Penjernihan Air Sederhana melalui Solar Water Disinfection (SODIS)

Pemanfaatan Solar Water Disinfection (SODIS) dan Kelor sebagai Solusi Krisis Air Bersih di Indonesia

Oleh : Arif Yoga Pratama, Fifit Astuti, Annisa S.

Air bersih merupakan kebutuhan yang sangat mendasar dalam kehidupan manusia. Jaringan tubuh manusia mengandung air sebanyak 90%, sehingga manusia harus mengonsumsi air bersih yang cukup untuk menjaga kestabilan tubuh. Namun, sebagian penduduk kesulitan untuk mendapatkan air bersih karena terjadi krisis air bersih di Indonesia, hal ini disebabkan oleh pertumbuhan penduduk yang semakin bertambah sedangkan cadangan air tanah jumlahnya relatif tetap. Oleh karena itu kami melalui paper ini membuat suatu metode pengolahan air bersih sederhana yang dapat diaplikasikan oleh masyarakat kecil.

Sebagian penduduk Indonesia mengonsumsi air kotor, khususnya di daerah krisis air bersih seperti di Jakarta, kabupaten Sikka Lombok Timur, dan beberapa wilayah di Indonesia. Agar aman dikonsumsi air tersebut perlu mengalami pengolahan terlebih dahulu. Pengolahan ini meliputi dua tahap yaitu penjernihan dan disinfeksi menggunakan biji kelor dan dilanjutkan dengan pemprosesan menggunakan SODIS. Air yang dapat diolah dengan cara pengolahan ini berasal dari air golongan B yang tidak tercemar bahan kimia berbahaya.

Biji kelor digunakan dalam proses pengolahan air ini karena lebih aman dari penggunaan kaporit dan tawas. Hal ini disebabkan biji kelor merupakan suatu bahan organik alami yang mengandung elektrolit polikationik, 4(α-L-rhamnosiloksi) benzil-isotiosianat, serta peptida antimikroba. Zat-zat ini berfungsi untuk mengurangi mutan positif dan negatif dalam air, menjernihkan serta sebagai disinfektan. Biji kelor yang digunakan adalah biji dengan kulit karena diketahui kulitnya mempunyai kemampuan adsorben (Dewi Dwirianti, 2006). Adapun langkah-langkah pengolahan dapat dilihat pada Gambar.

Biji kelor mempunyai dua fungsi, yakni menjernihkan dan membunuh bakteri koliform sebesar 87,65%. Biji kelor ini akan mengikat logam dan mengurangi jumlah anion serta kation dalam air. Bakteri koliform yang tersisa dari proses ini sebesar 12,35%. Sisa bakteri ini akan diolah dengan SODIS, sehingga bakteri dalam air olahan ini akan mati seluruhnya dan aman dikonsumsi.

Mekanisme Pengolahan Air dengan Teknologi Kombinasi Biji Kelor dan SODIS

Pada biji kelor terdapat peptida antimikroba (antimicrobial peptide/AMP) yang berperan sebagai. AMP ini mempunyai kemampuan ampifilik yaitu dapat menembus dinding membran dari bakteri sehingga terjadi depolarisasi pada selaput bakteri. AMP berusaha untuk mengikat lipid dari sel bakteri, sehingga bakteri akan mati. Sistem kerja AMP dari biji kelor ini yaitu berusaha untuk merusak sel bakteri dari dalam sel. Pengolahan air dengan biji kelor masih menyisakan sekitar 12,35% bakteri yang berada dalam air tersebut . Upaya untuk meningkatkan kualitas air dilakukan dengan SODIS. SODIS memanfaatkan UV dan efek infra merah.

SODIS memiliki kemampuan untuk mereduksi atau mematikan sisa bakteri agar air itu menjadi lebih layak dikonsumsi. Pada proses SODIS dapat digunakan botol polietilena tereftalat (PET). Botol PET dipilih dalam proses SODIS karena lebih maksimal dalam menerima ultra violet, ketersediaannya di masyarakat yang banyak serta belum banyak dimanfaatkan kembali.Botol PET mempunyai lambang segitiga no 1 seperti dalam pada Gambar 3. Air dalam botol dijemur di bawah terik matahari selama 4-5 jam jika suasana cerah atau 6-7 jam jika suasana mendung.

PET tidak mengandung bahan berbahaya yang dapat masuk dalam minuman. Jika hendak digunakan lagi botol dicuci, disabun, dibilas hingga bersih dan dikeringkan. Batas waktu penggunaan botol PET sampai dindingnya berwarna suram, banyak goresan dan berbau. Setelah adanya tanda tersebut, botol PET tidak boleh digunakan karena dikhawatirkan telah ditumbuhi bakteri atau terkontaminasi dengan bahan lain. 

Prinsip SODIS yakni memanfaat UV dan infra merah dalam pengolahan air. UVyang digunakan mempunyai panjang gelombang 320-400 nm yang akan bereaksi dengan oksigen dan terurai di dalam air menghasilkan suatu bentuk oksigen reaktif. Bentuk oksigen reaktif ini yang akan membunuh sel bakteri. Selain itu, UVjuga mempunyai sifat bertentangan dengan siklus reproduksi bakteri dengan cara merusak DNA bakteri.

Inframerah dalam proses ini berfungsi untuk memanaskan air, jika temperatur air dinaikkan, proses pembunuhan bakteri dapat berlangsung lebih cepat. Bakteri yang dapat dibunuh merupakan bakteri pathogen seperti Vibrio Cholerae (penyebab kolera), Salmonella spp (penyebab typus), Shigella spp (penyebab disentri), Rotavirus, Escherichia Coli, Entameba Histolytica (penyebab diare dan disentri). Berdasarkan penelitian dari FAQ dinyatakan bahwa rata-rata bakteri, virus, protozoa akan mati sebesar 99,9% (Larry Yarger, 2006).

Gambar 4. Proses pengolahan Air dengan SODIS

Air yang dihasilkan melalui proses kombinasi biji kelor dan SODIS pada pengolahan air bersih ini akan menghasilkan kualitas air yang memenuhi kriteria air minum. Bakteri yang telah tereduksi 87,65% pada pengolahan air dengan biji kelor akan tereduksi kembali pada proses SODIS, sehingga bakteri tereduksi hampir 100% khususnya bakteri E.Coli. Air hasil olahan ini aman dikonsumsi secara langsung, karena air ini telah melalui dua tahap proses disinfeksi.

Produk ini dikembangkan oleh tim kami yang terdiri dari tiga orang mahasiswa pendidikan kiimia UNY Fifit Astuti, Arif Yoga Pratama dan Firman Nugroho dan sebagai pilot project untuk saat ini dipegang oleh Arif Yoga Pratama. Mulai dikembangkan sejak desember 2011, produk ini telah beberapa kali mengalami penyempurnaan guna memperoleh hasil air yang jernih dengan penambahan arang aktif pada akhir proses penjernihan. 

Produk ini kami harapkan dapat diaplikasikan khususnya bagi masyarakat gunungkidul Yogyakarta yang mayoritas air nya memilki kadar kapur yang cukup tinggi. Cara pengolahan air dengan teknologi kombinasi memanfaatkan biji kelor dalam proses SODIS cocok dikembangkan di Indonesia Hal ini disebabkan oleh Indonesia yang beriklim tropis dan berada di jalur garis khatulistiwa, sehingga akan memudahkan masyarakat dalam mengolah kebutuhan air bersih. Selain itu, biji kelor juga telah terbukti aman dan efektif mampu membunuh kuman/bakteri dalam air kotor, sehingga biji kelor sebagai koagulator alami sangat membantu terpenuhinya kebutuhan air bersih di Indonesia. Keuntungan biji kelor ini cukup membantu dalam prospek pembangunan ke depan baik dari sisi ekonomi, lingkungan dan sosial.