Kadar chlorine didalam air minum rata rata adalah 2-3 ppm, atau 2 hingga 3 mg didalam 1 Kg air. Dalam konsentrasi yang tinggi, chlorine merupakan zat yang sangat fatal, hampir sama dengan Cianida dan Arsenik karena itu selalu diperlakukan secara sangat hati hati diberbagai industri. Bentuknya dapat berupa gas atau cairan. Dalam konsentrasi yang rendah didalam air minum tadi, apakah zat ini masih berbahaya? Untuk konsentrasi yang relatif rendah itu dapat dikatakan Chlorine HAMPIR tidak berbahaya, tetapi yang berbahaya adalah substansi yang timbul akibat penggunaan chlorine ini, yang disebut sebagai DBP [Disinfection By Product]. DBP dihasilkan oleh material organic didalam air yang bersentuhan dengan chlorine. Chlorine sendiri merupakan racun, namun relatif aman dalam kandungan rendah, namun DBP ini yang mematikan. Dosis chlorine tadi juga tidak dapat dikurangi dibawah 2 ppm karena kekuatannya tidak menjadi efektif.

Telah dilakukan penentuan kandungan residu klorin di dalam air minum (air FAM) dengan metoda Iodometri. Hasilnya adalah- (0,445 - 0,875). mg/1 sampel air minum sebelum pendidihan, sedangkan untuk sampel air minum sesudah pendidihan hasilnya adalah nol atau tidak ada. Fenentuan kandungan trihalometan (THM) dalam hal ini kloroform dikerjakan dengan Kromatografi Gas-Cair. Hasilnya adalah nol atau tidak ada kandungan trihalometan (THM)- pada air minum sebelum pendidihan dan sesudah pendidihan. Pendidihan air minum tidak menaikkan konsentrasi trihalometan (THM), tetapi justru dapat menghilangkan residu klorin•yang masih tertinggal di dalam air minum tersebut. Karena itu pendidihan air minum sebelum diminum tetap diperlukan

MONITORING KLORIN DENGAN CARA PERANCANGAN KUALITI MODEL HIDROLIK

Anggun Pradita

H1E108054

Program Studi Teknik Lingkungan, Universitas Lambung Mangkurat

Jl. A. Yani km.36 Banjarbaru

Abstrak

Dalam paper ini menjelaskan mengenai klorinasi dalam pre-oksidasi air minum dalam distribusi air minum. Penggunaan klorin sangatlah penting mengingat adanya mikrobiologikal atau bakteri mikroorganisme dalam air dan tentunya bagi kesehatan konsumen. Tapi dampak klorin juga sangat besar apabila konsentrasinya ataupun pengangkutan pencampuran dalam distribusi air minum salah sehingga perlunya monitoring lebih terhadapnya. Maka diperlukan rancangan yang baik pada monitoring pengangkutan klorin yang menggunakan Algoritma dan program EPANET.

KEYWORD : Klorin Decay, Node, Algoritma, EPANET.

1. PENDAHULUAN

Kebanyakan penyakit yang sering ditemukan pada masyarakat terkait dengan air minum.

Akibat dari kontaminasi air minum, hal tersebut dapat berasal dari mikro-organisme. Air minum

yang terkontaminasi tersebut dapat dikurangi dengan klorinasi. Terdapat beberapa cara

meningkatkan kualitas air minum. Yang seringdigunakan adalah pengendapan dan penyaringan

yang diikuti disenfeksi(pembunuhan mikroorganisme yang berbahaya dapat dicapai dengan

penambahan klorin. Cara kerja klorin adalah membunuh kuman. Penambahan klorin dalam air

akan memurnikannya dengan cara merusak struktur sel organisme. Namun demikian proses

tersebut berlangsung bila klorin mengalami kontak langsung dengan organisme tersebut. Jika air

mengandung lumpur, bakteri dapat tersembunyi di dalamnya dan tidak dapat dicapai oleh klorin.

Klorin membutuhkan waktu untuk membunuh semua organisme. Pada air yang bersuhu lebih

tinggi atau sekitar 18ºC, klorin harus berada dalam air paling tidak selama 30 menit. Jika air

lebih dingin, waktu kontak harus ditingkatkan. Karena itu biasanya klorin ditambahkan air segera

setelah air dimasukkan ke dalam tangki penyimpanan atau pipa penyalur agar zat kimia tersebut

mempunyai cukup waktu untuk bereaksi dengan air sebelum mencapai konsumen. Setelah semua

organisme rusak akan terdapat sisa klorin dalam air yang disebut klorin bebas. Klorin bebas akan

tetap dalam air sampai hilang di dunia luar atau terpakai untuk kontaminasi baru. Karena itu jika

kita memeriksa air dan menemukan masih terdapat klorin bebas yang tersisa, hal itu merupakan

bukti bahwa organisme dalam air yang berbahaya telah disingkirkan dan air aman diminum.

Pengukuran tersebut dinamakan residu klorin (Chlorine Residual). Dan juga dosis klorin yang

terlalu banyak dapat berakibat pada efek negatif serta perubahan rasa yang tak sedap pada

konsumen seperti berbau odor.

Dengan pengaturan kualitas air dapat menjaga kepuasan dan kesehatan konsumen.

Dibutuhkan informasi yang tepat untuk pengaturan waktu antara penambahan dosis klorin dan

strategi poin residu klorin. Tetapi seringkali keterlambatan memperoleh data ini yang berakibat

pada lambatnya respon operator. Untuk memahami dengan jelas dan juga mengaturnya

sedemikian maka dicoba untuk menambah efektivitas model rancangan residu klorin pada

distribusi air minum.

2. PEMBAHASAN

Hal yang paling penting dalam didtribusi air minum adalah model kualitas hidrolik yang

bertujuan untuk estimasi kualitas air. Dengan perancangan hidrolik dapat mengatur pemasukan

konsentrasi klorin yang tepat. Dasar dari rancangan bentuk hidrolik itu adalah :

Rancangan pipa.

Pergerakan transportasi air, kecepatan aliran.

Konsentrasi klorin

Maka dari dasar perancangan tersebut dapat dibuat simulasi model perancangan klorin.

Penggunaan klorin yang tersering untuk disinfeksi adalah pada pipa penyediaan air.

Distribusi air dibentuk dari banyaknya cabang-cabang pipa dan diameter pipa. Di ujung pipa

disebut Node. Untuk mendapatkan data hidrolik berupa kecepatan aliran dan tekanan air dalam

node, maka dapat dipecahkan dengan simulasi model transportasi. Model transportasi advektif

dua dimensi (simulasi kualitas) pada penurunan konsentrasi residu klorin pada pengaliran (bulk

phase) dalam pipa jaringan distribusi air minum dari reservoir upper bisa dilakukan melalui

simulasi dengan Epanet. Sebelum simulasi kualitas dilakukan simulasi hidrolis dengan

membentuk jaringan distribusi air minum dan melengkapi data-data pada node dan pipa.

Sedangkan dalam mengembangkan model transportasi advektif dua dimensi atau simulasi

kualitas, maka terlebih dahulu ditentukan koefisien penurunan (decay) masing-masing substansi.

Cara menentukan klorin decay dapat menghitung dengan cara General Alogaritma (GA).

Alogaritma hal yang krusial untuk mengetahui layout jaringan dan hidrolik sebelum ke tahap

selanjutnya dalam kualitas modeling bahkan kecepatan aliran. Alogaritma dapat didefinisikan

sebagai kumpulan perintah untuk menyelesaikan masalah . Perintah-perintah ini dapat

diterjemahkan secara bertahap dari awal hingga akhir. Adapun ringkasan dari program algoritma

hidrolik sebagai berikut : fenomena kejadian hidrolik, sub-fenomena, tahap selanjut dari aliran

dan kecepatan konstan, tahapan kualitas periode antara dua kalkulasi, daftar kronologi aktivitas.

(masukan gambar Algoritma figure : flow chart of the program DYNAQ pada pdf muh 24

659903 10)

Dengan mengetahui klorin decay, hal ini bertujuan untuk perancangan pipa agar klorin tidak

mengalami reaksi kimia dan perhitungan pada kecepatan aliran. Klorin dapat bereaksi dengan

baik pada besi sehingga pada pipa dibutuhkan lapisan pipa wall.

(masukan gambar Figure 1 shcematic Description 2D chlorine transport pada muh 24 659903

10.pdf).

Pada perhitungan kecepatan aliran pada koefisien penurunan atau klorin decay telah diketahui

dengan baik pada algoritma sehingga dapat digunakan rumus :T= VQ T = waktu, V = volume pipa, Q = debit aliran rata-rata.

Selanjutnya untuk mengetahui lebih lanjut tentang kecepatan aliran air dapat

diperhitungkan menggunakan program EPANET. Perkembangan komputer yang sangat pesat

tidak dapat dipungkiri turut mempengaruhi. Perhitungan yang rumit dan memakan waktu yang

cukup lama pada saat ini dapat dilakukan dengan mudah dan cepat. Epanet adalah program

analisis jaringan pipa air minum, permasalahan klasik aliran dalam jaringan pipa menyebutkan

debit aliran (flows) dan tekanan (pressure). EPANET merupakan software yang bersifat

publik dominan yang digunakan permodelan jaringan pipa terutama sistem distribusi air. Dimana

proses permodelan dilakukan dengan pembangunan layout jaringan pipa dan pilihan simulasi

dengan objek junction/node, sambungan pipa, reservoir, pipa link dan juga memodelkan

konsentrasi residu klorin yang dibutuhkan pada jaringan pipa air minum. Dengan begitu dapat

menghasilkan prediksi yang tepat dan mengurangi penggunaan klorin berlebihan karena dengan

permodelan tersebut sensor pada node/junction dapat ditaruh.

3. KESIMPULAN DAN HASIL

Dalam penggunaan klorin sehingga mendapatkan hasil yang bagus dari sistem kerja

hidrolik dari distribusi air minum maka diperlukan pengetahuan dan mempelajari lebih dalam

mengenai algoritma dan EPANET. Algoritma digunakan untuk mengetahui tahapan dari

hidrolik, aliran-aliran pada pipa dari reservoir atau lebih singkatnya awal dari rencana

permodelan konsentrasi residu klorin. Sedangkan EPANET adalah bentuk simulasi dari

permodelan rencana kerja dari konsentrasi residu klorin. Model rancangan berupa pipa,

junction/node(sambungan), maupun distribusi air minum. Sehingga dengan begitu dapat

disimpulkan bahwa residu klorin biasanya diperiksa

Segera setelah klorin ditambahkan dalam air, untuk menilai proses klorinasi bekerja.

Pada saluran keluar konsumen yang paling dekat dengan titik klorinasi, untuk memeriksa

apakah tingkat residu klorin berada dalam batas yang dapat diterima (0,2 – 0,5 mg/l)

Pada titik terjauh dari jaringan dimana kemungkinan tingkat residu klorin paling rendah.

Jika ditemukan kadar klorin kurang dari 0,2 mg/l mungkin perlu dilakukan penambahan

klorin pada pertengahan jaringan pipa.

Jumlah residu klorin berubah sepanjang siang dan malam, Jika dianggap pipa jaringan

selalu dibawah tekanan sepanjang hari, pada siang hari akan cenderung lebih banyak residu

klorin daripada malam hari. Hal ini karena air akan berada dalam sistem lebih lama pada malam

hari (kebutuhan menurun dapat diketahui dari klorin decay). Residu klorin harus diperiksa secara

berkala. Dan untuk menghitung jumlah klorin yang digunakan dalam larutan air dengan

perbandingan temperatur dapat digunakan :

Pertama haru mengetahui massa terlarut dari air dan klorin yaitu menggunakan rumus

density p1=m1V1, p2=m2V2 maka p1 = p2, dengan perbandingan volume larutan tiap jam

V = Volume akhir – Volume awal.

Jadi, massa jenis klorin adalah hasil perbandingan volume air dengan density dikalilan masa

jenis air dengan catatan penambahan klorin 0,2 mg/l berbanding dengan temperature ≤ 24ºC.

Dengan begitu penggunaan klorin dapat digunakan sebaik mungkin sesuai dengan kadar

sehingga efektivitas terjaga, kepuasan dan kesehatan konsumen terprioriti.

REFERENSI

¨Ozdem_Ir Osman N dkk, 1999. Dynaq: A Chlorine Decay Simulator In Water Supply Networks

http://journals.tubitak.gov.tr/engineering/issues/muh-00-24-6/muh-24-6-5-9903-10.pdf

Diakses pada, 20 Oktober 2010

ŁangowskiRafał dkk, 2007. Monitoring Of Chlorine Concentration In Drinkingwater Distribution Systems Using An Interval Estimator

http://matwbn.icm.edu.pl/ksiazki/amc/amc17/amc1727.pdf

Diakses pada, 20 Oktober 2010

Bowden G.J dkk, 2005. Forecasting Chlorine Residuals in a Water Distribution System Using a General Regression Neural Network

http://www.mssanz.org.au/MODSIM03/Media/Articles/Vol%202%20Articles/783-788.pdf

Diakses pada 20 Oktober 2010