BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan salah satu bahan pokok yang mutlak dibutuhkan oleh manusia sepanjang

masa, baik langsung maupun tidak langsung. Keberadaan air di muka bumi diketahui

menempati lebih kurang ¾ bagian luas permukaan bumi. Dari keseluruhan sumber di

bumi, ternyata 97% lautan dan 3% sisanya merupakan air hujan, salju, es dan air

didalam tanah maupun di atas tanah. Dari jumlah air yang sangat besar di alam ini,

hanya sebagian kecil saja yang dipergunakan untuk kebutuhan manuasia dan terbatas

pada proporsi tersedianya maupun diperolehnya air (Waryati,2007)

Sumber air yang banyak digunakan oleh masyarakat adalah air permukaan (sungai,

waduk, rawa) air tanah dan air hujan. Sumber air yang memenuhi syarat sebagai air

baku air minum jumlahnya semakin hari semakin berkurang, yang diakibatkan oleh ulah

manusia itu sendiri, baik di sengaja maupun tidak disengaja.

Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya

memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum setelah masak (Permenkes RI

No.82/2001). Air minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses

pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum (Permenkes

RI No.492/Menkes/Per/IV/2010).

Air bersih yang dibutuhkan manusia sebagai kebutuhan hidupnya harus memenuhi

berbagai persyaratan, terutama kualitas, kuantitas dan kontinuitas. Namun tidak semua

daerah memiliki sumber air baku yang dekat dengan pemukiman penduduk dan

langsung dapat digunakan untuk kebutuhan air minum atau sumber air bersih.

Air sumur atau air tanah merupakan sebagian air atmosfer yang mengalami perkolasi

melalui lapisan permukaan tanah menuju formasi batuan akuifer yang menampung air

hingga volume tertentu. Adapun akuitard dan akifug yang tidak terkontaminasi oleh

resapan air dari luar disebabkan oleh formasi batuan yang kedap air. Dalam

penggunaannya terkadang air sumur sering ditemukan dalam kondisi yang tidak layak

sebagai air bersih ataupun air baku untuk air minum. Hal ini dapat disebabkan karena

formasi batuan yang terbuka ataupun tergantung pada proses awal eksploitasi air tanah

yang tidak memperhatikan lingkungan air tanah tersebut. Namun, pemenuhan

kebutuhan air bersih ataupun air minum harus tetap berkelanjutan sehingga sebagian

masyarakat menggunakan sumber air yang ada di sekitar lingkungannya.

Air bersih ataupun minum yang cukup secara kuantitas, kualitas, dan kontinuitas

merupakan kebutuhan utama untuk kelangsungan hidup manusia. Untuk itu diperlukan

suatu instalasi pengolahan air (IPA) guna menunjang kelancaran distribusi air pada

masyarakat. Pemilihan unit operasi dan proses pada IPA harus disesuaikan dengan

kondisi air baku yang yang menjadi sumber utama. Air baku sendiri adalah air yang

belum mengalami proses pengolahan, artinya air tersebut memiliki kualitas yang sudah

mendekati air bersih. Namun masih diatas nilai ambang batas sehingga diperlukan

pengolahan terlebih dahulu sebelum dimanfaatkan sebagai air bersih ataupun air

minum.

Oleh karena itu perlu dilakukan pengolahan air baku sungai/sumur untuk meminimalisir

kandungan pencemar agar air minum dapat terpenuhi. Metode pengolahan dengan

sistem flokulasi, koagulasi dan filtrasi dipilih dalam pengolahan air baku guna

meningkatkan sanitasi dan higienitas masyarakat.

1.2 Rumusan Masalah

1. Apakah treatment yang digunakan mampu mengolah air sumur bor menjadi air

minum sesuai dengan standar baku mutu air minum?

2. Seberapa besar efektivitas treatment yang dilakukan dapat menurunkan kekeruhan,

kandungan Besi dan Mangan, serta E. Coli air sumur bor menjadi air minum?

1.3 Tujuan Program

1. Mengidentifikasi sumber air baku sumur bor sebelum dilakukan treatment

pengolahan air.

2. Membuat desain pengolahan air sumur bor menjadi air minum dengan sistem

flokulasi, koagulasi dan filtrasi.

3. Mengevaluasi desain alat yang dirancang setelah dilakukan pengolahan air sumur

bor menjadi air minum terhadap penurunan kekeruhan, Besi, Mangan dan E.Coli.

1.4 Batasan Masalah

1. Air baku yang digunakan adalah air sumur bor di kawasan jalan suwandi dengan

pengolahan skala rumah tangga.

2. Parameter yang akan diturunkan adalah kekeruhan, besi dan mangan, serta bakteri

E. Coli dengan proses flokulasi, koagulasi dan filtrasi.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah:

1. Sebagai bahan masukan untuk penelitian selanjutnya mengenai instalasi pengolahan air

minum.

2. Memberikan gambaran perancangan desain pengolahan air minum yang sederhana bagi

masyarakat guna membantu memenuhi kebutuhan air minum terutama untuk daerah yang

belum terjangkau oleh air PDAM.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air Baku

Dalam memilih sumber air baku untuk air minum, maka harus diperhatikan persyaratan

utama yang meliputi kualitas, kuantitas, kontinuitas dan biaya yang murah dalam proses

pengambilan sampai pada proses pengolahannya (Sutrisno, 2004)

Beberapa sumber air baku yang dapat digunakan untuk penyediaan air bersih

dikelompokkan sebagai berikut:

a. Air hujan

Air hujan disebut juga dengan air angkasa. Beberapa sifat kualitas air hujan adalah

sebagai berikut:

Bersifat lunak karena tidak mengandung larutan garam dan zat-zat mineral.

Air hujan pada umumnya bersifat lebih bersih.

Dapat bersifat korosif karena mengandung zat-zat yang terdapat diudara seperti

NH3, CO2 Agresif ataupun SO2. Adanya konsentrasi SO2 yang tinggi diudara

yang bercampur dengan air hujan akan menyebabkan terjadinya hujan asam

(Acid rain)

Dari segi kuantitas, air hujan terantung pada besar kecilnya curah hujan.

Sehingga air hujan tidak mencampuri untuk persediaan umum karena jumlah

berfluktuasi. Begitu pula bila dilihat dari segi kontinuitasnya, air hujan tidak

dapat diambil secara terus menerus karena tergantung pada musim.

b. Air permukaan

Air permukaan yang biasanya dimanfaatkan sebagai sumber atau bahan baku air

bersih adalah

1. Air waduk (berasal dari air hujan)

2. Air Sungai (berasal dari air hujan dan mata air)

3. Air danau (berasal dari air hujan, mata air dan air sungai)

Pada umumnya air permukaan telah terkontaminasi dengan berbagai zat-zat

yang berbahaya bagi kesehatan, sehingga memerlukan pengolahan terlebih

dahulu sebelum dikonsumsi oleh masyarakat. Kontaminan atau zat pencemar ini

berasal dari buangan domestik, buangan industri dan limbah pertanian.

c. Air Tanah

Air tanah banyak mengandung garam dan mineral yang terlarut pada waktu air

melalui lapisan-lapisan tanah. Secara praktis air tanah adalah bebas dari polutan

karena berada dibawah permukaan tanah. Tetapi tidak menutup kemungkinan

bahwa air tanah dapat tercemar oleh zat-zat yang mengganggu kesehatan seperti

kandungan Fe, Mn, Kesadahan yang terbawa aliran permukaan tanah. Bila

ditinjau dari kedalaman air tanah, maka air tanah dibedakan menjadi air tanah

dangkal dan air tanah dalam. Hal ini disebabkan air tanah dangkal lebih mudah

mendapatkan kontaminasi dari luar dan fungsi tanah sebagai penyaring lebih

sedikit.

Dari segi kuantitas apabila air tanah dipakai sebagai sumber air baku air bersih

adalah relatif cukup. Tetapi dilihat dari segi kuantitasnya maka pengambilah air

tanah harus dibatasi, karena dikhawatirkan dengan pengambilan yang secara

terus menerus akan menyebabkan penurunan muka air tanah. Karena air dialam

merupakan rantai yang panjang menurut siklus hidrologi maka bila terjadi

penurunan muka air tanah kemudian kekosongannya akan diisi oleh air laut.

Peristiwa ini biasanya disebut intrusi air laut.

d. Mata Air

Dari segi kualitas, mata air adalah sangat baik bila dipakai sebagai air baku,

karena berasal dari dalam tanah yang muncul ke permukaan tanah akibat

tekanan, sehingga belum terkontaminasi oleh zat-zat pencemar. Biasanya lokasi

mata air merupakan daerah terbuka, sehingga mudah terkontaminasi oleh

lingkungan sekitar. Contohnya banyak ditemukan bakteri E.Coli pada mata air.

Tabel Sumber Air Baku

Sumber Kualitas Kuantitas Kontinuitas Harga

Air Hujan Sedikit

terpolusi oleh

polutan

pencemar

udara

Tidak

memenuhi

untuk

persediaan

umum

Tidak dapat

terus-menerus

diambil

Murah

Air

permukaan

Tidak baik

karena

tercemar

Mencukupi Dapat diambil

terus-menerus

Relatif

mahal

Air tanah

dangkal

(<10m)

Air tanah

dalam (>60m)

Terpolusi

Relatif baik

Relatif cukup Pengambilan

dibatasi

berakibat

intrusi air laut

Relatif

murah

Relatif

mahal

Mata air Relatif baik Sedikit Tidak dapat

diambil secara

terus-menerus

Murah

Dilihat dari segi kuantitasnya, jumlah dan kapasitas mata air sangat terbatas

sehingga hanya mampu memenuhi kebutuhan sejumlah penduduk tertentu.

Begitu pula bila mata air tersebut terus-menerus kita ambil semakin lama akan

habis dan terpaksa penduduk mencari sumber mata air yang baru.

2.2. Persyaratan Kualitas Air Minum

Air minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses

pengolahan yang mempunyai syarat kesehatan dan dapat langsung diminum

(Peraturan Menteri Kesehatan No.492/Menkes/PER/IV/2010).

Standar kualitas air yaitu ketentuan-ketentuan yang biasanya dituangkan dalam

bentuk pernyataan/angka yang menunjukkan persyaratan yang harus dipenuhi

sehingga airnya tidak menimbulkan gangguan kesehatan, penyakit, gangguan

teknis dan gangguan dalam segi estetika (Waryati, 2007).

Berdasarkan SK Menkes RI No.907/Menkes/SK/VII/2002 tentang syarat-syarat

dan pengawasan kualitas air minum adalah sebagai berikut:

a. Persyaratan Bakteriologis

Air untuk keperluan minum yang sehat harus bebas dari segala bakteri, terutama bakteri

patogen. Cara untuk mengetahui apakah air minum terkontaminasi oleh bakteri patogen

adalah dengan memeriksa sampel (contoh) air tersebut. Dan bila dari pemeriksaan 100

ml air terdapat 0 bakteri E. coli atau fecal coli dan total bakteri coliform maka air

tersebut sudah memenuhi syarat kesehatan. Persyaratan tersebut harus dipenuhi oleh air

minum, air yang masuk sistem distribusi dan air pada sistem distribusi.

b. Persyaratan Kimiawi

Air minum yang sehat harus mengandung zat-zat tertentu di dalam jumlah yang tertentu

pula. Kekurangan atau kelebihan salah satu zat kimia didalam air akan menyebabkan

gangguan fisiologis pada manusia. Dalam hal ini yaitu tidak adanya kandungan unsur

atau zat kimia yang berbahaya bagi manusia. Keberadaan zat kimia berbahaya harus

ditekan seminimal mungkin. Sedangkan zat-zat tertentu yang membantu terciptanya

kondisi air yang aman dari mikroorganisme harus tetap dipertahankan keberadaannya

dalam kadar tertentu. Bahan-bahan kimia yang termasuk di dalam parameter ini adalah

bahan-bahan organik, anorganik, pestisida serta desinfektan dan hasil sampingannya.

c. Persyaratan Radioaktivitas

Persyaratan radioaktivitas membatasi kadar maksimum aktivitas alfa dan beta yang

diperbolehkan terdapat dalam air minum. Efek dari adanya radioaktivitas ini adalah

rusaknya sel-sel tubuh manusia.

d. Persyaratan Fisik

Parameter dalam persyaratan fisik untuk air minum yaitu warna, rasa dan bau,

temperatur serta kekeruhan. Air yang diperuntukkan air minum dipersyaratkan tidak

berbau. Bau tersebut disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme di dalam air. Dampak

dari air yang berbau adalah mengganggu dari segi estetikan sehingga masyarakat tidak

ingin mengkonsumsinya. Bau dan rasa biasanya terjadi secara bersama-sama yaitu

akibat adanya dekomposisi bahan organik dalam air.

Warna perairan biasanya dikelompokkan menjadi dua, yaitu warna sesungguhnya (true

color) dan warna tampak (apparent color). Warna sesungguhnya adalah warna yang

hanya disebabkan oleh bahan-bahan kimia terlarut. Pada penentuan sesungguhnya,

bahan-bahan tersuspensi dapat menyebabkan kekeruhan dipisahkan terlebih dahulu.

Warna tampak adalah warna yang tidak hanya disebabkan oleh bahan terlarut, tetapi

juga bahan tersuspensi.

Temperatur air berdasarkan standar adalah + 3 C dari suhu udara. Penyimpangan dari

standar dapat meningkatkan pertumbuhan mikroorganisme, mempercepat terjadinya

reaksi kimia dalam air serta mengganggu dari segi estetika.

Kekeruhan didalam air dapat disebabkan oleh adanya zat tersuspensi dan dinyatakan

dalam satuan NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Kekeruhan menggambarkan sifat

optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan

oleh bahan-bahan yang terdapat di dalam air. Kekeruhan disebabkan oleh adanya bahan

organik dan anorganik yang tersuspensi dan terlarut (misalnya lumpur dan pasir halus),

maupun bahan anorganik dan organik yang berupa plankton dan mikroorganisme lain

(Effendi,2003).

Air minum harus steril, yang artinya tidak mengandung hama penyakit apapun. Sumber-

sumber air minum pada umumnya dan di daerah pedesaan khususnya tidak terlindung

sehingga air tersebut tidak atau kurang memenuhi persyaratan kesehatan. Untuk itu

perlu pengolahan terlebih dahulu.

2.2 Air Sumur

2.2.1 Air Sumur Dangkal

Air sumur dangkal adalah air yang keluar dari dalam tanah, sehingga disebut

sebagai air tanah. Air berasal dari lapisan air di dalam tanah yang dangkal. Dalamnya

lapisan air ini dari permukaan tanah dari tempat yang satu ke yang lain berbeda-beda.

Biasanya berkisar antara 5 sampai dengan 15 meter dari permukaan tanah. Air sumur

pompa dangkal ini belum begitu sehat karena kontaminasi kotoran dari permukaan

tanah masih ada. Oleh karena itu perlu direbus dahulu sebelum diminum.

2.2.2 Air Sumur Dalam

Air sumur dalam yaitu air yang berasal dari lapisan air kedua di dalam tanah.

Dalamnya dari permukaan tanah biasanya lebih dari 15 meter. Oleh karena itu,

sebagaian besar air sumur dalam ini sudah cukup sehat untuk dijadikan air minum yang

langsung (tanpa melalui proses pengolahan).

2.1.3 Parameter Kualitas Air Minum

2.1.3.1 Kekeruhan

Air dikatakan keruh, apabila air tersebut mengandung begitu banyak partikel bahan

yang tersuspensi sehingga memberikan warna/rupa yang berlumpur dan kotor. Bahan-

bahan yang menyebabkan kekeruhan ini meliputi tanah liat, lumpur, bahan bahan

organik yang tersebar dan partikel-partikel kecil lain yang tersuspensi. Kekeruhan yang

terjadi pada perairan tergenang seperti danau lebih banyak disebabkan oleh bahan

tersuspensi berupa koloid dan parikel-partikel halus. Kekeruhan yang tinggi dapat

mengakibatkan terganggunnya sistem osmeregulasi seperti pernafasan dan daya lihat

organisme akuatik serta dapat menghambat penetrasi cahaya ke dalam air. Menurut

Koesoebiono (1979), pengaruh kekeruhan yang utama adalah penurunan penetrasi

cahaya secara mencolok, sehingga aktivitas fotosintesis fitoplankton dan alga menurun,

akibatnya produktivitas perairan menjadi turun. Di samping itu Effendi (2003),

menyatakan bahwa tingginya nilai kekeruhan juga dapat menyulitkan usaha

penyaringan dan mengurangi efektivitas desinfeksi pada proses penjernihan air.

2.1.3.2 Besi (Fe)

Besi (Fe) adalah unsur kimia yang dapat ditemui hampir di setiap tempat di muka bumi

ini pada semua lapisan geologis dan semua badan air. Keberadaan besi pada kerak bumi

menempati posisi keempat terbesar, pada umumnya besi yang terdapat dalam air

sebagai Fe2+ (ferro) atau Fe3+ (ferri). Tersuspensi sebagai butir koloidal atau lenih besar

seperti Fe2O3, FeO, Fe(OH)3.

Besi termasuk unsur esensial bagi makhluk hidup pada tumbuhan alga, dan besi

berperan sebagai penyusun sitokrom dan klorofil. Kadar besi yang berlebihan selain

dapat mengakibatkan timbulnya warna merah pada perairan juga mengakibatkan karat

pada peralatan yang terbuat dari logam, serta dapat memudarkan bahan tekstil. Bagi

makhluk hidup, besi dapat terakumulasi di tubuh dan mengganggu hingga susunan yang

esensial.

2.1.3.3 Mangan (Mn)

Mangan (Mn) adalah kation logam yang memiliki karakteristik kimia serupa dengan

besi. Mangan berada dalam bentuk manganous (Mn2+) dan manganik (Mn4+). Di dalam

tanah, Mn4+ berada dalam bentuk senyawa mangan dioksida.

Meskipun bersifat tidak toksik, jika dibiarkan di udara terbuka dan mendapat cukup

oksigen, air dengan kadar mangan (Mn2+) tinggi (lebih dari 0,01 mg/liter) akan

membentuk koloid karena terjadinya proses oksidasi Mn2+ menjadi Mn4+. Koloid ini

mengalami prestipitasi membentuk warna coklat gelap sehingga air menjadi keruh dan

memberi noda pada bahan yang berwarna putih, selain itu adanya unsur tersebut dapat

menyebabkan bau dan rasa tidak enak pada air minum.

2.1.3.4 Bakteri Coliform

Bakteri coliform total merupakan semua jenis bakteri aerobik, anaerobic fakultatif, dan

rod-shape (bakteri batang) yang dapat memfermentasi laktosa dan menghasilkan gas

dalam waktu 48 jam pada suhu 35oC. Bakteri coliform total terdiri dari Escherichia coli,

Citrobacter, Klebsiella, dan Enterobacter. Fecal coliform adalah anggota dari coliform

yang mampu memfermentasi laktosa pada suhu 44,5oC dan merupakan bagian yang

paling dominan (97%) pada tinja manusia dan hewan (Effendi, 2003).

Fecal coliform merupakan bakteri petunjuk adanya pencemaran tinja yang paling

efisien, karena Fecal coliform hanya dan selalu terdapat dalam tinja manusia.

Keberadaan bakteri ini dapat digunakan sebagai indikator dalam menilai tingkat

higienitas suatu perairan.

2.1.4 Teknik Pengolahan Air Minum

2.1.4.1 Pengolahan Fisika

A. Sedimentasi

Sedimentasi adalah pemisahan partikel dari air dengan memanfaatkan gaya gravitasi.

Proses ini terutama bertujuan untuk memperoleh air buangan yang jernih dan

mempermudah proses penanganan lumpur. Dalam proses sedimentasi hanya partikel-

partikel yang lebih berat dari air yang dapat terpisah. Misalnya kerikil dan pasir,

padatan pada tangki pengendapan primer, biofloc pada tangki pengendapan sekunder,

floc hasil pengolahan secara kimia dan lumpur (pada pengendapan lumpur) (Sakti,

2009).

Pada perencanaan unit sedimentasi terdapat beberapa komponen yang penting untuk

diatur pengelolaannya, yaitu kecepatan pengendapan yang berpengaruh terhadap fraksi

kekeruhan. Kecepatan pengendapan dipengaruhi oleh ukuran partikel padatan, densitas

cairan, viskositas cairan dan temperatur.

Klasifikasi sedimentasi didasarkan pada konsentrasi partikel dan kemampuan partikel

untuk berinteraksi. Klasifikasi ini dapat dibagi ke dalam empat tipe, yaitu:

a. Settling tipe I, Pengendapan partikel diskrit, partikel mengendap secara individual

dan tidak ada interaksi antar partikel.

b. Settling tipe II, pengendapan partikel flokulen, terjadi interaksi antar partikel

sehingga ukuran meningkat dan kecepatan pengendapan bertambah.

c. Settling tipe III, Pengendapan pada lumpur biologis, dimana gaya antar partikel

saling menahan partikel lainnya untuk mengendap.

d. Settling tipe IV, terjadi pemampatan partikel yang telah mengendap yang terjadi

karena berat partikel.

Kriteria perencanaan unit sedimentasi (pengendapan) adalah sebagai berikut.

Tabel 2.1 Kriteria Unit Sedimentasi

Kriteria UmumBak Persegi (aliran

horizontal)Beban permukaan (m3/m2/jam) 0.8 – 2.5Kedalaman (m) 3 – 6Waktu retensi (jam) 1.5 – 3Lebar / panjang >1/5Beban pelimpah(m3/m/jam)

<11

BilanganReynold <2000Kecepatan pada pelat/tabung pengendap (m/menit)

-

Bilangan Froude >10-5

Kecepatan vertikal (cm/menit) -Sirkulasi Lumpur -Kemiringan dasar bak (tanpa scrapper) 45o – 60o

Periode antar pengurasan lumpur (jam) 12 – 24Kemiringan tube/plate 30o / 60o

Sumber: Revisi SNI 19-6774-2002

B. Filtrasi

Filtrasi adalah suatu proses pemisahan zat padat dari fluida (cair maupun gas) yang

membawanya menggunakan suatu medium berpori untuk menghilangkan sebanyak

mungkin zat padat halus yang tersuspensi dan stabil (koloid). Pada pengolahan air

minum, Filtrasi digunakan untuk menyaring air hasil dari proses koagulasi – flokulasi –

sedimentasi sehingga dihasilkan air minum dengan kualitas tinggi. Di samping

mereduksi kandungan zat padat, filtrasi dapat pula mereduksi kandungan bakteri,

menghilangkan warna, rasa, bau, besi dan mangan.

Kriteria perencanaan untuk unit filtrasi (saringan cepat) dapat dilihat pada tabel 2.2

berikut.

Tabel 2.2 Kriteria Unit Filtrasi (Saringan Cepat)

No Unit Jenis SaringanSaringan Biasa Saringan dengan Saringan

(Gravitasi)Pencucian Antar

SaringanBertekanan

1 Jumlah bak saringan N = 12 Q0.5*) minimum 5 bak -2 Kecepatan Penyaringan

(m/jam)6 – 11 6 – 11 12 – 33

3 Pencucian: Sistem pencucian

Kecepatan (m/jam) Lama pencucian

(menit) Periode antara dua

pencucian (jam) Ekspansi (%)

Tanpa/dengan blower & atau surface wash

36 – 5010 – 15

18-24

30 – 50

Tanpa/dengan blower & atau surface wash

36 – 5010 – 15

18 – 24

30 – 50

Tanpa/dengan blower & atau surface wash

72 – 198-

-

30 – 504 Media pasir:

Tebal (mm) Single media Media ganda Ukuran efektif, ES

(mm) Koefisien

keseragaman , UC Berat jenis (kg/dm3) Porositas Kadar SiO2

300 – 700600 – 700300 – 6000.3 – 0.7

1.2 – 1.4

2.5 – 2.650.4

>95%

300 – 700600 – 700300 – 6000.3 – 0.7

1.2 – 1.4

2.5 – 2.650.4

>95%

300 – 700600 – 700300 – 600

-

1.2 – 1.4

2.5 – 2.650.4

>95%

Tabel 2.2 Lanjutan

No Unit

Jenis Saringan

Saringan Biasa (Gravitasi)

Saringan dengan Pencucian Antar

Saringan

Saringan Bertekanan

5 Media antrasit: Tebal (mm) ES (mm) UC Berat jenis (kg/dm3) Porositas

400 – 5001.2 – 1.8

1.51.35

>95%

400 – 5001.2 – 1.8

1.51.35

>95%

400 – 5001.2 – 1.8

1.51.35

>95%6 Filter bottom/dasar

saringan:1) Lapisan penyangga dari atas ke bawah Kedalaman (mm)

Ukuran Butir (mm) Kedalaman (mm)

80 – 1002 – 5

80 – 100

80 – 1002 – 5

80 – 100

---

Ukuran Butir (mm) Kedalaman (mm)

Ukuran Butir (mm) Kedalaman (mm)

Ukuran Butir (mm)

5 – 1080 – 10010 – 1580 – 15015 – 30

5 – 1080 – 10010 – 1580 – 15015 – 30

-----

2) Filter Nozel Lebar slot nozel (mm) Prosentase luas slot

nozel terhadap luas filter (%)

<0.5>4%

<0.5>4%

<0.5>4%

Catatan: *) untuk saringan dengan jenis kecepatan menurun **) untuk saringan dengan jenis kecepatan konstan (contant filtration rate), harus

dilengkapi dengan pengatur aliran (flow controller) otomatis.Sumber: Revisi SNI 19-6774-2002

2.1.4.2 Pengolahan Kimia

A. Koagulasi

Partikel tersuspensi sangat sulit untuk mengendap langsung secara alami. Hal ini karena

adanya stabilitas suspensi koloid akibat gaya yang bekerja antar partikel.

a. Gaya van der Waals merupakan gaya tarik-menarik antara dua massa, yang besarnya

tergantung pada jarak antar keduanya.

b. Gaya Elektrostatik adalah gaya utama yang menjaga suspensi koloid pada keadaan

yang stabil. Sebagian besar koloid mempunyai muatan listrik. Oksida metalik

umumnya bermuatan positif, sedangkan oksida nonmetalik dan sulfida metalik

umumnya bermuatan negatif. Kestabilan koloid terjadi karena adanya gaya tolak

antar koloid yang mempunyai muatan yang sama. Gaya ini dikenal sebagai zeta

potensial.

c. Gerak Brown adalah gerak acak dari suatu partikel koloid yang disebabkan oleh

kecilnya massa partikel.

Koagulasi-flokulasi merupakan dua proses yang terangkai menjadi kesatuan proses tak

terpisahkan. Pada proses koagulasi terjadi destabilisasi koloid dan partikel dalam air

sebagai akibat dari pengadukan cepat dan pembubuhan bahan kimia (disebut koagulan).

Akibat pengadukan cepat, koloid dan partikel yang stabil berubah menjadi tidak stabil

karena terurai menjadi partikel yang bermuatan positif dan negatif. Pembentukan ion

positif dan negatif juga dihasilkan dari proses penguraian koagulan. Proses ini berlanjut

dengan pembentukan ikatan antara ion positif dari koagulan (misal Al3+) dengan ion

negatif dari partikel (misal OH-) dan antara ion positif dari partikel (misal Ca2+) dengan

ion negatif dari koagulan (misal SO42-) yang menyebabkan pembentukan inti flok

(presipitat).

Tabel 2.3 Kriteria Unit Koagulasi (Pengadukan Cepat)

Unit KriteriaPengaduk cepat Tipe Hidrolis :

- Terjunan- Saluran bersekat- Dalam pipa bersekat- Perubahan phasa engaliran

Mekanis- Bilah (Blade), Pedal (Padle) kipas- Flotasi

Waktu pengadukan (detik)

Nilai G/detik

30 – 120

>750Sumber: revisi SNI 19-6774-2002

B. Flokulasi

Selanjutnya air masuk ke unit flokulasi, yaitu penggabungan inti flok menjadi flok

berukuran lebih besar yang memungkinkan partikel dapat mengendap. Penggabungan

flok kecil menjadi flok besar terjadi karena adanya tumbukan antar flok. Tumbukan ini

terjadi akibat adanya pengadukan lambat.

Berdasarkan metodenya, pengadukan dibedakan menjadi pengadukan mekanis,

pengadukan hidrolis, dan pengadukan pneumatis.

a. Pengadukan mekanis adalah metoda pengadukan menggunakan alat pengaduk

berupa impeller yang digerakkan dengan motor bertenaga listrik. Umumnya

pengadukan mekanis terdiri dari motor, poros pengaduk, dan gayung pengaduk

(impeller).

b. Pengadukan hidrolis adalah pengadukan yang memanfaatkan gerakan air sebagai

tenaga pengadukan. Sistem pengadukan ini menggunakan energi hidrolik yang

dihasilkan dari suatu aliran hidrolik. Energi hidrolik dapat berupa energi gesek,

energi potensial (jatuhan) atau adanya lompatan hidrolik dalam suatu aliran.

Beberapa contoh pengadukan hidrolis adalah terjunan, loncatan hidrolis, parshall

flume, baffle basin (baffle channel), perforated wall, gravel bed dan sebagainya.

c. Pengadukan pneumatis adalah pengadukan yang menggunakan udara (gas)

berbentuk gelembung yang dimasukkan ke dalam air sehingga menimbulkan

gerakan pengadukan pada air. Injeksi udara bertekanan ke dalam suatu badan air

akan menimbulkan turbulensi, akibat lepasnya gelembung udara ke permukaan air.

Makin besar tekanan udara, kecepatan gelembung udara yang dihasilkan makin

besar dan diperoleh turbulensi yang makin besar pula.

Kriteria perencanaan untuk unit flokulasi (pengadukan lambat) dapat dilihat pada tabel

2.4 berikut.

Tabel 2.4 Kriteria Unit Flokulasi (Pengadukan Lambat)

Kriteria Umum Flokulator

Hidrolis

Flokulator Mekanis Flokulator

ClarifierSumbu

Horizontal

Sumbu

Vertikal

dengan Pedal dengan Bilah

G (gradien kecepatan) 1/detik60 (menurun)

– 5

60 (menurun)

– 10

70 (menurun)

– 10100 – 10

Waktu kontak (menit) 30 – 45 30 – 40 20 -40 20 – 100

Tahap flokulasi (buah) 6 – 10 3 – 6 2 – 4 1

Pengendali energiBukaan

pintu/sekat

Kecepatan

putaran

Kecepatan

putaran

Kecepatan

aliran air

Kecepatan aliran max.(m/det) 0.9 0.9 1.8 – 2.7 1.5 – 0.5

Luas bilah/pedal

dibandingkan luas bak (%)- 5 – 20 0.1 – 0.2 -

Kecepatan perputaran sumbu

(rpm)- 1 – 5 8 – 25 -

Tinggi (m) 2 – 4*

Keterangan: * termasuk ruang sludge blanket

Sumber: revisi SNI 19-6774-2002

C. Desinfeksi

Desinfeksi air minum bertujuan membunuh bakteri patogen yang ada dalam air.

Desinfektan air dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu dengan pembubuhan

copper dan silver, asam atau basa, senyawa-senyawa kimia, dan klorinasi. Adapun

desinfeksi yang dilakukan secara fisik yaitu pemanasan, penyinaran antara lain dengan

sinar UV, Thermal, dan gelombang mikro (Didik, 2011).

Proses desinfeksi dengan klorinasi diawali dengan penyiapan larutan desinfektan

misalnya kaporit dengan konsentrasi tertentu serta penetapan dosis klor yang tepat.

Dosis klor ditentukan berdasarkan DPC yaitu jumlah klir yang dikonsumsi air besarnya

tergantung dari kualitas air bersih yang diproduksi serta ditentukan dari sisa klor di

instalasi (0.25 – 0.35) mg/l. Metode pembubuhan dengan kaporit yang dapat diterapkan

sederhana dan tidak membutuhkan tenaga listrik tetapi cukup tepat pembubuhannya

secara kontinu adalah metode gravitasi dan metode dosing proporsional (Didik, 2011).

2.2 Hipotesis Penelitian

1. Sistem pengolahan yang efektif dalam menurunkan parameter kekeruhan, Besi dan

Mangan, serta E. Coli air sumur adalah sistem koagulasi-flokulasi-sedimentasi-

filtrasi dan desinfeksi.

2. Sistem pengolahan air minum koagulasi-flokulasi-sedimentasi-filtrasi dan desinfeksi

efektif menurunkan kekeruhan, Besi dan Mangan, serta E. Coli air sumur

3. Sistem pengolahan air minum koagulasi-flokulasi-sedimentasi-filtrasi dan desinfeksi

berskala rumah tangga dengan karakter parameter tertentu.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian

Penelitian sistem pengolahan koagulasi-flokulasi-sedimentasi dan filtrasi serta

desinfeksi dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa Lingkungan Fakultas Teknik

Universitas Mulawarman.

3.2 Objek Penelitian

Objek yang akan diidentifikasi adalah parameter kualitas air baku dan sistem

pengolahannya. Parameter kualitas air yang diukur yaitu kekeruhan, besi, mangan, dan

bakteri E. coli. Sistem pengolahan air baku akan disusun berdasarkan kriteria per unit

koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi dan desinfeksi.

3.3 Waktu Penelitian

Penelitian sistem pengolahan koagulasi-flokulasi-sedimentasi dan filtrasi serta

desinfeksi akan dilaksanakan pada bulan September – Desember.

3.4 Alat dan Bahan

3.4.1 Alat

1. Pipa PVC 1,5”

2. Sambungan Pipa 1,5”

3. Pipa PVC 1”

4. Pipa PVC 8”

5. Valve PVC 1,5”

6. Kran PVC 2”

7. Bak Plastik kapasitas 150 liter

8. Arang aktif

9. Pasir silika

10. Jerigen

11. Selang

3.4.2 Bahan

1. Air sumur bor

2. Tawas

3. Kaporit

4. Kapur

5. Lem pipa

3.4.3 Gambar Desain Alat

3.5 Variabel Penelitan

3.5.1 Variabel Bebas

Variabel bebas dalam penelitian adalah unit-unit pengolahan air sumur, yaitu:

1. Koagulasi (pengadukan cepat) menggunakan prinsip hidrolis dengan tawas (Al2SO4)

sebagai koagulan dan kapur (CaO) sebagai penyeimbang nilai pH

2. Flokulasi (pengadukan lambat) menggunakan prinsip folkulator pipa circular

3. Sedimentasi

4. Filtrasi menggunakan media filter pasir silika dan karbon aktif

5. Desinfeksi menggunakan kaporit (CaOCl) sebagai desinfektan

3.5.2 Variabel Terikat

Variabel terikat dalam penelitian ini adalah parameter kualitas air yang akan diturunkan

nilai kandungannya dalam air sumur, yaitu:

1. Kekeruhan

2. Besi (Fe) dan Mangan (Mn)

3. Bakteri Coliform (E. coli)

3.6 Tahapan Penelitian

3.6.1 Tahap Persiapan

Tahapan persiapan penelitian sistem pengolahan air sumur adalah sebagai berikut.

1. Penyusunan proposal pengolahan air sumur

2. Pengambilan sampel air pada sumur bor di kawasan Suwandi

3. Analisis sampel air untuk parameter kekeruhan, besi, mangan dan bakteri E. coli.

4. Desain alat pengolahan air yang sesuai dengan kebutuhan penelitian

5. Percobaan alat untuk mengetahui keberhasilan sistem pengolahan

3.6.2 Tahap Pelaksanaan

Tahapan pelaksanaan penelitian sistem pengolahan air sumur adalah sebagai berikut.

1. Penggunaan alat untuk mengolah air sumur bor

2. Pengumpulan data hasil pengolahan air sumur

3. Analisis data hasil pengolahan air sumur

4. Evaluasi data hasil pengolahan air sumur

Ide studi(Pengolahan Air Sumur menjadi Air minum)

Identifikasi masalah

Pengumpulan data primer

Studi Pustaka

Mengambil sampel air dan uji parameter di laboratorium

Pengumpulan data sekunder

Kesimpulan dan saran

Persiapan alat, bahan, dan pelaksanaan penelitian

Hasil analisa laboratorium

Analisis efisiensi penurunan parameter dengan unit flokulasi-

koagulasi-filtrasi

Perencanaan desain Instalasi sederhana

Tahap Persiapan

Tahap Penelitian

Tahap Persiapan

Tabel 3.1 Jadwal Penelitian

KegiatanJadwal Penelitaian

September Oktober Nopember Desember

Penyusunan proposal

Sampling

Analisis sampel

Desain alat

Percobaan

Treatment

Pengumpulan data

Analisis data

Evaluasi data

Gambar 1. Sketsa sistem pengolahan air sumur