Kejuruteraan Bekalan Air dan Air Sisa

Kaedah 2: Menggunakan Rumus





2.3 Mengaplikasi formula untuk ramalan permintaan air.

2.3.1 Aplikasi permintaan per kapita

Permintaan per kapita bermaksud jumlah air yang diperlukan oleh seseorang
dalam masa satu hari.

Jumlah air yang diperlukan secara per kapita boleh diperolehi dengan
membahagikan Jumlah Permintaan Air Tahunan (dalam liter) dengan Jumlah Hari
Dalam Setahun (365 hari) yang didarab dengan Jumlah Populasi (per kapita per
hari).

Permintan air per kapita ini boleh dibahagikan kepada 3 (tiga) kategori iaitu:

Bandar : 230 liter hingga 320 liter/kapita/hari

Separa/pinggir Bandar: 180 liter hingga 230 liter/kapita/hari

Luar Bandar/kampong: 135 liter hingga 180 liter/kapita/hari

Sementara itu, anggaran permintaan air bagi Industri di kira berdasarkan
keluasan per ruang. Terdapat 2 (dua) kategori iaitu Industri Ringan dan Industri Berat.

Industri ringan :22,000 liter/ha./hari

Industri berat :45,000 liter/ha./hari

Faktor lain yg boleh diambil kira ialah saiz bandar dan aktiviti perindustrian atau
perdagangan yang dijalankan oleh industri berkenaan.

2.3.2 Hubungkait faktor yang mempengaruhi permintaan air (faktor
perkhidmatan dan faktor rekabentuk) untuk ramalan permintaan air
a. Faktor Perkhidmatan

Faktor perkhidmatan mencerminkan potensi populasi penduduk yang dibekalkan
air. Faktor berkhidmatan 0.9 bermaksud sistem agihan meliputi 90% kawasan yang
terletak di kawasan itu dapat memperoleh akses kepada bekalan air awam.

Sementara itu, faktor reka bentuk bermaksud perbezaan dari bulan ke bulan
mengikut faktor musim, kegiatan masyarakat, cuaca, kegiatan perindustrian,
perdagangan dan pertanian.

2.3.3 Permintaan tambahan untuk memenuhi pertumbuhan pembangunan baru
Peruntukan bagi air tambahan adalah untuk memenuhi perkembangan baru

seperti kem industri, tentera tentera, institusi pengajian tinggi. Anggaran berikut boleh
digunakan sebagai garispanduan untuk menjangkan keperluan industri.

Industri ringan: 22,000 liters/ekar/hari

Industri berat: 45,000 liters/ekar/hari

2.3.4 Mengira keperluan permintaan air menggunakan formula permintaan air
Anggaran permintaan air biasanya dirancang untuk 5 tahun ke hadapan.

Perancangan yang melebihi 20 tahun biasanya kurang tepat. Ini adalah kerana pelbagai
bentuk pembangunan di kawasan tersebut mungkin berlaku dalam tempoh yang
dirancang. Oleh itu kadar keperluan air mungkin meningkat. Pemilihan jangkamasa
rekabentuk ditentukan oleh:

i. jangkaan pertumbuhan dan perkembangan penduduk.
ii. kemungkinan berlakunya penambahbaikan atau pertambahan kemudahan sedia
ada kawasan tersebut.
iii. Kekangan kewangan dan kadar kenaikan faedah pinjaman bank.

Formula asas pengiraan keperluan air adalah:

WDn = Pn x q x F1 x F2…..+Dm

WDn = water demand at the end of year ‘n’
Pn = projected population at the end of year ‘n’
q = per capita consumption at the end of year ‘n’
F1 = service factor at the end of year ‘n’
F2 = design factors at the end of year ‘n’
Dm = additional demand at the end of year ‘n’

Latihan:
Latihan 2.1
Berikut merupakan data yang dikutip dari Taman Bandar Siera pada tahun 2017.
Anggarkan keperluan air harian jika kawasan liputan bekalan adalah 95%.

i. Populasi keseluruhan = 560,000
ii. Penggunaan air per kapita = 300 liters/day
iii. Keperluan air industri = 1/3 dari jumlah populasi
iv. Faktor rekabentuk = 1.5
v. Peratus NRW = 15%

Penyelesaian:

WDn = Pn x q x F1 x F2…..+Dm

WDn = water demand at the end of year ‘n’
Pn = projected population at the end of year ‘n’

= 560,000

q = per capita consumption at the end of year ‘n’
= 300

F1 = service factor at the end of year ‘n’
= 0.95

F2 = design factors at the end of year ‘n’
= 1.5

Dm = additional demand at the end of year ‘n’
= additional demand

WD2017 = ( P2017 x q x F1 x F2) +
( Industry demand x P2017 x q x F2) +
NRW [ (P2017 x q) + (industry demand x P2017 x q) ]

WD2017 = ( 560,000 x 300 x 0.95 x 1.5) +
( 1/3 x 560,000 x 300 x 1.5) +
0.15 [ (560,000 x 300) + (1/3 x 560,000 x 300) ]

WD2017 = 239.40 x 106 + 84.00 x 106 + 33.60 x 106
= 357.00 x 106 l/day

0.15 [ (560,000 x 300) + (1/3 x 560,000 x 300) ]
= 0.15 [ (168.00 x 106) + (56.00 x 106) ]
= 0.15 (224.00 x 106)
= 357.00 x 106

Latihan 2.2

Berikut merupakan data yang diperolehi dari Taman Megah pada tahun 2012. Kirakan
keperluan air untuk tahun 2017.

Jumlah isi rumah = 6,000 isi rumah

Purata ahli isi rumah = 6 orang

Penggunaan air per kapita = 270 liter/hari

Pertumbuhan populasi = 2.65% per tahun

Keperluan air industri = 1/3 daripada keperluan

penduduk

Faktor rekabentuk = 2.4

Peratus NRW = 15%

Liputan bekalan air = 97%

( Pn = Po (1+r)n, WDn = Pn x q x F1 x F2 + Dm)

Penyelesaian:

( Pn = Po (1+r)n, WDn = Pn x q x F1 x F2 + Dm)

Po = 6000 x 6 = 36,000
r = 2.65% a year = 2.65/100 = 0.0265
n = 2012-2007=5 years

Pn = Po (1+r)n

P2017 = 36,000 (1+0.0265)5
= 41,030

q = 270/liter/capita/day
F1 = 97% = 0.97

F2 = 2.4

Dm = industrial water need and NRW
WD = (41,030 x 270 x 0.97 x 2.4) +

[ 1/3 (41, 030 x 270 x 2.4) ] +
[ 0.15 [(41,030 x 270 ) +(1/3 x 41,030 x 270)]
= 25.79 x 106 + 8.86 x 106 + 2.22 x 106
= 36.87 x 106 l/day

Latihan 2.3

Berikut merupakan data yang diperolehi dari Taman Casa Impian. Dengan
menggunkan Kaedah Peningkatan Tambahan (Incremental Increase method) kirakan
jangkauan populasi pada tahun 2040.

Tahun 1970 1980 1990 2000 2010

Penduduk 7246 14856 42324 65985 90871

Penyelesaian:

Tahun Populasi Tambahan Peningkatan

1970 7246 7610 19858
27468 -3807
1980 14856 23661 1225
24886 17276
1990 42324 83625 5759
20906
2000 65985

2010 90871

Jumlah

Purata

Dekad = (2040-2010)/10=3

Kaedah Peningkatan Tambahan (Incremental Increase method)
Populasi pada 2040= populasi pada 2010 + 3x20906 + 3(1+3)/2 x 5759
= 90871 + 62718 +34554
= 188143 orang

Latihan 2.4
Penduduk daerah Ranau pada tahun 2015 dianggarkan seramai 356,000 orang.
Kirakan keperluan air pada tahun itu dengan liputan bekalan adalah sebanyak 90%.
Faktor rekabentuk 1.0 dan Air Tanpa Pulangan sebanyak 21%. Gunakan penggunaan
perkapita = 225 liter/kapita/hari.
Penyelesaian:
Diberi:
Keperluan Air, q= 225 liter/kapita/hari
Faktor rekabentuk, F2=1.0
Liputan bekalan, F1=90%=0.9
NRW % =21%

WDn = (Pn x q x F1 x F2) + NRW

WD 2015 = (356,000 x 225 x 0.90 x 1.0) + 0.21(356,000 x 225 x 0.90 x 1.0)

= 72,090,000 + 15,138,900

= 87,228,900 liter/hari

= 87.229 x 106 atau 87.229 juta liter/hari

BAB 3
RAWATAN AIR

( Sumber: Loji rawatan air TalibongII )

3.1 Piawai kualiti air
Piawai kualiti air bermaksud, standard yang ditentukan oleh WHO (World Health

Organisation) bagi bekalan air minuman kepada pengguna. Tujuan piawaian ini
diwujudkan adalah untuk memastikan agar bekalan air minuman yang diterima
pengguna adalah bersih, suci, bebas daripada mikroorganisma berbahaya dan tiada
masalah estetik.

3.1.1 Piawai kualiti air mengikut piawaian yang telah ditentukan oleh
Kementerian Kesihatan

Jabatan Alam Sekitar (DOE) telah melakukan pemantauan sungai sejak 1978,
untuk mewujudkan baselines dan mengesan perubahan dalam kualiti air sungai serta
mengenal pasti sumber-sumber pencemaran. Data-data yang diperolehi akan digunakan
untuk menentukan status kualiti air sungai sama ada ianya bersih, sedikit tercemar
atau tercemar. Indeks Kualiti Air (WQI) iaitu Kelas I, II, III, IV atau V dan Interim
Standard Kualiti Air Kebangsaan untuk Malaysia (INWQS) turut digunakan dalam
pengkelasan setiap tahun. Indeks Kualiti Air (IKA/WQI) dikira berdasarkan 6 parameter
utama iaitu:

• Biochemical Oxygen Demand (BOD)
• Chemical Oxygen Demand (COD)
• Ammoniacal Nitrogen (NH3N)
• pH
• Dissolved Oxygen (DO)
• Suspended Solids (SS)

Bagi kegunaan domestik, pertubuhan kesihatan sedunia, WHO (World Health
Organisation) telah menggariskan panduan piawai kualiti air.

Jadual 3.1: Indeks Kualiti Air

Sumber: EPA 2008

3.1.2 Pengurusan sisa klorin untuk air minuman

Kebanyakan loji rawatan air di Malaysia menggunakan klorin sebagai agen
disinfeksi untuk membunuh patogen dan bahan pencemar yang membahayakan para
pengguna. Oleh kerana klorin merupakan agen disinfeksi yang kuat, klorin boleh
bertindak balas dengan komponen-komponen kimia seperti mangan, ferum, hidrogen
sulfida, ammonia, dan fenol dalam air. Tindak balas ini berlaku dengan pantas, dan
klorin tidak akan bertindak sebagai agen disinfeksi sehingga semua
sebatian organik dan inorganik yang hadir dalam air telah bertindak balas
dengan klorin. Komponen-komponen kimia yang boleh bertindak balas dengan klorin
akan menyebabkan permintaan klorin dalam air. Permintaan klorin dalam air perlu
dipenuhi sebelum klorin bebas terhasil.

Klorin bebas ini seterusnya akan mengurai kepada asid hipoklorus dan ion
hipoklorit yang penting dalam proses disinfeksi untuk membunuh patogen dan bahan
pencemar dalam air. Kebanyakan loji rawatan air mengekalkan klorin bebas sebanyak
0.2 mg/l dalam sistem pengagihan sebelum sampai kepada pengguna (Lim Fang Yee &
Md. Pauzi Abdullah, 2008).

Konsentrasi sisa klorin yang disyaratkan dalam sistem distribusi air minum
adalah 0,2mg/L hingga 0.5mg/L. Kekurangan sisa klorin menyebabkan tidak
terjaminnya kualitas air minum dari kontaminasi oleh bakteripatogen, sedangkan
kelebihan sisa klorin dapat memberikan kesan sampingan terhadap kualiti air minum
yang dikonsumsi, diantaranya seperti air minum yang mempunyai bau, perasaan mual,
muntah, dan gangguan pencernaan bagi yang mengonsumsinya.

Keperluan klorin atau chlorine demand untuk proses disinfeksi bergantung pada
beberapa faktor. Klorin adalah adalah oksidator dan akan bereaksi dengan beberapa
komponen termasuk komponen organik pada air. Faktor yang mempengaruhi efisiensi
disinfeksi klorin dipengaruhi oleh jumlah dan jenis klorin yang digunakan, waktu
diperlukan, suhu dan jenis serta konsentrasi mikroba.

Klorin akan bereaksi dengan berbagai jenis komponen yang ada pada air dan
komponen-komponen tersebut akan berkompetisi dalam penggunaan klorin sebagai
bahan untuk disinfeksi. Sehingga pada air yang relatif kotor, sebagian besar akan
bereaksi dengan komponen yang ada dan hanya sebagian kecil saja yang bertindak
sebagai disinfektan.

Residu klorin juga merupakan hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan
klorin karena kemampuannya sebagai agen penginaktivasi enzim mikroba setelah zat
tersebut masuk kedalam sel mikroba. Klorin dapat bertindak sebagai disinfektor baik
dalam bentuk klorin bebas maupun klorin terikat pada suatu larutan dapat dijumpai
dalam bentuk asam hipoklorit atau ion hipoklorit. Klorin dalam bentuk klorin bebas dan
asam hipoklorit merupakan bentuk pencampuran yang baik untuk tujuan disinfeksi.

Residu klorin disebut juga sebagai klorin bebas atau aktif, dapat diartikan jumlah
klorin yang tersedia sebagai desinfektan setelah waktu pencampuran tertentu dibuat.
Residu klorin ini terdapat dalam dua bentuk antara lain residu klorin terikat dan residu
klorin bebas. Residu klorin ini diketegorikan sebagai zat kimia yang berbahaya bagi
kesehatan. Selain itu sebagai salah satu syarat untuk memenuhi sanitasi dan hygiene
yang baik, analisa tentang residu klorin perlu dilakukan (Schoefer et al, 2008).

Semasa proses klorinasi, sebelum berperan sebagai desinfektor, klorin yang
ditambahkan akan berperan sebagai oksidator, seperti yang ditunjukkan dalam
persamaan reaksi :H2 S + 4Cl2 + 4H2 O H2 SO4 + 8HCl. Klorin ini dapat bekerja secara
efektif sebagai desinfektor dengan pH 7. Proses penambahan klorin dikenali sebagai
khlorinasi air. Klorin yang digunakan sebagai desinfektor iaitu gas klorin berupa molekul
klorin (Cl2) atau kalsium hipoklorit [Ca(OCl)2]. Namun, penambahan klorin yang kurang
tepat dapat menimbulkan bau dan rasa pada air (Elly, 2007).

Residu klorin dapat membahayakan kesihatan jika terjadi kontaminasi yang
boleh menyebabkan iritasi kulit, telinga, gangguan paru-paru, kerosakan pada gigi,
maupun infeksi pada saluran pernafasan. Gangguan paru-paru dan kerosakan pada
gigi juga sering terjadi akibat terdedah dengan gas klorin. Hal seumpama ini sering
terjadi di kolam renang tertutup. Residu klorin (sisa klor) yang dianjurkan secara kimia
agar memenuhi syarat ialah di antara 0,2mg/L hingga 0,5 mg/L (Effendi, 2004).

Berikut merupakan istilah-istilah yang harus difahami:

i. Jumlah Klorin (Chlorine Dosage)

Jumlah klorin yang ditambah di dalam air. Diukur dalam mg/l.

ii. Keperluan Klorin (Chlorine Demand)

Jumlah klorin yang tidak tersedia sebagai desinfektor disebabkan reaksi dari berbagai
campuran.

iii. Residu Klorin (Chlorine Residual)

Jumlah klorin yang tersedia sebagai desinfekor setelah waktu percampuran dengan air.

iv. Ketersediaan residu klorin bebas

Jumlah residu klorin yang tersedia dalam air sebagai desinfekor.

v. Residu klorin terkombinasi

Jumlah sisa klorin yang digabungkan dengan ammonia dan / atau nitrogen organik
sebagai cloramine, namun masih boleh digunakan untuk pembasmian kuman.

Klorin bebas
Cl2, HOCI, dan OCI- adalah ‘residu klorin bebas’ kerana semuanya menghasilkan

klorin bebas di dalam air.

Rajah 3.1(a): Titik Pemecahan Klorin

Rajah 3.1(b): Titik Pemecahan Klorin

Tahap 1: Terjadi pemecahan klorin

Tahap 2: Kloro-organik terbentuk

Tahap 3: Terjadi reaksi ammonia dengan klorin

Tahap 4: Pemecahan kloramin dan kloro-organik

Tahap 5: Terbentuk klorin bebas

Breakpoint chlorination melibatkan penambahan klorin dalam jumlah yang
mencukupi untuk bertindak balas dengan mana-mana ammonia dan bahan organik yang
ada di dalam air.

Semasa penambahan klorin ke dalam air yang mengandungi bahan teroksida,
kepekatan sisa klorin akan meningkat pada kadar kurang dari jumlah klorin yang
dimasukkan. Katakan jumlah klorin yang dimasukkan ialah 50mg/l. Jumlah kadar
kepekatan sisa klorin meningkat dari 0mg/l ke tahap kurang dari 50mg/l. Pada satu
tahap dimana peningkatan dos lebih tinggi dimasukkan, akan menghasilkan penurunan
pada kadar kepekatan residu klorin yang menghampiri nilai sifar berlaku. Peningkatan
dos selanjutnya akan menyebabkan baki meningkat lagi. Titik di mana konsentrasi mula
meningkat lagi dipanggil titik putus, dan dos yang diperlukan untuk mencapai titik itu
dipanggil dos breakpoint. Di luar dos breakpoint, kepekatan residual biasanya
meningkat pada kadar yang sama seperti jumlah dos yang dimasukkan. Di bawah dos
breakpoint, klorin dikenali sebagai kombinasi klorin dan di atas breakpoint, dikenali
sebagai klorin bebas.

Pengiraan jumlah Alum terlarut dan Dos Klorin

Contoh 1:

Data berikut diperolehi dari loji rawatan air:

Kadar aliran air mentah : 95,000 liter/jam

Kadar aliran Alum : 35 liter/jam

Kadar aliran Klorin : 20 liter/jam

Kekuatan Alum : 5%

Kekuatan Klorin : 0.5%

i. Hitung dos alum dan klorin yang disalurkan untuk setiap 500,000 liter air dalam
mg / l unit

Penyelesian:

Dos Alum:

Kadar aliran air mentah : 95,000 liter/jam

Masa yang diperlukan : 500,000 liter

untuk 500000 liter air untuk 95,000 liter/jam

mengalir ke loji rawatan = 5.263 jam

Dos alum yang diperlukan untuk 500,000 liter air ialah:
= 5.263 jam x 35 liter/jam
= 184.21 liter alum.

Diberi,

Kekuatan Alum = 5%

Oleh itu, jumlah alum dalam air =5% x 184.21 liter
=9.211 liter alum

1 liter = 4.5 Kg
Maka, dos alum yang diperlukan untuk 500,000 liter air ialah:

= 9.211 liter x 4.5 kg/liter
= 41.45 kg
= 41.45 kg x 1000 x 1000

500,000 liter
= 82.9 mg/liter

Dos Klorin:

Dos klorin yang diperlukan untuk 500,000 liter air ialah:
= 5.263 jam x 20 liter/jam
= 105.26 liter klorin.

Diberi, =5%
Kekuatan Klorin

Oleh itu, jumlah klorin dalam air =5% x 105.26 liter
=0.5263 liter

klorin

1 liter = 4.5 Kg
Maka, dos klorin yang diperlukan untuk 500,000 liter air ialah:

= 0.5263 liter x 4.5 kg/liter
= 2.36835 kg
= 2.36835 kg x 1000 x 1000

500,000 liter
= 4.73 mg/liter

ii. Kirakan kuantiti alum dan klorin yang diperlukan (dalam kg) yang diperlukan
dalam sehari di loji rawatan air sekiranya loji beroperasi selama 24 jam. Diberi 1
liter=4.5 kg

Pengiraan sebelum ini memperolehi;

Bagi 5.263 jam, loji rawatan air memerlukan sebanyak 41.45 kg alum dan 2.36835 kg

klorin. Oleh itu, sekiranya loji rawatan air beroperasi selama 24 jam maka,

Alum;

5.263 jam = 41.45 kg alum
1 jam = 41.45 kg

24 jam 5.263 jam
= 7.8757kg/jam
= 7.8757kg/jam x 24 jam
= 189.02 kg

Klorin;

5.263 jam = 2.36835 kg klorin
1 jam = 2.36835 kg

24 jam 5.263 jam
= 0.45kg/jam
= 0.45kg/jam x 24 jam
= 10.8 kg

Contoh 2:

Sebuah loji rawatan air mempunyai 6 unit tangki mendapan untuk merawat 200 juta liter
air setiap hari. Kirakan dos alum yang diperlukan (mg/l) sekiranya loji tersebut
memerlukan 400 ton alum setiap tahun.

Penyelesaian: = 400 x 103kg
Dos alum setahun
Dos alum per hari = 400 x 103kg
365 hari
Dos alum per hari
Dos alum per hari = 1096 kg/hari

= 200 x 106 liter

= 1096 x 106 mg
200 x 106 liter

= 5.48 mg/liter

3.2 Memahami kriteria rekabentuk dalam sistem rawatan air

Dalam usaha menentukan air minuman yang dibekalkan kepada pengguna
adalah bersih dan suci, kriteria rekabentuk dan sistem rawatan air perlu diberi
keutamaan. Terdapat beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan untuk memilih
sumber bekalan air untuk air minuman dan sistem rawatan air yang terlibat. Antara
faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan adalah faktor kekangan persekitaran, faktor
rekabentuk loji dan faktor persekitaran kawasan pilihan.

3.2.1 Susun atur loji rawatan air dan faktor tapak yang perlu dipertimbangkan:

a. Perancangan dan faktor kekangan persekitaran

Perancangan untuk membina loji rawatan air perlulah mendapat kebenaran dan
pandangan daripada pihak berkuasa tempatan agar pembinaannya nanti tidak
mengganggu perancangan asal kerajaan tempatan terutama dari aspek guna tanah
kawasan berkenaan. Keluasan pembinaan juga harus diteliti agar loji rawatan air dapat
menampung kapasiti air yang akan dibekalkan kepada penduduk setempat.

b. Faktor tapak yang mempengaruhi rekabentuk loji

Tapak yang dipilih untuk dijadikan loji rawatan air haruslah direkabentuk dengan
baik dan dijelaskan setiap perincian binaannya.

Aliran air sebaiknya direkabentuk lurus tanpa bengkok agar kadar aliran air
berjalan dengan lancar. Selain itu, paip yang membawa bahan kimia seharusnya
dipendekkan dan stor penyimpanan bahan kimia haruslah dekat dengan kawasan
aplikasi.

Kedudukan loji rawatan seharusnya ditempatkan di kawasan yang jauh dari
kesesakan lalulintas. Papan tanda amaran juga perlu diletakkan agar pelawat maklum
bahawa kawasan tersebut adalah kawasan terkawal dan larangan kepada umum.
Pelawat adalah dilarang masuk ke kawasan loji tanpa kebenaran. Sebaiknya
ditempatkan d kawasan yang mempunyai lanskap semulajadi.

Kedudukan tapak loji yang baik juga adalah apabila lokasi loji berhampiran
dengan sumber air, berdekatan dengan sumber tenaga elektrik dan berdekatan dengan
sistem perparitan. Akses kenderaan yang baik ke kawasan loji juga perlu diambilkira.
Laluan 2 hala perlu disediakan untuk kemudahan staf dan pelawat.

Selain itu, kedudukan loji rawatan air harus berada di kawasan yang lebih tinggi
untuk mengelak limpahan air masuk ke dalam loji ketika berlakunya banjir. Sekiranya
struktur muka bumi tidak sesuai dan loji berada d paras rendah maka benteng konkrit
perlu didirikan.

Sebelum pembinaan, penyiasatan tapak perlu dijalankan oleh pakar geologi
untuk memastikan kapasiti galas beban tanah dan memantau tahap paras air bawah
tanah. Sekiranya keadaan tanah tapak adalah lemah maka penggunaan cerucuk
amatlah digalakkan. Kedudukan arah angin juga akan membantu dalam menetapkan
lokasi pengeringan enapcemar.

c. Faktor persekitaran
Penilaian terhadap alam sekitar juga perlu dibuat dan dikendalikan oleh

jawatankuasa alam sekitar untuk menilai kesan terhadap keadaan sekitar sekiranya loji
rawatan air dibuat di kawsan tersebut. Ini adalah kerana terdapat beberapa kesan yang
mungkin timbut akibat pembinaan loji rawatan air. Antaranya adalah seperti:

i. Bunyi bising semasa loji beroperasi seperti bunyi pam air, janakuasa
elektrik dan operasi tangki kimia.

ii. Habuk yang terhasil semasa pembinaan loji.

iii. Bahaya tumpahan klorin semasa proses penghantaran ke loji.

iv. Bau kimia yang digunakan dan bau bahan enapcemar.
v. Kesan pembuangan bahan enapcemar ke kawasan sungai berdekatan.

3.2.2 Kriteria asas rekabentuk loji rawatan air.

a. Tangki flokkulasi

Semasa merekabentuk tangki flokkulasi, beberapa perkara perlu dikira antaranya:
i. Nilai GT iaitu tahap pencampuran bahan kimia, G(velocity gradient) terhadap

masa T(Retention time).

ii. Dimensi takungan air (basin dimension)
iii. Rekabentuk roda pendayung (paddle wheel design)
iv. Kuasa pusingan air dalam setiap komponen (power imparted to the water in each

component)
v. Kelajuan putaran setiap aci mendatar (dalam rpm), (rotational speed of each

horizontal shaft(in rpm)).
vi. Kelajuan pinggiran paddle luar dalam m/s (peripheral speed of the outside

paddle blades in m/s)

b. Tangki sedimentasi
Faktor berikut ini harus menjadi pertimbangan utama dalam merekabentuk tangki
sedimentasi.
i. Kecepatan Arus
Kecepatan aliran air haruslah mampu membolehkan berlakunya pengendapan dari
partikel-partikel terampai. Aliran yang dicadangkan adalah tidak melebihi 15 cm hingga
30 cm per minit.
ii. Jangka masa Aliran (Waktu Detensi)
Waktu yang diperlukan oleh sebuah partikel untuk menempuh jarak antara pintu masuk
(inlet) dan saluran keluar (outlet) pada tangki dikenal sebagai waktu detensi, jangka
masa ini seharusnya berada sekitar 3 hingga 4 jam.
iii. Dimensi Tank
Sebaiknya, kedalaman minimum tangki adalah 2.5m. Lebar tangki jenis segiempat
haruslah 10m hingga 12m. Panjang tangki haruslah 3 hingga 4 kali lebar tangki.

c. Tangki Penapisan

Kriteria berikut mesti dipenuhi dalam reka bentuk untuk penapisan.

i. Keperluan Permintaan Air:

Tangki penapisan mestilah mempunyai kapasiti untuk mengendalikan keperluan
permintaan air.

ii. Bahan yang digunakan

Semua bahan yang digunakan mestilah memenuhi piawaian ASTM dan
Pertubuhan Kesihatan Sedunia (WHO).

iii. Kualiti air

Untuk proses penapisan, jadual berikut menunjukkan parameter yang perlu diambil kira.

Parameter Standard

Kekeruhan 5 NTU

Kriteria fizikal Warna Jelas

Rasa dan Bau Tiada

pH 6-8

3.3 Analisa sistem rawatan air
3.3.1 Proses fizikal
i. Muka sauk

Muka sauk merupakan sumber bekalan air mentah seperti sungai yang dipam ke
loji rawatan air dan melalui beberapa peringkat proses rawatan sebelum dibekalkan
kepada pengguna.

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.2 (a): Muka Sauk (Water Intake)

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.2 (b): Muka Sauk (Water Intake)

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.2 (c) : Muka Sauk (Water Intake)
ii. Penyaringan

Air mentah akan melalui proses penyaringan di muka sauk (intake) untuk
penapisan awal bagi mengasingkan bahan bahan fizikal seperti kayu, pasir, rumput
rampai dan lain-lain bendasing.

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.3(a) : Penyaringan

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.3(b) : Penyaringan
iii. Pengudaraan (Aeration)

Air mentah dipam ke tangki pengudaraan (cascade aerator). Air didedahkan
kepada atmosfera untuk meningkatkan kandungan oksigen dan juga akan
menyingkirkan bau dan rasa pada air melalui proses pengoksidaan. Proses ini juga
boleh mengoksida besi (ferum) dan mangan terlarut kepada keadaan tidak larut.

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.4(a) : Pengudaraan

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.4(b) : Pengudaraan
iv. Kogulasi

Proses dimana bahan koagulan seperti ACH (Aluminium Chlorohydrate)
dicampurkan ke dalam air mentah untuk menarik partikel-partikel (bercas negatif)
didalam air dan bercantum diantara satu sama lain.

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.5 : Kogulasi

v. Flokulasi
Polymer didoskan untuk membesarkan lagi saiz flok yang terbentuk supaya

proses pengasingan antara ketulan flok dan air berlaku. Proses ini berlaku di tangki
flokulasi (flocculation tank). Tindakbalas kimia akan menyebabkan zarah zarah halus
bercantum membentuk kentalan (floc) yang lebih besar dan berat. Aliran di tangki
pengentalan adalah terkawal bagi memperolehi pengentalan yang optima. Kentalan
yang terbentuk akan memerangkap bakteria dan warna yang terdapat pada air. Dos
tawas yang digunakan perlu bertepatan untuk membentuk kentalan yang baik dan
memudahkan proses pengenapan.

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.6 (a) : Flokulasi

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.6 (b) : Flokulasi

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.6 (c) : Flokulasi

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.6 (d) : Flokulasi

vi. Pemendapan

Proses untuk mengasingkan kandungan pepejal yang terbentuk dan masih
terampai dipermukaan air dengan cara flok yang terhasil akan dimendapkan dan
diasingkan dari air. Flok yang terhasil menjadi lebih tumpat dan lebih mudah mendap
secara tarikan graviti atau semulajadi. Proses ini dapat membuang dan mengasingkan
flok yang telah terbentuk dari air dan untuk mendapatkan air yang jernih sebelum
ditapis. Terdapat dua jenis pemendapan iaitu pemendapan selari (Horizontal Flow
Sedimentation) dan juga pemendapan aliran ke atas (Upflow Sedimentation) dimana
ianya menggunakan lamella plate. Kebiasaanya bacaan kekeruhan untuk air pra
terawat yang dibenarkan adalah tidak melebihi 5 NTU (< 5 NTU).

Air yang mengandungi kentalan (floc) akan mengalir kedalam tangki
pengenapan. Di tangki ini, kentalan-kentalan yang telah bercantum menjadi besar dan
berat akan mendap ke bawah tangki pemendapan (sedimentation tank) dan
rnenghasilkan air yang jernih.

Proses ini merupakan proses dimana zarah-zarah dan juga baki pepejal
terampai yang masih ada ditapis. Kebiasaanya media pasir dan juga batu kerikil
digunakan untuk proses penapisan ini. Lapisan pasir media ini perlu dicuci dengan
kaedah “backwashing” sekiranya tempoh jangkahayat penggunaan melebihi 72 jam
ataupun sudah mencapai tahap maksimun yang mana paling awal. Proses ini
memainkan peranan penting untuk menjaga kualiti air terawat mengikut standard WHO
sebelum disimpan di tangki air bersih.

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.7 (a) : Pemendapan

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.7 (b) : Pemendapan
vii. Penapisan

Seterusnya air akan mengalir ke tangki penapisan. Loji ini mempunyai 4 unit
sistem 'rapid gravity sand filter' yang menggunakan pasir sungai sebagai bahan penapis.
Air akan melalui pasir penapis dimana kentalan yang halus akan terperangkap pada

pasir penapis tersebut. Paip-paip di bawah pasir penapis ini akan menerima air jernih
yang telah ditapis.

Untuk menjamin kualiti air, penapis pasir akan dicuci pada masa-masa tertentu.
Proses pembasuhan (back wash) penapis di loji ini dikendalikan secara automatik.

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.8 (a) : Penapisan

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.8 (b) : Penapisan

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.8 (c) : Penapisan

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.8 (d) : Penapisan

3.3.2 Proses Kimia
Proses untuk menambah bahan kimia di dalam air dilakukan di mixing chamber.

Antara proses-proses yang terlibat ialah kogulasi, pelembutan, penyingkiran besi dan
mangan serta pembasmian kuman.

( Sumber: Loji rawatan air Talibong II )

Rajah 3.9: Proses Kimia
i. Kogulasi

Proses dimana bahan koagulan seperti ACH (Aluminium Chlorohydrate)
dicampurkan ke dalam air mentah
ii. Pelembutan

Pelembutan air adalah suatu proses yang berfungsi sebagai penurunan
konsentrasi kalsium, magnesium, dan ion lainnya di dalam kategori air keras (hard
water). Hard ions dapat menyebabkan berbagai kesan seperti mengganggu dengan
tindakan sabun, dan membentuk kerak putih yang biasnya terbentuk di dalam ketel dan
pemanas air.

iii. Penyingkiran besi dan mangan

Zat besi (Fe) adalah merupakan suatu komponen dari berbagai enzim yang
mempengaruhi seluruh reaksi kimia yang penting di dalam tubuh meskipun sukar
diserap (10-15%). Besi juga merupakan komponen dari hemoglobin yaitu sekitar 75%,
yang memungkinkan sel darah merah membawa oksigen dan mengantarkannya ke
jaringan tubuh.

Dos zat besi (Fe) yang tinggi boleh menyebabkan keracunan dimana terjadi
muntah, kerusakan usus, penuaan dini hingga kematian mendadak, mudah marah,
radang sendi, cacat lahir, gusi berdarah, kanker, cardiomyopathies, sirosis ginjal,
sembelit, diabetes, diare, pusing, mudah lelah, kulit kehitam – hitaman, sakit kepala,
gagal hati, hepatitis, mudah emosi, hiperaktif, hipertensi, infeksi, insomnia, sakit liver,
masalah mental, rasa logam di mulut, myasthenia gravis, nausea, nevi, mudah gelisah
dan iritasi, parkinson, rematik, sikoprenia, sariawan perut, sickle-cell anemia, keras
kepala, strabismus, gangguan penyerapan vitamin dan mineral, serta hemokromatis.
(Parulian, 2009 dan Paul C. Eck, Et.al., 1989).

Mangan (Mn) adalah logam berwarna abu – abu keperakan. Mangan digunakan
dalam campuran baja, industri pigmen, las, pupuk, pestisida, keramik, elektronik, dan
alloy (campuran beberapa logam dan bukan logam, terutama karbon), industri baterai,
cat, dan zat tambahan pada makanan (Eaton Et.al,2005; Janelle,2004 dan Said,2003).

Pada umumnya kaedah yang digunakan untuk menghilangkan besi dan mangan
adalah dengan menggunakan kaedah fizikal, kimia, biologi maupun kombinasi dari
masing – masing kaedah tersebut. Kaedah fizikal dapat dilakukan dengan cara filtrasi,
aerasi, elektrolitik dan pertukaran ion (ion exchange). Kaedah kimia dapat dilakukan
dengan mencampurkan kapur-soda, permanganat, ozon, polyphosphat, koagulan,
flokulan, dan sebagainya.

Sementara itu, kaedah biologi juga boleh dilakukan dengan menggunakan
mikroorganisme autotropis tertentu seperti bakteri besi yang mampu mengoksidasi besi
dan mangan. (Oktiawan,2007; Said,2003; Perpamsi,2002; Qasim, Et.al.,2000;
Said,1999; dan Bruce Seelig, 1992).

iv. Pembasmian kuman

Pengklorinan (Chlorination)

Air yang telah ditapis akan mengalir ke tangki air bersih di mana klorin didoskan.
Pengedosan klorin adalah untuk membunuh kuman serta mikroorganisma yang terdapat
di dalam air agar air selamat diminum.

Penyesuaian pH (pH adjustment)

Kapur terhidrat (Hydrated lime) digunakan untuk memastikan nilai pH air bersih
adalah di dalam julat yang dikehendaki. pH air menjadi rendah semasa proses
pengentalan kerana penambahan tawas. Oleh itu kapur didos ke dalam air bertapis
untuk menaikkan semula nilai pH ke tahap yang dikehendaki. Nilai pH yang bersesuaian
diperlukan kerana jika ia berasid (rendah) ia akan menghakis paip bekalan air dan jika
beralkali, ia akan membentuk mendapan pada sistem bekalan air.

Pemfluoridaan (Fluoridasi)

Bahan kimia 'sodium fluoride' juga didos dalam air bersih. Fluorida didoskan
untuk membantu menjaga kesihatan gigi pada kanak-kanak. Air yang bersih akan
disimpan di dalam tangki air bersih sebelum diagihkan.

Pemantauan Kualiti Air (Water Quality Monitoring)
Makmal loji ini dilengkapkan dengan peralatan ujian kualiti air. Ujian kualiti air

dijalankan keatas contoh air mentah, air mendap dan air bersih. Contoh air diambil
setiap dua jam dan diuji dimakmal loji untuk memastikan air yang dibekalkan adalah

mematuhi nilai piawai seperti yang telah ditetapkan oleh Kementerian Kesihatan
Malaysia. Kualiti air untuk parameter pH, kekeruhan, baki klorin dan fluorida dipantau
secara terus dengan peralataan ujian 'online'.

Rajah 3.10: Alat ujian Air ‘Online monitoring Water Quality’'

BAB 4
SISTEM AGIHAN AIR

4.1 Sistem Agihan Air

Rajah 4.1: Sistem Agihan Air

Agihan air adalah merupakan satu proses menghantar bekalan air mentah yang
telah dirawat kepada pengguna. Air mentah yang telah dirawat dipam masuk ke dalam
tangki imbangan seterusnya disalirkan ke tangki simpanan sebelum diagihkan kepada
pengguna.

Matlamat utama sistem agihan air ialah untuk membekalkan air terawat kepada
pengguna dengan tekanan dan kuantiti yang mencukupi. Tekanan dan kuantiti yang
mencukupi bermaksud, air yang dibekalkan kepada pengguna menepati keperluan
semua jenis kegunaan air termasuklah untuk tujuan memadam kebakaran.

Sekiranya berlaku kekurangan bekalan air pula, air yang dibekalkan kepada
pengguna adalah tidak kurang dari kadar minima 15%. Selain kadar bekalan minima,
keseluruhan sistem agihan air haruslah mempunyai rekabentuk dan kos pembinaan
yang ekonomik, sistem yang efisien, air yang dibekalkan adalah bersih dan berkualiti,
bahan yang digunakan adalah tahan lasak dan penyelenggaraan yang minimum.

4.1.1 Komponen dalam sistem agihan air

Rajah 4.2: Komponen-Komponen Dalam Sistem Agihan

Komponen dalam sistem agihan air terdiri daripada Tangki dan Kolam
Simpanan, Pam, Meter, Pili Bomba, Paip Retikulasi, Paip Agihan,Paip Hantaran dan
pelbagai jenis Injap.

Tangki dan kolam simpanan digunakan untuk menyimpan bekalan air terawat
sebelum diagihkan kepada pengguna. Tangki perlu untuk memastikan kelangsungan
bekalan air dalam tempoh bekalan air terputus. Namun begitu, kelangsungan air
semasa bekalan terputus adalah bergantung kepada kapasiti tangki simpanan. Tangki
juga digunakan untuk menstabilkan bekalan pada permintaan air yang berubah-ubah.

Pam air digunakan untuk kawasan yang berbukit di mana kawasan pengagihan
adalah lebih tinggi berbanding kawasan takungan air. Selain itu, pam juga digunakan
pada kawasan agihan yang luas untuk memastikan tekanan air adalah mencukupi untuk
semua kawasan agihan.

Meter air ialah alat yang digunakan untuk mengukur kuantiti air yang digunakan
oleh pengguna. Meter air biasanya dipasang luar rumah dan merekod bacaan air yang
mengalir melaluinya. Pengguna akan membayar air bergantung kepada jumlah yang
dicatat oleh meter air.

Pili air atau Pili bomba adalah merupakan pili yang bersambung dengan sistem
bekalan utama. Tidak dilengkapi dengan meter dan digunakan oleh pihak berkuasa
seperti jabatan bomba untuk mendapatkan sumber bekalan air bagi tujuan memadam
kebakaran.

Paip Retikulasi pula merupakan paip yang mengagihkan air terawat ke kawasan
bekalan. Sementara itu, Paip Agihan adalah paip yang mengagihkan air ke paip-paip
retikulasi dari tangki simpanan air, loji rawatan atau dari stesen pam penggalak. Paip
Hantaran pula adalah paip yang membawa air terawat dari loji rawatan atau dari rumah
pam ke tangki simpanan atau dari satu tangki ke tangki yang lain.

Injap adalah peralatan penting dalam sistem bekalan air. Injap digunakan untuk
mengawal kadar aliran air, memberhentikan aliran air, menyekat hala aliran air.
melepaskan udara dari dalam paip dan membolehkan udara masuk ke dalam paip bila
paip dikosongkan, melegakan tekanan daripada dalam paip, mengurangkan tekanan air,
membuang kotoran dari dalam paip air dan memberikan sambungan ke salur air untuk
kegunaan bomba.

4.1.2 Komponen takungan umum (Tangki/Kolam Simpanan)

Rajah 4.2: Komponen-Komponen Dalam Tangki/Kolam Simpanan
Komponen takungan umum pula terdiri daripada Paip Air Masuk, Injap
Pelampung, Perparitan, Alat Pengukur Aras, Tangga, Kolong Pemeriksaan,
Pengalihudaraan, Paip Air Keruk, Paip Limpahan dan Paip Air Keluar.