Bagaimana kekeruhan air diukur?

Apa Itu Kekeruhan?

Kekeruhan adalah ukuran kekeruhan atau kabut suatu cairan, yang umumnya digunakan untuk menilai kualitas air di badan air alami—seperti sungai, danau, dan laut—serta dalam sistem pengolahan air. Kekeruhan terjadi karena adanya partikel tersuspensi, termasuk lumpur, alga, plankton, dan produk sampingan industri, yang menyebarkan cahaya yang melewati kolom air.
Kekeruhan biasanya diukur dalam satuan kekeruhan nefelometrik (NTU), dengan nilai yang lebih tinggi menunjukkan opasitas air yang lebih besar. Satuan ini didasarkan pada jumlah cahaya yang dihamburkan oleh partikel yang tersuspensi dalam air, sebagaimana diukur oleh nefelometer. Nefelometer memancarkan berkas cahaya melalui sampel dan mendeteksi cahaya yang dihamburkan oleh partikel tersuspensi pada sudut 90 derajat. Nilai NTU yang lebih tinggi menunjukkan kekeruhan, atau kekeruhan, yang lebih besar dalam air. Nilai NTU yang lebih rendah menunjukkan air yang lebih jernih.
Contohnya: Air jernih mungkin memiliki nilai NTU mendekati 0. Air minum, yang harus memenuhi standar keamanan, biasanya memiliki nilai NTU kurang dari 1. Air dengan tingkat polusi atau partikel tersuspensi yang tinggi dapat memiliki nilai NTU yang mencapai ratusan atau ribuan.

Mengapa mengukur kekeruhan kualitas air?

Tingkat kekeruhan yang tinggi dapat menyebabkan beberapa efek buruk:
1) Penurunan penetrasi cahaya: Hal ini mengganggu fotosintesis pada tumbuhan air, sehingga mengganggu ekosistem perairan yang lebih luas yang bergantung pada produktivitas primer.
2) Penyumbatan sistem filtrasi: Padatan tersuspensi dapat menyumbat filter di fasilitas pengolahan air, meningkatkan biaya operasional dan mengurangi efisiensi pengolahan.
3) Keterkaitan dengan polutan: Partikel penyebab kekeruhan seringkali berfungsi sebagai pembawa kontaminan berbahaya, seperti mikroorganisme patogen, logam berat, dan bahan kimia beracun, sehingga menimbulkan risiko bagi lingkungan dan kesehatan manusia.
Singkatnya, kekeruhan berfungsi sebagai indikator penting untuk mengevaluasi integritas fisik, kimia, dan biologis sumber daya air, khususnya dalam kerangka pemantauan lingkungan dan kesehatan masyarakat.
Apa prinsip pengukuran kekeruhan?

Prinsip pengukuran kekeruhan didasarkan pada hamburan cahaya saat melewati sampel air yang mengandung partikel tersuspensi. Ketika cahaya berinteraksi dengan partikel-partikel ini, cahaya tersebut dihamburkan ke berbagai arah, dan intensitas cahaya yang dihamburkan berbanding lurus dengan konsentrasi partikel yang ada. Konsentrasi partikel yang lebih tinggi menghasilkan peningkatan hamburan cahaya, yang menyebabkan kekeruhan yang lebih besar.

prinsip pengukuran kekeruhan

Proses tersebut dapat dipecah menjadi langkah-langkah berikut:
Sumber Cahaya: Seberkas cahaya, biasanya dipancarkan oleh laser atau LED, diarahkan melalui sampel air.
Partikel Tersuspensi: Saat cahaya merambat melalui sampel, materi tersuspensi—seperti sedimen, alga, plankton, atau polutan—menyebabkan cahaya tersebar ke berbagai arah.
Deteksi Cahaya Tersebar: SebuahnefelometerInstrumen yang digunakan untuk pengukuran kekeruhan mendeteksi cahaya yang tersebar pada sudut 90 derajat relatif terhadap berkas cahaya datang. Deteksi sudut ini merupakan metode standar karena sensitivitasnya yang tinggi terhadap hamburan yang disebabkan oleh partikel.
Pengukuran Intensitas Cahaya Terhambur: Intensitas cahaya terhambur diukur, dengan intensitas yang lebih tinggi menunjukkan konsentrasi partikel tersuspensi yang lebih besar dan, akibatnya, kekeruhan yang lebih tinggi.
Perhitungan Kekeruhan: Intensitas cahaya hamburan yang diukur dikonversi menjadi Satuan Kekeruhan Nefelometrik (NTU), memberikan nilai numerik standar yang mewakili tingkat kekeruhan.
Apa yang digunakan untuk mengukur kekeruhan air?

Pengukuran kekeruhan air menggunakan sensor kekeruhan berbasis optik merupakan praktik yang banyak diadopsi dalam aplikasi industri modern. Biasanya, diperlukan penganalisis kekeruhan multifungsi untuk menampilkan pengukuran secara real-time, memungkinkan pembersihan sensor otomatis secara berkala, dan memicu peringatan untuk pembacaan abnormal, sehingga memastikan kepatuhan terhadap standar kualitas air.

Sensor Kekeruhan Online (Air laut yang dapat diukur)

Lingkungan operasional yang berbeda memerlukan solusi pemantauan kekeruhan yang berbeda pula. Dalam sistem pasokan air sekunder perumahan, instalasi pengolahan air, dan di titik masuk dan keluar fasilitas air minum, meter kekeruhan rentang rendah dengan presisi tinggi dan rentang pengukuran sempit banyak digunakan. Hal ini disebabkan oleh persyaratan ketat untuk tingkat kekeruhan rendah di lingkungan tersebut. Misalnya, di sebagian besar negara, standar peraturan untuk air keran di outlet instalasi pengolahan air menetapkan tingkat kekeruhan di bawah 1 NTU. Meskipun pengujian air kolam renang kurang umum, jika dilakukan, pengujian tersebut juga menuntut tingkat kekeruhan yang sangat rendah, yang biasanya memerlukan penggunaan meter kekeruhan rentang rendah.

Pengukur Kekeruhan rentang rendah TBG-6188T

Sebaliknya, aplikasi seperti instalasi pengolahan air limbah dan titik pembuangan limbah industri memerlukan meteran kekeruhan rentang tinggi. Air di lingkungan ini sering menunjukkan fluktuasi kekeruhan yang signifikan dan mungkin mengandung konsentrasi substansial padatan tersuspensi, partikel koloid, atau endapan kimia. Nilai kekeruhan sering kali melebihi batas pengukuran atas instrumen rentang ultra-rendah. Misalnya, kekeruhan air masuk di instalasi pengolahan air limbah dapat mencapai beberapa ratus NTU, dan bahkan setelah pengolahan primer, pemantauan tingkat kekeruhan dalam puluhan NTU tetap diperlukan. Meteran kekeruhan rentang tinggi umumnya beroperasi berdasarkan prinsip rasio intensitas cahaya yang tersebar terhadap yang ditransmisikan. Dengan menggunakan teknik perluasan rentang dinamis, instrumen ini mencapai kemampuan pengukuran dari 0,1 NTU hingga 4000 NTU sambil mempertahankan akurasi ±2% dari skala penuh.

Analisis Kekeruhan Online Industri

Dalam konteks industri khusus, seperti sektor farmasi dan makanan dan minuman, tuntutan yang lebih besar diberikan pada akurasi dan stabilitas jangka panjang pengukuran kekeruhan. Industri-industri ini sering menggunakan meter kekeruhan berkas ganda, yang menggabungkan berkas referensi untuk mengkompensasi gangguan yang disebabkan oleh variasi sumber cahaya dan fluktuasi suhu, sehingga memastikan keandalan pengukuran yang konsisten. Misalnya, kekeruhan air untuk injeksi biasanya harus dijaga di bawah 0,1 NTU, yang menimbulkan persyaratan ketat pada sensitivitas instrumen dan ketahanan terhadap interferensi.
Selain itu, dengan kemajuan teknologi Internet of Things (IoT), sistem pemantauan kekeruhan modern semakin cerdas dan terhubung jaringan. Integrasi modul komunikasi 4G/5G memungkinkan transmisi data kekeruhan secara real-time ke platform cloud, memfasilitasi pemantauan jarak jauh, analisis data, dan pemberitahuan peringatan otomatis. Misalnya, sebuah instalasi pengolahan air kota telah menerapkan sistem pemantauan kekeruhan cerdas yang menghubungkan data kekeruhan keluaran dengan sistem kontrol distribusi airnya. Setelah mendeteksi kekeruhan abnormal, sistem secara otomatis menyesuaikan dosis bahan kimia, menghasilkan peningkatan kepatuhan kualitas air dari 98% menjadi 99,5%, bersamaan dengan pengurangan konsumsi bahan kimia sebesar 12%.
Apakah kekeruhan memiliki konsep yang sama dengan total padatan tersuspensi?

Kekeruhan dan Total Suspended Solids (TSS) adalah konsep yang berkaitan, tetapi keduanya tidak sama. Keduanya merujuk pada partikel yang tersuspensi dalam air, tetapi berbeda dalam hal apa yang diukur dan bagaimana cara penghitungannya.
Kekeruhan mengukur sifat optik air, khususnya seberapa banyak cahaya yang dihamburkan oleh partikel-partikel tersuspensi. Pengukuran ini tidak secara langsung mengukur jumlah partikel, tetapi lebih tepatnya seberapa banyak cahaya yang diblokir atau dibelokkan oleh partikel-partikel tersebut. Kekeruhan dipengaruhi tidak hanya oleh konsentrasi partikel tetapi juga oleh faktor-faktor seperti ukuran, bentuk, dan warna partikel, serta panjang gelombang cahaya yang digunakan dalam pengukuran.

Alat Ukur Total Padatan Tersuspensi (TSS) Industri

Total Padatan Tersuspensi(TSS) mengukur massa sebenarnya dari partikel tersuspensi dalam sampel air. Ini mengkuantifikasi total berat padatan yang tersuspensi dalam air, terlepas dari sifat optiknya.
TSS diukur dengan menyaring sejumlah volume air yang diketahui melalui filter (biasanya filter dengan berat yang diketahui). Setelah air disaring, padatan yang tersisa pada filter dikeringkan dan ditimbang. Hasilnya dinyatakan dalam miligram per liter (mg/L). TSS berhubungan langsung dengan jumlah partikel tersuspensi, tetapi tidak memberikan informasi tentang ukuran partikel atau bagaimana partikel tersebut menyebarkan cahaya.
Perbedaan Utama:
1) Sifat Pengukuran:
Kekeruhan adalah sifat optik (bagaimana cahaya dihamburkan atau diserap).
TSS adalah sifat fisik (massa partikel yang tersuspensi dalam air).
2) Apa yang Mereka Ukur:
Kekeruhan memberikan indikasi seberapa jernih atau keruh air tersebut, tetapi tidak memberikan informasi tentang massa padatan yang sebenarnya.
TSS memberikan pengukuran langsung jumlah padatan dalam air, terlepas dari seberapa jernih atau keruh air tersebut terlihat.
3) Satuan:
Kekeruhan diukur dalam NTU (Nephelometric Turbidity Units).
TSS diukur dalam mg/L (miligram per liter).
Apakah warna dan kekeruhan itu sama?

Warna dan kekeruhan bukanlah hal yang sama, meskipun keduanya memengaruhi tampilan air.

Alat Pengukur Warna Air Online

Inilah perbedaannya:
Warna mengacu pada corak atau rona air yang disebabkan oleh zat terlarut, seperti bahan organik (seperti daun yang membusuk) atau mineral (seperti besi atau mangan). Bahkan air jernih pun dapat memiliki warna jika mengandung senyawa berwarna yang terlarut.
Kekeruhan mengacu pada kekeruhan atau kabut air yang disebabkan oleh partikel-partikel tersuspensi, seperti tanah liat, lumpur, mikroorganisme, atau padatan halus lainnya. Ini mengukur seberapa banyak partikel-partikel tersebut menyebarkan cahaya yang melewati air.
Pendeknya:
Warna = zat terlarut
Kekeruhan = partikel tersuspensi