Apa saja Standar Kualitas Air Dasar dan Pentingnya Sensor Kualitas Air?

Air sangat penting bagi pembangkit listrik, industri pupuk, farmasi, minuman, pengolahan kimia, dan pengolahan air limbah. Satu sektor industri dapat memiliki persyaratan standar kualitas air yang berbeda-beda. Air mengalami berbagai perlakuan kimia dan fisik saat melewati berbagai bagian dalam industri-industri ini. Pemantauan perubahan ini sangat penting untuk memastikan kepatuhan terhadap semua standar kualitas air. Hal ini menuntut adanya sensor kualitas air .

Sensor kualitas air dapat bervariasi dalam mendeteksi parameter, jangkauan, protokol komunikasi, dan konstruksi. Sangat penting untuk memastikan bahwa parameter fisik, kimia, dan biologis berada dalam jangkauan deteksi sensor. Jangkauan parameter ditentukan oleh berbagai persyaratan peraturan atau standar. Mempertahankan kompatibilitas maksimum dengan sistem Anda akan menghasilkan hasil yang lebih tinggi, proses yang efisien, dan respons cepat terhadap anomali.

Mari kita mulai dengan memahami dasar-dasar standar kualitas air, parameter kunci yang dideteksi oleh sensor kualitas air, dan kemudian membahas pentingnya sensor kualitas air dalam berbagai aplikasi.

Standar Dasar Kualitas Air

Menjaga kualitas air sangat penting untuk keperluan minum atau industri. pH rendah, yang terdeteksi oleh sensor kualitas air, dapat merusak pipa berbahan baja karbon dan menjadi kritis dalam beberapa proses kimia dengan pipa non-logam. Demikian pula, air untuk konsumsi manusia mungkin mengandung kontaminan yang dapat dideteksi melalui sensor kualitas air yang memberikan informasi tentang kekeruhan, konduktivitas, dan parameter proses lainnya. Mari kita telusuri lebih dalam standar kualitas air untuk pemahaman yang lebih luas tentang kualitas air.

♦ Definisi Standar Kualitas Air (WQS)

Menurut Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (EPA), persyaratan kualitas air bergantung pada tiga faktor utama: pengguna air, persyaratan parameter untuk melindungi pengguna air, dan persyaratan anti-degradasi untuk memastikan keberlanjutan. Ketiga komponen inti ini membentuk kualitas air. Berbagai organisasi menstandarisasi kualitas air dengan mendefinisikan rentang parameter kontrol, yang dipantau menggunakan sensor kualitas air.

♦ Badan Pengatur

Berbagai badan pengatur menetapkan persyaratan WQS berdasarkan aplikasinya. Berikut adalah organisasi-organisasi utama yang menstandarisasi kualitas air:

• Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (EPA)
• Perhimpunan Insinyur Mekanik Amerika (ASME)
• Badan Pengawas Obat dan Makanan (FDA)
• Masyarakat Amerika untuk Pengujian dan Material (ASTM)
• Farmakope Amerika Serikat (USP)

Meskipun sebagian besar badan pengatur mungkin mendefinisikan kualitas air untuk proses tertentu, EPA menyediakan pedoman komprehensif di semua sektor industri. Pedoman ini dibagi menjadi judul, bagian, dan seksi untuk aplikasi spesifik.

♦ Contoh WQS

1. Standar Umum Kualitas Air Industri

Organisasi seperti Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO), dan EPA menyediakan pedoman umum untuk penggunaan air industri. Pedoman tersebut harus mencakup:

• pH: 6,5 – 8,5
• Kekeruhan: <5 NTU
• Oksigen Terlarut (DO): >3 mg/L (bervariasi tergantung industri)
• Total Padatan Terlarut (TDS): <500 mg/L
• Kebutuhan Oksigen Kimia (COD): <250 mg/L
• Kebutuhan Oksigen Biokimia (BOD): <30 mg/L
• Logam Berat (Timbal, Arsenik, Merkuri): <0,01 mg/L

2. Standar Kualitas Air Pembangkit Listrik

Dengan 40 CFR Bagian 423, EPA memberikan batasan limbah untuk industri pembangkit listrik tenaga uap. Demikian pula, organisasi yang lebih spesifik, seperti ASME, menyediakan Kode Boiler & Bejana Tekanan (BPVC), yang mendefinisikan persyaratan khusus untuk pengendalian kimia air umpan boiler di Bagian I:

• pH: 8,5 – 10,5
• Konduktivitas: <10 µS/cm (air ultra murni untuk boiler bertekanan tinggi)
• Silika: <0,02 mg/L (untuk mencegah pembentukan kerak)
• Oksigen Terlarut: <0,007 mg/L (untuk menghindari korosi)
• Kesadahan Total: <0,1 mg/L CaCO₃

3. Standar Kualitas Air untuk Industri Makanan & Minuman

Dalam kasus barang konsumsi untuk manusia, kriterianya jauh lebih ketat. Parameter kontrolnya juga berbeda dari persyaratan pembangkit listrik atau farmasi pada umumnya. Ini juga berarti bahwa sensor kualitas air harus lebih akurat dan presisi dalam mendeteksi. FDA memberikan kontrol ketat untuk WQS dengan parameter:

• pH: 6,5 – 8,5
• Kekerasan: <100 mg/L CaCO₃
• Sisa Klorin: 0,2 – 1,0 mg/L (untuk memastikan disinfeksi yang tepat)
• Jumlah Koliform Total: 0 CFU/100mL
• Kekeruhan: <1 NTU
• Nitrat & Nitrit: <10 mg/L (untuk menghindari bahaya kesehatan)

Parameter Kualitas Air

Pada bagian sebelumnya, kita telah mengamati berbagai parameter kimia yang dipantau oleh sensor kualitas air untuk memastikan kualitas air yang dihasilkan. Baik air tersebut untuk konsumsi manusia maupun proses industri, air tersebut harus mengontrol tiga parameter utama: fisik, kimia, dan biologis.

Meskipun terdapat banyak parameter yang dapat dideteksi oleh sensor kualitas air, ada beberapa parameter yang digunakan di sebagian besar industri. Kita akan fokus pada parameter yang paling populer dan banyak digunakan untuk pemeliharaan kualitas air:

▪ Parameter Fisik

▶ Suhu

Suhu merupakan parameter penting dalam sebagian besar aplikasi industri. Suhu sangat penting dalam mempertahankan atau meningkatkan reaksi kimia atau biologis. Sensor kualitas air yang mendeteksi suhu biasanya terhubung secara online dan memberikan informasi langsung.

▶ Kekeruhan

Kekeruhan mengukur kejernihan air. Kontaminan dan padatan tersuspensi dapat membuat air menjadi keruh atau berawan. Sensor kualitas air kekeruhan menggunakan cahaya inframerah untuk mendeteksi kejernihan.

▶ Total Padatan Tersuspensi (TSS)

Mirip dengan detektor kekeruhan, padatan tersuspensi juga dideteksi menggunakan cahaya. Sensor kualitas air menggunakan cahaya yang melewati air untuk mendeteksi padatan tersuspensi yang sangat penting dalam bidang makanan, minuman, farmasi, dan bidang penting lainnya.

▶ Total Padatan Terlarut (TDS)

Kadar padatan terlarut (TDS) yang lebih tinggi menunjukkan bahwa air mungkin mengandung logam berat atau kontaminan yang tidak diinginkan yang perlu dihilangkan. Hal ini dapat memengaruhi kualitas kehidupan akuatik di sungai dan danau. Air juga akan menahan lebih banyak panas, yang dapat memengaruhi kehidupan laut.

▶ Konduktivitas

Sensor kualitas air mendeteksi konduktivitas untuk menghitung padatan terlarut (ion). Sensor ini dapat menunjukkan keberadaan kontaminan yang tidak membuat air menjadi keruh atau berawan.

▶ Kekerasan

Pengukuran kadar kalsium dan magnesium dalam air memberikan informasi tentang tingkat kesadahan air. Parameter ini sangat penting karena dapat menyebabkan penumpukan kerak dan kerusakan lain pada peralatan. Sensor kualitas air menggunakan elektroda selektif ion untuk mendeteksi kalsium dan magnesium.

▶ Salinitas

Kepadatan dan kapasitas panas air adalah sifat-sifat yang sangat penting. Detektor kualitas air dengan pengukuran konduktivitas listrik dapat secara langsung menunjukkan salinitas air, yang merupakan parameter penting dalam pertanian untuk irigasi dan peternakan.

▪ Parameter Kimia

◀ pH

Mendeteksi tingkat pH sangat penting dalam aplikasi industri, pertanian, dan lingkungan. pH yang lebih rendah dapat berarti air terlalu asam, dan pH yang lebih tinggi berarti air bersifat basa. Aplikasi menentukan nilai pH yang dibutuhkan. Untuk konsumsi manusia, sensor kualitas air perlu mendeteksi pH antara 6,5 ​​dan 8,5.

◀ Potensial Reduksi Oksidasi (ORP)

Kemampuan air untuk mengoksidasi atau mereduksi umumnya disebut sebagai redoks atau ORP. Sensor air yang mendeteksi ORP memberikan wawasan tentang keberadaan zat-zat seperti oksigen, klorin, atau hidrogen sulfida.

◀ Oksigen Terlarut

Meskipun ORP dapat mengukur potensi kadar oksigen, sangat penting untuk mendeteksi kadar oksigen terlarut dalam air industri. Kadar oksigen yang lebih tinggi dapat merusak pipa baja karbon dan peralatan yang menggunakan logam pengoksidasi. Bagi kehidupan akuatik, kadar oksigen terlarut yang lebih tinggi diinginkan untuk kelangsungan hidup. Sensor kualitas air elektrokimia dengan katoda (elektroda negatif) tempat oksigen direduksi digunakan untuk deteksi.

◀ Ion Amonium

Mendeteksi dan mengurangi keberadaan ion amonium sangat penting dalam ekosistem perairan. Tingkat ion amonium yang tinggi dapat mengurangi kadar oksigen, sehingga membahayakan kehidupan akuatik. Sensor kualitas air dengan Elektroda Selektif Ion (ISE) adalah pilihan utama untuk sebagian besar aplikasi deteksi online.

◀ Ion Nitrat

Dalam air minum, ion nitrat dapat berbahaya bagi konsumsi manusia dan menyebabkan masalah seperti sindrom bayi biru. Di badan air yang besar, ion nitrat dapat menyebabkan pertumbuhan alga berbahaya (HAB), yang membahayakan kehidupan laut. Kadar nitrat dijaga di bawah batas rendah – 1 mg/L atau kurang dalam aplikasi akuakultur.

▪ Parameter Biologis

▶ Konsentrasi Klorofil

Ini mewakili pembentukan alga dan sianobakteri di dalam badan air. Sensor kualitas air mendeteksi konsentrasi ini untuk menunjukkan pertumbuhan alga yang berlebihan atau polusi nutrisi. Ketika dirangsang dengan panjang gelombang cahaya tertentu, molekul klorofil memancarkan cahaya.

▶ Total Koliform dan E. coli

Ini adalah indikator utama kontaminasi tinja dalam air, yang dapat membahayakan kesehatan manusia dan menyebabkan penyakit yang ditularkan melalui air. Deteksi sangat penting dalam industri makanan, minuman, pengolahan air limbah, dan air minum.

▶ Kebutuhan Oksigen Biologis

Mendeteksi kebutuhan oksigen biologis (BOD) menggunakan sensor kualitas air sangat penting untuk memastikan tingkat polusi organik yang terkontrol. Kebutuhan oksigen biologis yang lebih tinggi dapat mengurangi oksigen yang tersedia bagi kehidupan laut. Industri kertas, tekstil, dan makanan memantau parameter ini dengan cermat.

Bagaimana Cara Mengukur Kualitas Air?

Pengukuran kualitas air memerlukan penggunaan sensor online atau teknik analisis offline. Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan tersendiri. Berikut adalah dua teknik pengujian tersebut:

★ Pengujian Laboratorium

Semua industri akan memiliki fasilitas pengujian laboratorium, karena fasilitas ini memberikan nilai yang lebih akurat dan presisi yang sangat penting untuk kalibrasi instrumen dan perbandingan hasil. Hal ini sangat penting untuk memenuhi persyaratan peraturan. Namun, pengujian laboratorium lebih lambat dan lebih mahal untuk volume sampel yang lebih besar.

★ Pengujian Lapangan

Ini adalah teknik yang banyak diadopsi dan diterima untuk mendeteksi kualitas air. Berbagai sensor kualitas air dapat digunakan untuk memastikan pengawasan yang lebih baik selama proses tersebut. Teknik yang cepat dan andal ini menghasilkan hasil yang cukup akurat untuk pengendalian parameter. Namun, teknik ini memiliki kelemahan yaitu akurasinya yang moderat.

Pentingnya Sensor Kualitas Air dalam Berbagai Aplikasi

Pentingnya sensor kualitas air dalam pertanian, kimia, limbah perkotaan, biodegradasi, sungai, waduk, sumur, pengolahan air, pembangkit listrik, dan banyak aplikasi lainnya tidak dapat diremehkan. Baik itu aplikasi industri maupun lingkungan, penggunaan sensor kualitas air akan menghasilkan hasil yang lebih baik dan kualitas yang lebih tinggi.

✔ Pertanian

Dalam aplikasi pertanian, sensor kualitas air sangat penting untuk rumah kaca, irigasi, pengelolaan tanah, peternakan, hidroponik, akuaponik, pengelolaan pupuk, dan pengelolaan nutrisi. Parameter seperti salinitas, suhu, TSS, konduktivitas, keberadaan ion, tingkat pH, oksigen terlarut, dan BOD sangat penting bagi kesehatan ternak, tanaman, dan lingkungan. Mengontrol parameter-parameter ini juga menghasilkan hasil panen yang lebih tinggi dan kerugian yang lebih rendah.

✔ Pengolahan Air

Fasilitas pengolahan air memerlukan deteksi parameter biologis, kimia, dan fisik menggunakan sensor kualitas air. Hal ini memastikan kepatuhan terhadap persyaratan peraturan. Instalasi pengolahan air ini dapat menghasilkan air minum bersih dan pengolahan air limbah atau menyediakan air untuk penggunaan industri. Pengendalian parameter air seperti DO, deteksi bakteri koliform, BOD, pH, kadar klorin, nitrat, amonium, potensi reduksi-oksidasi (ORP), TDS, TSS, dan kekeruhan akan menghasilkan efisiensi yang lebih baik, limbah yang lebih rendah, dan hasil yang lebih tinggi.

✔ Pabrik Pengolahan

Pabrik pengolahan seperti pembangkit listrik, pabrik kimia, atau kilang minyak memerlukan pemantauan kualitas air yang ketat untuk memastikan efisiensi operasional, keselamatan, dan kepatuhan terhadap peraturan lingkungan. Sensor kualitas air online digunakan untuk pengoperasian yang efisien sekaligus menghindari kerusakan pada peralatan. Pemantauan parameter seperti pH, potensi oksidasi-reduksi (ORP), klorin, amonium, dan nitrat dapat membantu mengurangi proses penuaan dan memastikan keandalan peralatan.

✔ Lingkungan

Baik itu danau, waduk, air sumur, limbah perkotaan, atau aplikasi lingkungan lainnya, penggunaan sensor kualitas air online dapat memberikan akuisisi data langsung yang dapat mengurangi polusi air, menyeimbangkan ekosistem, dan memastikan kepatuhan terhadap peraturan. Parameter fisik, kimia, dan biologis semuanya penting untuk memantau dampak lingkungan. TSS, kekeruhan, dan suhu membantu menilai kondisi kehidupan akuatik. TDS, salinitas, dan konduktivitas memberikan tingkat polusi dari kawasan industri. Demikian pula, kontrol pH, ORP, nitrat, amonium, dan kadar DO membantu organisme akuatik. Ini sangat penting untuk lingkungan dan keberlanjutan.

Kesimpulan

Bisakah kita memastikan kualitas air tanpa menggunakan sensor online modern? Jawabannya adalah tidak. Sensor kualitas air kini menjadi bagian integral dari semua aplikasi industri dan lingkungan. Sensor ini memberikan detail yang rumit tentang proses dan memastikan produk yang terkontrol dengan kualitas tertinggi. Tujuannya adalah untuk menyediakan pemantauan online yang cepat kepada pengguna untuk mendorong pemecahan masalah dan penyesuaian proses secara langsung. Sensor ini juga memastikan kepatuhan terhadap peraturan untuk menghindari potensi tindakan hukum.

Baik itu mengukur TSS, TDS, suhu, salinitas, konduktivitas, kekeruhan, DO, konsentrasi ion, pH, ORP, atau parameter lainnya, seperti yang telah kami sebutkan di bagian sebelumnya, sensor kualitas air online mampu melakukan tugasnya dengan akurasi tinggi dan presisi yang memadai. Kami harap Anda memiliki pemahaman yang lebih baik tentang standar dan sensor kualitas air serta pentingnya hal tersebut.

Jika Anda mencari sensor kualitas air online yang canggih, tahan lama, terjangkau, dan akurat, kunjungi situs web Rika Sensor. Mereka memiliki pengalaman lebih dari 10 tahun dalam mengembangkan sensor untuk berbagai aplikasi.