Bagaimana instalasi pengolahan air menyaring air tawar?
Ketika sumber daya air semakin langka di seluruh dunia, instalasi pengolahan air menjadi semakin penting. Fasilitas-fasilitas ini tidak hanya memurnikan sumber air yang tercemar menjadi air bersih yang dapat diminum, namun juga memainkan peran penting dalam melindungi kesehatan masyarakat dan lingkungan.
Jadi bagaimana caranyainstalasi pengolahan airmenyaring air dari berbagai sumber menjadi air tawar yang bersih dan dapat diminum? Artikel ini akan mendalami proses pengoperasian, penerapan teknis, dan prinsip ilmiah di balik instalasi pengolahan air.
Bagaimana alur kerja instalasi pengolahan air?
Alur kerja instalasi pengolahan air umumnya dibagi menjadi tahapan utama berikut: pengolahan awal, pengolahan primer, pengolahan sekunder, dan pengolahan tersier. Setiap tahap memiliki tujuan dan sarana teknisnya sendiri.
1. Perlakuan awal:
Pra-perawatan adalah langkah pertamawater treatmenT. Tujuan utamanya adalah untuk menghilangkan partikel besar dan padatan tersuspensi dari air untuk menghindari kerusakan dan penyumbatan peralatan pengolahan selanjutnya. Pra-perawatan biasanya mencakup langkah-langkah berikut:
● Filtrasi kisi dan layar:Gunakan kisi-kisi dan saringan untuk menghilangkan partikel besar seperti sampah berukuran besar, dedaunan, kantong plastik, dll.
● Ruang pasir:Gunakan ruang pasir untuk menghilangkan partikel anorganik yang lebih besar seperti pasir dan kerikil.
● Pra-oksidasi:Dengan menambahkan oksidan (seperti klorin atau ozon), bahan organik dan ion logam pada awalnya dioksidasi untuk mengendalikan bau dan mencegah reproduksi mikroorganisme.
2. Pengobatan primer:
Tujuan utama dari pengolahan primer adalah untuk menghilangkan padatan tersuspensi dan beberapa bahan organik dalam air. Metode umum meliputi:
● Koagulasi dan flokulasi:Tambahkan koagulan (seperti tawas atau polialuminium klorida) ke dalam air untuk mengembunkan bahan tersuspensi halus menjadi partikel flokulan yang lebih besar, yang kemudian diagregasi lebih lanjut oleh flokulan (seperti poliakrilamida).
● Sedimentasi:Partikel padat yang terbentuk melalui flokulasi dipisahkan dari air melalui sedimentasi gravitasi membentuk lumpur yang diendapkan di dasar tangki sedimentasi.
3. Perawatan sekunder:
Pengolahan sekunder terutama menargetkan bahan organik terlarut dan bahan tersuspensi halus, dan selanjutnya memurnikan kualitas air melalui pengolahan biologis serta metode pengolahan fisik dan kimia:
● Perawatan biologis:Polutan organik dihilangkan melalui metabolisme mikroba. Metode pengolahan biologis yang umum meliputi metode lumpur aktif, metode trickling bed, dan sequencing batch reaktor (SBR). Metode lumpur aktif menggunakan mikroorganisme aerobik untuk menguraikan bahan organik, menghasilkan karbon dioksida dan air, serta sekaligus membentuk lumpur aktif.
● Filtrasi:Selanjutnya hilangkan sisa bahan tersuspensi dan mikroorganisme melalui filter pasir atau filter karbon. Filter pasir menggunakan efek filtrasi lapisan pasir untuk menghilangkan bahan tersuspensi, dan filter karbon menggunakan karakteristik adsorpsi karbon aktif untuk menghilangkan bahan organik dan bau.
4. Perawatan tersier:
Pengolahan tersier adalah tahap akhir dari pengolahan air. Tujuan utamanya adalah menghilangkan polutan tertentu seperti nitrogen, fosfor, logam berat, dan mikropolutan, serta melakukan disinfeksi untuk memastikan keamanan kualitas air:
● Oksidasi tingkat lanjut:Gunakan oksidan seperti ozon, sinar ultraviolet, atau hidrogen peroksida untuk menguraikan lebih lanjut bahan organik dan polutan mikro yang sulit terurai.
● Denitrifikasi dan penghilangan fosfor:Menghilangkan senyawa nitrogen dan fosfor dari air melalui pengendapan kimia atau denitrifikasi biologis dan teknologi penghilangan fosfor untuk mencegah eutrofikasi badan air.
● Disinfeksi:Gunakan klorin, klorin dioksida, ozon atau sinar ultraviolet untuk mendisinfeksi air, membunuh mikroorganisme patogen, dan memastikan indikator mikroba limbah memenuhi standar air minum.
Penerapan teknologi pengolahan air modern
Selain metode pengolahan air tradisional, instalasi pengolahan air modern juga banyak menggunakan beberapa teknologi canggih untuk meningkatkan efisiensi pengolahan dan kualitas air:
1. Osmosis balik (RO):
Teknologi reverse osmosis menggunakan membran semipermeabel untuk menghilangkan garam terlarut, logam berat, bahan organik, dan mikroorganisme dari air. Sistem RO melewatkan air melalui membran dengan pori-pori yang sangat kecil di bawah tekanan tinggi, sehingga hanya molekul air yang dapat melewatinya dan mencegat sebagian besar polutan. Teknologi reverse osmosis banyak digunakan dalam desalinasi air laut dan penyiapan air dengan kemurnian tinggi.
2. Ultrafiltrasi (UF) dan Nanofiltrasi (NF):
Teknologi ultrafiltrasi dan nanofiltrasi menggunakan membran dengan ukuran pori berbeda untuk menyaring bahan tersuspensi, koloid, bakteri, dan beberapa bahan organik yang larut dalam air. Ukuran pori membran ultrafiltrasi umumnya antara 0,01 dan 0,1 mikron, sedangkan ukuran pori membran nanofiltrasi lebih kecil, yang dapat mencegat bahan organik dengan berat molekul lebih kecil dan ion multivalen. Ultrafiltrasi dan nanofiltrasi sering digunakan untuk pretreatment atau sebagai pretreatment untuk reverse osmosis.
3. Bioreaktor membran (MBR)
MBR menggabungkan keunggulan pengolahan biologis dan filtrasi membran. Berdasarkan metode lumpur aktif, membran ultrafiltrasi atau mikrofiltrasi ditambahkan untuk lebih memurnikan air yang diolah secara biologis. Sistem MBR memiliki keunggulan berupa tapak kecil, kualitas limbah tinggi, dan produksi lumpur rendah, dan banyak digunakan di instalasi pengolahan air skala kecil dan menengah serta proyek air daur ulang.
4. Pengolahan air elektrokimia:
Elektrokimiateknologi pengolahan airy menggunakan reaksi elektrokimia untuk menghilangkan polutan dari air, seperti elektrokoagulasi, elektrooksidasi, dan elektrosorpsi. Teknologi ini memiliki keunggulan efisiensi pengolahan yang tinggi, konsumsi energi yang rendah, dan dosis bahan kimia yang rendah. Sangat cocok untuk mengolah air limbah organik konsentrasi tinggi dan air limbah yang mengandung logam berat.
Pengelolaan dan pengoperasian instalasi pengolahan air
Pengolahan air yang efisien tidak hanya bergantung pada teknologi dan peralatan canggih, namun juga memerlukan pengelolaan dan pengoperasian yang ilmiah:
1. Otomatisasi dan kecerdasan:
Instalasi pengolahan air modern banyak menggunakan sistem kontrol otomatis dan platform manajemen cerdas untuk mencapai pemantauan dan pengaturan proses pengolahan air secara real-time. Melalui sensor dan instrumen analisis online, data kualitas air dikumpulkan, parameter pengolahan dioptimalkan, dan efisiensi serta stabilitas pengolahan ditingkatkan.
2. Perlindungan lingkungan dan pembangunan berkelanjutan:
Selama beroperasi, instalasi pengolahan air berfokus pada perlindungan lingkungan dan pembangunan berkelanjutan, serta mengadopsi teknologi hemat energi dan pengurangan konsumsi untuk mengurangi konsumsi energi dan emisi karbon. Pada saat yang sama, melalui pemanfaatan sumber daya lumpur dan penggunaan kembali air limbah, beban lingkungan berkurang dan daur ulang sumber daya air terwujud.
3. Pemantauan dan jaminan kualitas air:
Untuk memastikan kualitas limbah memenuhi standar, instalasi pengolahan air telah membentuk sistem pemantauan kualitas air yang lengkap untuk menguji dan mengevaluasi kualitas air secara berkala. Melalui analisis laboratorium dan pemantauan online, masalah kualitas air ditemukan dan diselesaikan secara tepat waktu untuk memastikan keamanan pasokan air.
Kesimpulan
Instalasi pengolahan airmemainkan peran yang tak tergantikan dalam memurnikan sumber daya air dan memastikan keamanan air minum. Melalui proses ilmiah multi-tahap seperti pretreatment, pengolahan primer, pengolahan sekunder dan pengolahan tersier, dikombinasikan dengan teknologi pengolahan air modern, instalasi pengolahan air mampu memurnikan air dari berbagai sumber menjadi air tawar yang aman dan bersih.