Ringkasan Mudah Faham (Nota Asas Kelestarian Tingkatan 5 Bab 2: Rawatan Awal)

Dokumen ini membincangkan dua topik utama: rawatan air bersih dan pengurusan air sisa kumbahan.

Bahagian 1: Rawatan Air Bersih

Air adalah keperluan asas untuk semua hidupan dan wujud dalam tiga bentuk: pepejal (ais), cecair (sungai, laut), dan gas (wap air). Air sentiasa bergerak dalam satu kitaran yang dipanggil Kitaran Air, yang melibatkan proses-proses berikut:

• Penyejatan: Air dari lautan dan sungai menjadi wap kerana haba matahari.

• Transpirasi: Tumbuhan melepaskan wap air dari daunnya.

• Pemeluwapan: Wap air di atmosfera menyejuk dan membentuk awan.

• Curahan: Awan menjadi berat dan air jatuh semula ke bumi sebagai hujan.

• Penyusupan & Larian: Air hujan meresap ke dalam tanah (menjadi air bawah tanah) atau mengalir di permukaan (menjadi air sungai).

Sumber air mentah utama di Malaysia ialah air hujan, air permukaan (sungai, tasik), dan air bawah tanah. Air ini mengandungi bendasing seperti asid humik, mineral, mikroorganisma, dan bahan terampai. Oleh itu, ia perlu dirawat di Loji Rawatan Air sebelum selamat digunakan. Proses rawatan air melibatkan beberapa peringkat penting:

1. Penyaringan: Menapis bendasing kasar seperti sampah dan daun.

2. Pengudaraan: Menambah oksigen untuk menyingkirkan bau, rasa, dan logam seperti ferum.

3. Pembauran Kimia, Pengentalan & Penggumpalan: Bahan kimia seperti alum (aluminium sulfat) ditambah untuk membuat zarah-zarah halus melekat antara satu sama lain menjadi gumpalan besar yang dipanggil flok.

4. Pengenapan: Flok yang berat akan mendap ke dasar tangki.

5. Penapisan: Air dialirkan melalui lapisan pasir dan kerikil untuk menapis baki bendasing halus.

6. Pemfloridaan: Florida ditambah untuk kesihatan gigi.

7. Pembasmian Kuman: Klorin digunakan untuk membunuh mikroorganisma berbahaya.

8. Penyesuaian pH: Kapur ditambah untuk memastikan air tidak terlalu berasid atau beralkali bagi mengelakkan hakisan paip.

Bahagian 2: Sistem Pembetungan dan Rawatan Air Sisa

Air sisa kumbahan ialah air buangan dari aktiviti manusia, terbahagi kepada domestik (dari rumah dan pejabat) dan industri (dari kilang). Air sisa ini berbahaya kerana mengandungi najis, bahan kimia, bakteria, dan sampah. Jika tidak dirawat, ia boleh mencemarkan sungai, membahayakan hidupan akuatik, dan menyebarkan penyakit seperti taun dan demam kepialu.

Di Malaysia, Indah Water Konsortium (IWK) bertanggungjawab menguruskan sistem pembetungan. Terdapat dua sistem utama:

1. Sistem Tangki Septik Individu: Digunakan oleh premis persendirian, di mana sisa dikumpul dalam tangki bawah tanah.

2. Sistem Pembetungan Bersambung: Paip dari premis disambungkan terus ke loji rawatan kumbahan awam.

Air sisa kumbahan dirawat melalui pelbagai kaedah seperti Tangki Septik, Kolam Penstabil Sisa, Lagun Berudara, dan Enap Cemar Teraktif. Proses rawatan ini menggunakan mikroorganisma untuk menguraikan bahan cemar.

Hasil daripada rawatan air sisa kumbahan ialah enap cemar (pepejal) dan bioefluen (air terawat). Sisa ini boleh diproses menggunakan teknologi hijau untuk menghasilkan:

• Biopepejal: Enap cemar kering yang boleh dijadikan baja atau bahan binaan.

• Biogas: Gas metana yang boleh digunakan untuk menjana elektrik.

• Bioefluen: Air terawat yang boleh digunakan semula untuk tujuan bukan minuman seperti mencuci, landskap, dan pembinaan.

Soalan Kemahiran Berfikir Aras Tinggi (KBAT)

1. Soalan: Sebuah loji rawatan air mengalami kerosakan pada peringkat pembauran kimia, menyebabkan penambahan alum tidak dapat dilakukan. Huraikan kesan berantai kegagalan ini terhadap proses-proses rawatan air yang seterusnya (pengentalan, pengenapan, dan penapisan) dan kualiti akhir air yang dihasilkan.

Jawapan: Kegagalan pada peringkat pembauran kimia akan memberi kesan domino kepada proses rawatan seterusnya. Tanpa penambahan alum, zarah-zarah halus yang terampai di dalam air mentah tidak akan dineutralkan casnya. Akibatnya:

• Peringkat Pengentalan dan Penggumpalan: Proses pembentukan flok tidak akan berlaku secara berkesan. Zarah-zarah kecil akan kekal terpisah dan tidak akan bergabung menjadi kelompok yang lebih besar dan berat.

• Peringkat Pengenapan: Oleh kerana tiada flok berat yang terbentuk, proses pengenapan graviti menjadi tidak berkesan. Kebanyakan pepejal terampai akan kekal terapung di dalam air dan tidak akan mendap di dasar kolam pengenapan. Air yang mengalir keluar dari peringkat ini akan masih sangat keruh.

• Peringkat Penapisan: Beban kerja pada penapis pasir akan meningkat secara drastik kerana ia perlu menyingkirkan jumlah zarah halus yang sangat banyak. Ini akan menyebabkan penapis tersumbat dengan cepat, mengurangkan kadar penapisan, dan memerlukan proses cucian balik (backwash) yang lebih kerap. Kualiti air yang ditapis mungkin tidak mencapai standard kebersihan yang diperlukan.

• Kualiti Akhir Air: Air yang dihasilkan berkemungkinan besar masih keruh, mempunyai warna, dan mengandungi bendasing. Proses pembasmian kuman mungkin kurang berkesan kerana mikroorganisma boleh “bersembunyi” di dalam zarah-zarah yang tidak disingkirkan, menyebabkan air tidak selamat untuk diminum.

2. Soalan: Bandingkan sistem pembetungan ‘kaedah berasingan’ dan ‘kaedah bergabung’ untuk sebuah kawasan perbandaran yang pesat membangun dan sering mengalami hujan lebat. Wajarkan kaedah mana yang lebih lestari untuk jangka masa panjang.

Jawapan:

• Kaedah Bergabung: Menggunakan satu paip untuk mengalirkan air sisa kumbahan dan air hujan. Kelebihannya ialah kos pembinaan awal yang lebih rendah. Namun, kelemahannya ialah semasa hujan lebat, jumlah aliran ke loji rawatan kumbahan akan meningkat secara mendadak. Ini boleh menyebabkan loji terlebih beban, mengakibatkan rawatan tidak berkesan dan pelepasan air sisa yang tidak dirawat sepenuhnya ke alam sekitar.

• Kaedah Berasingan: Menggunakan dua sistem paip yang berbeza; satu untuk air sisa kumbahan ke loji rawatan, dan satu lagi untuk air hujan yang disalirkan terus ke sungai atau longkang. Kelebihannya ialah aliran ke loji rawatan lebih konsisten dan terkawal, memastikan rawatan yang lebih cekap. Ia juga mengurangkan risiko pencemaran alam sekitar kerana air hujan yang tidak tercemar dikembalikan terus ke kitaran air semula jadi. Kelemahannya ialah kos pembinaan dan penyelenggaraan yang lebih tinggi.

Justifikasi: Untuk kawasan perbandaran yang pesat membangun dan mengalami hujan lebat, kaedah berasingan adalah lebih lestari untuk jangka masa panjang. Walaupun kos awalnya lebih tinggi, ia dapat meminimumkan risiko pencemaran alam sekitar akibat limpahan loji rawatan. Ini memastikan ekosistem sungai terpelihara dan kesihatan awam terjamin. Kecekapan loji rawatan juga dapat dikekalkan, menjadikannya pelaburan yang lebih baik untuk masa depan bandar tersebut.

3. Soalan: Teknologi hijau meneroka penggunaan semula sisa daripada rawatan air sisa kumbahan. Jelaskan bagaimana penghasilan biopepejal, biogas, dan bioefluen dapat mewujudkan satu kitaran ekonomi yang mampan dan mengurangkan kebergantungan terhadap sumber semula jadi.

Jawapan: Penghasilan produk sampingan ini mewujudkan ekonomi kitaran:

• Biopepejal: Ia menggantikan penggunaan baja kimia dalam pertanian dan penggunaan agregat (pasir dan batu) dalam pembinaan. Ini mengurangkan perlombongan sumber asli dan kos pengeluaran baja. Penjualan biopepejal juga boleh menjana pendapatan untuk loji rawatan.

• Biogas: Penggunaan gas metana untuk menjana elektrik mengurangkan kebergantungan kepada bahan api fosil (arang batu, gas asli) untuk tenaga. Loji rawatan boleh menjadi lebih mandiri dari segi tenaga, mengurangkan kos operasi dan jejak karbon negara.

• Bioefluen: Penggunaan semula air terawat untuk tujuan bukan minuman seperti landskap, pembersihan, dan industri secara langsung mengurangkan permintaan terhadap bekalan air bersih yang dirawat. Ini amat penting di kawasan yang mengalami masalah bekalan air, memelihara sumber air mentah untuk kegunaan minuman. Secara keseluruhannya, kitaran ini mengubah sisa yang dianggap masalah kepada sumber yang bernilai, mengurangkan pembuangan sisa, menjana pendapatan, dan memulihara sumber alam, lalu mewujudkan model pengurusan sisa yang mampan.

4. Soalan: Penyakit bawaan air seperti taun dan demam kepialu sering dikaitkan dengan pengurusan air sisa kumbahan yang tidak sistematik. Analisis bagaimana kegagalan sistem tangki septik individu yang tidak diselenggara boleh menjadi punca penularan penyakit-penyakit ini kepada komuniti setempat.

Jawapan: Tangki septik individu yang tidak diselenggara (tidak dikosongkan setiap dua tahun) boleh gagal berfungsi dengan baik. Enap cemar akan memenuhi tangki, menyebabkan air sisa kumbahan yang tidak dirawat sepenuhnya melimpah keluar. Terdapat beberapa cara ia boleh menularkan penyakit:

• Pencemaran Air Permukaan: Efluen yang tidak dirawat dari tangki septik boleh mengalir ke dalam longkang, parit, dan seterusnya ke sungai. Sungai yang tercemar ini mungkin digunakan oleh komuniti untuk aktiviti rekreasi atau sebagai sumber air, menyebabkan pendedahan langsung kepada bakteria berbahaya seperti Cholera dan Typhoid.

• Pencemaran Air Bawah Tanah: Jika sistem resapan tangki septik tersumbat atau rosak, air sisa mentah boleh meresap terus ke dalam tanah dan mencemari akuifer atau sumber air bawah tanah. Jika penduduk berdekatan menggunakan telaga sebagai sumber air minuman, mereka berisiko tinggi untuk dijangkiti.

• Pendedahan Langsung: Limpahan dari tangki septik boleh membentuk lopak air di halaman rumah atau kawasan awam. Kanak-kanak yang bermain di kawasan tersebut atau haiwan peliharaan boleh terdedah kepada patogen dan membawanya masuk ke dalam rumah. Kegagalan ini mencipta satu laluan penyebaran patogen daripada najis manusia kembali kepada komuniti melalui pelbagai medium (air, tanah, sentuhan langsung), menyebabkan wabak penyakit mudah merebak.

5. Soalan: Rawatan air sisa kumbahan seperti ‘Enap Cemar Teraktif’ dan ‘Penyentuh Biologi Berputar (RBC)’ kedua-duanya menggunakan mikroorganisma untuk menguraikan bahan organik. Berdasarkan prinsip operasi kedua-dua kaedah ini, nilaikan kaedah manakah yang lebih sesuai untuk loji rawatan berskala kecil di kawasan luar bandar yang mempunyai bekalan elektrik yang tidak stabil.

Jawapan:

• Enap Cemar Teraktif: Sistem ini memerlukan bekalan udara dan oksigen yang berterusan melalui pengocak mekanikal atau peresap udara. Ia sangat bergantung kepada bekalan elektrik yang stabil untuk memastikan mikroorganisma terus hidup dan aktif. Jika elektrik terputus, proses rawatan akan terhenti dan boleh menyebabkan kegagalan sistem.

• Penyentuh Biologi Berputar (RBC): Sistem ini menggunakan cakera yang berputar perlahan. Sebahagian cakera tenggelam di dalam kumbahan (untuk mendapatkan makanan) dan sebahagian lagi terdedah kepada atmosfera (untuk mendapatkan oksigen). Walaupun ia masih memerlukan elektrik untuk putaran, ia dianggap lebih ‘kuat’ dan dapat bertahan dengan pertambahan muatan organik secara mendadak. Putaran yang perlahan mungkin memerlukan kurang tenaga berbanding pengudaraan berterusan dalam sistem enap cemar teraktif.

Penilaian dan Cadangan: Bagi loji berskala kecil di luar bandar dengan bekalan elektrik yang tidak stabil, Penyentuh Biologi Berputar (RBC) adalah lebih sesuai. Sistem ini lebih tahan lasak terhadap gangguan operasi. Walaupun ia masih memerlukan elektrik, kebergantungannya mungkin tidak sekritikal sistem enap cemar teraktif yang memerlukan pengudaraan berterusan. Selain itu, sistem kolam penstabil sisa juga merupakan alternatif yang sangat baik untuk kawasan luar bandar kerana ia kurang bergantung pada mekanisma elektrik dan lebih menggunakan proses semula jadi, walaupun ia memerlukan kawasan tanah yang lebih luas.

Soalan Lazim (FAQ)

1. Apakah perbezaan utama antara air mentah dan air yang dirawat? Air mentah ialah air tawar yang terdapat secara semula jadi, seperti air hujan, air sungai, air tasik, dan air bawah tanah. Manakala, air yang dirawat ialah air yang diperoleh daripada sumber air mentah tetapi telah melalui proses rawatan khusus untuk menyingkirkan pencemaran dan menjadikannya selamat untuk digunakan oleh manusia.

2. Mengapakah proses pengudaraan penting dalam rawatan air? Proses pengudaraan adalah penting kerana ia bertujuan untuk:

• Menambah kandungan oksigen terlarut untuk meningkatkan kualiti air.

• Mengoksidakan ferum dan mangan supaya mudah disingkirkan.

• Membuang rasa dan bau air yang tidak menyenangkan.

• Menaikkan nilai pH air dengan mengurangkan karbon dioksida.

3. Apakah fungsi Indah Water Konsortium Sdn. Bhd. (IWK) di Malaysia? IWK ialah syarikat pembetungan nasional yang diamanahkan untuk mengendalikan sistem pembetungan di negeri-negeri Semenanjung Malaysia (kecuali Kelantan, Sabah, Sarawak, Majlis Perbandaran Pasir Gudang dan Majlis Bandaraya Johor Bahru). Tanggungjawabnya termasuk mengendalikan paip bawah tanah, stesen pam, loji rawatan air sisa kumbahan, dan urusan rawatan enap cemar.

4. Apakah itu ‘flok’ dan bagaimana ia terbentuk semasa proses rawatan air? ‘Flok’ ialah kelompok zarah yang lebih besar dan berat yang terbentuk daripada gabungan zarah-zarah kecil di dalam air. Ia terbentuk semasa proses pengentalan dan penggumpalan, di mana bahan kimia seperti alum (aluminium sulfat) dan polimer ditambah ke dalam air. Bahan kimia ini meneutralkan cas negatif zarah-zarah kecil, membolehkan ia menarik satu sama lain dan bergabung membentuk flok yang cukup berat untuk mendap.

5. Apakah tiga produk bermanfaat yang boleh dihasilkan daripada sisa enap cemar melalui teknologi hijau? Tiga produk bermanfaat yang boleh dihasilkan ialah:

• Sisa Biopepejal: Enap cemar kering yang boleh digunakan sebagai baja, pembaik tanah, atau bahan binaan seperti jubin dan blok.

• Biogas: Gas metana yang dihasilkan daripada proses pencernaan anaerob, boleh digunakan untuk menjana tenaga elektrik atau sebagai bahan bakar industri.

• Sisa Bioefluen: Air terawat yang boleh digunakan semula untuk tujuan bukan minuman seperti pencucian, landskap, pembinaan, dan pengairan.