C5305 Topik 2 (kuliah 07 Mac)

C5305 – Kej. Bekalan air & air sisa TOPIK 2 : RAWATAN AIR (TEKNIK RAWATAN AIR TAMBAHAN)

Adilen @ Lucia bte Suil [email protected] www.pdfcoke.com/delpkk

2.2.2. Teknik Rawatan Air Tambahan

•

a. Pembuangan Besi & Mangan Punca: Air bawah tanah & air

permukaan yang berpunca dari empangan air yang berkeadaan Anaerobik • Kepekatan melebihi 0.3mg/l boleh menyebabkan masalah bau, rasa dan berwarna merah • Kesan air: mempengaruhi warna cucian pakaian, peralatan memasak air panas dan juga keladak dalam paip agihan

a. Pembuangan Besi & Mangan

• 4 cara menyingkirkan Besi & Mangan:• Proses Pengudaraan • Mencampurkan bahan kimia Kalium permanganat (KMnO4) – agen pengoksida yg kuat • Proses ‘Manganese Zeolit’ – penyerapan daripada lapisan pasir berwarna hijau (phyrolusite) yg mempunyai salutan mangan dioksida semulajadi yg menyingkirkan besi dan mangan secara ‘penukaran ion’ (ion exchange) • Proses Pengklorinasi

b. Pelembutan Air • Proses untuk melembutkan kekerasan air • Kekerasan air disebabkan oleh ion kalsium & magnesium yg terdpt dlm air yg bersentuhan dgn batu-batan asli • Kesan kekerasan: peningkatan penggunaan sabun, alat pemanasan air dan kerak (scale) di dlm paip. (Ia tidak menjejaskan kesihatan)

b. Pelembutan Air • > 75mg/l = air dianggap lembut • Julat pengguna boleh menerima kekerasan air: 150 – 500 mg/l • Kekerasan ditentukan antara julat: 60 – 120 mg/l . > 300 mg/l – dianggap tidak sesuai • Proses pelembutan: menambahkan kealkalian (menggunakan kapur dan ia mendap serta membentuk selaput di permukaan pili)

c. Pembasmian Kuman • Merupakan proses terpenting & terakhir • Selepas dituras tidak mempunyai bahan terampai, bau atau warna tetapi masih mengandungi mikroorganisma & bakteria

Kaedah-kaedah Pembasmian Kuman

Kaedah-kaedah Pembasmian Kuman

d. Penyesuaian /pelarasan Ph • pH atau kepekatan ion hidrogen – sukatan bagi menentukan keasidan atau kealkalian air • Apabila sesuati bahan dilarutkan dlm air – membentuk ion hidrogen positif (H) dan ion hidroksil negatif (OH) • Tujuan penyesuaian/penyelarasan pH:• i. Membentuk lapisan perlindungan di dlm paip-paip logam • Ii. Mencegah pelarut lesapan

2.3. Penilaian Kualiti bagi Air Mentah & Air Minum 2.3.1. Standard Kualiti Air Minuman – Air minuman negara kita berpanduka n kepada Standard WHO (World Health Organizatio n), 1971

Bil Ciri-ciri Bahan yang dikehendaki 1 Jumlah pepejal mg/l 2 Warna, unit mengikut skala kobalt 3 Kekeruhan, NTU 4 Ferum (mg/l) 6 Arsenik (mg/l) 7 Mangan (mg/l) 8 Sianida (mg/l) 9 10 Kuprum (mg/l) 11 Zink (mg/l) 12 Plumbum (mg/l) 13 Kalsium (mg/l) 14 Magnesium (mg/l) 15 Sulfat (mg/l) 16 Klorida (mg/l) 17 Fenol (mg/l) 18 Alkibenzil Sulfonat (mg/l) 19 Sari Karbon Kloroform (mg/l) Keliatan (mg/l)

Kepekatan Tertinggi 500 5 5 0.3 0.05 0.1 0.2 1 5 0.05 75 50 200 200 0.001 0.5 0.2 200

Tahap Kualiti Air •

Mutu kualiti air diterangkan mengikut organisasi yang berikut:– Organisasi Kesihatan Sedunia (WHO) – Kementerian Kesihatan Malaysia – Mutu Syarikat

Kualiti Air Mentah •

•

Kualiti sumber air mentah di kawal setiap hari dan contoh-contoh air mentah diperhatikan setiap hari oleh operator. Tujuan pengawasan setiap hari ialah:– Mengembangkan pemahaman terhadap pertukaran sistem sungai – Memberi amaran awal kepada loji rawatan bagi pertukaran yang

Kualiti Air Mentah Sumber-sumber air mentah di periksa kerapkali untuk:  Kekeruhan

(NTU)

 Warna  Kealkalian/

Keasidan (pH)  Pengaliran elektrik (conductiviy)  Bakteria  Oksigen terlarut  Rasa dan Bau

2.3.2. Ujian Kualiti Air Minuman Tujuan Ujian Kualiti Air Minuman:• Untuk memastikan semua air yg dibekalkan cukup jernih dan diklorinkan sepenuhnya • Untuk memastikan bahawa kualiti air mentah dan air terawat/bersih diperiksa oleh pemeriksa bakteriologi setiap selang masa yg ditetapkan • Untuk memastikan bahawa punca atau potensi pencemaran diketahui

Jenis-jenis Ujian Kualiti Air Minuman

Ujian Klorin atau Baki Klorin

Ujian Bakteria

Ujian Klorin atau Baki Klorin • Kaedah: Pengklorinan Titik Sela • Tujuan: – Mendapatkan bacaan klorin bebas dan klorin bergabung dari sampel sumber air (sungai, tasik) dengan menggunakan kaedah titratan atau menggunakan radas (Alat Pembanding Lovibond)

Proses Ujian Klorin atau Baki Klorin • Guna klorin sebagai bahan pembasmi kuman • Gas klorin melarut dlm air • Hidrolisi berlaku dgn serta merta untuk membentuk asid hipokloros • Asid hipokloros mengion – pada nilai pH yg tinggi • Jika NH3 hadir – bertindak balas dgn klorin membentuk kloroamina-kloroamina (klorin bergabung ‘combined chlorine’) • Kehadiran klorin berlebihan – mengurai kepada N2 & HCI • Tindakbalas kimia – menghasilkan fenomena ‘titik sela’ atau pecah • Dos klorin bertambah – bau & rasa pada air akan terhapus • Pembasmian kuman sepenuhnya terhasil

Ujian Bakteria • Kaedah: Penentuan Bakteria (menentukan paras pencemaran sesuatu air) Dua kaedah: – Kaedah Kiraan Plat agar – Kaedah nombor paling mungkin (MPN)

• Tujuan: – Menilai kualiti air yg terdapat banyak parameter mikrobiologi (bakteria, virus, protozoa, alga & fungi)

Kaedah Penentuan Bakteria

Kiraan Plat agar

Digunakan menentukan sama ada bakteria hadir atau tidak di dlm suatu sampel air

Kelemahan: Tidak dapat membezakan Kumpulan sesuatu bakteria Yang hadir

Nombor Paling mungkin (MPN)

Kaedah biasa dilakukan bagi menentukan Bilangan koliform yg hadir dalam sampel

2.3.3. Mengira Dos Larutan Alum & Klorin Contoh 1: • Klorin yg digunakan untuk merawat 20,000 m3/hari air dianggarkan sebanyak 8.0 kg/hari. Baki klorin selepas 10 minit sentuhan adalah 0.2mg/l. Kirakan dos klorin dlm mg/l dan keperluan klorin di dlm air.

Penyelesaian Contoh 1 • Dos klorin, = 8.0 kg/hari x 103 20,000 m3/hari = 0.4 mg/l

• Keperluan klorin, = 0.4 – 0.2 = 0.2 mg/l

Contoh 2 • Loji Rawatan Air Telibong Tuaran, mempunyai 6 buah tangki pemendapan silinder (circular) yg dilengkapi dengan alat pembuangan enapcemar beroperasi untuk merawat air mentah sebanyak 200 juta liter/hari. Jika kedalaman setiap tangki adalah 3 m dan masa tahanannya 4 jam, kirakan dos alum (mg/l) yg diperlukan jika loji menggunakan sebanyak 400 tan setahun.

Penyelesaian Contoh 2 • •

Penggunaan alum setahun * Tukarkan tan kpd kg = 400 tan (1 tan = 1000 kg) = 400 x 103 kg

•

Penggunaan alum sehari = Penggunaan alum setahun = 400 x 103 365 hari setahun 365 = 1,096 kg

•

Kadaralir air mentah = 200 x 106 liter

•

Dos alum yg digunakan sehari = Penggunaan alum sehari = 1,096 x 103 x 103 mg Kadaralir air mentah 200 x 106 liter = 5.48 mg/l

2.4. LOJI RAWATAN AIR • Loji rawatan air ialah merupakan pusat pengawalan kualiti dan kuantiti bagi keseluruhan sistem bekalan air

2.4.1. Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam proses rekabentuk Loji Rawatan air Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan

Faktor lokasi

1. Faktor sekatan perancangan & alam sekitar 2. Faktor rekabtk loji 3. Faktor tapak 4. Faktor alam sekitar

Faktor komponen loji 1.Rekabentuk hidraul & kerja penyambungan 2. Pemeriksaan, Operasi & penyenggaraan 3. Kerja-kerja tambahan/ pengubahsuaian 4. Aliran kimia 5. Kemudahan alat kebersihan 6. Kemudahan Limpahan (overflow) & Pirau (bypass)

Faktor Lokasi •Untuk loji yg terletak di Faktor sekatan Perancangan & alam bandar & kwsn yg sekitar sudah/sedang membangun •Mengambilkira faktor2: keperluan semasa & masa hadapan, arah & kadar sumber air kwsn bekalan •Lokasi perlu sesuai dengan perubahan alam sekitar & kwsn guna tanah •Mengambilkira: Faktor rekabentuk keperluan •ruang Perlu rujuk kpd pelan struktur& loji semasa, pembinaan & perbincangan dgn JPS & JAS pembesaran masa hadapan •Perlu ada kajian-kajian awal Faktor tapak Faktor Alam sekitar

Loji kemasukan & kawasan bekalan Menuruti kajian EIA

PENGAGIHAN AIR

Tangki Pengimbang Tangki Simpanan Tangki Simpanan Loji

Tangki Perkhidmatan

CIRI UMUM SISTEM AGIHAN

Rekabentuk & pembinaan ekonomik Sistem efisien Air bersih dan berkualiti Bahan tahan lasak dan selamat Penyenggaraan minimum

Tangki Simpanan Tangki Perkhidmatan Dari loji rawatan Aliran graviti

Kaedah Graviti

Kawasan Pembekalan

Kawasan Pembekalan

Tangki Simpanan Pam Air

Kaedah Pam

Tangki Perkhidmatan Kawasan Pembekalan

Tangki Simpanan Pam Air

Kaedah Pam dan Takungan

Paip Utama

Paip Cawangan

Meter

Paip Cabang

Paip Cabang

Sistem Sistem Sistem hujung Berjejarian Gridmati

Kehilangan Turus Dalam Paip Perbezaan saiz paip Pertukaran Arah Aliran Air Geseran Perbezaan aras

INJAP BERHENTI

INJAP SLUIS

INJAP PELEPAS UDARA

INJAP GET

PILI BOMBA

Jenis Aliran Dalam Paip

ALIRAN LAMINA

ALIRAN GELORA ALIRAN PERALIHAN

ALIRAN DALAM PAIP

A

Jarak, s = 3 m

HALAJU, υ

= jarak / masa = 3 / 6(meter / saat) = 0.5 m/s

B

Aliran air penuh dalam paip

KADAR ALIR, Q A

A

10m3 / 12 saat 10m ? m3 dalam = 0.833masa m3 / saat 112saat saat

30 20 10

Silinder penyukat

KADAR ALIR, Q = LUAS KERATAN RENTAS X HALAJU = A x υ (meter3 / saat)