses oksidasi antara zat besi atau mangan yang ada dalam air dengan oksigen yang ada di udara. Reaksi kimianya dapat diterangkan sebagai berikut :

            4 Fe²⁺ + O₂ + 10 H₂O ====> 4 Fe(OH)₃ + 8 H⁺
            2 Mn²⁺ + O₂ + 2 H₂O ====> 2 MnO₂ + 4 H⁺

            Reaksi oksidasi tersebut menghasilkan senyawa ferrihidroksida atau mangan dioksida yang berupa gumpalan sangat halus (micro flock) yang tak larut dalam air, sehinggga dapat tersaring pada filter mangan zeolit. Berdasarkan reaksi tersebut diatas, untuk mengoksidasi setiap 1 mg/l zat besi memerlukan 0,14 mg/l oksigen , dan untuk setiap I mg/l mangan diperlukan oksigen sebanyak 0,29 mg/l.

            Dengan memompa air baku ke bak penampung, maka akan terjadi kontak antara zat besi atau mangan yang ada dalam air dengan oksigen yang ada di udara, sehingga besi atau mangan dapat dioksidasi, yang mana hal tersebut dapat meringankan beban filter mangan zeolitnya. Dengan demikian maka masa pakai (life time) dari filter mangan zeolitnya menjadi lebih lama.

            Zat besi atau mangan yang belum teroksidasi selanjutnya akan dihilangkan di dalam filter mangan zeolit, yang reaksinya merupakan reaksi antara Fe²⁺ atau Mn²⁺ dengan mangan-oksida tinggi (higher manganoxide). Mangan zeolit adalah zeolit alami (green sand) atau zeolit sintetis yang permukaannya dilapisi oleh mangan oksida tinggi yang secara umum rumus molekulnya adalah K₂Z.MnO.Mn₂O₇ . Mangan zeolit berfungsi sebagai katalis dan pada waktu yang bersamaan dapat mengoksidasi besi atau mangan yang larut dalam air menjadi bentuk senyawa ferrihidroksida atau mangan dioksida yang tak larut dalam air dan menempel pada permukaan mangan zeloitnya. Proses reaksinya dapat diterangkan sebagai berikut :

            K₂Z.MnO.Mn₂O₇ + 4 Fe(HCO₃)₂ ===> K₂Z + 3 MnO₂ + 2 Fe₂O₃ + 8 CO₂ + 4 H₂O
            K₂Z.MnO.Mn₂O₇ + 2 Mn(HCO₃)₂ ===> K₂Z + 5 MnO₂ + 4 CO₂ + 2 H₂O

            Selama proses berlangsung kemampuan reaksi mangan zeolit tersebut makin lama makin berkurang dan akhirnya menjadi jenuh, dan jika sudah jenuh harus diganti dengan mangan zeolit yang baru. Lama pakai dari manganzeolit tersebut tergantung dari kualitas air baku dan jumlah air yang disaring. Dalam keadaan normal, penggantian biasanya satu kali dalam satu tahun.

            Dari filter mangan zeolit, air selanjutnjutnya dialirlkan ke filter karbon aktif. Filter karbon aktif ini berfungsi untuk menghilangkan polutan organik, bau, rasa yang kurang sedap, dan polutan organik mikro lainnya. Proses reaksinya adalah berdasarkan adsorpsi secara fisika-kimia. Setelah penyaringan dengan filter karbon aktif ini air menjadi sangat jernih dan tidak berbau dan taidak berasa. Selain itu, filter karbon aktif ini juga berfungsi untuk menyaring partikel partikel kotoran yang belum tersaring pada filter mangan zeolit. Dari filter karbon aktif, air dialirkan ke filter cartride. Filter cartridge ini terbuat dari rajutan serat poliester atau dari jenis polimer, yang dapat menyaring partikel kotoran dengan ukuran antara 5 sampai 10 mikron. Dengan demikian air yang keluar dari filter cartridge ini sudah sangat jernih sekali.

            Setelah penyaringan dengan filter cartridge, air selanjutnya dilairkan ke alat srterilisator ultra violet (UV). Alat UV ini terdiri dari tabung kaca buntuk huruf U dan sebuah lampu UV 30 watt. Air dialirkan melalui tabung kaca, kemudian disinari dengan sinar ultra violet. Sterilisator dengan UV ini mempunyai keuntungan antara lain yakni sinar ultra violet dapat langsung mengenai sistem genetik dari bakteri sehingga proses pembunuhan bakteri dapat berlangsung dalam waktu yang singkat. Selain itu disinfeksi dengan UV tidak menghasilkan hasil samping sebagaimana disinfeksi dengan menggunakan khlorine. Air yang keluar dari sterilisator UV ini sudah dapat langsung diminum.