karbon aktif

Aneka Fungsi Karbon Aktif

Karbon aktif (Activated Carbon), Karbon Aktif juga disebut arang aktif, batubara diaktifkan, atau carbo activatus, adalah bentuk karbon diproses untuk memiliki kecil, pori-pori-volume rendah yang meningkatkan luas permukaan yang tersedia untuk adsorpsi atau reaksi kimia. Activated kadang-kadang diganti dengan aktif .

Karbon aktif biasanya berasal dari arang dan semakin tinggi porositas biochar. Hal ini pada Organisasi Kesehatan Dunia Daftar Obat Esensial , daftar obat-obatan yang paling penting yang dibutuhkan dalam dasar sistem kesehatan .

Karbon aktif digunakan dalam pemurnian gas , dekafeinasi , pemurnian emas , ekstraksi logam , pemurnian air , obat-obatan , pengolahan limbah , filter udara di masker gas dan respirator , filter udara terkompresi dan banyak aplikasi lainnya.

Salah satu aplikasi utama industri melibatkan penggunaan karbon aktif di bidang logam finishing. Hal ini sangat banyak digunakan untuk pemurnian larutan elektroplating. Sebagai contoh, adalah teknik pemurnian utama untuk menghilangkan kotoran organik dari larutan plating nikel cerah. Berbagai bahan kimia organik ditambahkan ke plating solusi untuk meningkatkan kualitas deposito mereka dan untuk meningkatkan sifat seperti kecerahan, kelancaran, daktilitas, dll Karena bagian dari reaksi saat ini dan elektrolit langsung oksidasi anodik dan katodik reduksi, aditif organik menghasilkan produk pecahan yang tidak diinginkan dalam larutan. Mereka berlebihan membangun dapat mempengaruhi kualitas plating dan sifat fisik dari logam diendapkan. Pengobatan karbon aktif menghilangkan kotoran tersebut dan mengembalikan plating kinerja ke tingkat yang diinginkan.

karbon aktif fungsi

Aneka Fungsi Karbon Aktif  atau Macam macam kegunaan karbon aktif (Activates Carbon)

Karbon Aktif Untuk Keperluan Medis / Kesehatan
Activated Carbon /  Arang Aktif digunakan untuk mengobati keracunan dan overdosis berikut lisan konsumsi . Namun tidak ada bukti yang baik bahwa meningkatkan hasil.  Hal ini tidak efektif untuk sejumlah keracunan termasuk dengan: asam kuat dari alkali, besi , lithium , arsenik , metanol , etanol atau etilen glikol . Aplikasi yang salah (misalnya ke paru-paru) menyebabkan aspirasi paru yang kadang-kadang bisa berakibat fatal jika perawatan medis segera tidak dimulai. Penggunaan karbon aktif kontraindikasi jika substansi tertelan adalah asam, alkali, atau produk minyak bumi .

Karbon Aktif Sebagai Aplikasi kimia analitik
Karbon aktif, dalam 50% w/w  kombinasi dengan celite , digunakan sebagai fase diam dalam pemisahan kromatografi tekanan rendah karbohidrat (mono-, di-trisakarida) menggunakan solusi etanol (5-50%) sebagai fase gerak dalam analisis atau preparatif protokol.

Karbon Aktif Dalam Aplikasi lingkungan
Karbon aktif biasanya digunakan dalam sistem penyaringan air. Dalam ilustrasi ini, karbon aktif di tingkat keempat (dihitung dari bawah).

Karbon adsorpsi memiliki berbagai aplikasi dalam menghilangkan polutan dari aliran udara atau air baik di lapangan dan dalam proses industri seperti:

  • Tumpahan cleanup
  • Tanah remediasi
  • Minum air filtrasi
  • Pemurnian udara
  • Senyawa organik volatil menangkap dari cat pewarna , dry cleaning , operasi bensin pengeluaran, dan proses lainnya.

Pada tahun 2007, UGent (Ghent University, Belgia) mulai penelitian dalam pengolahan air setelah festival.  Sebuah instalasi karbon aktif skala penuh dibangun di festival musik Dranouter pada tahun 2008, dengan rencana untuk memanfaatkan teknologi untuk mengolah air di festival ini untuk 20 tahun ke depan.  Karbon aktif juga digunakan untuk pengukuran konsentrasi radon di udara

Karbon Aktif Sebagai Penyimpanan Bahan Bakar
Penelitian sedang dilakukan pengujian kemampuan berbagai karbon aktif  untuk menyimpan gas alam dan gas hidrogen . Bahan berpori bertindak seperti spons untuk berbagai jenis gas. Gas tersebut tertarik ke bahan karbon melalui pasukan Van der Waals . Beberapa karbon telah mampu mencapai energi ikatan 5-10 kJ per mol. Gas kemudian dapat desorbed ketika mengalami suhu yang lebih tinggi dan baik dibakar untuk melakukan pekerjaan atau dalam kasus gas hidrogen diekstrak untuk digunakan dalam sel bahan bakar hidrogen . Penyimpanan gas di karbon aktif adalah metode penyimpanan gas menarik karena gas dapat disimpan dalam tekanan rendah, massa rendah, lingkungan volume rendah yang akan jauh lebih layak daripada besar pada tangki kompresi papan dalam kendaraan. Departemen Energi Amerika Serikat telah menetapkan tujuan-tujuan tertentu yang ingin dicapai di bidang penelitian dan pengembangan bahan karbon nano-pori. Semua tujuan yang belum lengkap tapi banyak lembaga, termasuk program ALL-CRAFT, terus melakukan pekerjaan di bidang ini karena menjanjikan.

Karbon Aktif Sebagai Pemurnian Gas
Filter dengan karbon aktif biasanya digunakan dalam kompresi udara dan gas pemurnian untuk menghilangkan minyak uap, bau, dan lainnya hidrokarbon dari udara. Desain yang paling umum menggunakan 1 atau 2 tahap tahap prinsip filtrasi di mana karbon aktif yang tertanam di dalam media filter. Karbon aktif juga digunakan dalam ruang angkasa Primer Sistem Pendukung Hidup . Filter karbon aktif yang digunakan untuk mempertahankan gas radioaktif dari reaktor air kondensor turbin mendidih nuklir. Udara disedot dari kondensor mengandung jejak gas radioaktif. Tempat tidur besar arang menyerap gas ini dan mempertahankan mereka sementara mereka cepat membusuk spesies padat non-radioaktif. Padatan terperangkap dalam partikel arang, sedangkan udara disaring melewati.

Karbon Aktif Dalam Pemurnian kimia
Karbon aktif umumnya digunakan untuk memurnikan larutan yang mengandung kotoran berwarna yang tidak dinginkan seperti selama prosedur rekristalisasi dalam Kimia Organik.

Karbon Akrif Sebagai Penyerapan suara
Karbon aktif dapat menyaring udara dan air. Energi suara ditemukan dalam udara dan air dan karbon aktif dapat digunakan untuk menyerap energi itu. Dengan tingkat tinggi porositas di setiap granula karbon aktif, energi suara memiliki berbagai daerah untuk masuk ke dalam dan akan diubah menjadi panas. Dengan perubahan energi panas, proses penyerapan suara terjadi. Karbon aktif dalam bentuk granul yang dapat digunakan untuk menyerap rentang frekuensi menengah dan tinggi menyediakan desain peredam memungkinkan udara melewati karbon. Karbon aktif juga dapat digunakan di dalam teknologi penyerapan diafragma untuk meningkatkan tingkat penyerapan dalam absorber diafragma.

Karbon Aktif Dalam Pemurnian Minuman Beralkohol
Filter karbon aktif dapat digunakan untuk menyaring vodka dan wiski dari organik kotoran yang dapat mempengaruhi warna, rasa, dan bau. Melewati vodka organik murni melalui filter karbon aktif pada laju alir yang tepat akan menghasilkan vodka dengan kandungan alkohol identik dan meningkat secara signifikan kemurnian organik, sebagaimana dinilai oleh bau dan rasa.

Karbon Aktif Sebagai Mercury Scrubbing
Karbon aktif sering diresapi dengan sulfur atau yodium, secara luas digunakan untuk perangkap emisi merkuri dari stasiun batu bara daya , medis insinerator , dan dari gas alam di kepala sumur.

Sumber [Wikipedia.com]

Pembuatan Karbon Aktif

Karbon aktif atau activated carbon,  Karbon Aktif adalah material yang berbentuk butiran atau bubuk yang berasal dari material yang mengandung karbon misalnya batubara, kulit kelapa, dan sebagainya. Dengan pengolahan tertentu yaitu proses aktivasi seperti perlakuan dengan tekanan dan suhu tinggi, dapat diperoleh karbon aktif yang memiliki permukaan dalam yang luas.

Arang merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95% karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan pada suhu tinggi. Ketika pemanasan berlangsung, diusahakan agar tidak terjadi kebocoran udara didalam ruangan pemanasan sehingga bahan yang mengandung karbon tersebut hanya terkarbonisasi dan tidak teroksidasi. Arang selain digunakan sebagai bahan bakar, juga dapat digunakan sebagai adsorben (penyerap).

pembuatan karbon aktif

Dalam satu gram karbon aktif, pada umumnya memiliki luas permukaan seluas 500-1500 m2, sehingga sangat efektif dalam menangkap partikel-partikel yang sangat halus berukuran 0.01-0.0000001 mm. Karbon aktif bersifat sangat aktif dan akan menyerap apa saja yang kontak dengan karbon tersebut.

Secara umum proses pembuatan karbon aktif atau arang aktif dapat dibagi dua yaitu:

1. Proses Kimia.
Bahan baku dicampur dengan bahan-bahan kimia tertentu, kemudian dibuat padat. Selanjutnya padatan tersebut dibentuk menjadi batangan dan dikeringkan serta dipotong-potong. Aktifasi dilakukan pada temperatur 100 °C. Arang aktif yang dihasilkan, dicuci dengan air selanjutnya dikeringkan pada temperatur 300 °C. Dengan proses kimia, bahan baku dapat dikarbonisasi terlebih dahulu, kemudian dicampur dengan bahan-bahan kimia.

2. Proses Fisika
Bahan baku terlebih dahulu dibuat arang. Selanjutnya arang tersebut digiling, diayak untuk selanjutnya diaktifasi dengan cara pemanasan pada temperatur 1000 °C yang disertai pengaliran uap. Proses fisika banyak digunakan dalam aktifasi arang antara lain :

a. Proses Briket: bahan baku atau arang terlebih dahulu dibuat briket, dengan cara mencampurkan bahan baku atau arang halus dengan “ter”. Kemudian, briket yang dihasilkan dikeringkan pada 550 °C untuk selanjutnya diaktifasi dengan uap.

b. Destilasi kering: merupakan suatu proses penguraian suatu bahan akibat adanya pemanasan pada temperatur tinggi dalam keadaan sedikit maupun tanpa udara. Hasil yang diperoleh berupa residu yaitu arang dan destilat yang terdiri dari campuran metanol dan asam asetat. Residu yang dihasilkan bukan merupakan karbon murni, tetapi masih mengandung abu dan “ter”. Hasil yang diperoleh seperti metanol, asam asetat dan arang tergantung pada bahan baku yang digunakan dan metoda destilasi. Diharapkan daya serap arang aktif yang dihasilkan dapat menyerupai atau lebih baik dari pada daya serap arang aktif yang diaktifkan dengan menyertakan bahan-bahan kimia. Juga dengan cara ini, pencemaran lingkungan sebagai akibat adanya penguraian senyawa-senyawa kimia dari bahan-bahan pada saat proses pengarangan dapat diihindari. Selain itu, dapat dihasilkan asap cair sebagai hasil pengembunan uap hasil penguraian senyawa-senyawa organik dari bahan baku.

Ada empat hal yang dapat dijadikan batasan dari penguraian komponen kayu yang terjadi karena pemanasan pada proses destilasi kering, yaitu:

1. Batasan A adalah suhu pemanasan sampai 200 °C. Air yang terkandung dalam bahan baku keluar menjadi uap, sehingga kayu menjadi kering, retak-retak dan bengkok. Kandungan karbon lebih kurang 60 %.

2. Batasan B adalah suhu pemanasan antara 200-280 °C. Kayu secara perlahan – lahan menjadi arang dan destilat mulai dihasilkan. Warna arang menjadi coklat gelap serta kandungan karbonnya lebih kurang 700%.

3. Batasan C adalah suhu pemanasan antara 280-500 °C. Pada suhu ini akan terjadi karbonisasi selulosa, penguraian lignin dan menghasilkan “ter”. Arang yang terbentuk berwarna hitam serta kandungan karbonnya meningkat menjadi 80%. Proses pengarangan secara praktis berhenti pada suhu 400 °C.

4. Batasan D adalah suhu pemanasan 500 °C, terjadi proses pemurnian arang, dimana pembentukan “ter” masih terus berlangsung. Kadar karbon akan meningkat mencapai 90%. Pemanasan diatas 700 °C, hanya menghasilkan gas hidrogen.

Ada pula yang menyebutkan proses pembuatan karbon aktif atau arang aktif terdiri dari tiga tahap yaitu:

1. Dehidrasi : proses penghilangan air dimana bahan baku dipanaskan sampai temperatur 170 °C.
2. Karbonisasi : pemecahan bahan-bahan organik menjadi karbon. Suhu diatas 170°C akan menghasilkan CO, CO2 dan asam asetat. Pada suhu 275°C, dekomposisi menghasilkan “ter”, metanol dan hasil samping lainnya. Pembentukan karbon terjadi pada temperatur 400 – 600 0C
3. Aktifasi : dekomposisi tar dan perluasan pori-pori. Dapat dilakukan dengan uap atau CO2 sebagai aktifator.

Proses aktifasi merupakan hal yang penting diperhatikan disamping bahan baku yang digunakan. Yang dimaksud dengan aktifasi adalah suatu perlakuan terhadap arang yang bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul – molekul permukaan sehingga arang mengalami perubahan sifat, baik fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi. Metoda aktifasi yang umum digunakan dalam pembuatan arang aktif adalah:

1. Aktifasi Kimia.
Aktifasi ini merupakan proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan pemakian bahan-bahan kimia. Aktifator yang digunakan adalah bahan-bahan kimia seperti: hidroksida logam alkali garam-garam karbonat, klorida, sulfat, fosfat dari logam alkali tanah dan khususnya ZnCl2, asam-asam anorganik seperti H2SO4 dan H3PO4.

2. Aktifasi Fisika.
Aktifasi ini merupakan proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan bantuan panas, uap dan CO2. Umumnya arang dipanaskan didalam tanur pada temperatur 800-900°C. Oksidasi dengan udara pada temperatur rendah merupakan reaksi eksoterm sehingga sulit untuk mengontrolnya. Sedangkan pemanasan dengan uap atau CO2 pada temperatur tinggi merupakan reaksi endoterm, sehingga lebih mudah dikontrol dan paling umum digunakan.

Beberapa bahan baku lebih mudah untuk diaktifasi jika diklorinasi terlebih dahulu. Selanjutnya dikarbonisasi untuk menghilangkan hidrokarbon yang terklorinasi dan akhimya diaktifasi dengan uap. Juga memungkinkan untuk memperlakukan arang kayu dengan uap belerang pada temperatur 500°C dan kemudian desulfurisasi dengan H2 untuk mendapatkan arang dengan aktifitas tinggi. Dalam beberapa bahan barang yang diaktifasi dengan percampuran bahan kimia, diberikan aktifasi kedua dengan uap untuk memberikan sifat fisika tertentu.

Dengan bertambah lamanya destilasi serta bertambah tingginya temperatur destilasi, mengakibatkan jumlah arang yang dihasilkan semakin kecil, sedangkan destilasi dan daya serap makin besar. Meskipun dengan semakin bertambahnya temperatur destilasi, daya serap arang aktif semakin baik, masih diperlukan pembatasan temperatur yaitu tidak melebihi 1000 0C, karena banyak terbentuk abu sehingga menutupi pori-pori yang berfungsi untuk mengadsorpsi. Selanjutnya campuran arang dan aktifator dipanaskan pada temperatur dan waktu tertentu. Hasil yang diperoleh, diuji daya serapnya terhadap larutan Iodium.

Dalam aplikasi karbon aktif baik yang digunakan sebagai media adsorbsi, pemberat atau media filtrasi dengan titik injeksi tertentu, maka kriteria desain titik pembubuhan karbon aktif perlu diperhatikan

Sumber [Aneka Sumber]

Cara Mengatasi air mengandung besi dan mangan

Cara Mengatasi air mengandung besi dan mangan dengan filter air Nano Smart Filter
Zat besi atau mangan dalam air umumnya berada dalam bentuk ion Fe2+ atau Mn2 bentuk senyawa yang larut dan air dan tidak berwarna. Jika air tersebut berhubungan dengan udara maka ion Fe2+ atau ion Mn2+ secara perlahan akan teroksidasi menjadi betuk senyawa ferri (Fe3+) atau senyawa mangandioksida (Mn4+) yang tak larut dalam air. Senyawa-senyawa ini berwarna coklat dan dapat menimbulkan bau dan rasa yang kurang enak.

Banyak cara untuk menghilangkan zat besi dan mangan dalam air. Salah satu cara yang sederhana yaitu dengan cara menggabungkan proses aerasi dan penyaringan dengan media filter PureTAG dan karbon aktif. Dengan menggunakan media filter PureTAG dan media filter karbon aktif yang dilengkapi dengan filter cartridge, dapat menghasilkan air olahan yang dapat langsung digunakan.
Teknologi pengolahan air dengan menggunakan filter ini bertujuan untuk menghilangkan zat besi dan mangan di dalam air baku menjadi air bersih yang siap dipakai.
Filter air Nano Smart Filter dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas air tanah khususnya untuk menghilangkan zat besi dan mangan di dalam air. Penjernih air nano smart filter tersebut dapat digunakan untuk skala rumah tangga maupun untuk skala yang besar dengan biaya yang terjangkau.
Proses pengolahan air mengandung besi dan mangan dengan media filter PureTAG dan media filter karbon aktif
Air baku dipompa ke bak penampung / toren air, kemudian dari tangki penampung, air dialirkan ke filter air Nano Smart Filter dengan media filter PureTAG untuk menyaring atau menghilangkan zat besi atau mangan yang ada dalam air serta menghilangkan padatan tersuspensi. Dari filter ini air dialirkan ke media filter karbon aktif untuk menghilangkan kandungan zat organik, bau, rasa serta polutan mikro lainnya. Kemudian, air dialirkan ke filter cartridge. Filter cartridge ini dapat menghilangkan padatan terlarut dengan ukuran lebih besar 5 (lima) mikron.
Dari filter cartridge air olahan sudah sangat jernih, air dari filter cartridge proses ini tanpa memerlukan energi yang besar karena bekerja dengan sistem gravitasi. Air yang keluar dari micron filter / catridge sudah dapat digunakan langsung. Skema proses pengolahan diunjukkan pada Gambar berikut.

instalasi tidak langsung filter air nano smart filter
Pada saat air dipompa ke bak penampung, terjadi proses oksidasi antara zat besi atau mangan yang ada dalam air dengan oksigen yang ada di udara. Reaksi kimianya dapat diterangkan sebagai berikut :
4 Fe2+ + O2 + 10 H2O ====> 4 Fe(OH)3 + 8 H+
2 Mn2+ + O2 + 2 H2O ====> 2 MnO2 + 4 H+
Reaksi oksidasi tersebut menghasilkan senyawa ferrihidroksida atau mangan dioksida yang berupa gumpalan sangat halus (micro flock) yang tak larut dalam air, sehinggga dapat tersaring pada media filter PureTAG. Berdasarkan reaksi tersebut diatas, untuk mengoksidasi setiap 1 mg/l zat besi memerlukan 0,14 mg/l oksigen , dan untuk setiap I mg/l mangan diperlukan oksigen sebanyak 0,29 mg/l.
Dengan memompa air baku ke bak penampung, maka akan terjadi kontak antara zat besi atau mangan yang ada dalam air dengan oksigen yang ada di udara, sehingga besi atau mangan dapat dioksidasi, yang mana hal tersebut dapat meringankan beban media filter PureTAG. Dengan demikian maka masa pakai (life time) dari media filter PureTAG menjadi lebih lama.
Zat besi atau mangan yang belum teroksidasi selanjutnya akan dihilangkan di dalam media filter PureTAG, yang reaksinya merupakan reaksi antara Fe2+ atau Mn2+ dengan mangan-oksida tinggi (higher manganoxide).

Media filter PureTAG adalah kombinasi media filter zeolit alami (green sand) atau zeolit sintetis yang permukaannya dilapisi oleh mangan oksida tinggi yang secara umum rumus molekulnya adalah K2Z.MnO.Mn2O7 serta terdapat campuran super pasir aktif, karbon aktif dan TAG cation.

PureTAG berfungsi sebagai katalis dan pada waktu yang bersamaan dapat mengoksidasi besi atau mangan yang larut dalam air menjadi bentuk senyawa ferrihidroksida atau mangan dioksida yang tak larut dalam air dan menempel pada permukaan PureTAG. Proses reaksinya dapat diterangkan sebagai berikut :
K2Z.MnO.Mn2O7 + 4 Fe(HCO3)2 ===> K2Z + 3 MnO2 + 2 Fe2O3 + 8 CO2 + 4 H2O
K2Z.MnO.Mn2O7 + 2 Mn(HCO3)2 ===> K2Z + 5 MnO2 + 4 CO2 + 2 H2O
Selama proses berlangsung kemampuan reaksi PureTAG tersebut makin lama makin berkurang dan akhirnya menjadi jenuh, dan jika sudah jenuh harus diganti dengan PureTAG yang baru. Lama pakai dari PureTAG tersebut tergantung dari kualitas air baku dan jumlah air yang disaring. Dalam keadaan normal, penggantian biasanya satu kali dalam satu tahun.
Dari media filter PureTAG, air selanjutnya dialirkan ke lapisan media filter karbon aktif. Lapisan media filter karbon aktif ini berfungsi untuk menghilangkan polutan organik, bau, rasa yang kurang sedap, dan polutan organik mikro lainnya. Proses reaksinya adalah berdasarkan adsorpsi secara fisika-kimia. Setelah penyaringan dengan media filter karbon aktif ini air menjadi sangat jernih dan tidak berbau dan taidak berasa. Selain itu, filter karbon aktif ini juga berfungsi untuk menyaring partikel partikel kotoran yang belum tersaring pada media filter pureTAG. Dari media filter karbon aktif, air dialirkan ke filter cartride. Filter cartridge ini terbuat dari rajutan serat poliester atau dari jenis polimer, yang dapat menyaring partikel kotoran dengan ukuran antara 5 sampai 10 mikron. Dengan demikian air yang keluar dari filter cartridge ini sudah sangat jernih sekali.
Setelah penyaringan dengan filter cartridge, air selanjutnya dilairkan ke keran dan bak penampungan di rumah anda. Air yang keluar dari micron filter atau filter catridge ini sudah dapat langsung digunakan.

Pengolahan air sumur / air tanah untuk kebutuhan sehari-hari

Pengolahan air sumur / air tanah untuk kebutuhan sehari-hari dengan Nano Smart Filter, Air sumur merupakan sumber utama air minum bagi masyarakat yang tinggal di daerah perkotaan. Pengolahan air sumur untuk mendapatkan sumber air tersebut umumnya manusia membuat sumur gali atau sumur pantek. Air tanah sering mengandung zat besi (Fe) dan Mangan (Mn) cukup besar. Adanya kandungan Fe dan Mn dalam air menyebabkan warna air tersebut berubah menjadi kuning-coklat setelah beberapa saat kontak dengan udara. Disamping dapat mengganggu kesehatan juga menimbulkan bau yang kurang enak serta menyebabkan warna kuning pada diding bak serta bercak-bercak kuning pada pakaian. Oleh karena itu menurut PP No.20 Tahun 1990 tersebut, kadar (Fe) dalam air minum maksimum yang dibolehkan adalah 0,3 mg/lt, dan kadar Mangan (Mn) dalam air minum yang dibolehkan adalah 0,1 mg/lt.pengolahan air sumur

Untuk mengatasi masalah tersebut, maka NANO SMART FILTER Sistem Pengolahan Air Sumur, telah merancang suatu unit pengolahan air sumur yang layak untuk dikonsumsi. Unit pengolahan tersebut terdiri dari antara lain : pompa air baku, filter air Nano Smart Filter, cartridge filter. Alat penjernih air tersebut dapat dipilih sesuai dengan kapasitas yang diinginkan.

Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan yang sangat vital bagi kehidupan manusia. Karena itu jika kebutuhan akan air tersebut belum tercukupi maka dapat memberikan dampak yang besar terhadap kerawanan kesehatan maupun sosial. Pengadaan air bersih di Indonesia khususnya untuk skala yang besar masih terpusat di daerah perkotaan, dan dikelola oleh Perusahan Air Minum (PAM) kota yang bersangkutan. Namun demikian secara nasional jumlahnya masih belum mencukupi dan dapat dikatakan relatif kecil yakni 16,08 % (1995). Untuk daerah yang belum mendapatkan pelayanan air bersih dari PAM umumnya mereka menggunakan air tanah (sumur), air sungai, air hujan, air sumber (mata air) dan lainnya.

Dari data ststistik 1995, prosentasi banyaknya rumah tangga dan sumber air minum yang digunakan di berbagai daerah di Indonesia sangat bervariasi tergantung dari kondisi geografisnya. Secara nasional yakni sebagai berikut : Yang menggunakan air ledeng (PAM) 16,08 %, air tanah dengan memakai pompa 11,61 %, air sumur (perigi) 49,92 %, mata air (air sumber) 13,92 %, air sungai 4,91 %, air hujan 2,62 % dan lainnya 0,80 %.

Permasalahan yang timbul yakni sering dijumpai bahwa kualitas air tanah maupun air sungai yang digunakan masyarakat kurang memenuhi syarat sebagai air minum yang sehat bahkan di beberapa tempat bahkan tidak layak untuk diminum. Air yang layak diminum, mempunyai standar persyaratan tertentu yakni persyaratan fisis, kimiawi dan bakteriologis, dan syarat tersebut merupakan satu kesatuan. Jadi jika ada satu saja parameter yang tidak memenuhi syarat maka air tesebut tidak layak untuk diminum. Pemakaian air minum yang tidak memenuhi standar kualitas tersebut dapat menimbulkan gangguan kesehatan, baik secara langsung dan cepat maupun tidak langsung dan secara perlahan.

Air tanah sering mengandung zat besi (Fe) dan Mangan (Mn) cukup besar. Adanya kandungan Fe dan Mn dalam air menyebabkan warna air tersebut berubah menjadi kuning-coklat setelah beberapa saat kontak dengan udara. Disamping dapat mengganggu kesehatan juga menimbulkan bau yang kurang enak serta menyebabkan warna kuning pada dinding bak serta bercak-bercak kuning pada pakaian. Oleh karena itu menurut PP No.20 Tahun 1990 tersebut, kadar (Fe) dalam air minum maksimum yang dibolehkan adalah 0,3 mg/lt, dan kadar Mangan (Mn) dalam air minum yang dibolehkan adalah 0,1 mg/lt.

Untuk menanggulangi masalah tersebut, salah satu alternatif yakni dengan cara mengolah air tanah atau air sumur sehingga didapatkan air dengan kualitas yang memenuhi syarat kesehatan. Untuk mengatasi permasalahan tersebut di atas, Nano Smart Filter Sistem Pengolahan Air, telah mengembangkan teknologi untuk mengolah air sumur menjadi air yang dapat langsung digunakan .Unit alat tersebut terdiri dari antara lain : pompa air baku, filter air Nano Smart Filter, cartridge filter. Unit alat tersebut dapat disesuaikan dengan kapasitas yang diinginkan.

Tujuan dan Sasaran
Tujuan teknologi pengolahan air ini adalah untuk meningkatkan kesehatan masyarakat, khususnya masyarakat yang masih menggunakan air tanah atau air sumur sebagai sumber kebutuhan air bersih. Sedangkan sasarannya adalah menyebar luaskan paket teknologi pengolahan air sumur kepada masyarakat yang memerlukan.

Manfaat yang di dapat
Unit alat pengolahan air ini dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas air sumur atau air tanah sehingga langsung dapat digunakan. Unit alat ini sangat cocok digunakan untuk keperluan :

  • Asrama / Kost / Kontrakan
  • Pesantren
  • Pemukiman padat penduduk
  • Dll.

Cara kerja filter air nano smart filter
Secara umum kualitas air sumur atau air tanah mempunyai karakteristik tertentu yang berbeda dengan kualitas air permukaan/sungai. Air tanah pada umumnya jernih,namun sering mengandung mineral-mineral atau garam-garam yang cukup tinggi, sebagai akibat dari pengaruh batuan dibawah tanah yang dilalui oleh air tanah. Pada air tanah dangkal, kualitas dan kuantitasnya dipengaruhi oleh kondisi lingkungan di permukaanya, dalam hal kuantitas sangat dipengaruhi oleh curah hujan setempat, sementara kualitasnya dipengaruhi oleh kondisi sanitasi disekitarnya.

Untuk mengolah air sumur menjadi air yang siap digunakan, proses pengolahannya adalah Air dari sumur dipompa dengan menggunakan pompa jet, sambil diinjeksi dengan larutan klorine atau kaporit dialirkan ke tabung filter air Nano Smart Filter. Dari tabung penjernih air nano smart filter air di dalam tabung filter air akan mengalami proses filtrasi. saringan pertama terdapat lapisan super pasir aktif untuk menyaring oksida besi atau oksida mangan. Setelah melewati lapisan super pasir aktif, air dialirkan ke lapisan media filter pureTAG Super. Lapisan media filter pureTAG Super berfungsi untuk menghilangkan zat besi atau mangan yang belum sempat teroksidasi oleh khlorine atau kaporit dan menghilangkan bau.

Dari lapisan media filter pureTAG Super air selanjutnya mengalir ke lapisan media filter karbon aktif untuk menghilangkan polutan mikro misalnya zat organik, deterjen, bau, senyawa phenol, logam berat dan lain-lain. Setelah melalui filter karbon aktif air dialirkan ke filter cartrige ukuran 0,1 mikron untuk menghilangkan sisa partikel padatan yang ada di dalam air, sehingga air menjadi benar-benar jernih.

Fungsi kaporit / chlorine
Fungsi pembubuhan kaporit adalah untuk mengoksidasi zat besi atau mangan yang ada di dalam air, serta untuk membunuh kuman atau bakteri coli. Reaksi oksidasi besi atau mangan oleh khlorine atau kaporit 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+

            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. 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.

Super pasir aktif dan Media Filter air PureTAG Super
Dari sumber air mengalir ke tabung filter air nano smart filter , tahap pertama air melewati lapisan media super pasir aktif untuk menyaring oksida besi atau oksida mangan yang terbentuk di dalam tangki reaktor. Setelah disaring dengan super pasir aktif, air dialirkan ke media filter PureTAG Super. Media Filter PureTAG Super berfungsi untuk menghilangkan zat besi atau mangan yang belum sempat teroksidasi oleh khlorine atau kaporit dan menghilangkan bau. PureTAG Super berfungsi sebagai katalis dan pada waktu yang bersamaan besi dan mangan yang ada dalam air teroksidasi menjadi bentuk ferri-oksida dan mangandioksida yang tak larut dalam air. Reaksinya adalah sebagai berikut :

K2Z.MnO.Mn2O7 + 4 Fe(HCO3)2 ==> K2Z + 3 MnO2 + 2 Fe2O3 + 8 CO2 + 4 H2O

K2Z.MnO.Mn2O7 + 2 Mn(HCO3)2 ==> K2Z + 5 MnO2 + 4 CO2 + 2 H2O

            Reaksi penghilangan besi dan mangan dengan pureTAG Super tidak sama dengan proses pertukaran ion, tetapi merupakan reaksi dari Fe2+ dan Mn2+ dengan oksida mangan tinggi (higher mangan oxide). Filtrat yang terjadi mengandung ferri-oksida dan mangan-dioksida yang tak larut dalam air dan dapat dipisahkan dengan pengendapan dan penyaringan. Selama proses berlangsung kemampunan reaksinya makin lama makin berkurang dan akhirnya menjadi jenuh. Untuk regenerasinya dapat dilakukan dengan menambahkan larutan Magic Powder ke dalam pureTAG super yang telah jenuh tersebut sehingga akan terbentuk lagi PureTAG Super (K2Z.MnO.Mn2O7).

Media filter karbon aktif
Dari lapisan media filter pureTAG Super air selanjutnya dialirkan ke lapisan media filter karbon aktif. Media filter karbon aktif ini berfungsi untuk menghilangkan polutan mikro misalnya zat organik, deterjen, bau, senyawa phenol serta untuk menyerap logam berat dan lain-lain. Pada saringan karbon aktif ini terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan zat-zat yang akan dihilangkan oleh permukaan karbon aktif. Apabila seluruh permukaan karbon aktif sudah jenuh, atau sudah tidak mampu lagi menyerap maka proses penyerapan akan berhenti, dan pada saat ini karbon aktif harus diganti dengan karbon aktif yang baru.

Sumber [kelair.bppt.go.id]