Salah satu proses pemurnian air adalah dengan menggunakan water treatment sand filter (filter pasir). Pengertian “filter” berbeda dengan “sieve”. Dalam bahasa Indonesia keduanya sering diterjemahkan menjadi “penyaring” akan tetapi dalam bahasa Inggris memiliki arti yang berbeda.
Dalam bahasa Inggris “sieve” diartikan sebagai proses penyaringan partikel yang lebih besar dengan lubang penyaring sehingga partikel yang lebih kecil dari lubang penyaring bisa lewat dengan mudah melalui penyaring.
Sementara dalam “filter” adalah proses penyaringan partikel melewati penyaring (media filter) sekalipun partikel tersebut lebih kecil dari lubang penyaring tetapi beberapa partikel tidak dapat melewati media filter.
Filter bisa dengan proses absorpsi, penukar ion, biological metabolite transfer, dan lain-lain. Sand filter adalah proses filterisasi yang menggunakan pasir (sand) sebagai media filter-nya. Tujuan utamanya adalah menghilangkan kontaminasi padatan tersuspensi (suspended solid) dalam air.
Umum yang banyak digunakan, sand filter terdiri atas 3 tipe:
- Rapid sand filters
- Upflow sand filters
- Slow sand filters
Ketiga metode tersebut sudah banyak digunakan oleh berbagai industri untuk proses pemurnian air. Untuk rapid dan upflow sand filter membutuhkan senyawa kimia coagulant agar bisa bekerja secara efektif, sedangkan slow sand filter dapat menghasilkan kualitas air yang sangat baik dengan menghilangkan patogen, meningkatkan kualitas rasa dan bau tanpa dibantu pemakaian senyawa kimia.
Slow Sand Filters
Slow sand filter merupakan tipe tertua dari proses pengolahan air yang pertama kali digunakan pada tahun 1872 di Amerika. Saat ini, slow sand filter masih digunakan dalam bentuk yang lebih kecil dari sebelumnya.
Tipe ini tidak membutuhkan pretreatment penambahan senyawa kimia coagulant sebelumnya dan mudah secara proses. Slow sand filter terdiri atas tank, media pasir, media gravel, pengatur aliran (flow regulator), dan sistem penampung air (clear well) untuk filtrate (air bersih yang difilter).
Air akan mengalir melalui media pasir dan gravel, selanjutnya melalui flow regulator dan terakhir masuk ke clear well (lihat gambar dibawah).
Slow sand filter dapat mereduksi jumlah bakteri patogen, kekeruhan, bau, rasa, dan senyawa organik lainnya. Kelebihan dari tipe ini adalah minimnya masalah yang disebabkan oleh lumpur, tidak dibutuhkan supervisi yang intens, dan biaya operasional serta pemeliharaan yang murah.
Rapid Sand Filters
Rapid sand filters pertama kali didesign oleh George W. Fuller di Little Falls, New Jersey Amerika pada tahun 1920-an. Design ini banyak digunakan di sistem pengolahan air pemerintah Amerika Serikat di berbagai tempat, sejak kesuksesannya di tahun tersebut, karena design ini tidak membutuhkan tempat yang luas dibandingkan slow sand filter.
Rapid sand filter menggunakan pasir dan media granular lainnya (seperti gravel atau anthracite) untuk menghilangkan partikel pengotor dalam air yang sudah membentuk floc setelah penambahan coagulant (contohnya PAC – Poly Aluminium Chloride).
Pengoperasian rapid sand filter dapat memanfaatkan gaya gravitasi atau pompa tekanan. Prosesnya sebagai berikut: air yang akan difilter akan melewati rapid sand filter dari atas karena adanya gaya gravitasi atau pemberian tekanan, kemudian material floc akan terperangkap di permukaan media pasir, filtrate (air bersih yang difilter, filtered water) akan keluar di bagian bawah unit. Adapun untuk membersihkan material floc yang terperangkap, dilakukan backwash atau mengalirkan air secara berkebalikan dari bawah ke atas.
Upflow Sand Filters
Pada proses upflow sand filter, air yang akan difilter (influent) akan masuk dari atas ke tempat penampungan di bagian bawah filter dan mengalir ke atas (upflow) melalui media pasir. Material floc akan terperangkap di media pasir dan filtrate (air bersih yang difilter) akan keluar mengalir ke atas permukaan media pasir (lihat gambar dibawah).
Selanjutnya media pasir yang mengandung material floc akan mengalir ke bawah melalui pipa airlift menuju wash box chamber (ruang pencuci) bagian atas, pasir yang sudah bersih dari material floc akan didistribusikan kembali ke dalam dan pengotor (material floc) dikeluarkan ke pipa reject.
Kelebihan upflow sand filter adalah single media (pasir), secara continue pengoperasiannya atau tidak terganggu karena proses backwash, konsumsi listrik yang rendah, membutuhkan tekanan yang rendah dibanding rapid sand filter, dan menghasilkan kapasitas air yang lebih besar.
Tabel berikut adalah perbandingan antara rapid sand filter dengan slow sand filter terkait dengan keunggulan dan aplikasinya dalam water treatment and filter.
