Ketersediaan air di muka bumi dipengaruhi oleh siklus hidrologinya. Air di bumi berjumlah konstan yang tidak dapat diciptakan atau dirusak dari siklus hidrologinya. Yang menjadi permasalahannya ialah siklus air yang ada di bumi tidak merata dikarenakan berbedanya curah hujan tiap tahun dan tiap musim, tekanan atmosfer, berbeda suhu, angin dan topografi dari suatu wilayah. Hal ini menyebabkan permasalahan jika jumlah air berlebih maka akan terjadi banjir, dan jika jumlah air berkurang maka akan menyebabkan kekeringan (Sosrodarsono, 2003).
Kebutuhan akan pentingnya air tidak diimbangi dengan kesadaran untuk melestarikan air, sehingga banyak sumber air yang tercemar oleh perbuatan manusia itu sendiri. Ketidakbertanggung jawaban mereka membuat air menjadi kotor, seperti membuang sampah ke tepian sungai sehingga aliran sungai menjadi mampet dan akhirnya timbul banjir jika hujan turun, membuang limbah pabrik ke sungai yang mengkibatkan air itu menjadi tercemar oleh bahan-bahan berbahaya, dan lain sebagainya. Oleh karena itu, diperlukan pengolahan air yang telah tercemar hingga layak digunakan untuk aktivitas sehari-hari.
Pemanfaatan air sebagai air bersih dan air minum, tidak bisa dilakukan begitu saja, tetapi sebelumnya harus melalui proses pengolahan terlebih dahulu. Pengolahan dilakukan dengan tujuan agar air tersebut memenuhi standar sebagai air bersih dan air minum. Faktor kualitas air baku sangat menentukan kemampuan pengolahan. Faktor-faktor kualitas air baku tersebut meliputi kekeruhan, warna, kandungan logam, pH, kandungan zat-zaf kimia, dan lain-lainnya. Agar berjalannya proses pengolahan tersebut, maka dibutuhkan suatu Instalasi Pengolahan Air (IPA) yang diharapkan memenuhi kualitas dan kuantitas yang dinginkan (Gustinawati, 2018). Sistem di suatu Instalasi Pengolahan Air (IPA) diakui kehandalannya apabila dilihat dari 3 hal, yaitu kualitas, kuantitas dan kontinuitas air yang dihasilkan. Ketiga kondisi tersebut bisa diperoleh apabila terpenuhinya persyaratan kondisi teknis dan non teknis.
Water Treatment Plant (WTP) adalah sistem atau sarana yang berfungsi untuk mengolah air dari kualitas air baku (Influent) terkontaminasi untuk mendapatkan perawatan kualitas air yang diinginkan sesuai dengan standar mutu siap konsumsi. Water Treatment Plant adalah suatu tempat proses pengolahan air untuk mendapatkan air yang dihasilkan sehingga memenuhi syarat sesuai kriteria yang digunakan untuk menyediakan kebutuhan air untuk pembangkitan tenaga dan pengolahan. Proses Water Treatment Plant dibagi menjadi dua yaitu external water treatment berfungsi untuk menghilangkan padatan – padatan tersuspensi contohnya tanah, pasir, dan lumpur dengan cara diendapkan dan disaring. Selanjutnya, internal water treatment berfungsi untuk melakukan proses perbuatan air didalam tangki dengan penambahan kimia dengan tujuan untuk mencegah pembentukan kerak dan mencegah korosi (Utara et al., 2020). IPA adalah Instalasi Pengolahan Air Minum atau WTP (Water Treatment Plant). Merupakan sistem atau sarana yang berfungsi untuk mengolah air dari kualitas air baku (influent) terkontaminasi untuk mendapatkan perawatan kualitas air yang diinginkan sesuai standar mutu atau siap untuk dikonsumsi.
Pengolahan air limbah dapat dilakukan secara alamiah maupun dengan bantuan peralatan. Pengolahan air limbah secara alamiah biasanya dilakukan dengan bantuan kolam stabilisasi. Sedangkan pengolahan air limbah dengan bantuian peralatan biasanya dilakukan pada Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). Dalam IPAL ini terdapat tangki pembusukan yang merupakan sarana paling bermanfaat dan memuaskan diantara unit sarana pembuangan tinja dan limbah cari yang lain yang menggunkan sistem aliran air, yang digunakan untuk menangkap buangan dari rumah perorangan, kelompok rumah kecil, atau kantor yang terletak di luar jangkauan sistem saluran limbah cair. Adapun bagian yang lain yaitu bak kontrol, bak pengendap (settler), bak Anaerobic Baffled Reactor (ABR), dan bak Anaerobic Filter atau Biofilter.
Hal-hal yang menjadi bahan pertimbangan dalam pemilihan sistem pengolahan air limbah domestik menurut Pedoman pengelolaan Air Limbah perkotaan Departemen Kimprasiwil tahun 2003 didasarkan pada faktor-faktor (1) Kepadatan penduduk, (2) Sumber air yang ada, (3) Kedalaman muka air tanah, (4) Kemampuan membiayai. Berdasarkan faktor-faktor tersebut kemudian dilakukan pemilihan-pemilihan sistem pengolahan air limbah dengan mempertimbangkan kondisi tersebut terhadap kemungkinan penerapan sistem pengolahan terpusat (Off Site System) ataupun sistem pengolahan setempat (On Site System).
Secara umum proses pengolahan air dibagi menjadi dalam 3 unit bagian, yaitu:
- Unit Penampung Awal (intake)
Unit ini dikenal dengan istilah sadap air, unit ini berfungsi sebagai tempat penampungan air dari sumber airnya. Selain itu, unit ini dilengkapi dengan Bar Screen yang mana berfungsi sebagai penyaring awal dari benda-benda yang ikut tergenang dalam air seperti sampah daun, kayu, dan benda-benda lainnya.
- Unite Pengolahan (Water Treatment)
Pada unit ini, air dari unit penampungan awal diproses melalui beberapa tahapan yaitu:
- Koagulasi yaitu proses pencampuran koagulan (bahan kimia) atau pengendap ke dalam air baku dengan kecepatan perputaran yang tinggi dalam waktu yang singkat. Koagulan adalah bahan kimia yang dibutuhkan pada air baku untuk membantu proses pengendapan partikel-partikel kecil yang tidak dapat mengendap secara gravimetri.
- Flokulasi adalah proses fisika yang mana air yang terpolusi diaduk untuk meningkatkan tumbukan interpartikel yang memacu pembentukan partikel-partikel besar sehingga dalam waktu 1-2 jam partikel-partikel tersebut akan mengendap.
- Sedimentasi dalam pengolahan air merupakan serangkaian proses pengolahan air dengan memanfaatkan gaya tarik gravitasi bumi. Dengan demikian partikel-partikel yang memiliki massa jenis lebih tinggi dari air akan mengendap di dasar air.
- Proses filtrasi atau penjernihan air ini merupakah proses pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan. Tujuannya adalah untuk me-recycle air kotor atau limbah menjadi air bersih supaya bisa digunakan kembali. Pada teknik pengolahan air dengan teknin filtrasi atau penyaringan adalah teknik pengolahan air yang diterapkan dengan bantuan media filter seperti pasir misalnya silika, antrasit, senyawa kimia atau mineral seperti kapur, zeolit, karbon aktif, resin, ion exchange, membran, biofilter, atau teknik filtrasi lainnya.
- Desinfeksi adalah proses pembubuhan/penambahan zat kimia yang bertujuan untuk membunuh bakteri-bakteri pathogen yang terkandung pada air. Proses desinfeksi sebagai salah satu proses pengolahan air minum dilakukan tepat sebelum air minum didistribusikan kepada konsumen.
3. Unit Penampungan Akhir (Reservoir)
Kontrusksi Reservoir dalam Water Treatment Plant (WTP) atau Instalasi Pengolahan Air (IPA) berfungsi sebagai tempat penampungan sementara air bersih sebelum didistribusikan. Reservoir adalah tangki penyimpanan yang terletak di IPA (Qasim, 2000).
Air olahan disimpan di tangki ini dan kemudian dialirkan ke sistem distribusi. Disain reservoir meliputi pemilihan ukuran dan bentuknya, dan pertimbangan lain meliputi perlindungan tampungan air, perlindungan struktur reservoir, dan perlindungan personel pemeliharaan reservoir. Ada dua jenis reservoir, yaitu: reservoir permukaan dan reservoir layang. Reservoir permukaan biasanya digunakan untuk menampung air dalam jumlah besar, dan tentu saja membutuhkan pompa untuk beroperasi, sedangkan reservoir layang yang ditinggikan berisi air lebih sedikit daripada reservoir permukaan, dan penyalurannya dilakukan dengan gravitasi. Kapasitas reservoir dihitung untuk kebutuhan air bersih dan air minum berdasarkan pemakaian dalam waktu 24 jam (net map). Selain kebutuhan air bersih, kapasitas reservoir termasuk juga kebutuhan air untuk operasional instalasi.
Sistem Penyaluran Air Limbah
- Sistem Sanitasi Setempat
Sistem sanitasi setempat (on-site sanitation) adalah sistem pembuangan air limbah dimana air limbah tidak dikumpulkan serta disalurkan ke dalam suatu jaringan saluran yang akan membawanya ke suatu tempat pengolahan air buangan atau badan air penerima, melainkan dibuang di tempat (Ayi Fajarwati, 2008) . Sistem ini di pakai jika syarat-syarat teknis lokasi dapat dipenuhi dan menggunakan biaya relatif rendah. Sistem ini sudah umum karena telah banyak dipergunakan di Indonesia.
Kelebihan sistem ini adalah:
- Biaya pembuatan relatif murah.
- Bisa dibuat oleh setiap sektor ataupun pribadi.
- Teknologi dan sistem pembuangannya cukup sederhana.
- Operasi dan pemeliharaan merupakan tanggung jawab pribadi.
- Disamping itu, kekurangan sistem ini adalah:
- Umumnya tidak disediakan untuk limbah dari dapur, mandi dan cuci.
- Mencemari air tanah bila syarat-syarat teknis pembuatan dan pemeliharaan tidak
- dilakukan sesuai aturannya.
b. Sistem Sanitasi Terpusat
Sistem Sanitasi Terpusat (off site sanitation) merupakan sistem pembuangan air buangan rumah tangga (mandi, cuci, dapur, dan limbah kotoran) yang disalurkan keluar dari lokasi pekarangan masing-masing rumah ke saluran pengumpul air buangan dan selanjutnya disalurkan secara terpusat ke bangunan pengolahan air buangan sebelum dibuang ke badan perairan (Ayi Fajarwati, 2008). Salah satu contoh penerapan sistem penyaluran air buangan sistem jaringan off-site dapat dilihat pada gambar berikut:
Sistem dan Teknologi Pengolahan IPAL Komunal
- Sistem Perpipaan Komunal
Sistem Perpipaan Komunal sesuai dengan permukiman yang masyarakatnya memiliki kakus di masing-masing rumah, tetapi belum memiliki tangki septick. Merupakan sistem yang mengalirkan air limbah dari rumah-rumah melalui jaringan perpipaan ke bangunan bawah (IPAL Komunal). Pipa yang dipergunakan adalah pipa berbahan PVC kelas AW dengan diameter 4-8 inchi dan dilengkapi dengan manhole (80 cm x 80 cm) disetiap ujung gang dan belokan. Setiap Sambungan Rumah (SR) dilengkapi dengan perangkap lemak dan bak kontrol. Lokasi pengolahan ditempatkan pada lahan yang disepakati secara bersama, dan dapat dijangkau oleh masing-masing rumah yang berdekatan namun harus berada pada jarak aman terhadap sumber air terdekat serta memiliki akses untuk truk tinja. Pada pengolahan komunal ini sangat diperlukan saling pengertian antara pemakai untuk memelihara dan memakai secara benar. Hal yang sangat perlu diperhatikan adalah jangan sampai ada sampah (tissue, pembalut wanita, bungkus shampo atau sabun) masuk ke dalam kloset karena akan menyumbat sistem perpipaan. Untuk menghindari penyumbatan, bak kontrol ditempatkan:
- setelah jamban keluarga
- pada tiap 20 m
- ditempatkan di titik-titik pertemuan saluran.
Dengan diameter pipa dan kemiringan pipa yang digunakan diperhitungkan agar air limbah dapat mengalir dengan lancar. Beberapa kekurangan dan kelebihan sistem pengolahan komunal dengan perpipaan dapat dilihat pada tabel berikut ini:
Teknologi Pengolahan IPAL Komunal
- Anaerobic Baffled Reactor
Dapat dikatakan sebagai pengembangan tangki septik konvensional. ABR terdiri dari kompartemen pengendap yang diikuti oleh beberapa reaktor baffle. Baffle ini digunakan untuk mengarahkan aliran air ke atas (upflow) melalui beberapa seri reaktor selimut lumpur (sludge blanket). Konfigurasi ini memberikan waktu kontak yang lebih lama antara biomasa anaerobik dengan air limbah sehingga akan meningkatkan kinerja pengolahan. Dari setiap kompartemen tersebut akan menghasilkan gas.
Teknologi sanitasi ini dirancang menggunakan beberapa baffle vertikal yang akan memaksa air limbah mengalir keatas melalui media lumpur aktif. Pada ABR ini terdapat tiga zone operasional: asidifikasi, fermentasi, dan buffer. Zone asidifikasi terjadi pada kompartemen pertama dimana nilai pH akan menurun karena terbentuknya asam lemak volatil dan setelahnya akan meningkat lagi karena meningkatnya kapasitas buffer. Zone buffer digunakan untuk menjaga agar proses berjalan dengan baik. Gas methan dihasilkan pada zone fermentasi. Semakin banyak beban organik, semakin tinggi efisiensi pengolahannya.
ABR cocok untuk diterapkan di lingkungan kecil. Bisa dirancang secara efisien untuk aliran masuk (inflow) harian hingga setara dengan volume air limbah dari 1000 orang (200.000 liter/hari). ABR tidak boleh dipasang di daerah dengan muka air tanah tinggi, karena perembesan (infiltration) akan mempengaruhi efisiensi pengolahan dan akan mencemari air tanah. Selain itu untuk tujuan pemeliharaan, truk tinja harus bisa masuk ke lokasi.
- Kelebihan ABR:
- Efisiensi pengolahan tinggi
- Lahan yang dibutuhkan sedikit karena dibangun dibawah tanah
- Biaya pembangunan kecil
- Biaya pengoperasian dan perawatan murah dan mudah
- Tahan terhadap beban kejutan hidrolis dan zat organik.
- Tidak memerlukan energi listrik.
- Grey water (air bekas mandidan cuci) dapat dikelola secara bersamaan.
- Dapat dibangun dan diperbaiki dengan menggunakan material lokal.
- Masyarakat dapat ikut berpartisipasi dalam konstruksi.
- Umur pelayanan panjang.
- Kekurangan ABR:
- Diperlukan tenaga ahli untuk melakukan desain dan pengawasan
- pembangunannya.
- Tukang ahli diperlukan untuk pekerjaan plester kualitas tinggi
- Memerlukan sumber air yang konstan.
- Efluen memerlukan pengolahan sekunder atau dibuang ke tempat yang cocok.
- Penurunan zat patogen rendah.
- Pengolahan pendahuluan diperlukan untuk mencegah penyumbatan.
Teknologi pengolahan menggunakan ABR dapat dilihat pada gambar di bawah :
- Anaerobic Filter
Berupa bak dengan beberapa kompartemen yang dilengkapi dengan filter (batu vulkano, bioball, atau media lain). Air limbah akan diolah secara anaerob. Aerobic Filter dapat terbuat dari beton maupun Glass Reinforced Fiber (GRF).
- Aerobic Reactor
Berupa bak dilengkapi dengan pasokan oksigen. Lokasi IPAL Komunal dapatditempatkan didaerah terbuka yang ada di wilayah tersebut, misalnya di badan jalan, lokasi fasilitas umum, dan lahan terbuka lainnya. Sehingga masyarakat masih dapat menggunakan lokasi tersebut untuk beraktivitas. IPAL Komunal hendaknya ditempatkan pada lokasi yang mudah dijangkau oleh truk tinja/ penyedot lumpur.
Pengelolaan IPAL Komunal Berbasis Masyarakat
Pengelolaan yang dilakukan oleh masyarakat juga sering disebut dengan partisipasi masyarakat. Menurut kamus tata ruang pengertian partisipasi adalah ikut serta secara aktif dalam suatu kegiatan, misalnya dalam proses atau persiapan perencanaan dan pembangunan kawasan atau bangunan. Menurut Chambers, partisipasi dalam artian keterlibatan satu pihak terhadap lain dan yang keterkaitan dengan lokal berarti suatu keterlibatan komuitas lokal terhadap suatu proses pembangunan.lokal yang dimaksud berarti mencakup masyarakat suatu wilayah. (Chambers 1974, dalam Amri Marzali, 2003).
Sedangkan menurut Hans H. Munker, partisipasi masyarakat adalah ”kelompok target yang menjadi sasaran dari proyek dan program-program untuk kaum miskin sejak permulaan harus memainkan peran aktif dalam penetapan tujuan dan prioritas-prioritas dalam perencaanaan proyek atau program-program dalam perencanaan proyek serta terlibat dalam evaluasi setiap langkah yang diambil (Hans H muker dalam Noor Indah Yanti, 2006). Masalah yang berkenaan masyarakat lokal kaitannya dengan pemberian kesempatan berpartisipasi. Permasalahan partisipasi masyarakat dilakukan dengan sangat hati-hati dan memerlukan suatu pendekatan tersendiri untuk meneliti terlebih dahulu pada bidang-bidang apa saja masyarakat dapat dan tidak untuk berpartisipasi. Pada setiap awal pembangunan, peranan pemerintah biasanya besar. Kegiatan pembangunan sebagian besar adalah usaha pemerintah. Bahkan dinegara yang menganut sosialisme yang murni, seluruh kegiatan pembangunan adalah tanggung jawab pemerintah. Namun dalam keadaan negara berperan besarpun, peran serta masyarakat diperlukan untuk menjamin berhasilnya pembangunan (Kartasasmita,1997).
Keberhasilan proyek banyak tergantung pada software partisipasi. Seperti, adanya bentuk-bentuk sosial di masyarakat lokal yang merupakan daya tampung dan sekaligus daya dukung sosial suatu proyek, berjalannya informasi dari masyarakat karena adanya saluran komunikasi yang jelas, kajian evaluasi berjalan dan sistem pelatihan.Semua ini membuat teknologi jadi berguna dan bekerja. Partisipasi yang tinggi akan menciptakan kemandirian dan keswadayaan masyarakat dalam pembangunan.
Usaha yang harus dilakukan untuk membawa masyarakat terlibat dalam perencanaan dan implementasi proyek yaitu :
- Memberikan training.
- Penelitian pendukung.
- Evaluasi.
- Menyediakan staff yang ahli dalam mengembangkan pola organisasi yang memadai dan sabar
- Penelitian pendukung.
Keberlanjutan Pengelolaan Air Limbah
- Pengertian Pembangunan Berkelanjutan
Pembangunan berkelanjutan adalah pembangunan yang memenuhi kebutuhan masa kini tanpa harus mengurangi kemampuannya untuk memenuhi kebutuhan dari generasi yang akan datang. Pembangunan berkelanjutan harus memerhatikan pemanfaatan lingkungan hidup dan kelestarian lingkungannya agar kualitas lingkungan tetap terjaga. Kelestaraian lingkungan yang tidak terjaga, akan menyebabkan daya dukung lingkungan berkurang, atau bahkan akan hilang.
- Prinsip Pembangunan Berkelanjutan
Konsep pembangunan berkelanjutan yang prinsipnya terdiri dari hubungan yang saling mendukung antara pembangunan ekonomi, sosial dan pelestarian lingkungan, menghadapi adanya konflik tujuan, kepentingan dalam pengambilan kebijakan pembangunan terlihat masih menjadi konsep yang kabur. Konsep pembangunan berkelanjutan ini lebih merupakan gagasan normative daripada gagasan preskriptif. Konsep ini belum memberi kejelasan tentang bagaimana menyelaraskan konflik tujuan pembangunan yang mungkin terjadi. Pembangunan memiliki beragam prioritas yang tidak mudah untuk disepakati. Konsep pembangunan berkelanjutan sebagai visi pembangunan jangka panjang masih kabur untuk menjadi konsep yang bisa diterapkan untuk mengambil keputusan pembangunan dalam jangka pendek. Sebagai model pembangunan, konsep pembangunan berkelanjutan masih belum bisa menjadi pegangan dalam menuntun praktek perencanaan.
Secara ideal berkelanjutannya pembangunan membutuhkan pencapaian :
- Pertama, berkelanjutan ekologis, yakni akan menjamin berkelanjutan eksistensi bumi. Hal-hal yang perlu diupayakan antara lain, a. memelihara (mempertahankan) integrasi tatanan lingkungan, dan keanekaragaman hayati; b. memelihara integrasi tatanan lingkungan agar sistem penunjang kehidupan bumi ini tetap terjamin; c. memelihara keanekaragaman hayati, meliputi aspek keanekaragaman genetika, keanekaragaman species dan keanekaragaman tatanan lingkungan.
- Kedua, berkelanjutan ekonomi; dalam perpektif ini pembangunan memiliki dua hal utama, yakni, berkelanjutan ekonomi makro dan ekonomi sektoral. Berkelanjutan ekonomi makro, menjamin ekonomi secara berkelanjutan dan mendorong efesiensi ekonomi melalui reformasi struktural dan nasional. Berkelanjutan ekonomi sektoral untuk mencapainya; a. sumber daya alam dimana nilai ekonominya dapat dihitung harus diperlakukan sebagai kapital yang “tangible” dalam rangka akunting ekonomi; b. koreksi terhadap harga barang dan jasa perlu diintroduksikan. Secara prinsip harga sumber daya alam harus merefleksikan biaya ekstraksi/pengiriman, ditambah biaya lingkungan dan biaya pemanfaatan.
- Ketiga, berkelanjutan sosial budaya; berkelanjutan sosial budaya, meliputi: a. stabilitas penduduk, b. pemenuhan kebutuhan dasar manusia, c. Mempertahankan keanekaragaman budaya dan d. mendorong partisipasi masyarakat lokal dalam pengambilan keputusan.
- Keempat, berkelanjutan politik; tujuan yang akan dicapai adalah, a. respek pada human rights, kebebasan individu dan sosial untuk berpartisipasi di bidang ekonomi, sosial dan politik, dan b. demokrasi, yakni memastikan proses demokrasi secara transparan dan bertanggung jawab.
- Kelima, berkelanjutan pertahanan dan keamanan. Keberlanjutan kemampuan menghadapi dan mengatasi tantangan, ancaman dan gangguan baik dari dalam maupun dari luar yang langsung maupun tidak langsung yang dapat membahayakan integrasi, identitas, kelangsungan bangsa dan negara.