Perkembangan berkelanjutan dalam konteks filter air tentu memiliki tujuan untuk menyediakan air minum untuk semua orang.
Manusia sedang berhadapan dengan berbagai krisis yang mengintai dan waktu semakin menipis serta membatasi ruang gerak.
Berbagai krisis tersebut menjadikan sebagian dari kita yang sadar, berusaha untuk memberikan solusi atas kebutuhan menjawab tantangan ke depan.
Tantangan yang sedang kita rasakan saat ini adalah bagaimana perubahan iklim mempengaruhi pasokan air bersih.
Hal ini merupakan tantangan yang menjadi perhatian banyak pihak mengingat dunia juga sedang berada dalam masa perkembangan.
Perkembangan dari hampir semua sektor, yang seluruhnya memerlukan air bersih untuk terus bisa berpacu dengan percepatan perkembangan.
Semua sektor saling berebut untuk mendapatkan sumber air yang menjadi kebutuhan utama roda kegiatan.
Dari sini dapat kita pahami sejauh mana urgensi air pada perkembangan sebuah wilayah.
Di bumi, sekitar 71% dari total jumlah air yang tersedia tergolong sebagai air asin, termasuk air payau di muara sungai atau air laut di samudera.
Sisanya tentu air yang berada di dalam tanah, di udara dan juga yang ada dalam organisme yang hidup di dunia.
Jika kita bicara tentang sumber air yang siap untuk kita pakai, maka kebanyakan orang tentu akan langsung tertuju pada air tanah. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Akan tetapi dengan semakin bertambahnya populasi dan gencarnya eksploitasi air tanah, semakin lama semakin menipis dari sisi kuantitas. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Belum lagi dari sisi kualitas pada sebagian daerah yang tercemar, tentu kualitas air tanah juga akan menurun.
Potret ini yang menjadikan sebagian peneliti bersama mencari solusi terbaik untuk mengatasi kondisi sumber air yang tersedia.
Penerapan beberapa teknik dan metode dalam pengolahan air mulai kerap kita jumpai beberapa tahun terakhir.
Pada dasarnya metode yang terpilih umumnya terbagi menjadi dua jenis yaitu, berbasis Membran dan berbasis Media Butiran.
Filter Air Berbasis Membran
Sebelum memasuki pembahasan tentang filter air dengan basis pengolahan menggunakan membran, kita perlu mengetahui apa masalah pada air.
Secara umum, masalah air berasal dari tiga masalah utama yaitu keberadaan Nitrogen, Eutrofikasi dan Logam Berat.
Ketiga masalah ini memiliki implikasi masing-masing terhadap kualitas dari air yang akan kita gunakan dan juga dampaknya pada lingkungan. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Sebagai awalan, polutan yang berbasis nitrogen dapat menyebabkan masalah kesehatan seperti Blue Baby Syndrome.
Sementara eutrofikasi menyebabkan penurunan kadar oksigen dalam air yang tentunya akan memungkinkan mikroorganisme untuk hidup. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Mikroorganisme tersebut sebagian melepaskan senyawa yang beracun berupa cyano-toxin yang berbahaya bagi makhluk hidup lainnya. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Berikutnya adalah kandungan logam berat yang juga berbahaya bagi kesehatan yang kebanyakan sudah mencemari hingga ke tingkat rantai makanan.
Dengan adanya tantangan dari berbagair polutan tersebut maka perlu adanya jenis filter yang tepat sesuai dengan kondisi.
Kondisi yang dimaksud adalah, dua kondisi, yaitu kondisi air baku dan juga kondisi air hasil.
Mikrofiltrasi dan Ultrafiltrasi
Sederhananya, Mikrofiltrasi (MF) tidak dapat mengatasi partikel yang lebih kecil yang mampu teratasi dengan menggunakan Ultrafiltrasi (UF) dan Nanofiltrasi (NF).
Namun, dalam hal mengeliminasi bakteri yang ada dalam air, Mikrofiltrasi masih dapat kita andalkan.
Penempatan Mikrofiltrasi sekaligus perannya, umumnya berada pada sistem sirkulasi atau sebagai pre-treatment bagi UF, NF atau Reverse Osmosis (RO).
Fouling yang berasal dari bakteri pada ketiga jenis membran bisa kita cegah dengan menggunakan membran MF sebagai pre-treatment.
Tentu pencegahan ini mengharuskan pengguna untuk melakukan perawatan rutin pada MF manakala penumpukan kontaminan terjadi. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Umumnya setelah sekian waktu penumpukan kontaminan menyebabkan penyumbatan yang berakhir pada kenaikan tekanan dan penurunan debit.
Membran MF dapat terbuat dari beberapa jenis material yang umum ada di pasaran seperti, keramik, logam dan sejenis kain khusus. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Pengembangan material membran MF dan UF juga sering dikombinasikan dengan material lain untuk menambah karakteristik filtrasinya. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Sebagao contoh, bahan keramik yang melalui pemanasan, dan juga bahan kain khusus yang memerlukan keahlian pekerjanya.
Namun, hal-hal di atas menjadi kendala manakala energi dan tenaga kerja tersedia terbatas seperti di beberapa negara berkembang. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Akan tetapi kembali lagi, bahwa MF dan juga UF lebih sesuai berperan sebagai media pre-treatment sebelum masuk ke pengolahan lanjutan seperti NF/RO.
Hal ini disebabkan, karena MF dan juga UF masih belum bisa mengatasi keberadaan kandungan partikel seperti logam berat yang memiliki ukuran lebih kecil dari pori membran MF atau UF.
Nanofiltrasi dan Reverse Osmosis
Membran NF dapat mengatasi sebatas partikel yang memiliki ukuran lebih besar dari RO namun masih lebih kecil dari UF.
Secara sederhana, membran NF memiliki kerapatan pori yang berada di antara membran RO dan UF.
Karena ukuran pori yang lebih kecil dari membran UF, membran NF sama seperti membran RO yang memiliki kecenderungan cepat tersumbat. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Secara kualitas, membran NF tidak seefektif membran RO dalam menyaring ion, namun segi biaya operasional membran NF jauh lebih terjangkau. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Hal ini disebabkan karena membran NF umumnya bekerja pada tekanan yang lebih rendah dari membran RO.
Tekanan kerja lebih rendah artinya tidak butuh daya yang lebih besar untuk mengoperasikan membran saat proses terjadi.
Secara umum membran NF lebih cocok dan sesuai dalam proses pengolahan pada industri farmasi dan juga industri makanan dan minuman seperti susu.
Sedangkan membran RO, akan banyak kita jumpai pada proses desalinasi air laut atau air asin.
Bukan hanya desalinasi, membran RO juga sudah banyak dikembangkan untuk menangani air limbah, sehingga air nya dapat kita gunakan lagi. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Namun, untuk mengoperasikan baik sistem yang menggunakan membran NF dan membran RO perlu tenaga ahli yang memahami pengetahuan teknis dan kimiawi.
Yang tentunya untuk negara berkembang, hal ini bukan hal yang dengan mudah bisa kita dapat.
Dan secara sederhana bisa kita katakan, hasil dari pengolahan sistem yang menggunakan membran RO atau NF, memiliki kualitas tinggi.
Kualitas tinggi tersebut masih belum menjadi kebutuhan utama negara berkembang, karena umumnya negara berkembang lebih mementingkan air minum.
Filter Air Berbasis Media Butiran
Filter Air Pasir Cepat
Lebih mudah kita kenal juga dengan istilah Rapid Sand Filter (RSF) yang murni filtrasinya menggunakan proses fisik.
Artinya proses penjernihan air murni mengandalkan faktor fisik seperti flow rate air, pori dari pasir tanpa adanya faktor kimiawi dan biologis. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Teknik pasir cepat ini lebih menggunakan backwash sebagai gantinya untuk membuang kotoran yang telah terakumulasi.
Dan secara umum, debit air pada saat backwash membutuhkan debit lebih besar jika kita bandingkan pada saat proses filtrasi bekerja. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Tentunya hal ini mengharuskan adanya komponen pompa khusus pada saat backwash yang berfungsi menambah debit dan laju air. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Backwash sendiri merupakan sebuah proses yang umum pada sistem filter pasir cepat untuk menghilangkan endapan yang sudah menumpuk. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Proses ini membalikkan arah filtrasi, sehingga kotoran dapat terangkat dan terbuang melalui saluran pembuangan.
Namun, perlu kita pahami bahwa filter pasir cepat ini sepenuhnya menggunakan proses fisik, sehingga jika endapan yang terlanjur menempel maka tidak bisa teratasi.
Oleh karena itu, model filtrasi seperti ini cocok untuk tahapan pre-treatment sebelum masuk ke dalam tahapan lanjutan.
Filtrasi Air Pasir Lambat untuk Perkembangan Berkelanjutan
Teknik filtrasi yang satu ini merupakan teknik yang sudah lama digunakan oleh manusia lebih dari 150 tahun, karena relatif sederhana dan mudah.
Berbeda dengan sistem filtrasi pasir cepat, teknik ini menggunakan konsep filtrasi fisik dan biologis, dengan melibatkan bakteri pengurai. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Dengan adanya lapisan sekumpulan bakteri pengurai ini maka kandungan logam berat, chromium dan mikroorganisme dapat teratasi. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Lapisan ini disebut dengan ‘schmutzdecke‘ dan sebelum sistem dapat bekerja, lapisan ini harus terlebih dahulu terbentuk selama masa persiapan.
Akan tetapi teknik filtrasi ini memerlukan luas area yang besar untuk bisa mengolah air dalam jumlah besar.
Selain itu, untuk bisa terbentuknya lapisan bakteri pada sistem ini, lapisan schmutzdecke baru akan terbentuk dan siap beroperasi setelah berjalan 40 hari.
Akan tetapi, keterbatasan luas area serta waktu tunggu, sejatinya tidak menjadi masalah di beberapa negara berkembang.
Sehingga, untuk kebutuhan filtrasi yang layak, maka teknik ini dapat menjadi salah satu pilihan yang paling sesuai.
Butiran Karbon Aktif
Karbon aktif umum berperan pada sistem filtrasi sebagai tahapan pasca pengolahan yang mampu mengatasi rasa, bau dan warna. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Material yang umum menjadi bahan baku utama karbon aktif adalah batu bara, batok kelapa, kayu dan semisalnya.
Karbon aktif yang berbentuk butiran ini lebih banyak berfungsi untuk penyerapan senyawa organik yang ada pada air setelah filtrasi. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Namun, filter jenis ini masih belum memiliki ukuran pasti sejauh mana usia pakai ketika sudah beroperasi.
Hal ini disebabkan oleh variasi dari senyawa organik yang menjadi tujuan utama filtrasi dengan karbon aktif memiliki efek yang beragam. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Sehingga sejauh ini, belum ada ketentuan pasti akan seberapa lama karbon aktif dapat bekerja sebelum akhirnya jenuh karena paparan kontaminan.
Filter Air untuk Perkembangan yang Berkelanjutan
Sentralisasi dan Desentralisasi Sistem Filter Air untuk Perkembangan Berkelanjutan
Dalam memilih metode sesuai dengan konsep keberlanjutan, tentu pertimbangan akan kondisi suatu wilayah menjadi penting.
Secara umum, kebutuhan akan air bersih dan air minum lebih mendesak di wilayah yang termasuk ke dalam negara berkembang.
Negara berkembang tentu akan sangat mengutamakan ketersediaan dari pada kualitas air yang bisa mereka peroleh.
Fokus utama adalah pemenuhan jatah air bersih untuk semua orang dengan standar kesehatan paling minimal yang terbaik yang bisa mereka peroleh.
Oleh karenanya, secara umum, tujuan ini akhirnya bermuara pada dua pendekatan, sentralisasi atau desentralisasi.
Desentralisasi akan lebih mengutamakan persebaran air baku ke titik-titik olah tertentu yang kemudian masuk ke sistem MF atau UF. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Sentralisasi sebaliknya, mengolah terlebih dahulu semua air baku, barulah kemudian persebaran air siap pakai dapat kita lakukan.
Fakta di lapangan, secara umum, pengolahan air bersifat sentralisasi, dan sponsor kebanyakan dari pengolahan air ini merupakan badan pemerintahan.
Namun, nyatanya, kondisi pengolahan air sentralisasi sama sekali tidak seperti yang kita bayangkan, alih-alih siap kita gunakan, justru mengharuskan pengolahan mandiri.
Potret ini bahkan mudah kita temukan salah satunya di Indonesia, bagaimana label ‘air minum’ bukan berarti air tersebut siap utnuk kita minum.
Dan pada akhirnya, kesimpulannya sentralisasi pengolahan air tidak efektif dan menghasilkan desentralisasi sistem bahkan di setiap rumah.
Di setiap rumah, artinya, bagi mereka yang mampu swadaya untuk pengolahan air tentu akan mengolah air mereka.
Atau mereka membeli air siap minum di tempat-tempat air minum isi ulang, yang mereka dapat di sekitar tempat tinggal mereka.
Yang pada intinya, poin untuk ketersediaan air minum dengan sistem sentralisasi karena dinilai lebih bermanfaat secar majemuk, tidak terwujud.
Salah satu poin alasan pemilihan sistem sentralisasi pengolahan air minum, karena efektifitas biaya untuk pengolahan air.
Sisi biaya dapat kita maksimalkan karena satu fasilitas besar dapat mengakomodasi kebutuhan sebagian besar wilayah dengan populasi yang banyak.
Biaya Filter Air untuk Perkembangan Berkelanjutan
Keunggulan dari sistem sentralisasi adalah faktor biaya yang dapat kita tekan baik dari sisi operasional maupun perawatan.
Namun, fakta yang kita dapatkan seperti yang sudah kita jabarkan sebelumnya, yang hanya mengesankan pengolahan seadanya.
Hal ini akhirnya memunculkan sebuah pendekatan baru yang masih memiliki keunggulan dari sistem sentralisasi, kualitas desentralisasi dan konsumsi energi yang lebih rendah.
Semi-sentral menjadi salah satu jalan keluar untuk negara berkembang, yang menginginkan pengolahan air yang masih mumpuni. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Sistem ini menggunakan sebagian proses mengandalkan gravitasi dengan media berupa pasir dan karbon aktif jenis biochar dan juga filter khusus.
Filter khusus ini berupa ceramic-silver filter di titik penggunaan untuk mengurangi adanya bakteri dalam air.
Namun, pada titik ini studi lebih lanjut mengenai standar untuk air bisa diminum masih perlu diuji kembali.
Meski bisa kita pahami, bahwa cara terbaik untuk menanggulangi masalah kesehatan yang berasal dari air adalah dengan menggunakan metode berbasis membran.
Seperti pada UF, NF atau RO, namun biaya operasional dan juga investasi awal yang kerap menjadi kendala.
Belum lagi soal konsumsi daya yang juga cukup besar yang mungkin tidak bisa untuk kita terapkan di semua wilayah.
Filter Air untuk Negara Berkembang dengan Konsep Keberlanjutan
Poin keberlanjutan paling utama dalam hal ini adalah aksesibilitas sistem dapat menyeluruh kepada semua elemen masyarakat.
Dari keseluruhan sistem yang ada, teknik pasir lambat dan penggunaan karbon aktif dengan bahan biochar merupakan yang paling sesuai.
Hal ini berdasarkan beberapa pertimbangan, dan yang paling penting adalah, biaya yang terjangkau.
Karena untuk bisa terjangkau di seluruh masyarakat maka faktor besaran biaya perawatan dan operasional harus seminimal mungkin. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Jika tidak demikian, maka hal ini akan sama menyusahkannya untuk mereka yang berada lapisan marginal.
Sehingga perkembangan hanya bersifat terfokus pada beberapa kalangan saja, yang artinya, akses terhadap air minum masih eksklusif. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Eksklusifitas ini yang berusaha kita hilangkan, mengingat, air adalah hal yang paling mendasar bagi kehidupan.
Maka sudah menjadi hak semua orang untuk mendapatkan hak akses yang sama terhadap air, tentu dengan menyederhanakan proses pengolahan. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Kesimpulan
Air merupakan hal penting untuk kehidupan, dan akan menjadi barang langka untuk beberapa tahun mendatang.
Sebelum kelangkaan air ini terjadi yang disertai dengan tidak meratanya distribusi hingga ke lapisan masyarakat paling bawah, perlu ada terobosan. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Mengingat banyaknya jumlah populasi tersebar di wilayah yang termasuk ke dalam negara berkembang, maka pemilihan proses pengolahan air harus penuh pertimbangan.
Filter pasir lambar dan karbon aktif butiran yang berasal dari biochar dapat menjadi pilihan untuk teknik pengolahan air di wilayah negara berkembang. Perkembangan Berkelanjutan Filter Air
Sistem lanjutan seperti UF, NF atau RO juga penting untuk menunjang ketersediaan air minum dengan kualitas yang lebih baik.