Analisis Teknologi O3/UV/FE sebagai Pre-Treatment Air Gambut Menjadi Air Minum

Upaya peningkatan konservasi sumber daya alam di Indonesia, tidak terlepas dari keberadaan lahan gambut tropis yang tersebar di beberapa wilayah Indonesia. Lahan gambut memiliki peran fundamental dalam lingkungan global serta keseimbangan ekosistem. Hal ini disebabkan ekosistem berawa tersebut kaya akan karbon dan air yang mana memiliki kontribusi signifikan terhadap target Sustainable Development Goals (SDGs).

Dalam keterkaitaannya dengan SDGs, kerusakan lahan gambut di Indonesia memiliki implikasi langsung pada target SDGs ke-13 terkait perubahan iklim global. Target tersebut mengacu pada lahan gambut yang menyimpan sebagian besar karbon alam dunia dan berkontribusi pada peningkatan emisi CO₂ serta pemanasan global. Selain itu, lahan gambut menjadi ekosistem yang menyimpan kapasitas air yang besar yang belum teroptimalisasi. Lahan gambut memiliki kapasitas simpan air yang tinggi sebesar 8 hingga 13 kali dari volume gambut itu sendiri  (KLHK, 2023). Hal ini tentu menjadikan lahan gambut sebagai sumber air tawar potensial untuk memenuhi kebutuhan air minum masyarakat. 

Menurut data dari Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan (KLHK), luas lahan gambut di Indonesia mencapai 2,5 juta hektar (KLHK, 2023). Lahan gambut tersebut tersebar di 13 provinsi di Indonesia, dengan didominasi oleh kawasan Provinsi Riau, Kalimantan Tengah, dan Kalimantan Timur. Luasnya area lahan gambut tersebut mengindikasikan besarnya jumlah air gambut yang tersedia. Namun, kualitas air gambut tidak memungkinkan untuk digunakan langsung sebagai sumber air minum masyarakat.  Padahal, total kebutuhan air minum di Indonesia pada tahun 2022 terus meningkat hingga mencapai 2,5 miliar meter kubik (BPS, 2022). 

Air gambut didefinisikan sebagai air permukaan yang mengandung bahan organik khususnya asam humat yang banyak ditemukan di lahan gambut. Air gambut terdiri dari natural organic matter (NOM) dengan tingkat keasaman yang tinggi, besi, mangan yang tidak dapat dibandingkan dengan standar air minum (Rusdianasari, Bow and Dewi, 2019). Namun, air gambut dapat menjadi alternatif sumber air terutama bagi kawasan sekitar lahan gambut. 

Menurut sebuah studi terkait pengolahan air gambut, air gambut sebagai air bersih (bukan air minum) sudah banyak diolah menggunakan proses filtrasi, absorpsi, koagulasi-flokulasi, sedimentasi, desinfeksi, dan karbon aktif. Namun beberapa pengolahan seperti desinfeksi klorin tidak efektif diterapkan akibat reaksi sekunder humat dengan bahan kimia dapat menghasilkan produk samping desinfection by products (DBPs). Salah satu produk samping yang ditemukan adalah asam haloasetat dan trihalometana (Wang et al., 2009).

Selain itu, proses koagulasi-flokulasi ini dianggap kurang efektif untuk mengendapkan kotoran dengan partikel halus seperti zat warna organik, logam berat, senyawa organik spesifik dengan gugus fenol, bakteri dan alga. Partikel kotoran tersebut memiliki kelebihan muatan elektron negatif sehingga terjadi tolak menolak partikel yang menyebabkan sulitnya pengendapan (Dzulkhairi, 2015). Sementara itu, proses filtrasi pada air gambut sudah banyak dikembangkan tetapi masalah pengotoran membran menjadi salah satu permasalahan yang dapat menurunkan laju filtrasi serta biaya yang semakin tinggi (El-Shazly, Al-Zahrani and Alhamed, 2013). 

Baca juga : Pertemuan ASEAN Bikin Ibu Kota Makin “Cerdas”

Pendekatan pengolahan air gambut yang sedang ditingkatkan saat ini yakni ozonasi. Ozonasi disebut memiliki kontribusi yang signifkan terhadap proses penyisihan senyawa kontaminan warna dan stabilisasi air gambut. Ozonasi merupakan salah satu metode pengolahan menggunakan ozon untuk mengoksidasi dan menghilangkan senyawa organik, bahan kimia, dan mikroorganisme dalam air limbah gambut (Mohammad Mehrjouei, Siegfried Müller, 2013).

Karakteristik proses ozon yang khas diantaranya tidak beracun, material yang ramah lingkungan, relatif tidak berbahaya dan dapat bereaksi spesifik terhadap senyawa organik kompleks (organik aromatik, gugus fenol). Proses ozonasi melibatkan injeksi ozon melalui generator ozon, yang mana akan bereaksi dengan senyawa-senyawa organik dan mikroorganisme dalam air limbah. Selanjutnya, senyawa organik tersebut akan terurai menjadi lebih sederhana dan tidak berbahaya. Metode ozonasi ini menarik untuk diteliti karena menghasilkan hasil samping yang rendah yaitu ozonation byproduct (Lim et al., 2022). Namun demikian, sifatnya yang reaktif seperti aldehid dan ozonides harus dikontrol sehingga tidak terlibat dalam pembentukan senyawa lain.

Proses ozonasi yang cukup berkembang saat ini ditingkatkan dengan penggunaan iluminasi sinar UV dan katalis.  Proses ini merupakan proses oksidasi lanjutan yang mencakup metode fotokimia dan katalitik. Dilaporkan dalam sebuah studi, bahwa penambahan ion besi (Fe³⁺ atau Fe²⁺) lebih lanjut dapat mempercepat O₃/UV. Perbandingan dari tiga proses antara O₃, O₃/UV, dan O₃/UV/Fe dalam sebuah pengolahan nitrobenzen, menunjukkan bahwa dalam waktu singkat yakni 20-40 menit, proses O₃/UV dan O₃/UV/Fe berhasil menyisihkan TOC dengan persentase yang tinggi yakni sekitar 85-95%. Selain itu, penambahan ion besi pada konsentrasi rendah tersebut dapat meningkatkan laju penghilangan TOC akibat dari fotodekarboksilasi kompleks ion besi, fenton kimia, dan reaksi foto-fenton dengan sinar UV. 

Gambar 1. 1 Katalis Fe

Mekanisme reaksi O₃/UV untuk mendegradasi polutan organik di lingkungan berjalan dalam tiga tahap. Tahap pertama, molekul O₃ secara langsung mengoksidasi dan mendegradasi polutan, tahap kedua, UV dapat mengarahkan fotodegradasi polutan dan ketiga, selanjutnya tahap diakhiri saat UV memandu molekul O₃ untuk menghasilkan ^• untuk oksidasi tidak langsung polutan. 

Proses kombinasi O₃/UV/Fe dalam mengolah air gambut merupakan serangkaian penelitian terbaru untuk mengoptimalisasi proses pre-treatment air gambut sebagai air baku air minum. Penelitian ini dilatarbelakangi dengan penelitian yang sudah ada sebelumnya yang mengalami tantangan dalam hal penyisihan zat organik dan konsentrasi warna. Dalam hal ini, teknologi seperti koagulasi-flokulasi masih menghasilkan byproduct, kurang optimal dalam penguraian zat organik, serta sulitnya menyisihkan warna mencapai lebih dari 90%.

Di sisi lain, penerapan proses kombinasi O₃/UV/Fe telah diimplementasikan pada air limbah sintesis dan terbukti dapat menurunkan zat warna hingga 97% (Zahrandhika, 2023). Oleh karena itu, adaptasi sistem proses pengolahan dapat di uji coba selaras dengan upaya perlindungan dan restorasi lahan gambut secara berkesinambungan dengan mempertahankan luas gambut, meningkatkan efektivitas sumber daya air, yang berdampak pada pengurangan emisi karbon dalam masalah krisis iklim. 

Baca juga : Sharp Akan Menghadirkan Teknologi Terbaru Pada Pameran CES 2023 di Amerika

Daftar Pustaka 

Dzulkhairi, H. (2015). Teknologi Pengolahan Air Gambut. Institut Teknologi Bandung, 3(December), 1–9.

El-Shazly, A. H., Al-Zahrani, A. A., & Alhamed, Y. A. (2013). Kinetics and performance analysis of batch electrocoagulation unit used for the removal of a mixture of phosphate and nitrate ions from industrial effluents

BPS. (2022). Penggunaan Air Minum di Indonesia. Indonesia.

KLHK. (2023). Luas Lahan Gambut di Indonesia. Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan.

Lim, S., Shi, J. L., von Gunten, U., & McCurry, D. L. (2022). Ozonation of organic compounds in water and wastewater: A critical review. 

Mohammad Mehrjouei, et al. (2013). Energy consumption of three different advanced oxidation methods for water treatment: A cost-effectiveness study.

Baca juga : Benahi Rantai Pasok Berbasis Teknologi, Pemerintah Redam Inflasi

Parabi, A., Christiana, R., Octaviani, D., Zalviwan, M., Noerhartati, E., & Muharlisiani, L. T. (2019). Neutralization, coagulation and filtration process in peat water

Rusdianasari, Bow, Y., & Dewi, T. (2019). Peat Water Treatment by Electrocoagulation using Aluminium Electrodes. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 258(1)

Wang, Y. (2009).Characterization of floc size, strength and structure in various aluminium coagulants treatment.

Zahrandhika, F. A. (2023). Efektivitas Proses Hybrid O3/UV/Fe Menggunakan Katalis Limbah Serbuk Besi Untuk Penyisihan Zat Warna Congo Red Pada Air Limbah. 68.

Sofia Hikmatussa'diah
Mahasiswa Semester 8, Teknik Lingkungan, Universitas Indonesia

Update berita dan artikel RM.ID menarik lainnya di Google News

Dapatkan juga update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari RM.id. Mari bergabung di Grup Telegram "Rakyat Merdeka News Update", caranya klik link https://t.me/officialrakyatmerdeka kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.