Mengatasi "BESI" Dalam Air

Semuanya bermula ketika "Negara Api Menyerang", pondokan saya terletak disalah satu wilayah di sulawesi selatan. suatu ketika kami mengalami "krisis" air bersih dikarenakan masalah managemen dari pemilik kos dan pihak sumber air. akhirnya kami terpaksa menggunakan air sumur bor.

awalnya berjalan lancar, air yang dikelurkan jernih dan bersih namun tiba-tiba semuanya berubah menjadi kuning, berbau dan membuat mood mandi kami jadi hilang.

Sebagai seorang mahasiswa farmasi (Wettzz), saya mencari penyebab dan bagaiaman mengatasinya. ada beberapa hipotesa yang saya kelurkan.

1. perubahan air dari jernih menjadi kuning setelah dibiarkan beberapa lama adalah disebabkan karena kandungan logam/zat besi yang tinggi didalam air dimana akan zat besi teroksidasi (udara atau cahaya) menjadi Ferri-Oksida.

2. Adanya kandungan mangan, dimana jelas bahwa Tanah  mengandung mangan sebesar 7- 9.000 ppm dengan rata-rata 440 ppm. dan ternyata sumur yang kami gunakan berakhir tepat dilapisan tanah dengan kadar za besi dan mangan yang tinggi.

 

Pengaruh zat besi (Fe) tinggi dan mangan (Mg):

Untuk rumah tangga, lantai rumah dan dinding bak mandi akan berwarna merah jika terkena air ini terus menerus. Selain itu pakaian akan berwarna merah / kuning jika dipergunakan untuk mencuci. Zat besi dan mangan  akan mengendap dalam pipa, tangki bertekanan, pemanas air, dan softener. Hal ini akan mengurangi debit dan tekanan  air. Akumulasi besi dan mangan akan menjadi masalah ekonomi jika pipa-pipa dan peralatan harus diganti. Energi pun akan semakin boros, karena diperlukan energi ekstra untuk memompa melalui pipa yang mengecil akibat pengendapan besi atau mangan.

Pengaruh zat besi bagi kesehatan :
Tubuh manusia perlu mineral dan zat besi !!! Ini yang perlu digaris bawahi. Coba perhatikan saja produsen produk susu untuk bayi berlomba lomba memploklamirkan bahwa produknya mengandung zat besi.

Ciri-ciri air yang mengandung zat besi (Fe)dan mangan (Mg) : 

1. Air Bau (Besi/Karat)

2. Air Keruh 

3. Air Menimbulkan endapan berwarna kuning (Kadar besi) ,Endapan berwarna hitam( Zat mangan)

4. Air terdapat lapisan minyak diatasnya (Kadar besi)

5. Air keluar berwarna kuning (Kadar besi tinggi)

6. Air keluar jernih setelah didiamkan beberapa lama berubah menjadi kuning (Kadar besi rendah)
7. Bak/ember/wadah jadi kuning

Cara mengatasi air yang mengandung zat besi (Fe) dan mangan (Mg) di rumah tangga

1. Aerasi

Fe dapat dihilangkan dari dalam air dengan melakukan oksidasi menjadi Fe (OH)3 yang tidak larut dalam air, kemudian di ikuti dengan pengendapan dan penyaringan. Proses oksidasi dilakukan dengan menggunakan udara biasa di sebut aerasi yaitu dengan cara memasukkan udara dalam air efeknya kadar besi mengendap ke bawah sehingga kotoran2nya menempel di bak penampungan/toren air. Kelemahanya mungkin kita akan sering menguras toren tersebut agar kotoran endapan tidak ikut ke pipa instalasi.

Adanya kandungan alkalinity, (HCO₃)^- yang cukup besar dalam air, akan menyebabkan senyawa besi atau mangan berada dalam bentuk senyawa ferro bikarbonat, Fe(HCO₃)₂ atau mangano bikarbonat, Mn(HCO₃)₂. Oleh karena bentuk CO₂ bebas lebih stabil daripada (HCO₃)^-, maka senyawa bikarbonat cenderung berubah menjadi senyawa karbonat.
            Fe(HCO₃)₂ ===> FeCO₃ + CO₂ + H₂O

            Mn(HCO₃)₂ ===> MnCO₃ + CO₂ + H₂O

            Dari reakasi tersebut dapat dilihat, jika CO2 berkurang, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke kanan dan selanjutnya reaksi akan menjadi sebagai berikut :

            FeCO₃ + CO₂ ===> Fe(OH)₂ + CO₂

            MnCO₃ + CO₂ ===> Mn(OH)₂ + CO₂

            Baik hidroksida besi (II) maupun hidroksida mangan (II) masih mempunyai kelarutan yang cukup besar, sehingga jika terus dilakukan oksidasi dengan udara atau aerasi akan terjadi reaksi (ion) sebagai berikut:

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

            2 Mn²⁺ + O₂ + 2 H₂O ===> 2 MnO₂ + 4 H⁺

            Sesuai dengan reaksi tersebut, maka untuk mengoksidasi setiap 1 mg/l zat besi dibutuhkan 0,14 mg/l oksigen dan setiap 1 mg/l mangan dibutuhkan 0,29 mg/l. Pada pH rendah, kecepatan reaksi oksidasi besi dengan oksigen (udara) relatif lambat, sehingga pada prakteknya untuk mempercepat reaksi dilakukan dengan cara menaikkan pH air yang akan diolah.

2. Sedimentasi
Sedimentasi adalah proses pengendapan partikel-partikel padat yang tersuspensi dalam cairan/zat cair karena pengaruh gravitasi (gaya berat secara alami). Sedimentasi dapat berlangsung sempurna pada danau yang airnya diam atau suatu wadah air yang dibuat sedemikian rupa sehingga air di dalamya keadaan diam. Pada dasarnya proses tersebut tergantung pada pengaruh gaya gravitasi dari partikel tersuspensi dalam air. Sedimentasi dapat berlangsung pada setiap badan air. Biaya pengolahan air dengan proses sedimentasi relatif murah karena tidak membutuhkan peralatan mekanik maupun penambahan bahan kimia. Kegunaan sedimentasi untuk mereduksi bahan-bahan tersuspensi (kekeruhan) dari dalam air dan dapat juga berfungsi untuk mereduksi kandungan organisme (patogen) tertentu dalam air.

3. Menggunakan bahan kimia.
Banyak sekali jenis bahan kimia yang dapat dipergunakan untuk menurunkan zat besi ini. Namun saya tidak akan membahasnya disini karena harus menggunakan takaran dan metode tertentu dan takarannya berbeda beda tergantung dari seberapa tingginya zat besi dalam air tsb.

4.Oksidasi Dengan Khlorine (Klorinasi) 

            Khlorine, Cl₂ dan ion hipokhlorit, (OCl)- adalah merupakan bahan oksidator yang kuat sehingga meskipun pada kondisi pH rendah dan oksigen terlarut sedikit, dapat mengoksidasi dengan cepat. Reaksi oksidasi antara besi dan mangan dengan khlorine adalah sebagai berikut:

            2 Fe²⁺ + Cl₂ + 6 H₂O ==> 2 Fe(OH)₃ + 2 Cl- + 6 H⁺

            Mn²⁺ + Cl₂ + 2 H₂O ==> MnO₂ + 2 Cl- + 4 H⁺

            Berdasarkan reaksi tersebut di atas, maka untuk mengoksidasi setiap 1 mg/l zat besi dibutuhkan 0,64 mg/l khlorine dan setiap 1 mg/l mangan dibutuhkan 1,29 mg/l khlorine. Tetapi pada prakteknya, pemakaian khlorine ini lebih besar dari kebutuhan teoritis karena adanya reaksi-reaksi samping yang mengikutinya. Disamping itu apabila kandungan besi dalam air baku jumlahnya besar, maka jumlah khlorine yang diperlukan dan endapan yang terjadi juga besar sehingga beban flokulator, bak pengendap dan filter menjadi besar pula.

            Berdasarkan sifatnya, pada tekanan atmosfir khlorine adalah berupa gas. Oleh karena itu, untuk mengefisienkannya, khlorine disimpan dalam bentuk cair dalam suatu tabung silinder bertekanan 5 sampai 10 atmosfir. Untuk melakukan khlorinasi, khlorine dilarutkan dalam air kemudian dimasukkan ke dalam air yang jumlahnya diatur melalui orifice flowmeter atau dosimeter yang disebut khlorinator. Pemakaian kaporit atau kalsium hipokhlorit untuk mengoksidasi atau menghilangkan besi dan mangan relatif sangat mudah karena kaporit berupa serbuk atau tablet yang mudah larut dalam air.

 

5. Teknik Penyaringan ( Filtrasi )

Cara ini terbukti paling efektif dan ampuh karena sudah terbukti berdasar riset ,dalam kebutuhan modern seperti ini teknik filter / penjernih / penyaring air sangatlah efektif dan efisien . Efisien waktu,biaya dan hasil. Cara inilah yang kami pilih sehingga J-WATER hadir dalam bisnis pengadaan alat-alat pengolahan air bersih dan air minum. Banyak sekali merk filter air /penjernih air/penyaring air di Indonesia semua tergantung kualitas ,harga dan after sales service. J-WATER filter air menggunakan media active carbon purex berfungsi menetralisir kadar besi dan zat mangan tinggi dalam air. Sistem penyerapan sampai 100%. Media active carbon PUREX ini lebih setingkat diatas dibanding media dipasaran seperti karbon aktif batu bara, manganese greensand ,zeolite,silika,pasir aktif, calgon,maupun alkali. Media active carbon purex ini masih diproduksi oleh jepang dan terbukti 3x lipat lebih tahan. Harga menjamin kualitas. Yang pasti harga media active carbon purex ini lebih mahal dibanding jenis media lainya. Jika anda tertarik menggunakan media filter air berkualitas ini bisa hubungi call center kami. Media active carbon purex dijual per 25 kg dan 35 kg. Disesuaikan dengan ukuran tabung filter air.  anda juga dapat menemukannya di BUKA LAPAK.com atau ditempat lain seperti FILTER MANGANESE.

6. Menghilangkan Besi dan Mangan dengan Bakteri Besi

            Pada saringan pasir lambat, pada saat operasi dengan kecepatan 10-30 meter/hari, setelah operasi berjalan 7-10 hari, maka pada permukaan atau dalam media filternya akan tumbuh dan berkembang biak bakteri besi yang dapat mengoksidasi besi atau mangan yang ada dalam air. Bakteri besi mendapatkan energi aktivasi yang dihasilkan oleh reaksi oksida besi ataupun oksida mangan, untuk proses perkembangbiakannya. Dengan didapatkannya energi tersebut maka jumlah sel bakteri juga akan bertambah. Dengan bertambahnya jumlah sel bakteri besi tersebut, maka kemampuan mengoksidasi-nyapun menjadi bertambah pula. Sedangkan besi yang telah teroksidasi akan tersaring/tertinggal dalam filter. Yang termasuk dalam grup Bakteri besi yang banyak dijumpai yaitu: Crenothrix yang dapat menghilangkan besi maupun Mangan.

Cara Pembuatan dan Tahapnya bisa dibaca disini 

Sumber : http://www.jwaterfilter.com & kelair.bppt.go.id