Upload
others
View
5
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
i
SKRIPSI
PENGARUH KETEBALAN MEDIA DAN WAKTU FILTRASI
TERHADAP PENGOLAHAN LIMBAH RUMAH TANGGA
OLEH :
MUHAJAR ZULKIFLI TOGOMI 105 81 2463 15 105 81 2354 15
PROGRAM STUDI TEKNIK PENGAIRAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2020
ii
iii
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah Rabbil Alamin, segala puji bagi ALLAH SWT karena
berkat limpahan rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh Ketebalan Media Dan
Waktu Filtrasi Terhadap Pengolahan Limbah Rumah Tangga” sebagai
salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. Salam dan
shalawat senantiasa tercurah kepada junjungan Nabi Besar Muhammad
SAW sebagai suri tauladan untuk seluruh umat manusia.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa selesainya skripsi ini adalah
berkat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini,
penulis menyampaikan terima kasih serta penghargaan yang setinggi -
tingginya kepada :
1. Bapak Ir. Hamzah Al Imran, ST., MT.,IPM selaku Dekan Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
2. Bapak Andi Makbul Syamsuri, ST., MT., IPM selaku Ketua Prodi
Teknik Pengairan Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Makassar.
3. Bapak Muh. Amir Zainuddin, ST ., MT., IPM selaku Sekretaris Prodi
Teknik Pengairan Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Makassar.
v
4. Bapak Dr. Eng. Ir. H. Farouk Maricar, MT selaku Dosen Pembimbing
Satu (I).
5. Ibu Dr. Hj. Arsyni Ali Mustari,ST., MT., IPM selaku Dosen
Pembimbing Dua (II).
6. Bapak dan Ibu Dosen serta para staf administrasi pada Jurusan Teknik
Sipil Pengairan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
7. Kedua Orang Tua kami yang selalu memberi dukungan secara moral
maupun material dan doa kepada kami.
8. Saudara/saudari kami di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Pengairan.
Serta semua pihak yang telah membantu kami. Selaku manusia biasa
tentunya kami tak luput dari kesalahan. Oleh karena itu, saran dan kritik
yang kontruktif sangat diharapkan demi penyempurnaan skripsi ini.
“Billahi Fii Sabilil Haq Fastabiqul Khaerat”
Makassar, Februari 2020
Tim Penulis
vi
PENGARUH KETEBALAN MEDIA DAN WAKTU FILTRASI TERHADAP PENGOLAHAN LIMBAH RUMAH TANGGA
Muhajar1), Zulkifli Togomi1), Dr. Eng. Ir. H. Farouk Maricar, MT2), Dr. Hj. Arsyni Ali
Mustari,ST., MT., IPM3). 1)Mahasiswa Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
2)Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin. 3)Dosen Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
3Teknik Pengairan, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Makassar. Jl. Sultan Alaudin No. 259, Makassar 90221, Indonesia.
e-mail: [email protected], [email protected].
ABSTRAK
Permasalahan lingkungan saat ini yang dominan adalah limbah cair yang berasal dari
hasil kegiatan rumah tangga dan industry, salah satunya adalah grey water. Limbah grey water
berasal dari kegiatan masak di dapur, cuci pakaian, mandi, cuci peralatan makan, cuci peralatan
masak, cuci bahan makanan. Perlu adanya teknologi untuk mengolah air tersebut sebelum dibuang
kesaluran drainase sehingga dapat memenuhi standar baku mutu air limbah. Salah satu
teknologinya yaitu saringan pasir sand fiter. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh
ketebalan media, waktu filtrasi serta perbandingan efisiensi masing-masing ketebalan terhadap
pengolahan limbah rumah tangga (grey water). Parameter yang diuji adalah TSS, Kekeruhan dan
Suhu. Penelitian ini menggunakan tipe filtrasi rapid sand filter dengan 3 variasi ketebalan. Waktu
untuk pengolahan penyaringan yang memenuhi standar baku mutu yaitu pada menit ke-2 dengan
peningkatan efisiensi setiap ketebalan antara 1.2 % hingga 18.19 % dan peningkatan efisiensi
terhadap waktu pengolahan hingga 5.46 %.
Kata Kunci: Pengolahan limbah grey water, filter downflow, rapid sand filter.
vii
THE EFFECT OF MEDIA THICKNESS AND FILTRATION TIME TOWARDS HOUSEHOLD WASTE PROCESSING
Muhajar1), Zulkifli Togomi1), Dr. Eng. Ir. H. Farouk Maricar, MT2), Dr. Hj. Arsyni Ali
Mustari, ST., MT., IPM3). 1)Students of the Department of Water Engineering, Faculty of Engineering, Muhammadiyah
University of Makassar. 2)Lecturers in the Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Hasanuddin
University 3)Lecturers in the Department Water Resource Engineering , Faculty of Engineering,
Muhammadiyah University of Makassar. Water Resources Engineering, Faculty of Engineering, Muhammadiyah University, Makassar
Jl. Sultan Alaudin No. 259, Makassar 90221, Indonesia. e-mail: [email protected], [email protected].
ABSTRACT
Currently, the dominant environmental problem is liquid waste from household and
industrial activities, one of which is gray water. waste Gray water comes from cooking activities
in the kitchen, washing clothes, bathing, washing eating utensils, washing cooking utensils,
washing food ingredients. There is a need for technology to treat the water before drainage is
discharged so that it can meet the waste water quality standards. One of the technologies is sand
fiter sand filter. This study aims to analyze the influence of media thickness, filtration time and
efficiency ratio of each thickness to the processing of household waste (gray water). The
parameters tested were TSS, Turbidity and Temperature. This study uses a type offiltration rapid
sand filter with 3 thickness variations. The time for filtering processing that meets the quality
standard is 2 minutes with an increase in the efficiency of each thickness between 1.2% to 18.19%
and an increase in the efficiency of the processing time to 5.46%.
Keywords: waste treatment Gray water, filter downflow, rapid sand filter.
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... iii
KATA PENGANTAR .................................................................................. iv
ABSTRAK .................................................................................................... vi
DAFTAR ISI ............................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xii
DAFTAR TABEL ..................................................................................... xiv
DAFTAR NOTASI DAN LAMBANG .................................................... xvi
BAB I .............................................................................................................. 1
PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
A. Latar Belakang ...................................................................................... 1
B. Rumusan Masalah ................................................................................. 3
C. Tujuan Penelitian .................................................................................. 3
D. Manfaat Penelitian ................................................................................ 4
E. Batasan Masalah ................................................................................... 4
F. Sistematika Penulisan ........................................................................... 5
BAB II ............................................................................................................. 7
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 7
A. Sand Filter ............................................................................................. 7
B. Jenis-Jenis Sand Filter .......................................................................... 8
1. Filter Pasir Cepat ............................................................................... 8
ix
2. Filter Pasir Lambat .......................................................................... 10
C. Dimensi Bak Filter .............................................................................. 14
D. Pengertian filtrasi ................................................................................ 15
E. Media Filtrasi ...................................................................................... 16
1. Zeolith .............................................................................................. 16
2. Pasir ................................................................................................. 18
a. Berat Jenis Pasir .......................................................................... 19
b. Analisa Saringan Agregat Pasir .................................................. 20
3. Ijuk atau sekat .................................................................................. 20
F. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Effisiensi Filtrasi ....................... 21
1. Debit Filtrasi .................................................................................... 21
2. Konsentrasi Kekeruhan ................................................................... 22
3. Temperatur ...................................................................................... 23
4. Kedalaman media, Ukuran, dan Material ....................................... 23
5. Tinggi muka air di atas media dan kehilangan tekanan ................. 24
G. Media Filter dan Distribusi Media ..................................................... 25
H. Permeabiltas Tanah Dan Prinsip Kerja Sand Filter ........................... 28
I. Limbah Domestik ( Grey water ) ....................................................... 31
J. Sumber Air Limbah ............................................................................ 32
K. Karakteristik air limbah ...................................................................... 33
1. Karakteristik Fisik ........................................................................... 33
a. Total Solid (TS) .......................................................................... 34
b. Bau .............................................................................................. 34
c. Temperatur .................................................................................. 34
x
d. Density ........................................................................................ 34
e. Warna .......................................................................................... 34
f. Kekeruhan ................................................................................... 35
g. Total Suspended Solid (TSS) ..................................................... 35
2. Karakteristik Kimiawi ..................................................................... 35
a. Bahan Organik ............................................................................ 35
b. BOD (Biologycal Oxygen Demand) .......................................... 36
c. DO (Dissolved Oxygen) ............................................................. 36
d. COD (Chemical Oxygen Demand) ............................................ 36
e. PH (Puissance d’Hydrogen Scale) .............................................. 36
3. Karakteristik Bakteriologis ............................................................. 37
L. Standar Baku Mutu Limbah Cair Domestik ...................................... 37
BAB III .......................................................................................................... 45
METODE PENELITIAN ............................................................................. 45
A. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................ 45
B. Jenis Penelitian dan Sumber Data ...................................................... 45
C. Rancangan Penelitian ......................................................................... 46
1. Alat dan bahan ................................................................................. 47
a. Alat .............................................................................................. 46
b. Bahan ........................................................................................... 50
2. Perencanaan Benda Uji ................................................................... 51
D. Variabel Penelitian.............................................................................. 52
E. Prosedur Penelitian ............................................................................. 55
F. Analisis Data ....................................................................................... 57
xi
G. Flow Chart Prosedur Percobaan Penelitian ....................................... 59
BAB IV ......................................................................................................... 60
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ............................................ 60
A. Analisis Pengaruh Ketebalan Media Filtrasi ...................................... 60
1. Dimensi Bak Filter .......................................................................... 60
2. Perhitungan Luas Permukaan dan Volume Media Filtrasi ............. 62
3. Pengujian Debit ............................................................................... 63
4. Hasil Uji Variasi Media .................................................................. 67
a. Parameter Kekeruhan .................................................................. 68
b. Parameter Total Suspended Solid (TSS) .................................... 70
B. Analisis Efektivitas Sand Filter Terhadap Sample Uji ...................... 74
1. Parameter Kekeruhan ...................................................................... 74
2. Parameter Total Suspended Solid (TSS) ........................................ 78
BAB V ........................................................................................................... 83
PENUTUP ..................................................................................................... 83
A. Kesimpulan ......................................................................................... 83
B. Saran.................................................................................................... 84
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 85
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Bagian-bagian filter cepat ............................................................ 8
Gambar 2 Aliran air pada saat operas ........................................................... 9
Gambar 3 Aliran air pada saat pencucian filter ............................................ 10
Gambar 4 Skema Filter Pasir Lambat .......................................................... 12
Gambar 5 Zeolith .......................................................................................... 17
Gambar 6 Rangka zeolit yang terbentuk dari 4 atom O dan 1 atom Si ...... 17
Gambar 7 Pasir Pantai ................................................................................... 18
Gambar 8 Gambar ijuk.................................................................................. 21
Gambar 9 Prinsip Kerja Sand Filter ............................................................. 31
Gambar 10 Bak penampung air .................................................................... 46
Gambar 11 Mesin Pompa Air ....................................................................... 46
Gambar 12 Reaktor sand filter ..................................................................... 47
Gambar 13 Turbudity meter ......................................................................... 47
Gambar 14 Gambar pipa dan selang............................................................. 47
Gambar 15 Gambar stopwatch ..................................................................... 48
Gambar 16 Gambar meteran ......................................................................... 48
Gambar 17 Gambar gelas ukur 100 ml ......................................................... 48
Gambar 18 Gambar baskom dan ember ....................................................... 49
Gambar 19 Gambar ayakan / rang pasir ....................................................... 49
Gambar 20 Gambar kamera handphone ....................................................... 49
xiii
Gambar 21 Gambar pasir pantai dan zeolith ................................................ 50
Gambar 22 Gambar ijuk ............................................................................... 50
Gambar 23 Gambar variasi filter 1 dengan ketebalan pasir 20 cm dan zeolith 10 cm ............................................................................ 51
Gambar 24 Gambar variasi filter 2 dengan ketebalan pasir 30 cm dan
zeolith 10 cm ............................................................................ 51 Gambar 25 Gambar variasi filter 3 dengan ketebalan pasir 30 cm dan
zeolith 20 cm ............................................................................ 52 Gambar 26 Gambar sketsa reaktor penelitian .............................................. 56
Gambar 27 Flow Chart Prosedur Percobaan Penelitian .............................. 59
Gambar 28 Grafik pengaruh variasi filter terhadap waktu filtrasi ............... 66
Gambar 29 Grafik debit outlet pada setiap variasi filter dan sampel uji ..... 66
Gambar 30 Grafik outlet TSS setiap variasi filter pada sampel limbah air keruh .......................................................................................... 71
Gambar 31 Grafik outlet TSS setiap variasi filter pada sampel air limbah
cuci pakaian ............................................................................... 72 Gambar 32 Grafik outlet TSS setiap variasi filter pada sampel air limbah
cuci piring .................................................................................. 73 Gambar 33 Grafik efektivitas filter pada sampel limbah air keruh ............. 74
Gambar 34 Grafik efektivitas filter pada sampel limbah air cuci pakaian .. 76
Gambar 35 Grafik efektivitas filter pada sampel limbah air cuci piring ..... 77
Gambar 36 Grafik efektivitas filter pada sampel limbah air keruh ............. 79
Gambar 37 Grafik efektivitas filter pada sampel limbah air cuci pakaian .. 80
Gambar 38 Grafik efektivitas filter pada sampel limbah air cuci piring ..... 81
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Perbandingan Rapid Sand Filter dan Slow Sand Filter .................. 13
Tabel 2 Kriteria Saringan Pasir Lambat ....................................................... 14
Tabel 3 Kriteria Perencanaan media filter untuk Pengolahan Air Minum .. 27
Tabel 4 Kisaran harga K dari beberapa jenis tanah atau formasi geologi ... 29
Tabel 5 Baku Mutu Air Limbah Domestik .................................................. 38
Tabel 6 Matriks penelitian yang relevan ...................................................... 39
Tabel 7 Tabel rencana pengambilan data ..................................................... 54
Tabel 8 Skema running test untuk 3 variasi ketebalan filter dan 3 variasi grey water ........................................................................................ 58
Tabel 9 Luas permukaan dan volume media pada variasi filter. ................. 63
Tabel 10 perhitungan debit Inlet (Q in). ....................................................... 64
Tabel 11 Debit outlet setiap sampel pada pengujian sand filter .................. 65
Tabel 12 Konsentrasi kekeruhan setiap filter dengan sampel limbah air keruh.............................................................................................68
Tabel 13 Konsentrasi kekeruhan setiap filter dengan sampel air limbah cuci
pakaian..........................................................................................69 Tabel 14 Konsentrasi kekeruhan setiap filter dengan sampel air limbah cuci
piring.............................................................................................69 Tabel 15 Konsentrasi kekeruhan setiap filter dengan sampel limbah air
keruh.............................................................................................70 Tabel 16 Konsentrasi TSS setiap filter dengan sampel air limbah cuci
pakaian..........................................................................................72
xv
Tabel 17 Konsentrasi TSS setiap filter dengan sampel air limbah cuci piring.............................................................................................73
Tabel 18 Efektivitas setiap filter terhadap konsentrasi kekeruhan .............. 74
Tabel 19 Efisiensi setiap filter terhadap konsentrasi kekeruhan pada sampel cuci pakaian..................................................................................75
Tabel 20 Efisiensi setiap filter terhadap konsentrasi kekeruhan pada sampel
cuci piring.....................................................................................77 Tabel 21 Efisiensi setiap filter terhadap konsentrasi TSS pada limbah air
keruh.............................................................................................78 Tabel 22 Efisiensi setiap filter terhadap konsentrasi TSS pada limbah cuci
pakaian..........................................................................................80 Tabel 23 Efisiensi setiap filter terhadap konsentrasi TSS pada limbah cuci
piring.............................................................................................81
xvi
DAFTAR NOTASI DAN LAMBANG
(ES) EffectiveSize :Ukuranefektifmediafilter
(UC)Uniformity Coefficient :Koefisien keseragaman
B :Berat Pasir Jenuh Air
C :Berat Piknometer + Air + Contoh Pasir
Jenuh Air
D :Ketebalan media filter (m)
Dc :Diameter pipa,( m)
DO (Dissolved Oxygen) :Oksigen terlarut
Ekspansi :Pemuaian.
F :Koefisien kekasaran
Filter :Penyaring.
Greywater :Air limbah rumah tanggayang tidak
mengandung tinja dan urin.
Hl :Kehilangan tekanan akibat gesekan,(m)
I :Gradient Hidrolik
J :Kecepatan Aliran Air
K :keterhantaran Hidrolik
Kin :Konsentrasi input kekeruhan air (NTU)
Kout :Konsentrasi output kekeruhan air(NTU)
L :panjang pipa, (m)
xvii
Mixed :Tercampur
Q :Pemindahan Air melalui irisan
melintang (A)
Rapid sand filter :Saringan pasir cepat.
Rate filtrasi :Waktu rata-rata penyaringan
Sand filter :Saringan tanah / pasir.
Slow sand filter :Saringan pasir Lambat.
Stratified :Gradasi
T :waktu
Temperatur : Suhu
Uniform :Seragam
V :Kecepatan aliran,( m/detik)
Vp :Volume butiran media
Vv :Volume Rongga media
:Viskositas Kinematis
Μ :Viskositas Dinamis
Ρ :Berat Jenis
Zeolith :Mineral yangdihasilkan dari proses
hidrothermal pada batuan beku basa.
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Permasalahan lingkungan saat ini yang dominan adalah limbah cair
yang berasal dari hasil kegiatan rumah tangga dan industri. Limbah cair
yang dihasilkan dari kegiatan rumah tangga salah satunya adalah grey
water. Grey water adalah air limbah rumah tangga yang tidak mengandung
tinja dan urin (Dwi Siswi Handani,2013). Limbah grey water berasal dari
kegiatan masak di dapur, cuci pakaian, mandi, cuci peralatan makan, cuci
peralatan masak, cuci bahan makanan. Selama ini grey water dialirkan ke
saluran drainase permukiman yang menyebabkan kondisi lingkungan
permukiman di Indonesia pada umumnya belum terjaga secara baik, dari
segi estetika dan kesehatan lingkungan (Dwi Siswi Handani,2013).
Limbah cair apabila tidak diolah sebelum dibuang ke saluran
drainase akan menimbulkan dampak pada perairan. Pengelolaan limbah cair
dimaksudkan untuk meminimalkan limbah yang terjadi, serta untuk
menghilangkan atau menurunkan kadar bahan pencemar yang terkandung
di dalam perairan.
2
Menurut Keputusan Menteri Lingkungan Hidup (MENLHK) No.
112 Tahun 2003, air limbah domestik terdiri dari parameter BOD, TSS, pH,
minyak dan lemak yang apabila keseluruhan parameter tersebut dibuang
langsung ke badan penerima, maka akan mengakibatkan pencemaran air.
Oleh sebab itu dibutuhkan suatu teknologi untuk mengolah air
tersebut sebelum dibuang kesaluran drainase sehingga dapat memenuhi
standar baku mutu air limbah. Salah satu teknologi yang cocok untuk
mengatasi hal tersebut adalah saringan pasir (sand fiter). Saringan pasir
(sand filter) merupakan terknologi yang sederhana serta mudah dalam
pengoperasiannya.
Berdasarkan SNI 3981:2008 saringan pasir lambat ( slow sand filter )
adalah bak saringan yang menggunakan pasir sebagai media filter dengan
ukuran butiran sangat kecil, namun mempunyai kandungan kuarsa yang
tinggi. Proses penyaring berlangsung secara gravitasi, sangat lambat dan
simultan pada seluruh permukaan media. Proses penyaringan merupakan
kombinasi antara proses fisik (filtrasi, sedimentasi dan adsorpsi), proses
biokimia dan proses biologis. Sedangkan rapid sand filter adalah salah satu
jenis unit filtrasi yang mampu menghasilkan debit air yang lebih banyak
dibandingkan slow sand filter, namun kurang efektif untuk mengatasi bau
dan rasa yang ada pada air yang disaring. Selain itu, debit air yang cepat
menyebabkan lapisan bakteri yang berguna untuk menghilangkan patogen
tidak akan terbentuk sebaik apa yang terjadi slow sand filter, sehingga
3
membutuhkan pr oses desinfeksi yang lebih intensif . Ukuran media pasir
berkisar antara 0,5-2 mm, dengan laju aliran 5-15 m/jam dan waktu operasi
berkisar antara 1-3 hari (SNI 3981:2008).
Berdasarkan latar belakang tersebut kemudian dituangkan dalam
bentuk penelitian yang berjudul :“ Pengaruh Ketebalan Media Dan
Waktu Filtrasi Terhadap Pengolahan Limbah Rumah Tangga ”
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latarbelakang yang telah diuraikan, maka rumusan
masalahnya adalah :
1. Bagaimanakah pengaruh ketebalan media filter terhadap pengolahan
limbah rumah tangga (grey water)?
2. Bagaimanakah pengaruh waktu filtrasi terhadap pengolahan limbah
rumah tangga (grey water)?
3. Berapakah perbandingan efisiensi setiap ketebalan media filter dan
waktu filtrasi terhadap pengolahan limbah rumah tangga (grey
water)?
C. Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah yang telah diuraikan, maka tujuan
dari penelitian ini adalah:
4
1. Untuk menganalisis pengaruh ketebalan media terhadap pengolahan
limbah rumah tangga (grey water) menggunakan sand filter.
2. Untuk menganalisis pengaruh waktu filtrasi terhadap pengolahan
limbah rumah tangga (grey water) menggunakan sand filter.
3. Untuk menganalisis perbandingan efisiensi masing-masing ketebalan
dan waktu filtrasi terhadap pengolahan limbah rumah tangga (grey
water).
D. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Memperoleh suatu teknologi yang sederhana, murah, dan mudah
pengoperasiannya untuk mengolah Limbah rumah tangga (grey
water) sehingga dapat memenuhi standar air yang baik dan aman
untuk dibuang ke saluran drainase.
2. Memberikan data informasi tentang kemampuan penurunan
kandungan limbah rumah tangga (grey water) dengan menggunakan
proses filtrasi dual media yaitu zeolith dan pasir.
3. Memberikan data informasi tentang kemampuan filtrasi dan
efektivitas penurunan kandungan limbah rumah tangga (grey water)
yang dihasilkan setiap ketebalan dan waktu filtrasi yang digunakan.
5
E. Batasan Masalah
Dalam penelitian ini, perlu adanya pembatasan - pembatasan
masalah sehubungan dengan keterbatasan dan kemampuan peneliti.
Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Model yang digunakan adalah rapid sand filter.
2. Media yang digunakan berupa pasir, dan Zeolith.
3. Variasi Ketebalan media filtrasi yang di gunakan yaitu:
a. Filter1 : Pasir = 20 cm, Zeolith = 10 cm, Ijuk = 3 cm.
b. Filter 2 : Pasir = 30 cm, Zeolith = 10 cm, Ijuk = 3 cm.
c. Filter 3 : Pasir = 30 cm, Zeolith = 20 cm, Ijuk = 3 cm.
4. Waktu pengambilan sampel yaitu pada menit ke-2, menit ke-4 dan
menit ke-6.
5. Volume model yang digunakan 25 cm × 25 cm × 250 cm
6. Sistem filtrasi yang digunakan adalah secara gravitasi.
7. Model yang digunakan dalam penelitian tidak diskalakan
8. Pasir yang digunakan sebagai media filtrasi adalah pasir lolos saringan
20 inch atau 0.85mm
9. Ukuran zeolith yang digunakan yaitu ¾ inch atau 19.1 mm
10. Parameter yang di ukur adalah Suhu, Kekeruhan , dan TSS.
11. Pada penelitian ini tidak dilakukan perhitungan biaya yang
digunakan.
6
F. Sistematika Penulisan
Proposal ini terdiri dari tiga bab yang sistematika penyusunannya
adalah sebagai berikut :
BAB I Pendahuluan, meliputi latar belakang, rumusan masalah, tujuan
penelitian, batasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB II Kajian Pustaka, berisi teori-teori yang relevan tentang filtrasi,
sand filter, kekeruhan dan dasar-dasar analisis perhitungan.
BAB III Metode penelitian, berisi tentang lokasi dan waktu penelitian,
jenis penelitian dan sumber data, alat dan bahan, analisa data, dan flow
chart.
BAB IV Hasil dan Pembahasan, bab ini berisi analisis data yang terlibat
dalam penelitian tentang pengaruh ketebalan media dan waktu filtrasi
terhadap pengolahan limbah rumah tangga.
BAB V Penutup, berisi kesimpulan dan saran terhadap permasalahan yang
telah dibahas pada bab sebelumnya.
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Sand Filter
Sand filter adalah salah satu media penyaring partikel-partikel
kotoran yang terdapat di dalam air. Pada proses sand filtrasi, bahan koloid
akan tertahan yaitu dalam bentuk lapisan gelatin, sedangkan ion-ion yang
larut dalam air akan dinetralkan oleh ion-ion pasir (sebagian partikel pasir
juga mengalami ionisasi di dalam filter). Dengan demikian sifat air akan
berubah karena terjadi netralisasi tersebut. Di samping itu, lapisan zooglial
pasir yang mengandung organisme hidup akan memakan bahan organis,
jadi akan membersihkan air. Dengan demikian cara kerja pasir penyaring
dapat secara mekanis, elektrolisis dan bakterisidal (Dini, 2016).
Media Filter yang digunakan pada Pressure Sand Filter adalah
Silica Sand, dengan syarat utamanya adalah harus bersih, keras dan tahan
lama. Bahan penyaring ini cukup kasar dan ditempatkan di atas
koral/kerikil/gravel yang ditempatkan secara berlapis-lapis. Besar butir
pasir yang digunakan akan mempengaruhi keefektifan proses filtrasi. Pada
waktu tertentu, pasir penyaring harus dicuci dengan cara back washed
sistem yaitu air dialirkan secara terbalik atau berlawanan dengan aliran air
selama penyaringan (dari bawah ke atas), dengan kecepatan yang
8
memungkinkan pasir mengalami pemuaian (ekspansi) sehingga proses
filtrasi tetap efisien (Dini, 2016).
B. Jenis-Jenis Sand Filter
Berdasarkan kapasitas produksi air yang diperolah, filter pasir dapat
dibedakan menjadi dua, yaitu filter pasir cepat dan filter pasir lambat.
1. Filter Pasir Cepat
Filter pasir cepat atau rapid sand filter adalah filter yang mempunyai
kecepatan filtrasi cepat, berkisar 4 hingga 21 m/jam. Filter ini selalu
didahului dengan proses koagulasi-flokulasi dan pengendapan untuk
memisahkan padatan tersuspensi. Jika kekeruhan pada influen filter pasir
cepat berkisar 5-10 NTU maka efisiensi penurunan keekruhannya dapat
mencapai 90-98%. Bagian-bagian filter cepat dapat dilihat pada gambar
berikut : (Suryani Syahrir, 2018)
Gambar 1 Bagian-bagian filter cepat (Sumber : MHW (2005) water
treatment principles and Design)
9
Bagian-bagian filter pasir cepat meliputi:
a. Bak filter, merupakan tempat proses filtrasi berlangsung. Jumlah dan
ukuran bak tergantung debit pengolahan.
b. Media filter, merupakan bahan berbutir/granular yang membentuk pori-
pori diantara butiran media. Pada pori-pori inilah air mengalir dan
terjadi proses penyaringan.
c. Sistem Underdrain merupakan sistem pengaliran air yang telah
melewati proses filtrasi yang terletak di bawah media filter. Underdrain
terdiri atas:
1. Orifice, yaitu lubang pada sepanjang pipa lateral sebagai jalan
masuknya air dari media filter ke dalam pipa,
2. Lateral, yaitu pipa cabang yang terletak di sepanjang pipa manifold.
3. Manifold, yaitu pipa utama yang menampung air dari lateral dan
mengalirkannya ke bangunan penampung air.
Arah aliran air pada saat operasi filter dapat dilihat pada gambar
berikut :
Gambar 2 Aliran air pada saat operasi filter (Sumber gambar :
http://dokumen.tips/documents/eno-modul-3.html)
10
Arah aliran air pada saat pencucian filter dapat dilhat pada gambar
berikut :
Gambar 3 Aliran air pada saat pencucian filter (Sumber gambar
:http://dokumen.tips/documents/eno-modul-3.html)
Filter pasir cepat dapat dibedakan dalam beberapa kategori:
a. Menurut sistem kontrol kecepatan filtrasi
b. Menurut arah aliran
c. Menurut sistem pengaliran.
2. Filter Pasir Lambat
Filter pasir lambat atau slow sand filter adalah filter yang mempunyai
kecepatan filtrasi lambat, yaitu sekitar 0,1-0,4 m/jam. Kecepatan yang lebih
lambat ini disebabkan ukuran media pasir lebih kecil (effective size = 0,15-
0,35 mm). Filter pasir lambat merupakan sistem filtrasi yang pertama kali
digunakan untuk pengolahan air, dimana sistem ini dikembangkan sejak
taun 1800 SM. Prasedimentasi dilakukan pada air baku mendahului proses
filtrasi. Filter pasir lambat cukup efektif digunakan untuk menghilangkan
11
kandungan bahan organik dan organisme patogen pada air baku yang
mempunyai kekeruhan relatif rendah. (Suryani Syahrir, 2018).
Filter pasir lambat banyak digunakan untuk pengolahan air dengan
kekeruhan air baku di bawah 50 NTU. Efisiensi filter pasir lambat
tergantung pada distribusi ukuran partikel pasir, ratio luas permukaan filter
terhadap kedalaman kecepatan filtrasi.
Filter pasir lambat bekerja dengan cara pembentukan lapisan biofilm
di beberapa milimeter bagian atas lapisan pasir halus yang disebut lapisan
hypogeal atau schmutzdecke. Lapisan ini mengandung bakteri, fungi,
protozoa, rotifera, dan larva serangga air. Schmutzdecke adalah lapisan
yang melakukan pemurnian efektif dalam pengolahan air minum. Selama
air melewati schmutzdecke, partikel akan terperangkap dan organik terlarut
akan terabsorpsi, diserap dan dicerna oleh bakteri, fungi, dan protozoa.
Proses yang terjadi dalam schmutzdecke sangat kompleks dan bervariasi,
tetapi yang utama adalah mechanical straining terhadap kebanyakan bahan
tersuspensi dalam lapisan tipsi yang berpori-pori sangat kecil, kurang dari
satu mikron. Ketebalan lapisan ini meningkat terhadap waktu hingga
mencapai sekitar 25 mm, yang menyebabkan aliran mengecil. Ketika
kecepatan filtrasi turun sampai tingkat tertentu, filter harus dicuci dengan
mengambil lapisan pasir bagian atas setebal sekitar 25 mm.
Keuntungan filter lambat antara lain:
12
a. Biaya kontruksi rendah
b. Rancangan dan pengoperasian lebih sederhana
c. Tidak diperlukan tambahan bahan kimia
d. Variasi kualitas air baku tidak terlalu mengganggu
e. Tidak diperlukan banyak air untuk pencucian, pencucian yang tidak
menggunakan backwash, hanya dilakukan di bagian atas media.
Kerugian filter pasir lambat adalah besarnya kebutuhan lahan, yaitu
sebagai akibat dari lambatnya kecepatan filtrasi.
Secara umum, filter pasir lambat hampir sama dengan filter pasir
cepat. Filter pasir lambat tersusun oleh bak filter, media pasir, dan sistem
underdrain . Bagian-bagian filter pasir lambat dapat dilihat pada gambar
berikut :
Gambar 4 Skema Filter Pasir Lambat (Sumber gambar : Laily andini XIII
kimia industry)
Perbandingan rapid sand filter dan slow sand filter dapat di lihat
pada tabel 1 berikut:
Tabel 1 Perbandingan Rapid Sand Filter dan Slow Sand Filter
13
parameter Repid Filter Slow Sand Filter
Ukuran unit 10-100 m2 (dibutuhkan area yang lebih kecil)
50-200 m2 (dibutuhkan area yang luas)
Biaya instalasi murah operasional dan
pemeliharaan mahal
instalasi mahal operasional dan
pemeliharaan murah Laju filtrasi 4,800-7,200 L/m2/jam 100-200 L/m2/jam
Pretreatment Koagulasi,flokulasi dan sedimentasi
Sedimentasi
Post treatment Harus menggunakan desinfektan
Sedikit desinfektan
Konstruksi Rumit Mudah Pengoprasian Sulit Mudah
Supervisi Diperlukan secara rutin dan intens
Berskala
Jenis media pasir
ukuran efektif 0,45-0,7 mm
koefisien keseragaman 1,2-1,7
ketebalan media 60-75 mm
ukuran efektif 0,25-0,35 mm
koefisien keseragaman 3-5 ketebalan media 80-100 cm
Jenis media dasar
Gravel, ukuran 3-50 mm pada lapisan ke-4 atau 5 (dengan tinggi kedalaman 45-50 cm)
Gravel, ukuran 3-65 mm (dengan tinggi kedalaman 98-99%)
Efisiensi
kekeruhan influent tidak disyaratkan, disertai pretreament
penghilangan bakteri 80-90%
penghilangan bau kurang bagus
kekeruhan influent syaratnya rendah, <30 NTU
penghilangan bakteri 98-99%
penghilangan bau sangat bagus
Pembersihan filter
backwashing (pencucian terbalik), mudah
kekeruhan air 1-5% dari total air bersih yang difilter
scrapping (pengerukan), dibutuhkan operator terlatih
kebutuhan air 0,2-0,5% dari total air bersih yang difilter
Interval pembersihan 1-2 hari 3-4 bulan
Penggunaan Pengolahan air didaerah perkotaan dan industri
Pengolahan air dipedalaman atau desa terpencil
Sumber : Sutrisno, (2006)
14
Kriteria perencanaan saringan pasir lambat dapat dilihat pada tabel 2
berikut :
Tabel 2 Kriteria Saringan Pasir Lambat
No Kriteria Ukuran yang direkomendasikan 1 Kecepatan alir 2 - 5 m3/m2 hari
2 Ukuran bak 2000 m2 3 Ketebalan media Pasir 1 m ; gravel 0,5 m
4 Koefisien keseragaman 2 - 2,5 5 Headloss 1 m
6 Media pencucian Mencuci/mengeruk lapisan atas dan mengganti dengan pasir baru
7 Penyisihan bakteri 99,99 %
8 Diameter media 0,5 – 1,5 mm
9 Treatment dg koagulasi Tidak perlu
Sumber : Sutrisno, (2006)
C. Dimensi Bak Filter
Luas permukaan bak filter tergantung pada jumlah bak, debit
pengolahan dan kecepatan (rate filtrasi.). Jumlah bak juga dapat ditentukan
dengan batasan luas permukaan maksimum 100 m² per bak. Jumlah bak
minimum adalah dua.
Luas permukaan dan volume bak dapat di hitung dengan rumus :
.................................................................................................. (1)
P × L × T ............................................................................................................ (2)
Dengan P adalah panjang reaktor , L adalah lebar , dan T adalah
tinggi reaktor sand filter. Berdasarkan luas permukaan bak, ukuran bak
15
(panjang, lebar, atau diameter) dapat di tentukan. Ratio lebar terhadap
panjang berkisar 1 : 1 hingga 1 : 2 .
Tinggi bak filter di tentukan dari tinggi total bahan yang terdapat di
bak, meliputi underdrain, media penyangga, media filter, dan air di atas
media ditambah dengan tinggi jagaan (free board).
D. Pengertian filtrasi
Filtrasi adalah proses pemisahan padatan dari larutan di mana
larutan tersebut dilewatkan melalui suatu media berpori atau materi
berpori lainnya untuk menyisihkan partikel tersuspensi yang sangat
halus sebanyak mungkin. Proses ini digunakan pada instalasi
pengolahan air minum untuk menyaring air yang telah dikoagulasi dan
diendapkan untuk menghasilkan air minum dengan kualitas yang baik.
(Djoko M. Hartono, 2010).
Filtrasi memiliki dua jenis metode pengolahan yaitu, filtasi pasir
cepat (rapid sand filter) dan filtrasi pasir cepat (slow sand filter).
Rapid sand filter merupakan penyaringan degnan kecepatan penyaringan
relatif lebih besar dibandingan dengan slow sand filter. (Fathimah Hanun
Syifaul Jannah).
ketinggian media filter sangat berpengaruh pada penyisihan
kekeruhan dan headloss. Semakin tinggi media filter maka penyisihan
kekeruhan akan semakin baik namun headloss yang dihasilkan akan
16
semakin besar. Hal ini dikarenakan semakin tinggi media filter maka
semakin banyak ruang kosong antar partikel sehingga partikel yang
terjebak dalam media filter akan semakin banyak dan penyisihan
semakin baik. (Fathimah Hanun Syifaul Jannah).
E. Media Filtrasi
1. Zeolith
Zeolit merupakan senyawa alumino-silikat hidrat terhidrasi
dengan unsur utama yang terdiri dari kation alkali dan alkali tanah
terutama Ca, K dan Na, dengan rumus umum (LmAlx Sig O2nH2O) di
mana L adalah logam. Sifat umum dari zeolit adalah kristal yang agak
lunak dengan warna putih, coklat, atau kebiru-biruan, berat jenisnya 2-
2,4. Zeolit alam terbentuk dari reaksi antara batuan tufa asam berbutir
halus dan bersifat riolitik dengan air pori atau air meteorik. Penggunaan
zeolit adalah untuk bahan baku pembersih limbah cair dan rumah tangga,
untuk industri pertanian, peternakan, perikanan, industri kosmetik,
industri farmasi, dan lain-lain. ( Ary Ricardo Obe, 2011).
Mineral alam zeolit yang merupakan senyawa alumino-silikat
dengan struktur sangkar terdapat di Indonesia seperti
Bayah,Banten,Cikalong, Tasikmalaya, Cikembar, Sukabumi, Nanggung,
Bogor, dan Lampung dalam jumlah besar dengan bentuk hampir
murni dan harga murah. Mineral zeolit mempunyai struktur framework
17
tiga dimensi dan menunjukkan sifat penukar ion, sorpsi molecular sieving
dankatalis sehingga memungkinkan digunakan dalam pengolahan limbah
industri dan limbah nuklir. ( Ary Ricardo Obe, 2011).
Berikut adalah media zeolit dapat lihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 5 Zeolith
Zeolit berbentuk kristal aluminosilikat terhidrasi yang mengandung
muatan positifdari ion-ion logam alkali dan alkali tanah dalam kerangka
kristal tiga dimensi (Hay, 1966), dengan setiap oksigen membatasi antara
dua tetrahedral. Berikut ilustrasi dari rangka zeolit dapat dilihat pada
gambar di bawah ini :
Gambar 6 Rangka zeolit yang terbentuk dari 4 atom O dan 1 atom Si (Sumber gambar : https : // ardra . biz/ -teknologi/ mineral / mineral-zeolith / karakteristik-sifat-sifat-zeolith/)
18
2. Pasir
Berikut adalah media pasir dapat lihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 7 Pasir Pantai (Sumber Gambar :https://id.m.wikipedia.org/wiki
/berkas:Tannin_heap.jpeg)
Penyaringan atau filtrasi adalah proses pemisahan komponen
padatan yang terkandung di dalam air dengan melewatkannya melalui
media yang berpori atau bahan berpori lainnya untuk memisahkan padatan
dalam air tersebut baik yang berupa suspensi maupun koloid. Selain itu,
penyaringan juga dapat mengurangi kandungan bakteri, bau, rasa, mangan,
dan besi. (Jurnal Teknik Sipil dan Lingkungan, Rachmat Quddus,2014).
Menurut Baker (1948), catatan tertulis paling awal tentang
pengolahan air, sekitar tahun 4000 SM, menyebutkan filtrasi air melalui
pasir dan kerikil. Walaupun sejumlah modifikasi telah dibuat dengan cara
yang aplikasi, filtrasi tetap menjadi salah satu teknologi mendasar terkait
dengan pengolahan air. Digunakannya media filter atau saringan karena
merupakan alat filtrasi atau penyaring yang memisahkan campuran solida
likuida dengan media porous atau material porous lainnya guna
memisahkan sebanyak mungkin padatan tersuspensi yang paling halus. Dan
penyaringan ini merupakan proses pemisahan antara padatan atau koloid
19
dengancairan, dimana prosesnya bisa dijadikan sebagai proses awal
(primary treatment).
Menurut Tjokrokusumo (1998), pada pengolahan air baku dimana
proses koagulasi tidak perlu dilakukan, maka air baku langsung dapat
disaring dengan saringan jenis apa saja termasuk pasir kasar. Karena
saringan kasar mampu menahan material tersuspensi dengan penetrasi
partikel yang cukup dalam, maka saringan kasar mampu menyimpan
lumpur dengan kapasitas tinggi. Karakteristik filtrasi dinyatakan dalam
kecepatan hasil filtrat. Masing-masing dipilih berdasarkan pertimbangan
teknik dan ekonomi dengan sasaran utamanya, yakni menghasilkan filtrat
yang murah dengan kualitas yang tetap tinggi.
Berikut merupakan persyara tan teknis pasir sebagai media
penyaringan menurut standar SNI 3981-2008 tentang Saringan Pasir
Lambat :
a. Berat Jenis Pasir
Berat jenis pasir permukaan jenuh air yaitu perbandingan antara
berat agregat kering permukaan jenuh dan berat air suling yang isinya sama
dengan isi agregat dalam keadan jenuh pada suhu tertentu. Berdasarkan SNI
3981-2008, berat jenis pasir sebagai media penyaringan yaitu sebesar 2,55
gr/cm3 – 2,65 gr/cm3. Berikut merupakan persamaan yang digunakan untuk
menghitung berat jenis pasir. (Jurnal Teknik Sipil dan Lingkungan,
Rachmat Quddus, 2014).
20
Keterangan:
B = Berat Pasir Jenuh Air
C = Berat Piknometer + Air + Contoh Pasir Jenuh Air
D = Berat Piknometer diisi Air
b. Analisa Saringan Agregat Pasir
Analisa saringan agregat adalah penentuan persentase berat butiran
agtegat yang lolos dari satu set saringan kemudian angka-angka persentase
digambarkan pada grafik pembagian butir. Pemilihan media filter yang
akan digunakan dilakukan dengan analisa ayakan (sieve analysis). Hasil
ayakan suatu media filter digambarkan dalam kurva akumulasi distribusi
untuk mencari ukuran efektif (effective size) dan keseragaman media yang
diinginkan (dinyatakan sebagai uniformity coefficient). Maka dapat dihitung
nilai modulus halus butiran menggunakan rumus sebagai berikut: (Jurnal
Teknik Sipil dan Lingkungan, Rachmat Quddus, 2014).
3. Ijuk atau sekat
Ijuk atau Sekat yang merupakan serat alam yang mungkin hanya
sebagian orang mengetahui kalau serat ini sangat lah istimewa di banding
dengan serat lainya. Ijuk (duk, injuk) adalah serabut hitam dan keras
pelindung pangkal pelepah daun enau atau aren (Arenga pinnata) yang
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐽𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑃𝑎𝑠𝑖𝑟 = 𝐵
𝐵+𝐷 −𝐶..................................................................................(3)
21
meliputi dari bawah sampai atas batang aren. Fungsi dari ijuk (serabut
kelapa) dalam proses filtrasi air adalah untuk menyaring kotoran-kotoran
halus dengan membuat lapisan pasir, ijuk, arang aktif, pasir dan batu. Dan
juga sebagai media penahan pasir halus agar tidak lolos ke lapisan
bawahnya. (Muhammad Nur Fajri, 2017)
Berikut adalah media ijuk/ sekat dapat lihat pada gambar 8 berikut :
Gambar 8 Gambar ijuk
F. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Effisiensi Filtrasi
Dalam proses filtrasi terjadi reaksi kimia dan fisika, sehingga banyak
faktor–faktor yang saling berkaitan yang akan mempengaruhi pula kualitas
air hasil filtrasi, efisiensinya, dan sebagainya. Faktor–faktor tersebut adalah
debit filtrasi, kedalaman media, ukuran dan material, konsentrasi
kekeruhan, tinggi muka air, kehilangan tekanan, dan temperature.
1. Debit Filtrasi
Debit yang terlalu besar akan menyebabkan tidak berfungsinya filter
secara efisien. Sehingga proses filtrasi tidak dapat terjadi dengan sempurna,
akibat adanya aliran air yang terlalu cepat dalam melewati rongga diantara
butiran media pasir. Hal ini menyebabkan berkurangnya waktu kontak
22
antara permukaan butiran media penyaring dengan air yang akan disaring.
Kecepatan aliran yang terlalu tinggi saat melewati rongga antar
butiran menyebabkan partikel–partikel yang terlalu halus yang tersaring
akan lolos. (Alda Inesya Putri, 2015)
Debit filtrasi dapat dihitung menggunakan rumus 4 berikut :
Q = v / t ……………………………………………………………(4)
Dimana:
Q = Debit
v = Volume Aliran
t = Waktu Aliran
2. Konsentrasi Kekeruhan
Konsentrasi kekeruhan sangat mempengaruhi efisiensi dari
filtrasi. Konsentrasi kekeruhan air baku yang sangat tinggi akan
menyebabkan tersumbatnya lubang pori dari media atau akan terjadi
clogging. Sehingga dalam melakukan filtrasi sering dibatasi
seberapa besar konsentrasi kekeruhan dari air baku (konsentrasi air
influent) yang boleh masuk. Jika konsentrasi kekeruhan yang terlalu
tinggi, harus dilakukan pengolahan terlebih dahulu, seperti misalnya
dilakukan proses koagulasi – flokulasi dan sedimentasi.. Efisiensi
penurunan kekeruhan pada sand filter dapat dihitung menggunakan rumus 5
berikut : (Alda Inesya Putri, 2015)
23
Rkekeruhan =
........................................................................(5)
Dimana :
Rkekeruhan = Efisiensi kekeruhan (%)
K in = Kekeruhan sebelum di saring (NTU)
K out = Kekeruhan setelah di saring (NTU).
3. Temperatur
Adanya perubahan suhu atau temperatur dari air yang akan difiltrasi,
menyebabkan massa jenis (density), viskositas absolut, dan viskositas
kinematis dari air akan mengalami perubahan. Selain itu juga akan
mempengaruhi daya tarik menarik diantara partikel halus penyebab
kekeruhan, sehingga terjadi perbedaan dalam ukuan besar partikel yang
akan disaring. Akibat ini juga akan mempengaruhi daya adsorpsi.
Akibat dari keduanya ini, akan mempengaruhi terhadap efisiensi daya
saring filter. (Alda Inesya Putri, 2015)
4. Kedalaman media, Ukuran, dan Material.
Pemilihan media dan ukuran merupakan hal penting dalam
perencanaan pembuatan alat filtrasi. Hal-hal yang harus diperhatikan
adalah: (Alda Inesya Putri, 2015)
a. Ketebalan media yang akan menentukan lamanya pengaliran dan daya
saring. Media yang terlalu tebal biasanya mempunyai daya saring yang
sangat tinggi, tetapi membutuhkan waktu pengaliran yang lama.
24
Lagipula ditinjau dari segi biaya, media yang terlalu tebal tidak
menguntungkan. Sebaliknya, media yang terlalu tipis selain memiliki
waktu pengaliran yang pendek, kemungkinan juga memiliki daya saring
yang rendah. (Alda Inesya Putri, 2015)
b. Ukuran diameter butiran filtrasi yang berpengaruh pada porositas, laju
filtrasi, dan juga kemampuan daya saring, baik itu komposisisnya,
proporsinya, maupun bentuk susunan dari diameter butiran media.
Keadaan media yang terlalu kasar atau terlalu halus akan menimbulkan
variasi dalam ukuran rongga antar butir. Ukuran pori sendiri
menentukan besarnya tingkat porositas dan kemampuan
menyaring partikel halus yang terdapat dalam air baku. Lubang pori
yang terlalu besar akan meningkatkan rate dari filtrasi dan juga akan
menyebabkan lolosnya partikel–partikel halus yang akan disaring.
Sebaliknya lubang pori yang terlalu halus akan meningkatkan
kemampuan menyaring partikel dan juga dapat menyebabkan
clogging (penyumbatan lubang pori oleh partikel–partikel halus
yang tertahan) yang terlalu cepat. (Alda Inesya Putri, 2015)
5. Tinggi muka air di atas media dan kehilangan tekanan
Keadaan tinggi muka air di atas media berpengaruh terhadap
besarnya debit atau laju filtrasi dalam media. Tersedianya muka air
yang cukup tinggi diatas media akan meningkatkan daya tekan air
untuk masuk kedalam pori. Dengan muka air yang tinggi akan
25
meningkatkan laju filtrasi (bila filter dalam keadaan bersih). Muka air diatas
media akan naik bila lubang pori tersumbat (terjadi clogging)
terjadi pada saat filter dalam keadaan kotor. (Alda Inesya Putri, 2015)
G. Media Filter dan Distribusi Media
Pemilihan media filter yang akan digunakan dilakukan dengan
analisa ayakan (sieve analysis). Hasil ayakan suatu media filter
digambarkan dalam kurva akumulasi distribusi untuk mencari ukuran efektif
(effective size) dan keseragaman media yang diinginkan (dinyatakan sebagai
uniformity coefficient). (Mary Selintung, 2012).
Effective Size (ES) atau ukuran efektif media filter adalah ukuran
media filter bagian atas yang dianggap paling efektif dalam memisahkan
kotoran yang besarnya 10% dari total kedalaman lapisan media filter atau
10% dari fraksi berat, ini sering dinyatakan sebagai d10 ( diameter pada
persentil 10 ). (Mary Selintung, 2012).
Uniformity Coefficient (UC) atau koefisien keseragaman adalah
angka keseragaman media filter yang dinyatakan dengan perbandingan
antara ukuran diameter pada 60% fraksiberat terhadap ukuran efektif atau
dapat ditulis UC = d60/d10. d60 adalah diameter butiran pada persentil 60.
(Mary Selintung, 2012).
Berdasarkan jenis dan jumlah media yang digunakan dalam
penyaringan, media filter dikategorikan menjadi:
26
1. Single media, suatu jenis media seperti pasir silika, atau dolomit saja.
Filter cepat tradisional biasanya menggunakan pasir kwarsa. Pada
sistem ini penyaringan SS terjadi pada lapisan paling atas sehingga
dianggap kurang efektif karena sering dilakukan pencucian.
2. Dual media: misalnya digunakan pasir silica, dan anthrasit. Filter
dua media sering digunakan filter dengan media pasir kwarsa
dilapisanbbawah dan antharasit pada lapisan atas. Keuntungan dua
media:
a. Kecepatan filtrasi lebih inggi (10-15 m/jam)
b. Periode pencucian lebih lama
c. Merupakan peningkatan filter single media (murah)
3. Multi media: misalnya digunakan pasir silica, anthrasit dan garnet
atau dolomit. Fungsi multi media adalah untuk mengfungsikan
seluruh lapisan filter agar berperan sebagai penyaring.
Susunan media berdasarkan ukurannya dibedakan menjadi :
a. Seragam (uniform), ukuran butiran media filter relatif sama dalam
satu bak
b. Gradasi (stratified) ukuran butiran media tidak sama dan tersusun
bertingkat
c. Tercampur (mixed) ukuran butiran media tidak sama dan
bercampur.
27
Kriteria Kriteria Perencanaan media filter untuk Pengolahan Air
Minum dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 3. Kriteria Perencanaan media filter untuk Pengolahan Air Minum ( Reynolds dan Richards, 1996)
Kriteria nilai ukuran efektif dan keseragaman media untuk beberapa
jenis dan media filter dapat dilihat pada Tabel 3 di atas.
Rentang Tipikal
I. Single Media A. Media Pasir Kedalaman (mm) 610 – 760 685 ES (mm) 0,35 – 0,70 0,6 UC < 1,7 < 1,7 B. Media anthrasit Kedalaman (mm) 610 – 760 685 ES (mm) 0,70 – 0,75 0.75 UC < 1,75 < 1,75
C. Rate Filtrasi (l/det m2) 1,36 – 3.40 2,72
II. Dual Media A. Media Pasir Kedalaman (mm) 150 – 205 150 ES (mm) 0,45 – 0,55 0,5 UC 1,5 – 1,7 1,6 B. Media anthrasit Kedalaman (mm) 460 – 610 610 ES (mm) 0,9 – 1,1 1 UC 1,6 – 1,8 1,7
C. Rate Filtrasi (l/det m2) 2,04 – 5.44 3,4
III. Multi Media A. Media Pasir Kedalaman (mm) 150 – 230 230 ES (mm) 0.45 – 0.55 0,5 UC 1,5 – 1,65 1,6 B. Media anthrasit Kedalaman (mm) 420 – 530 460 ES (mm) 0,95 – 1,0 1 UC 1,55 – 1,75 <1,75 C. Garnet Kedalaman (mm) 75 – 115 75 ES (mm) 0,20 – 0,35 0,2 UC 1,6 – 2.0 <1.6
D. Rate Filtrasi (l/det m2) 2,72 – 6,80 4,08
KarakteristikNilai
28
H. Permeabiltas Tanah Dan Prinsip Kerja Sand Filter
Permeabiltas tanah merupakan sifat penting dalam kaitannya dengan
mobilitas air tanah. Untuk mengetahui konsep permeabilitas tersebut perlu
diketahui konsep aliran yang dirumuskan oleh Henry Darcy (1856). Darcy
dalam eksperimennya menemukan hubungan proporsional antara debit
filtrasi air (Q) yang melalui pasir (homogen) dengan luas Penampang
Aliran (A) dan kehilangan energi (gradien kehilangan energi atau gradien
hidrolis), L
hhJ
)( 21 yang dapat dituluskan sebagai berikut (Bear dan
Verrujit,1990) :
Q = K.A.J Atau q = K.J…………………………………………….(6)
Dimana h1 – h2 = Δh merupakan perbedaan tinggi tekan antara dua
titik pada media pasir dengan beda jarak sepanjang L, q adalah fluks aliran
(Q/A) m/s. K adalah koefisien proporsionalitas atau konduktivitas
(keterhantaran) Hidrolis.
Besarnya harga K dari suatu jenis tanah tergantung antara lain oleh
ukuran diameter butir dan pori. Bila diameter butirnya sangat halus,
walaupun porositasnya tinggi, seperti tanah liat, maka harga K akan rendah.
Hal yang harus diperhatikan adalah ukuran butir, bukan porositasnya.
Semakin kecil ukuran diameter dan porinya, luas permukaan persatuan
berat partikel (luas permukaan spesifik) akan semakin tinggi nilanya.
29
Kisaran harga K dari beberapa jenis tanah atau formasi geologi
menurut Bouwer,1978 dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4 Kisaran harga K dari beberapa jenis tanah atau formasi geologi (Bouwer, 1978 ).
jenis tanah Harga K (m/hari)
Liat (permukaan)
Liat bagian dalam (deep clay beds)
Lemoung Permukaan (surface)
Pasir Halus
Pasir Sedang
Pasir kasar
Kerikil (gravel)
Pasir berkerikil
Campuran liat,pasir dan kerikil
0,01 – 0,2
10-8 – 10-2
0,1 – 1,0
1,0 - 5,0
5,0 – 20
20 – 100
100 – 1000
5,0 – 100
0,001 – 0,1
Dalam menghitung pemindahan air melalui tanah pada kondisi jenuh
dikenal suatu hukum yakni hukum Darcy yang biasa juga digunakan dalam
menghitung permeabilitas. Hukum Darcy melukiskan aliran air pada
kondisi jenuh seara kuantitatif dirumuskan sebagai berikut :
q = J. K.i…………………………………………………………….. (7)
Dimana
J = kecepatan aliran
K = keterhantaran Hidrolik
i = gradient Hidrolik
30
Hukum Darcy menunjukkan bahwa kecapatan aliran air (J)
berbanding lurus dengan gradient hidrolik (i), keterhantaran hidrolik (K)
adalah konstanta yang menegaskan hubungan yang sebanding antara
kecepatan aliran dengan gradien hidrolik.
Kecepatan aliran air dirumuskan sebagai berikut :
).( tA
QJ
………………………………………………………....(8)
Dimana :
J = Kecepatan Aliran Air
Q = Pemindahan Air melalui irisan melintang (A)
T = waktu
Gradien Hidrolik melukiskan efektifitas kekuatan pada pemindahan
air dan dirumuskan sebagai berikut :
l
Hi
......................................................................................... (9)
Dimana ΔH adalah perbedaan atau perubahan total potensial air
antara titik-titik dalam tanah dan I adalah jarak antar titik- titik.
Berikut ini adalah prinsip kerja dari sand filter :
1. A supernatant (raw) water reservoir berfungsi untuk mengatur tinggi
air diatas media filtrasi. Ketinggian ini mempengaruhi tekanan yang
mendorong air untuk melalui media filtrasi.
31
2. A bed of filter (biasanya adalah pasir) merupakan tempat dimana
terjadi proses pemisahan suspense.
3. An under-drainage system, berfungsi untuk menyempurnakan media
filtrasi pasir.
4. A system of control valve, berfungsi untuk mengatur laju alir pada
saat melalui media filtrasi, juga mengatur ketinggian air di water
reservoir.
Prinsip kerja sand filter dapat dilihat pada gambar berikut ini :
Gambar 9 Prinsip Kerja Sand Filter ( Sumber gambar : Huisman ,1974 )
I. Limbah Domestik ( Grey water )
Air limbah domestik, menurut Keputusan Menteri Lingkungan
Hidup Nomor 112 Tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik
disebutkan pada Pasal 1 ayat 1, bahwa air limbah domestik adalah air
limbah yang berasal dari usaha dan atau kegiatan permukiman (realestate),
32
rumah makan (restaurant), perkantoran, perniagaan, apartemen dan asrama
(anonim).
Air limbah yang bersumber dari rumah tangga (Domestic Wastes
Water), Menurut Notoatmodjo (2003:170) dalam Angreni 2009, yaitu
buangan yang berasal dari pemukiman penduduk.Pada umumnya air limbah
terdiri dari excreta (tinja dan air seni), air bekas cucian dapur dan kamar
mandi dan umumnya terdiri dari bahan-bahan organik.
Air dikatakan tercemar jika adanya penambahan makhluk hidup,
energi atau komponen lainnya baik sengaja maupun tidak, kedalam airbaik
oleh manusia ataupun proses alam yang menyebabkan kualitas air turun
sampai tingkat yang menyebabkan air tidak sesuai peruntukannya.
J. Sumber Air Limbah
Air buangan berasal dari berbagai sumber menurut Notoatmodjo
(2003:170) dalam Angreni 2009, secara garis besar air buangan dapat
dikelompokkan menjadi sebagai berikut:
1. Air buangan yang bersumber dari rumah tangga (Domestic Wastes
Water), yaitu air limbah yang berasal dari pemukiman penduduk.
Pada umumnya air limbah ini terdiri dari ekskreta (tinja dan air seni),
air bekas cucian dapur dan kamar mandi, dan umumnya terdiri bahan
- bahan organik.
33
2. Air buangan industri (Industrial Wastes Water), yang berasal dari
berbagai jenis industri akibat proses produksi. Zat-zat yang
terkandung didalamnya sangat bervariasi sesuai dengan bahan baku
yang dipakai oleh masing-masing industri.
3. Air buangan kotapraja (Municipal Wastes Water), yaitu air buangan
yang berasal dari daerah perkotaan, perdagangan, hotel, restoran,
tempat-tempat umum, tempat ibadah dan sebagainya. Pada umumnya
zat-zat yang terkandung dalam jenis air limbah ini sama dengan air
limbah rumah tangga.
K. Karakteristik air limbah
Karakteristik air limbah perlu dikenalkan, karena hal ini akan
menentukan cara pengolahan yang tepat, sehingga tidak mencemari
lingkungan hidup. Limbah cair baik domestik maupun non domestik
mempunyai beberapa karakteristik sesuai dengan sumbernya, dimana
karakteristik limbah cair dapat digolongkan pada karakteristik fisik, kimia,
dan biologi yang diuraikan sebagai berikut :
1. Karakteristik fisik.
Karakteristik fisika air limbah yang perlu diketahui adalah total
solid, bau, temperatur, densitas, warna, konduktivitas, dan turbidity. (Mega
Filiazati).
34
a. Total Solid (TS)
Total solid adalah Padatan terdiri dari bahan padat organik
maupun anorganik yang dapat larut, mengendap atau tersuspensi.
Bahan ini pada akhirnya akan mengendap di dasar air sehingga
menimbulkan pendangkalan pada dasar badan air penerima. (Mega
Filiazati).
b. Bau
Disebabkan oleh udara yang dihasilkan pada proses dekomposisi
materi atau penambahan substansi pada limbah. (Mega Filiazati).
c. Temperatur
Merupakan parameter yang sangat penting dikarenakan efeknya
terhadap reaksi kimia, laju reaksi, kehidupan organisme air dan penggunaan
air untuk berbagai aktivitas sehari- hari. (Mega Filiazati).
d. Density
Density adalah perbandingan anatara massa dengan volume yang
dinyatakan sebagai slug/ft3 (kg/m3)
e. Warna.
Pada dasarnya air bersih tidak berwarna, tetapi seiring dengan waktu
dan menigkatnya kondisi anaerob,warna limbah berubah dari yang abu–abu
menjadi kehitaman. (Mega Filiazati).
35
f. Kekeruhan
Kekeruhan disebabkan oleh zat padat tersuspensi, baik yang
bersifat organik maupun anorganik, serta menunjukkan sifat optis air
yang akan membatasi pencahayaan kedalam air. (Mega Filiazati).
g. Total Suspended Solid (TSS).
Total suspended solid atau padatan tersuspensi total (TSS) adalah
Merupakan jumlah berat dalam mg/l kering lumpur yang ada didalam air
limbah setelah mengalami penyaringan dengan membran berukuran 0,45
mikron. (Mega Filiazati).
2. Karateristik kimiawi.
a. Bahan Organik
Karakteristik Limbah dilihat dari bahan kimianya adalah berupa
bahan organik. Air limbah terdapat beberapa kandungan bahan organik
berupa protein 65%, karbohidrat 25% dan lemak ataupun minyak 10%.
Lemak dalam limbah domestik bisa berasal dari sisa makanan, yang jika
dibuang ke sungai akan mengapung dan menutupi permukaan air sehingga
termasuk kedalam bahan organic. Minyak dan lemak memang tidak dapat
terdegradasi dalam waktu yang singkat, karena membutuhkan waktu cukup
lama maka keberadaannya akan mengganggu aktivitas organisme
didalamnya dan ekosistem yang ada dalam tempat tercemar limbah.
36
b. BOD (Biologycal Oxygen Demand)
BOD (Biologycal Oxygen Demand) atau kebutuhan oksigen biologis
adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme di dalam
air lingkungan untuk memecah atau mendegradasi atau mengoksidasi
limbah organik yang terdapat didalam air. (Mega Filiazati).
c. DO (Dissolved Oxygen)
Dissolved Oxygen atau oksigen terlarut dibutuhkan oleh semua
jasad hidup untuk pernapasan, proses metabolisme atau pertukaran zat yang
kemudian menghasilkan energi untuk pertumbukan dan pembiakan.
Disamping itu, oksigen juga dibutuhkan untuk oksidasi bahan-bahan
organik dan anorganik dalam proses aerobik. (Salmin, 2005).
d. COD (Chemical Oxygen Demand)
COD Merupakan jumlah kebutuhan oksigen dalam air untuk proses
reaksi secara kimia guna menguraikan unsur pencemar yang ada. COD
dinyatakan dalam ppm (part per milion). (Metcalf and Eddy, 2003)
e. pH (Puissance d’Hydrogen Scale)
pH atau pun derajat keasaman adalah Air normal yang memenuhi
syarat untuk suatu kehidupan mempunyai pH sekitar 6,5 – 7,5. Air
akan bersifat asam atau basa tergantung besar kecilnya pH. Bila pH di
37
bawah pH normal, maka air tersebut bersifat asam, sedangkan air yang
mempunyai pH di atas pH normal bersifat basa. (Mega Filiazati).
3. Karateristik bakteriologis
Karakteristik biologi digunakan untuk mengukur kualitas air
terutama air yang dikonsumsi sebagai air minum dan air bersih.
Parameter yang biasa digunakan adalah banyaknya mikroorganisme
yang terkandung dalam air limbah. Pengolahan air limbah secara biologis
dapat didefinisikan sebagai suatu proses yang melibatkan kegiatan
mikroorganisme dalam air untuk melakukan transformasi senyawa-
senyawa kimia yang terkandung dalam air menjadi bentuk atau senyawa
lain. Mikroorganisme mengkonsumsi bahan-bahan organik membuat
biomassa sel baru serta zat-zat organik dan memanfaatkan energi yang
dihasilkan dari reaksi oksidasi untuk metabolismenya. (Metcalf and
Eddy, 2003).
L. Standar Baku Mutu Limbah Cair Domestik
Baku mutu air limbah merupakan ukuran batas atau kadar unsur
pencemar dan atau jumlah unsur pencemar yang ditenggang keberedaannya
dalam air limbah yang akan dibuang atau dilepas ke dalam sumber air dari
suatu usaha atau kegiatan.
Upaya yang dilakukan pemerintah untuk menahan laju beban
pencemaran adalah dengan memberlakukan peraturan terbaru baku mutu air
38
limbah domestik yaitu Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan
Kehutanan Nomor P.68/Menlhk/Setjen/Kum.1/8/2016 Tahun 2016 tentang
Baku Mutu Air Limbah Domestik.
Berikut merupakan data baku mutu air limbah menurut Peraturan
Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor
P.68/Menlhk/Setjen/Kum.1/8/2016 Tahun 2016 tentang Baku Mutu Air
Limbah Domestik :
Tabel 5 Baku Mutu Air Limbah Domestik
Sumber : Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor P.68
Tahun 2016 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik.
39
Matriks jurnal penelitian terkait dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 6 Matriks penelitian yang relevan
No Penulis Judul Tujuan Variabel Diteliti
Variabel Yang
Belum Di Teliti
Metode Penelitian
1 Dandy Prakoso dan Bieby Voijant Tangahu
Desain IPAL Komunal limbah domestik perumahan sukolilo Dian regency dangan teknologi Constructed wetland
Untuk memperoleh nilai efisiensi yang tinggi dari pengolahan limbah domestik skala perumahan dan memperoleh desain IPAL komunal yang memiliki nilai estetika.
COD , BOD dan TSS
2 Ahmad Safrodin dan Sarwoko Mangkoedihardjo
Desain IPALpengolahan grey water dengan teknologi subsurface flow constructd wetland di Rusunawa Grudo Surabaya
untuk memperoleh nilai efisiensi yang tinggi dan memperoleh desain IPAL yang memiliki nilai estetika.
COD , BOD, TSS dan pH
Data Primer dapat berupa karakteristik limbah meliputi BOD, COD, TSS, dan pH.sekunder yang dibutuhkan adalah denah area rusunawa Grudo Surabaya, baku mutu air limbah berdasarkan Pergub Jatim No. 7 tahun 2013, jumlah penghuni rusun dan literatur sebagai dasar perencanaan.
40
Tabel 6 Lanjutan
No Penulis Judul Tujuan Variabel Diteliti
Variabel Yang
Belum Di Teliti
Metode Penelitian
3 Deni Maryani , Ali Masduqi dan Atiek Moesriati
Desain IPAL pengolahan grey water dengan teknologi subsurface flow constructd wetland di Rusunawa Grudo Surabaya
Untuk mengetahui pengaruh ketebalan dalam menurunkan kekeruhan dan total coliform
Coliform, Kekeruhan
Penelitian Pendahuluan, Pelaksanaan Penelitian,Analisis Data
4 Jami’ah dan
Wahyono Hadi Penggunaan Unit Slow Sand Filter, Ozon Generator dan Rapid Sand Filter untuk Meningkatkan Kualitas Air Sumur Dangkal menjadi Air Layak Minum dengan Parameter Kekeruhan, Fe, dan Mn
menguji pengaruh beban pada inlet unit slow sand filter, pengaruh variasi waktu detensi (td) pada proses ozonisasi, serta pengaruh beban pada unit rapid sand filter dalam meremoval kekeruhan, besi dan mangan. Air baku yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari sumur warga Brebek-Waru
kekeruhan , Fe dan Mn
aklimatisasi untuk membentuk biofilm pada media di unit slow sand filter dan pembiasaan media dengan kondisi air baku yang akan diteliti
41
Tabel 6 Lanjutan
No Penulis Judul Tujuan Variabel Diteliti
Variabel Yang
Belum Di Teliti
Metode Penelitian
5 Andrie, Suci Fatmawati, Haris Tehuayo
Rancangan Sistem Penjernihan Air Baku Dengan sistem Slow Sand Filter Di Desa Lekopancing Kab. Maros Sulawesi Selatan
peningkatan kualitas air baku di desa Lekopancing kab Maros
kadar besi (Fe), mangan, pH, dan padatan terlarut (TDS)
Penelitian ini dilakukan dengan merancang sebuah alat pemurnian air dengan teknologi saringan pasir lambat serta melakukan uji efektifitas dari alat penjernih saringan pasir lambat dengan mengukur efektifitas penurunan serta mengukur waktu efektif penyaringan.
6 Anis Artiyani dan Nano Heri Firmansyah
Kemampuan Filtrasi Upflow Pengolahan Filtrasi Up Flow Dengan Media Pasir Zeolit Dan Arang Aktif Dalam Menurunkan Kadar Fosfat Dan Deterjen Air Limbah Domestik
untuk menentukan efisiensi filter dengan media pasir kerikil zeolit dan arang aktif dalam menurunkan kadar karakteristik fosfat dan deterjen dalam air limbah domestik rumah susun blok A Kelurahan Kota Lama jln. Muharto 05 Malang.
Fosfat dan Deterjen Air
Penelitian yang dilakukan merupakan penelitian ekperimental untuk menentukan efisiensi filter dengan media pasir kerikil zeolit dan arang aktif dalam menurunkan kadar karakteristik fosfat dan deterjen dalam air limbah domestik rumah susun blok A Kelurahan Kota Lama jln. Muharto 05 Malang
42
Tabel 6 Lanjutan
No Penulis Judul Tujuan Variabel Diteliti
Variabel Yang
Belum Di Teliti
Metode Penelitian
7 Siswi Dwi Handayani
Kajian Pustaka Potensi Pemanfaatan Grey Water Sebagai Air Siram WC dan Air Siram Tanaman Di Rumah Tangga
Mengetahui kebutuhan kuantitas, dan kualitas air siram wc dan tanaman di rumah tangga, Mengetahui timbulan kuantitas dan kualitas greywater pada masing-masing kegiatan yang ada di rumah tangga, Mengetahui potensi greywater di rumah tangga sebagai air siram WC dan siram tanaman, Mengidentifikasi tantangan pemanfaatan greywater sebagai air siram wc dan tanaman dan Kebutuhan penelitian untuk mewujudkan pemanfaatan greywater sebagai air siram wc dan tanaman
Kualitas Air Greywater
43
Tabel 6 Lanjutan
No Penulis Judul Tujuan Variabel Diteliti
Variabel Yang
Belum Di Teliti
Metode Penelitian
8 Muhammad Nur Fajri , Yohanna Lilis Handayani dan Sigit Sutikno
Efektifitas Rapid Sand Filter Untuk Meningkatkan Kualitas Air Daerah Gambut Di Provinsi Riau
diharapkan dalam penelitian ini akan berguna bagi masyarakat agar air yang biasa digunakan untuk sehari-hari kualitas dari kebersihan nya lebih baik untuk skala rumah tangga.
pH, KMnO4, Mn
9 Awwal Raafiandy dan Hudori
Efektifitas Pengolahan Greywater Dengan Menggunakan Rsf (Rapid Sand Filter) Dalam Menurunkan Kekeruhan, Tss, Bod, Dan Cod
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan pengolahan air limbah bekas mandi dengan menggunakan filter. Pada penelitian ini akan digunakan suatu teknologi yaitu reaktor saringan pasir cepat (rapid sand filter). Dalam penelitian ini juga Mengetahui Perbedaan ketebalan dan jenis media filter terhadap efektifitas pengolahan dengan reaktor RSF.
Kekeruhan, TSS, BOD dan COD.
44
Tabel 6 Lanjutan
No Penulis Judul Tujuan Variabel Diteliti
Variabel Yang
Belum Di Teliti
Metode Penelitian
10 Mary Selintung dan Suryani Syahrir
Studi Pengolahan Air Melalui Media Filter Pasir Kuarsa (Studi Kasus Sungai Malimpung)
Menganalisis pasir kuarsa sungai Malimpung dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) 1963:2008 sebagai pasir media, dan Menganalisis keefektifan pasir kuarsa Sungai Malimpung dalam menurunkan pH, kekeruhan, warna, bau, dan rasa di dalam air dengan menggunakan saringan single medium.
Ketebalan, Warna, pH.
Pengujian yang dilakukan di Laboratorium Oseanografi Kimia adalah uji kualitas air sebelum dan sesudah filtrasi, dimana sampel air yang digunakan adalah air Danau Unhas. Selanjutnya pengujian berat jenis pasir dan analisa ayakan (sieve analysis) dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah untuk pemilihan media filter yang sesuai dengan kriteria media untuk saringan single medium. Dimana sebelumnya dilakukan pencucian sebanyak 6 kali untuk menghilangkan kotoran atau lumpur yang melekat pada pasir.
45
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di laboratorium hidrolika Jurusan Teknik
Sipil Fakulatas Teknik Universitas Hasanuddin dengan waktu penelitian
selama 6 bulan.
B. Jenis Penelitian dan Sumber Data
Jenis penelitian yang digunakan adalah eksperimental, di mana
kondisi tersebut dibuat dan diatur oleh peneliti dengan mengacu pada
literatur-literatur yang berkaitan dengan penelitian tersebut, serta adanya
kontrol, dengan tujuan untuk menyelidiki ada tidaknya hubungan sebab
akibat serta berapa besar hubungan sebab akibat tersebut dengan
memberikan perlakuan-perlakuan tertentu pada beberapa kelompok
eksperimental dan menyelidiki kontrol untuk pembanding.
Pada penelitian ini akan menggunaka dua sumber data, yaitu:
1. Data primer, yaitu data yang diperoleh langsung dari simulasi model
fisik di laboratorium yaitu data sampel kualitas air Kekeruhan, Suhu,
dan TSS (Total Suspended Solid).
46
2. Data sekunder, yaitu data yang diperoleh dari literatur dan hasil
penelitian yang sudah ada, baik yang telah dilakukan di laboratorium
maupun dilakukan di tempat lain yang berkaitan dengan penelitian
sand filter, yaitu hasil lab kualitas air, data jenis tanah.
C. Rancangan Penelitian
1. Alat dan bahan
a. Alat
1. Bak air sebagai wadah penampungan air sebelum di alirkan ke media
filtrasi denagan volume 200 cm x 100 cm x 100 cm. Bak air yang
digunakan dapat dilihat pada gambar 10 berikut:
Gambar 10 Bak penampung air
2. Satu buah Mesin pompa air sebagai alat untuk mengisi bak
penampung air . Mesin pompa air yang digunakan dapat dilihat pada
gambar berikut:
Gambar 11 Mesin Pompa Air
47
3. Reakto sebagai wadah penyusunan media filter dengan volume 25
cm x 25 cm x 200 cm. Berikut adalah gambar reaktor yang
digunakan:
Gambar 12 Reaktor sand filter
4. Turbudity meter untuk mengukur kualitas air yang di teliti.
Turbudity meter yang digunakan seperti pada gambar 13 berikut :
Gambar 13 Turbudity meter
5. Pipa atau selang dengan diameter untuk mengalirkan air dari bak air
menuju media filtrasi. Pipa atau selang yang digunakan seperti pada
gambar 11 berikut:
Gambar 14 Gambar pipa dan selang
48
6. Stopwatch untuk mengukur waktu pengaliran air dari bak
penampungan air menuju media filtrasi dan untuk mengukur
kecepatan filtrasi setiap media yang digunakan. Berikut adalah
gambar stopwatch :
Gambar 15 Gambar stopwatch
7. Mistar taraf untuk mengukur ketinggian muka air. Mistar taraf yang
digunkan seperti pada gambar 16 berikut:
Gambar 16 Gambar meteran
8. Gelas ukur untuk mengukur jumlah air hasil filtrasi yang dihasilkan
dari setiap percobaan. Gelas ukur yang digunakan dapat dilihat pada
gambar 17 berikut:
Gambar 17 Gambar gelas ukur 100 ml
49
9. Ember dan Baskom sebagai wadah penampungan air hasil filtrasi.
Ember dan baskom dapat dilihat pada gambar 18 berikut:
Gambar 18 Gambar baskom dan ember
10. Ayakan/rang saringan 20 inch, dan saringan ¾ inch untuk
memisahkan diameter pasir dan zeolith sehingga terjadi keseragaman
agregat. Ayakan atau saringan dapat dilihat pada gambar 19 berikut:
Gambar 19 Gambar ayakan / rang pasir
11. Kamera handphone digunakan untuk merekam (dalam bentuk foto)
momen-momen yang penting dalam keseluruhan kegiatan penelitian
khususnya tahap-tahap dalam proses penelitian. Kamera handphone
seperti pada gambar 20 berikut:
Gambar 20 Gambar kamera handphone
12. Tabel data untuk mencatat data-data yang diukur, serta alat tulis.
13. Kain lap dan alat pengepel lantai
50
b. Bahan
a. Pasir dan Zeolith yamg digunakan adalah dengan variasi ketebalan
yang digunakan yaitu 20 cm, 30 cm, dan 50 cm. Pasir dan zeolith
yang digunakan dapat diihat pada gambar 21 berikut:
Gambar 21 Gambar pasir pantai dan zeolith
b. Ijuk sebagai pembatas setiap media filter sehingga media filter yandi
gunakan tidak bercampur. Berikut adalah gambar ijuk yang
digunakan:
Gambar 22 Gambar ijuk
c. Air sebagai objek penelitian dengan volume 100 liter setiap
percobaan.
d. Lem silicon untuk menutupi setiap celah reaktor agar tidak terjadi
kebocoran yang mengakibatkan air keluar di tempat yang tidak
diinginkan.
e. Lem pipa untuk merekatkan hubungan antar pipa agar tak mudah
lepas saat digunakan.
f. Kertas dan pulpen untuk mencatat data-data yang diperoleh dari
setiap percobaan.
51
2. Perencanaan Benda Uji
Benda uji yang digunakan adalah variasi jenis filter , adapun jenis
variasi jenis filter yang digunakan adalah 3 jenis, anatara lain :
a. Filter 1 : Terdiri dari lapisan pasir dengan ketebalan 20 cm, ijuk /
sekat dengan ketebalan 3 cm dan zeolith dengan ketebalan 10 cm.
Susunan media pada filter 1 dapat dilihat pada gambar 23 berikut:
Gambar 23 Gambar variasi filter 1 dengan ketebalan pasir 20 cm
dan zeolith 10 cm
b. Filter 2 : Terdiri dari lapisan pasir dengan ketebalan 30 cm, ijuk /
sekat dengan ketebalan 3 cm dan zeolith dengan ketebalan 10 cm.
susunan media pada filter 2 dapat dilihat pada gambar 24 berikut:
Gambar 24 Gambar variasi filter 2 dengan ketebalan pasir 30 cm
dan zeolith 10 cm
52
c. Filter 3 : Terdiri dari lapisan pasir dengan ketebalan 30 cm, ijuk /
sekat dengan ketebalan 3 cm dan zeolith dengan ketebalan 20 cm.
susunan media pada flter 3 dapat dilihat pada gambar 25 berikut:
Gambar 25 Gambar variasi filter 3 dengan ketebalan pasir 30 cm
dan zeolith 20 cm
D. Variabel Penelitian
Variabel penelitian adalah suatu atribut atau sifat atau nilai dari
orang, obyek atau kegiatan yang mempunyai variasi tertentu yang
ditetapkan oleh peneliti untuk dipelajari dan kemudian ditarik
kesimpulannya (Sugiyono, 2016). Pada penelitian ini telah ditentukan dua
variabel, yaitu variabel bebas atau variabel independen dan variabel terikat
atau dependen.
Menurut Sugiyono (2016) menyatakan bahwa variabel dalam
penelitian dapat dibedakan menjadi dua yaitu:
53
1. Variabel independen adalah variabel yang sering disebut sebagi
variabel stimulus, prediktor, antecedent. Dalam bahasa Indonesia
sering disebut sebagai variabel bebas. Variabel bebas adalah variabel
yang mempengaruhi atau yang menjadi sebab perubahannya atau
timbulnya variabel dependen (terikat). Adapun variable independen
pada penelitian ini yaitu variasi ketebalan filter dan variasi grey
water.
2. Variabel dependen adalah variabel yang sering disebut sebagai
variabel output, kriteria, konsekuen. Dala bahasa Indonesia sering
disebut sebagai variabel terikat. Variabel terikat atau dependen
merupakan variabel yang dipengaruhi atau yang menjadi akibat,
karena adanya variabel bebas. Adapun variable dependen pada
penelitian ini adalah debit filtrasi (Q), kualitas air TSS (Total
Suspended Solid), Kekeruhan dan Suhu.
54
Dalam penelitian ini adapun tabel pengamatan yang digunakan dalam
pengambilan data pada saat percobaan sebagai berikut :
Tabel 7 Tabel rencana pengambilan data.
Limbah Cuci Piring
42
6
246
3
2
2
46
46
Limbah Sabun Deterjen
air dengan tingkat kekeruhan yang tinggi
Filter 3 Limbah Cuci Piring246
46
46
Limbah Cuci Pakaian
Limbah Cuci Piring
Suhu
2
46
46
Limbah Sabun Deterjen2
Filter 2
air dengan tingkat kekeruhan yang tinggi
2
Filter 11
2
air dengan tingkat kekeruhan yang tinggi
2
NoVariabel Penelitian
Variabel RefilterVariasi Air Variasi Waktu
(menit) (menit)
30 _ 25
Hasil Data Kriteria Permen LHK 2016
30 _ 25
30 _ 25
KekeruhanTSS Suhu Kekeruhan TSS
55
E. Prosedur Penelitian
Adapun prosedur penelitian pada analisis filtrasi pada sand filter
dalam pengolahan limbah rumah tangga (grey water) adalah sebagai
berikut:
1. Pembuatan dan pemodelan reaktor rapid sand filter yang telah
direncanakan dengan volume 25 x 25 x 200 cm.
2. Mempersiapkan alat-alat filtrasi yaitu pipa dan selang, meteran, dll.
3. Mempersiapkan bahan-bahan media filtrasi, yaitu air, zeolith, pasir
pantai, dan ijuk/sekat.
4. Pada penelitian ini pasir dan zeolith yang digunakan adalah pasir dan
zeolith yang telah diayak menggunakan ayakan 20 dan ¾.
5. Media yang sudah siap untuk digunakan diisi dengan bahan-bahan
media filtrasi . Pengisian dimulai dari variasi pertama dengan urutan
pengisian dimulai dari bawah yang pertama adalah ijuk/sekat
dilanjutkan zeolith dengan ketebalan 10 cm, lalu sebagai pembatas
antara zeolith dan pasir digunakan ijuk/sekat dengan ketebalan 3 cm
hal ini dilakukan agar media filtrasi yang di gunakan tidak
bercampur. Selanjutnya diisi dengan pasir yang telah di ayak
sebelumnya dengan variasi ketebalan filter 1 adalah 10 cm.
selanjutnya pada variasi filter 2 dengan susunan media filtrasi yang
sama dengan filter 1 dengan ketebalan media yang telah di tentukan.
56
Sketsa reaktor penelitian dapat diihat pada gambar 26 berikut:
Gambar 26 Gambar sketsa reaktor penelitian
6. Setelah semua media siap, running dimulai dengan pengisian air ke
dalam media filtrasi dengan ketinggian 40 cm.
7. Pada proses running ini dilakukan pengamatan waktu filtrasi dan
pengambilan sampel (inlet dan outlet). Pengambilan sampel untuk
outlet dilakukan sebanyak 3 kali yaitu pada menit ke-2, menit ke-4,
dan menit ke-6.
8. Selanjutnya sampel diuji dengan menggunakan turbudity meter
untuk memeriksa kadar kekeruhan dan TSS yang terkandung di
dalam sampel.
9. Membersihkan alat media dan bahan-bahanmedia filtrasi setalah
running (kondisi air jenuh dan alat tersumbat) kemudian bahan
media dikeringkan atau dijemur dibawah sinar matahari, setelah itu
57
bahan dimasukkan ke media untuk digunakan kembali pada
pengamatan selanjutnya.
F. Analisis Data
Setelah semua data diperoleh selanjutnya dilakukan analisis data
sebagai berikut :
1. Perhitungan luas dan volume penampang Sand filter
Luas penampang dan volume reaktor sand filter dapat dihitung
menggunakan rumus:
......................................................................................................................... (1)
P × L × T ............................................................................................................ (2)
2. Perhitungan debit
Debit dapat dihitung menggunakan rumus :
Q = v / t ……………………………………………………………………...………(4)
3. Perhitungan efisiensi filter
Selanjutnya menghitung efisiensi setiap filter dengan menggunakan
rumus:
R =
.......................................................................................(5)
58
Skema running test yang digunakan pada saat penelitian dapat dilihat
pada tabel 8 berikut:
Tabel 8 Skema running test untuk 3 variasi ketebalan filter dan 3 variasi grey water
Jumlah 81 Data
77
78
79
80
81
72
73
74
75
76
67
68
69
70
71
62
63
64
65
66
57
58
59
60
61
Variasi Filter Variasi Graywater Parameter Penelitian Waktu Penelitian
12
Jumlah Data
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
24
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
47
36
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
42
43
44
45
46
1
55
56
49
50
51
52
53
54
48
37
38
39
40
41
Filter 1
Limbah Cuci Pakaian
TSS
Kekeruhan
Suhu
Limbah Cuci Piring
6
24
6
24
6
24
TSS
Kekeruhan
Suhu
6
24
6
24
6
24
air dengan tingkat kekeruhan yang tinggi
TSS
Kekeruhan
Suhu
6
24
6
24
6
24
Filter 2
Limbah Cuci Pakaian
TSS
Kekeruhan
Suhu
Limbah Cuci Piring
6
24
6
24
6
24
TSS
Kekeruhan
Suhu
6
24
6
24
6
24
air dengan tingkat kekeruhan yang tinggi
TSS
Kekeruhan
Suhu
6
24
6
24
6
24
Filter 3
Limbah Cuci Pakaian
TSS
Kekeruhan
Suhu
Limbah Cuci Piring
6
24
6
24
6
24
TSS
Kekeruhan
Suhu
6
24
6
24
6
24
air dengan tingkat kekeruhan yang tinggi
TSS
Kekeruhan
Suhu
6
24
6
24
6
24
59
G. Flow Chart Prosedur Percobaan Penelitian
Flow Chart prosedur percobaan penelitian dapat dilihat pada gambar 27 berikut ini :
Gambar 27 Flow Chart Prosedur Percobaan Penelitian
60
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pengaruh Ketebalan Media Filter
Pemilihan media dan ukuran merupakan keputusan penting dalam
perencanaan bangunan filter. Tebal tipisnya media akan menentukan
lamanya pengaliran dan daya saring. Media yang terlalu tebal biasanya
mempunyai daya saring yang sangat tinggi, tetapi membutuhkan waktu
pengaliran yang lama.
1. Dimensi Bak filter
Jumlah bak filter yang di gunakan adalah 1 buah bak saringan
dengan arah aliran kebawah (Downflow). Adapun dimensi bak filter
tersebut yaitu :
a. Menghitung luas penampang (A) bak filter
Luas penampang (A) bak filter yaitu dengan mengukur panjang bak
filter dengan ukuran = 0.25 m dan lebar reaktor dekan ukuran = 0.25 m.
Sehingga dengan menggunakan persamaan 1 diperoleh :
luas penampang (A) = P x L
= 0.25 m x 0.25 m
= 0.0625 m².
Dengan demikian diperoleh luas permukaan bak filter = 0.0625 m².
61
b. Menghitung volume total (V) bak filter
Volume total (V) bak filter yaitu dengan mengukur panjang bak filter
dengan ukuran = 0.25 m, lebar bak filter dengan ukuran = 0.25 m dan tinggi
bak filter dengan ukuran = 2.00 m. Sehingga dengan menggunakan
persamaan 2 diperoleh :
Volume total bak filter (V) = P x L x T
= 0.25 m x 0.25 m x 2.00 m
= 0.125 m³
Dengan demikian diperoleh volume total bak filter dalam keadaan
kosong = 0.125 m³.
c. Menghitung volume underdrain
Volume underdrain (V) yaitu dengan mengukur panjang bak filter
dengan ukuran = 0.25 m, lebar bak filter dengan ukuran = 0.25 m dan tinggi
underdrain dengan ukuran = 0.10 m. Sehingga dengan menggunakan
persamaan 2 diperoleh
Volume Underdrain (V) = P x L x T
= 0.25 m x 0.25 m x 0.10 m
= 0.00625 m³.
Dengan demikian di peroleh volume underdrain pada bak filter
adalah 0.00625 m³.
62
2. Perhitungan luas permukaan dan volume media filter
Pada penelitian ini air limbah akan di uji menggunakan 3 variasi
filter dengan ketebalan yang berbeda dengan demikian perlu diketahui luas
permukaan dan volume media filter yang akan digunakan. Dengan
menggunakan persamaan 1 dan 2 pada bab sebelumnya maka di peroleh :
a. Filter 1 = Ketebalan pasir = 20 cm, zeolith = 10 cm, dan ijuk = 3 cm
Pasir
Untuk menghitung volume pasir (V) pada setiap filter yaitu dengan
menggunakan panjang bak filter dengan ukuran = 0.25 m, lebar bak filter =
0.25 dan tinggi pasir dalam bak filter = 0.20 m. Dengan menggunakan
persamaan 2 diperoleh :
Volume pasir filter 1 (V) = P x L x T
= 0.25 m x 0.25 m x 0.20 m
= 0.013 m³.
Dengan demikian diperoleh volume pasir pada variasi filter 1 adalah
0.013 m³.
Zeolith
Untuk menghitung volume zeolith (V) pada setiap filter yaitu dengan
menggunakan panjang bak filter dengan ukuran = 0.25 m, lebar bak filter
dengan ukuran = 0.25 dan tinggi zeolith dalam bak filter = 0.10 m. Dengan
menggunakan persamaan 2 diperoleh :
63
Volume zeolith filter 1 (V) = P x L x T
= 0.25 m x 0.25 m x 0.10 m
= 0.006 m³.
Dengan demikian di peroleh volume zeolith pada variasi filter 1
adalah 0.006 m³. Berikut tabel daftar luas penampang dan volume setiap
media yang digunakan pada masing-masing variasi filter :
Tabel 9 Luas permukaan dan volume media pada setiap variasi filter.
No Variasi filter Media Luas
permukaan Volume media
m² m³
1 Filter 1 : ketebalan pasir = 20 cm, zeolith = 10 cm, ijuk = 3 cm
Pasir 0.063 0.013
Zeolith 0.063 0.006
2 Filter 2 : ketebalan pasir = 30 cm, zeolith = 20 cm, ijuk = 3 cm
Pasir 0.063 0.019
Zeolith 0.063 0.013
3 Filter 1 : ketebalan pasir = 30 cm, zeolith = 30 cm, ijuk = 3 cm
Pasir 0.063 0.019
Zeolith 0.063 0.006
3. Pengujian Debit
Debit Merupakan ukuran banyaknya volume air yang mampu
melewati suatu tempat atau mampu di tampung dalam suatu tempat setiap
satuan waktu. Pada penelitian ini pengujian debit dilakukan secara manual
sehingga di peroleh data debit sebagai berikut :
a) Debit inlet ( Q in )
Pada penelitian ini dilakukan pengujian debit secara manual,
pengujian dimaksudkan untuk memperoleh debit optimal untuk pengisian
sampel limbah rumah tangga ke dalam bak filter. Perhitungan debit
64
pengisian (Qin) yaitu dengan mengukur banyaknya air keluar melalui pipa
inlet persatuan waktu.
Dari salah satu percobaan diperoleh volume sampel = 1.407 ml
dengan waktu pengambilan sampel selama 2.53 detik sehingga dengan
menggunakan persamaan 4 diperoleh:
Debit inlet (Qin) =
=
= 0.556 L/dtk.
Dari hasil di peroleh debit salah satu percobaan adalah 0.556 l/dtk.
Berikut daftar hasil debit inlet (Qin) pada setiap pengujian :
Tabel 10 perhitungan debit Inlet (Q in)
No Volume Sampel waktu Debit (Q)
Ml Detik L/dtk 1 1.407 2.53 0.556 2 1.305 2.13 0.613 3 1.300 2.13 0.610 4 1.222 2.04 0.599 5 1.200 1.98 0.606
Debit Rata-rata 0.597
Dari hasil perhitungan diatas di peroleh debit inlet (Q in) = 0.597
L/dtk. Debit tersebut yang akan digunakan pada pengujian setiap ketebalan
dan jenis air limbah yang digunakan.
b) Debit Outlet ( Q out )
Pada dasarnya debit outlet (Qout) di pengaruhi oleh ketebalan media
filter dan zat yang tersuspensi dalam sampel yang digunakan, dengan
65
demikian perlu dilakukan pengamatan terhadap setiap variasi filter yang
digunakan, debit outlet dapat dihitung dengan memperhatikan jumlah air
keluar pada pipa outlet dan waktu yang diperlukan air untuk terfiltrasi.
Dari salah satu percobaan diperoleh volume air keluar = 30.18 liter
dengan waktu filtrasi = 446.8 detik sehingga dengan menggunakan
persamaan 4 diperoleh :
Debit outlet (Qout) =
=
= 0.068 L/dtk.
Dengan demikian debit outlet pada variasi filter 1 dengan limbah air
keruh adalah 0.068 L/dtk. Berikut daftar hasil pengujian debit inlet (Qin) :
Tabel 11 debit outlet setiap sampel pada pengujian sand filter
No Variasi filter Jenis limbah
Air keluar
Waktu filtrasi Debit out
liter Detik menit L/dtk
1 Filter 1 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 20 cm , Ijuk = 3 Cm
limbah air keruh 30.18 446.8 7.45 0.068
limbah cuci pakaian
32.80 443.1 7.39 0.074
limbah cuci piring 31.20 426.2 7.10 0.073
2 Filter 2 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 30 cm, Ijuk = 3 Cm
limbah air keruh 28.60 663.1 11.05 0.043
limbah cuci pakaian
30.40 660.8 11.01 0.046
limbah cuci piring 32.20 586.0 9.77 0.055
3 Filter 3 : Zeolith 1 = 20 Cm , Pasir = 30 cm , Ijuk = 3 Cm
limbah air keruh 30.55 1209 20.16 0.025
limbah cuci pakaian
32.20 1083 18.05 0.030
limbah cuci piring 33.80 849.4 14.16 0.040
66
Pengaruh variasi filter terhadap waktu filtrasi dapat dilihat pada
gambar 28 berikut :
Gambar 28 Grafik pengaruh variasi filter terhadap waktu filtrasi.
Dari gambar 28 di atas dapat diketahui bahwa variasi ketebalan filter
yang digunakan sangat berpengaruh terhadap waktu filtrasi semakin tebal
filter yang digunakan maka semakin lama waktu filtrasi yang dibutuhkan .
Pengaruh variasi filter terhadap debit outlet pada setiap sampel uji
yang digunakan dapat dilihat pada gambar 29 berikut :
Gambar 29 Grafik debit outlet pada setiap variasi filter dan sampel uji.
0
5
10
15
20
25
1 2 3
Wak
tu f
iltra
si (
men
it)
variasi filter
limbah airkeruh
limbah cucipakaian
limbah cucipiring
0.000
0.020
0.040
0.060
0.080
1 2 3
Deb
it o
utl
et (
Q o
ut
)
variasi filter
limbah airkeruh
limbah cucipakaian
limbah cucipiring
67
Dari gambar 29 diatas dapat diketehui bahwa semakin tebal filter
yang digunakan maka semakin lambat debit outlet yang dihasilkan
sebaliknya semakin tipis variasi filter maka debit outlet yang dihasilkan
akan semakin besar.
4. Hasil uji variasi media
Dalam penelitian ini dilakukan pergantian media untuk memenuhi
variasi media yang telah direncanakan. Variasi filter yang akan digunakan
adalah tiga variasi yaitu:
filter 1 ( Pasir = 20 cm, Zeolith = 10 cm, Ijuk = 3 cm),
filter 2 ( Pasir = 30 cm, Zeolith = 10 cm, Ijuk = 3 cm ),
filter 3 (Pasir = 30 cm, Zeolith = 20 cm, Ijuk = 3 cm).
Ke-3 variasi filter tersebut selanjutnya akan di uji menggunakan 3
sampel air limbah rumah tangga (grey water) serta pengambilan
sampel uji pada menit ke-2, menit ke-4, dan menit ke-6. Pengolahan
dimaksudkan agar air sampel uji dapat memenuhi kriteria standard baku
mutu air limbah sehingga aman untuk dialirkan kesaluran drainase. Dengan
parameter yang menjadi fokus pengujian adalah Kekeruhan dan Total
suspended solid ( TSS ).
Berikut hasil pengujian setiap sampel dengan variasi filter yang
telah di tentukan :
68
a. Parameter kekeruhan
Pengukuran kekeruhan pada penelitian ini dengan menggunakan
Turbidimeter. Kekeruhan pada air dapat menurunkan kualitas air dari segi
estetika. Oleh sebab itu, menurut Peraturan Menteri kesehatan tahun 2010
kekeruhan yang diperbolehkan untuk air bersih maksimal sebesar 25 NTU.
Pada pengujian ini di gunakan 3 variasi filter dan 3 variasi limbah
dengan titik sampling outlet dilakukan pada menit ke-2, menit ke-4 dan
menit ke-6. Berikut hasil pengujian kekeruhan setiap sampel yang
digunakan :
Limbah air keruh.
Nilai konsentrasi kekeruhan hasil penyaringan pada setiap filter
dengan sampel limbah air keruh dapat dilihat pada tabel 12 berikut :
Tabel 12 Konsentrasi kekeruhan setiap filter dengan sampel limbah air keruh
Pada tabel 12 menunjukan data hasil pengujian kekeruhan sampel
limbah air keruh . Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa penurunan
konsentrasi kekeruhan pada setiap filter dari menit ke-2 mengalami
penurunan yang sangat signifikan, hal tersebut dapat di buktikan dari filter
2 yang mengalami penurunan konsentrasi kekeruhan hingga 8 NTU pada
menit ke-2 penyaringan.
Waktu Inlet Outlet Waktu Inlet Outlet Waktu Inlet Outlet menit NTU NTU menit NTU NTU menit NTU NTU NTU
0 0 603 0 603 0 603 0 603 0 603 0 603 251 2 603 a 36 2 603 a 8 2 603 a 18 252 4 603 b 28 4 603 b 6 4 603 b 8 253 6 603 c 21 6 603 c 5 6 603 c 5 25
NoFilter 1 Filter 2 Filter 3 Baku
mutuSampel Sampel Sampel
69
Limbah cuci pakaian
Nilai konsentrasi kekeruhan hasil penyaringan setiap filter pada
sampel cuci pakaian dapat dilihat pada tabel 13 berikut :
Tabel 13 Konsentrasi kekeruhan setiap filter dengan sampel air limbah cuci pakaian.
Pada tabel 13 menunjukan data hasil pengujian kekeruhan sampel
air limbah cuci pakaian. Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa penurunan
konsentrasi kekeruhan cukup merata. Hal ini ditunjukan pada hasil
penurunan konsentrasi yang tidak jauh berbeda. Pada filter 2 dan filter 3
memiliki kesamaan konsentrasi pada menit ke-4 dan menit ke-6 yaitu 8
NTU dan 7 NTU.
Limbah cuci piring
Nilai konsentrasi kekeruhan setiap filter pada sampel cuci pakaian
dapat dilihat pada tabel 14 berikut :
Tabel 14 Konsentrasi kekeruhan setiap filter dengan sampel air limbah cuci piring.
Waktu Inlet Outlet Waktu Inlet Outlet Waktu Inlet Outlet menit NTU NTU menit NTU NTU menit NTU NTU NTU
0 0 167 0 167 0 167 0 167 0 167 0 167 251 2 167 a 17 2 167 a 15 2 167 a 11 252 4 167 b 16 4 167 b 8 4 167 b 8 253 6 167 c 15 6 167 c 7 6 167 c 7 25
NoFilter 1 Filter 2 Filter 3 Baku
mutuSampel Sampel Sampel
Waktu Inlet Outlet Waktu Inlet Outlet Waktu Inlet Outlet menit NTU NTU menit NTU NTU menit NTU NTU NTU
0 0 55 0 55 0 55 0 55 0 55 0 55 251 2 55 a 13 2 55 a 3 2 55 a 6 252 4 55 b 10 4 55 b 3 4 55 b 4 253 6 55 c 9 6 55 c 1 6 55 c 3 25
Filter 1 Filter 2 Filter 3 Baku mutu
Sampel Sampel SampelNo
70
Pada tabel 14 menunjukan tabel hasil pengujian kekeruhan sampel
air limbah cuci piring. Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa penurunan
konsentrasi kekeruhan sangat signifikan. Hal ini dapat ditunjukan pada
filter 2 dapat mecapai 3 NTU dari menit ke-2 penyaringan dan mencapai 1
NTU pada menit ke-6.
b. Parameter Total Suspended Solid (TSS)
TSS merupakan padatan yang terddapat pada larutan namun tidak
terlarut, sehingga dapat menyebabkan larutan menjadi keruh. maksimal 2
μm atau lebih besar dari ukuran partikel koloid. Yang termasuk TSS adalah
lumpur, tanah liat, logam oksida, sulfida, ganggang, bakteri dan jamur. TSS
umumnya dihilangkan dengan flokulasi dan penyaringan.
Pada pengujian ini di gunakan 3 variasi filter dan 3 variasi limbah
dengan titik sampling outlet dilakukan pada menit ke-2, menit ke-4 dan
menit ke-6. Berikut hasil pengujian TSS setiap sampel yang digunakan :
Limbah air keruh.
Nilai konsentrasi TSS pada setiap filter dangan sampel limbah air
keruh dapat dilihat pada tabel 15 berikut :
Tabel 15 Konsentrasi kekeruhan setiap filter dengan sampel limbah air keruh
Waktu Inlet Outlet Waktu Inlet Outlet Waktu Inlet Outlet menit mg/l mg/l menit mg/l mg/l menit mg/l mg/l Mg/L
0 0 482 0 482 0 482 0 482 0 482 0 482 301 2 482 a 31 2 482 a 6 2 482 a 15 302 4 482 b 24 4 482 b 5 4 482 b 7 303 6 482 c 18 6 482 c 4 6 482 c 4 30
NoFilter 1 Filter 2 Filter 3 Baku
mutuSampel Sampel Sampel
71
Hasil pengujian TSS sampel limbah air keruh pada masing-masing
filter dapat dilihat pada gambar 30 sebagai berikut :
Gambar 30 Grafik outlet TSS setiap variasi filter pada sampel limbah air
keruh.
Pada Gambar 30 menunjukan grafik hasil pengujian TSS dengan
sampel limbah air keruh. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa pada
setiap filter konsentrasi TSS mengalami penurunan konsentrasi yang sangat
signifikan dari menit ke 2 hingga mampu mencapai standard baku mutu air
limbah sebagaimana yang telah ditetapkan pada Peraturan Menteri
Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor Tahun 2016 tentang Baku Mutu
Air Limbah Domestik .
Limbah cuci pakaian
Nilai konsentrasi TSS setiap filter dengan sampel limbah cuci
pakaian dapat dilihat pada tabel 16 berikut :
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 2 4 6
TSS(
mg/
l)
Waktu ( menit )
Filter 1
Filter 2
Filter 3
Bakumutu LHK2016
72
Tabel 16 Konsentrasi TSS setiap filter dengan sampel air limbah cuci pakaian
Hasil pengujian TSS sampel air limbah cuci pakaian pada masing-
masing filter dapat dilihat pada gambar 31 sebagai berikut :
Gambar 31 Grafik outlet TSS setiap variasi filter dengan sampel air
limbah cuci pakaian.
Pada Gambar 31 menunjukan grafik hasil pengujian TSS sampel air
cuci pakaian. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa penurunan
konsentrasi TSS pada limbah cuci pakaian sangat baik, Hal ini ditunjukan
pada penurunan konsentrasi TSS yang sangat signifikan dari menit ke-2
dimana pada setiap variasi filter telah memenuhi standard baku mutu.
Waktu Inlet Outlet Waktu Inlet Outlet Waktu Inlet Outlet menit mg/l mg/l menit mg/l mg/l menit mg/l mg/l mg/l
0 0 140 0 140 0 140 0 140 0 140 0 140 301 2 140 a 14 2 140 a 13 2 140 a 10 302 4 140 b 14 4 140 b 7 4 140 b 9 303 6 140 c 13 6 140 c 5 6 140 c 6 30
Filter 1 Filter 2 Filter 3 Baku mutu
Sampel Sampel SampelNo
0
30
60
90
120
150
0 2 4 6
TSS(
mg/
l)
Waktu( menit )
Filter 1
Filter 2
Filter 3
BakumutuLHK2016
73
Limbah cuci piring.
Nilai konsentrasi TSS pada setiap filter dengan sampel limbah cuci
piring dapat dilihat pada tabel 17 berikut :
Tabel 17 Konsentrasi TSS setiap filter dengan sampel air limbah cuci piring.
Hasil pengujian TSS pada setiap filter dengan sampel air limbah cuci
piring dapat dilihat pada gambar 38 sebagai berikut :
Gambar 32 Grafik outlet TSS setiap variasi filter pada sampel air limbah
cuci piring.
Pada Gambar 32 menunjukan grafik hasil pengujian TSS sampel air
cuci piring. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa penurunan konsentrasi
TSS sangat baik pada limbah cuci piring, Hal ini ditunjukan pada hasil
penurunan konsentrasi TSS yang sangat signifikan. Pada filter 2 dan filter 3
mampu menurunkan konsentrasi TSS hingga 1 mg/l pada menit ke-6.
Waktu Inlet Outlet Waktu Inlet Outlet Waktu Inlet Outlet menit mg/l mg/l menit mg/l mg/l menit mg/l mg/l mg/l
0 0 47 0 47 0 47 0 0 47 0 47 301 2 47 a 11 2 47 a 2 2 47 a 4 302 4 47 b 9 4 47 b 1 4 47 b 3 303 6 47 c 8 6 47 c 1 6 47 c 1 30
NoFilter 1 Filter 2 Filter 3 Baku
mutuSampel Sampel Sampel
0
10
20
30
40
50
60
0 2 4 6
TSS(
mg/
l)
Waktu ( menit )
Filter 1
Filter 2
Filter 3
Bakumutu LHK2016
74
B. Analisis Efisiensi Sand Filter Terhadap Sampel Uji
1. Parameter Kekeruhan
Nilai efisiensi konsentrasi penurunan kekeruhan pada setiap filter
terhadap limbah uji yaitu sebagai berikut :
a. Limbah air keruh
Efisiensi setiap filter terhadap limbah air keruh dapat dilihat pada
tabel 18 berikut :
Tabel 18 Efisiensi setiap filter terhadap konsentrasi kekeruhan.
No Variasi filter Sampel Efisiensi (%)
0 2 4 6
1 Filter 1 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 20 cm , Ijuk = 3 Cm
limbah air
keruh
0 94.03 95.36 97.01
2 Filter 2 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 30 cm, Ijuk = 3 Cm
0 98.67 99.00 99.17
3 Filter 3 : Zeolith 1 = 20 Cm , Pasir = 30 cm , Ijuk = 3 Cm
0 97.01 98.67 99.17
Efisiensi setiap filter terhadap konsentasi kekeruhan pada limbah air
keruh dapat dilihat pada gambar 33 berikut :
Gambar 33 Grafik efisiensi setiap filter pada sampel limbah air keruh.
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6
Efi
sien
si (
%)
waktu (menit)
Filter 1
Filter 2
Filter 3
75
Pada Gambar 33 menunjukan grafik persentase efisiensi setiap filter
terhadap konsentrasi kekeruhan pada sampel limbah air keruh. Dari grafik
tersebut dapat dilihat bahwa persentase efisiensi setiap filter mengalami
peningkatan dari menit ke-2 hingga menit ke-6. Pada filter 1 menit k-2 =
94,03 %, menit ke-4 = 95,36 % dan menit ke-6 = 97,01 % . Sedangkan pada
filter 2, menit ke-2 = 98,67 %, menit ke-4 = 99,00 % dan menit ke-6 =
99,17 %. Pada filter 3, menit ke-2 = 97,01 %, menit ke-4 = 98,67 % dan
menit ke-6 = 99,17 %. Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi
ketebalan media dan semakin lama proses filtrasi maka semakin tinggi pula
tingkat efisiesnsi yang diperoleh dari proses filtrasi tersebut.
Limbah cuci pakaian
Efisiensi setiap filter terhadap limbah air keruh dapat dilihat pada
tabel berikut :
Tabel 19 Efisiensi setiap filter terhadap konsentrasi kekeruhan pada sampel cuci pakaian.
No Variasi filter Sampel Efisiensi (%)
0 2 4 6
1 Filter 1 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 20 cm , Ijuk = 3 Cm
limbah cuci
pakaian
0 89.82 90.42 91.02
2 Filter 2 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 30 cm, Ijuk = 3 Cm
0 91.02 95.21 95.81
3 Filter 3 : Zeolith 1 = 20 Cm , Pasir = 30 cm , Ijuk = 3 Cm
0 93.41 95.21 95.81
Efisiensi setiap filter terhadap konsentrasi kekeruhan pada limbah
cuci pakaian dapat dilihat pada gambar 34 berikut :
76
Efisiensi setiap filter terhadap konsentrasi kekeruhan pada limbah
cuci pakaian dapat dilihat pada gambar 34 berikut :
Gambar 34 Grafik efisiensi filter pada sampel limbah air cuci pakaian.
Pada Gambar 34 menunjukan grafik persentase efisiensi setiap filter
terhadap konsentrasi kekeruhan pada sampel limbah cuci pakaian. Dari
grafik tersebut dapat dilihat bahwa persentase efisiensi setiap filter
mengalami peningkatan dari menit ke-2 hingga menit ke-6. Pada filter 1
menit k-2 = 89.82 %, menit ke-4 = 90,42 % dan menit ke-6 = 91,02 % .
Sedangkan pada filter 2, menit ke-2 = 91,02 %, menit ke-4 = 95,21 % dan
menit ke-6 = 95,81 %. Pada filter 3, menit ke-2 = 93,41 %, menit ke-4 =
95,21 % dan menit ke-6 = 95,81 %. Hal ini menunjukkan bahwa semakin
tinggi ketebalan media dan semakin lama proses filtrasi maka semakin
tinggi pula tingkat efisiesnsi yang diperoleh dari proses filtrasi tersebut.
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6
Efi
sien
si (
%)
waktu (menit)
Filter 1
Filter 2
Filter 3
77
Limbah cuci piring
Efisiensi setiap filter terhadap limbah air keruh dapat dilihat pada
tabel 20 berikut :
Tabel 20 Efisiensi setiap filter terhadap konsentrasi kekeruhan pada sampel cuci piring.
No Variasi filter Sampel Efisiensi (%)
0 2 4 6
1 Filter 1 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 20 cm , Ijuk = 3 Cm
limbah cuci
piring
0 76.36 81.82 83.64
2 Filter 2 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 30 cm, Ijuk = 3 Cm
0 94.55 94.55 98.18
3 Filter 3 : Zeolith 1 = 20 Cm , Pasir = 30 cm , Ijuk = 3 Cm
0 89.09 92.73 94.55
Efisiensi setiap filter terhadap konsentrasi kekeruhan pada limbah
cuci piring dapat dilihat pada gambar 35 berikut :
Gambar 35 Grafik efisiensi filter pada sampel limbah air cuci piring.
Pada Gambar 35 menunjukan grafik persentase efisiensi setiap filter
terhadap konsentrasi kekeruhan pada sampel limbah cuci piring. Dari grafik
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6
Efi
sien
si (
%)
Waktu (menit)
Filter 1
Filter 2
Filter 3
78
tersebut dapat dilihat bahwa persentase efisiensi setiap filter mengalami
peningkatan dari menit ke-2 hingga menit ke-6. Pada filter 1 menit ke-2 =
76,36 %, menit ke-4 = 81,82 % dan menit ke-6 = 83,64 % . Sedangkan pada
filter 2, menit ke-2 = 94,55 %, menit ke-4 = 94,55 % dan menit ke-6 =
98,18 %. Pada filter 3, menit ke-2 = 89,09 %, menit ke-4 = 92,73 % dan
menit ke-6 = 94,55 % Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi ketebalan
media dan semakin lama proses filtrasi maka semakin tinggi pula tingkat
efisiesnsi yang diperoleh dari proses filtrasi tersebut.
2. Parameter Total Suspended Solid (TSS)
Nilai efisiensi konsentrasi penurunan TSS pada setiap filter terhadap
limbah uji yaitu sebagai berikut :
a. Limbah air keruh
Efisiensi setiap filter terhadap limbah air keruh dapat dilihat pada
tabel 21 berikut :
Tabel 21 Efisiensi setiap filter terhadap konsentrasi TSS pada limbah air keruh
No Variasi filter Sampel Efisiensi (%)
0 2 4 6
1 Filter 1 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 20 cm , Ijuk = 3 Cm
limbah air keruh
0 93.57 95.02 96.27
2 Filter 2 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 30 cm, Ijuk = 3 Cm
0 98.76 98.96 99.17
3 Filter 3 : Zeolith 1 = 20 Cm , Pasir = 30 cm , Ijuk = 3 Cm
0 96.89 98.55 99.17
Efsiensi setiap filter terhadap konsentasi TSS pada limbah air keruh
dapat dilihat pada gambar 36 berikut :
79
Gambar 36 Grafik efisiensi filter pada sampel limbah air keruh.
Pada Gambar 36 menunjukan grafik persentase efisiensi setiap filter
terhadap konsentrasi TSS pada sampel limbah air keruh. Dari grafik
tersebut dapat dilihat bahwa persentase efisiensi setiap filter mengalami
peningkatan dari menit ke-2 hingga menit ke-6. Pada filter 1 menit k-2 =
93,57 %, menit ke-4 = 95,02 % dan menit ke-6 = 96,27 % . Sedangkan pada
filter 2, menit ke-2 = 98,76 %, menit ke-4 = 98,86 % dan menit ke-6 =
99,17 %. Pada filter 3, menit ke-2 = 96,89 %, menit ke-4 = 98,55 % dan
menit ke-6 = 99,17 % Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi ketebalan
media dan semakin lama proses filtrasi maka semakin tinggi pula tingkat
efisiesnsi yang diperoleh dari proses filtrasi tersebut.
b. Limbah cuci pakaian
Efisiensi setiap filter terhadap limbah cuci pakaian dapat dilihat pada
tabel 22 berikut :
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6
Efi
sien
si (
%)
waktu (menit)
Filter 1
Filter 2
Filter 3
80
Tabel 22 Efisiensi setiap filter terhadap konsentrasi TSS pada limbah cuci pakaian
No Variasi filter Sampel Efisiensi (%)
0 2 4 6
1 Filter 1 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 20 cm , Ijuk = 3 Cm
Air cuci pakaian
0 90.00 90.00 90.71
2 Filter 2 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 30 cm, Ijuk = 3 Cm
0 90.71 95.00 96.43
3 Filter 3 : Zeolith 1 = 20 Cm , Pasir = 30 cm , Ijuk = 3 Cm
0 92.86 93.57 95.71
Efsiensi setiap filter terhadap konsentasi TSS pada limbah cuci
pakaian dapat dilihat pada gambar 37 berikut :
Gambar 37 Grafik efisiensi filter pada sampel limbah air cuci pakaian
Pada Gambar 37 menunjukan grafik persentase efisiensi setiap filter
terhadap konsentrasi TSS pada sampel limbah cuci pakaian. Dari grafik
tersebut dapat dilihat bahwa persentase efisiensi setiap filter mengalami
peningkatan dari menit ke-2 hingga menit ke-6. Pada filter 1 menit k-2 =
90.00 %, menit ke-4 = 90,00 % dan menit ke-6 = 90,71 % . Sedangkan pada
filter 2, menit ke-2 = 90,71 %, menit ke-4 = 95,00 % dan menit ke-6 =
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6
Efi
sien
si (
%)
waktu (menit)
Filter 1
Filter 2
Filter 3
81
96,43 %. Pada filter 3, menit ke-2 = 93,86 %, menit ke-4 = 93,57 % dan
menit ke-6 = 95,71 % Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi ketebalan
media dan semakin lama proses filtrasi maka semakin tinggi pula tingkat
efisiesnsi yang diperoleh dari proses filtrasi tersebut.
c. Limbah cuci piring
Efisiensi setiap filter terhadap limbah cuci piring dapat dilihat pada
tabel 23 berikut :
Tabel 23 Efisiensi setiap filter terhadap konsentrasi TSS pada limbah cuci piring.
No Variasi filter Sampel Efisiensi (%)
0 2 4 6
1 Filter 1 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 20 cm , Ijuk = 3 Cm
Air cuci piring
0 76.60 80.85 82.98
2 Filter 2 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 30 cm, Ijuk = 3 Cm
0 95.74 97.87 97.87
3 Filter 3 : Zeolith 1 = 20 Cm , Pasir = 30 cm , Ijuk = 3 Cm
0 87.23 91.49 93.62
Efsiensi setiap filter terhadap konsentasi TSS pada limbah cuci
piring dapat dilihat pada gambar 38 berikut :
Gambar 38 Grafik efisiensi filter pada sampel limbah air cuci piring
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6
Efi
sien
si (
%)
Waktu (menit)
Filter 1
Filter 2
Filter 3
82
Pada Gambar 38 menunjukan grafik persentase efisiensi setiap filter
terhadap konsentrasi TSS pada sampel limbah cuci piring. Dari grafik
tersebut dapat dilihat bahwa persentase efisiensi setiap filter mengalami
peningkatan dari menit ke-2 hingga menit ke-6. Pada filter 1 menit ke-2 =
76,60 %, menit ke-4 = 80,85 % dan menit ke-6 = 82,98 % . Sedangkan pada
filter 2, menit ke-2 = 95,74 %, menit ke-4 = 97,87 % dan menit ke-6 =
97,87 %. Pada filter 3, menit ke-2 = 87,23 %, menit ke-4 = 91,89 % dan
menit ke-6 = 93,62 %. Hal ini menunjukkan bahwa semakin lama proses
filtrasi maka semakin tinggi pula tingkat efisiesnsi yang diperoleh dari
proses filtrasi tersebut.
83
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil analisa dan pembahasan
dalam penelitian ini adalah :
1. Ketebalan media filter sangat berpengaruh tehadap debit filtrasi dan
penurunan konsentrasi yang terkandung di dalam air limbah rumah
tangga (grey water), semakin tebal media filter maka semakin lambat
debit filtrasi, akan tetapi kualitas air limbah rumah tangga (grey
water) yang dihasilkan semakin baik.
2. Waktu filtrasi juga sangat berpengaruh terhadap penurunan
konsentrasi yang terkandung dalam air limbah rumah tangga (grey
water), semakin lama proses filtrasi maka semakin baik kualitas air
limbah rumah tangga (grey water) yang dihasilkan.
3. Efisiensi ketebalan media dan waktu filtrasi terhadap pengolahan
limbah rumah tangga ( grey water ) diperoleh bahwa setiap
penambahan ketinggian media dan waktu fitrasi terjadi peningkatan
efisiensi pengolahan limbah rumah tangga (grey water) dengan
peningkatan efisiensi setiap ketebalan antara 1.2 % hingga 18.19 %
dan peningkatan efisiensi terhadap waktu pengolahan hingga 5.46 %.
84
B. Saran
Berdasarkan hasil yang telah didapat dalam penelitian ini, maka:
1. Metode penyaringan bertekanan menghasilkan defisiensi kadar
kekeruhan dan TSS yang cukup besar, namun metode penyaringan
yang biaya digunakan cukup mahal. Oleh karena itu, pada penelitian
selanjutnya diperlukan alat penyaringan defisiensi kekeruhan dan
TSS yang lebih ekonomis yaitu dengan metode penyaringan secara
gravitasi.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai parameter yang
terkandung dalam air limbah rumah tangga berupa COD, BOD,
Minyak, pH, Amoniak, dan Total coliform.
3. Perlu dilakukan pengolahan pendahuluan (pretreatment) terhadap
setiap media filter yang digunakan sehingga dapat diketahui
kemampuan masing-masing media dalam menurunkan kandungan
air limbah tersebut.
4. Perlu dilakukan kajian lebih lanjut mengenai kecepatan aliran pada
media berbutir sehinngga diperoleh kecepatan optimal dalam
pengolahan limbah rumah tangga (Grey Water) menggunakan sand
filter.
5. Pengolahan limbah rumah tangga (grey water) menggunakan sand
filter cenderung memiliki tingkat pengolahan dengan debit yang
lambat sehingga proses pengolahan limbah rumah tangga (grey
85
water) berlangsung cukup lama, oleh karena itu perlu dilakukan
kajian lebih lanjut mengenai pengaruh gradasi material yang
digunakan pada sand filter sehingga di peroleh ukuran material yang
yang mampu mengolah limbah rumah tangga tersebut secara cepat
dan efisien.
6. Perlu dilakukan kajian lebih lanjut mengenai pengaruh luas
penampang sand filter terhadap pengolahan limbah rumah tangga
(grey water).
86
DAFTAR PUSTAKA
Artiyani Anis, Firmansyah HeriNano. 2016. Kemampuan Filtrasi Upflow Pengolahan Filtrasi Up Flow Dengan Media Pasir Zeolit Dan Arang Aktif Dalam Menurunkan Kadar Fosfat Dan Deterjen Air Limbah Domestik. Industri Inovatif. 6(1): 8-5.
Andrie, Fatmawati Suci, Tehuayo Haris. Rancangan Sistem Penjernian Air
Baku Dengan Sistem Slow Sand Filter Di Desa Lekopancing Kab. Maros Sulawesi Selatan. Jurnal Iltek. 11(21): 1523-1530.
Dini, 2016, Filtrasi Sand Filter, http://akrantauans.blogspot.com. Fajri Nur Muhammad, Sutikno Sigit, Handayani Lilis Yohanna, 2017.
Efektifitas Rapid Sand Filter Untuk Meningkatkan Kualitas Air Daerah Gambut Di Provinsi Riau. Jom Fteknik. 4(1): 1-9.
Filiazati Mega, Apriani Isna, Zahara Anita Titin, Pengolahan limbah cair
domestik dengan bio filter aerob menggunakan media bioball dan tanaman kiamban.
Griswidia, Reni, 2008, Penurunan Kadar Minyak Lemak Pada Limbah
Laundry Dengan Menggunakan Reaktor Biosand Filter Dilanjutkan dengan Reaktor Karbon Aktif.
Handayani Siwi Dwi. 2013.Kajian Pustaka Potensi Pemanfaatan
Greywater Sebagai Air Siram Wc Dan Air Siram Tanaman Di Rumah Tangga. Jurnal Presipitas. 10(1): 41-50.
Jami’ah, Hadi Wahyono.2014. Penggunaan Unit Slow Sand Filter, Ozon
Generator Dan Rapid Sand Filter Untuk Meningkatkan Kualitas Air Sumur Dangkal Menjadi Air Layak Minum Dengan Parameter Kekeruhan, Fe, Dan Mn, Jurnal Teknik Pomits. 3(2): 256-259.
Handayani Dwi Siswi. 2013. Kajian Pustaka Potensi Pemanfaatan Grey
Water Sebagai Air Siram WC dan Air Siram Tanaman Di Rumah Tangga. Jurnal Presipitas. 10(1): 41-50.
Hartono M. Djoko, Gusniani Irma, Kristanto A. Gabriel, Subekti J.
Rachmadi. 2010. Evaluasi Unit Pengolahan Air Minum Instalasi Pdam Rawa Lumbu 4, Bekasi. Jurnal Purifikasi. 11(2): 119-128.
87
Handayani Lilis Yohanna, Sujatmiko Bambang, Sutikno Sigit. 2017. Penerapan Rapid Sand Filter Untuk Pengolahan Air Sumur Di Kelurahan Kulim Kecamatan Tenayan Raya Pekanbaru. Jurnal Sinergitas PkM & CSR. 1(2): 17-28.
Jannah Syifaul Hanun Fathimah. 2010, Pengaruh Tinggi Media Pasir Silika
Terhadap Penyisihan Kekeruhan Pada Unit Filtrasi Pengolahan Air Minum.
Fitri Madarina Hani, Herdiwidodo Mochtar, Kholik Abdul Muhammad.
2016. Penurunan Kadar Cod, Bod, Dan Tss Pada Limbah Cair Industri Msg (Monosodium Glutamat) Dengan Biofilter Anaerob Media Bio-Ball. Jurnal Teknik Lingkungan. 5(1): 1-10.
Safrodin Ahmad, Mangkoedihardjo Sarwoko. 2016. Desain Ipal
Pengolahan Grey Water Dengan Teknologi Subsurface Flow Constructd Wetland Di Rusunawa Grudo Surabaya. Jurnal Teknik Its. 5(2): 144-149.
Maryani Deni, Masduqi Ali, Moesriati Atiek. 2014. Pengaruh Ketebalan
Media dan Rate filtrasi pada Sand Filter dalam Menurunkan Kekeruha dan Total Coliform. Jurnal Teknik Pomits. Jurnal Teknik Pomits. 3(2): 193-198.
Metcalf dan Eddy, Inc. 2003. Wastewater Engineering: Treatment,
Disposal and Reuse. McGraw-Hill, Inc: USA. Nasution Poso, Sumiyati Sri, Wardana Wisnu Irawan. 2013. Studi
penurunan tss, turbidity dan cod dengan menggunakan kitosan dari limbah cangkang keong sawah (pila ampullacea) sebagai biokoagulan dalam pengolahan limbah cair pt. Sido muncul, tbk semarang.
Obe Ricardo Ary, Dkk. 2011. Genesa Bahan Galian Mineral Zeolit. Pasmawati Yanti, Anwars Andries. 2010. Proses Filtrasi Dalam Sistem
Instalasi Penjernian Air Dalam PDAM Tirta Musti Palembang. Jurnal Ilmiah Tekno. 7(2): 93-104.
Putri Inesya Alda, Ramdani M, Regiyanti Risma. 2015. Filtrasi Dengan
Media Butiran.
88
Quddus Rachmat. 2014. Teknik Pengolahan Air Bersih Dengan Sistem Saringan Pasir Lambat (Downflow) Yang Bersumber Dari Sungai Musi. Jurnal Teknik Sipil dan Lingkungan. 2(4): 669-675.
Raafiandy Awwal, Hudori. 2011. Efektifitas Pengolahan Greywater
Dengan Menggunakan Rsf (Rapid Sand Filter) Dalam Menurunkan Kekeruhan, Tss, Bod, Dan Cod.
Rahmawati St, Chadijah, Ilyas Asriyani. Analisa Penurunan Kadar COD
dan BOD Limbah Cair Laboratorium Biokimia UIN Makassar Menggunakan Fly ASH (Batu Terbang) Batu Bara.
Sari Maya Nur. Studi Kinerja Biosand Filter Untuk Pengolahan Air Minum
Ditinjau Terhadap Parameter Kekeruhan Dan Besi. Saputra Rodhie. 2006. Pemanfaatan Zeolit Sintetis Sebagai Alternatif
Pengolahan Limbah Industri. Syahrir Suryani, Sugianto, Irwan. 2018. Studi Penurunan Kadar Mangan
(Mn) Pada Air Melalui Media Filter Pasir Kuarsa Malimpung. Salmin. 2005. Oksigen Terlarut (DO) dan Kebutuhan Oksigen Biologi
(BOD) Sebagai Salah Satu Indikator Untuk Menentukan Kualitas Air. Oseana. xxx(3): 21-26.
Selintung Mary, Syahrir Suryani. 2012. Studi Pengolahan Air Melalui
Media Filter Pasir Kuarsa (Studi Kasus Sungai Malimpung). Subekti Purwo, Ariyanto Anton, Simamora Yadi Frans. 2012. Perencanaan
Instalasi Pengolahan Air Bersih Dengan Saringan Pasir Lambat “Up Flow” Di Kampus Universitas Pasir Pengaraian Kabupaten
Rokan Hulupropinsi Riau. Jurnal Aptek. 4(2): 77-88. SNI 03-3981-2008. Perencanaan Instalasi Saringan Pasir Lambat. Tjokrokusumo, KRT. 1998. Pengantar Engineering Lingkungan, STTL
“YLH”, Yogyakarta. Umar Agus Muhammad, Baiquni M, Ritohardoyo Su. 2011. Peran
Masyarakat Dan Pemerintah Dalam Pengelolaan Air Limbah Domestik Di Wilayah Ternate Tengah. Majalah Geografi Indonesia. 25(1): 42-54.
89
Utomo Sudiyo, Sir W.M. Tri, Sonbay Albert. 2012. Desain Saringan Pasir Lambat Pada Instalasi Pengolahan Air Bersih (Ipab) Kolhua Kota Kupang. Jurnal Teknik Sipil. 1(4): 38-46.
90
L
A
M
P
I
R
A
N
91
TESTING METHOD :
LABORATORY : HASANUDDIN UNIVERSITY
Tabel 1. Penentuan Debit Dengan Metode Coba-Coba ( Putaran 90 )
Tabel 2. Pengamatan pengolahan limbah Rumah Tangga menggunakan
Saringan Pasir ( Limbah Air keruh )
Tabel 3. Pengamatan hidrolis limbah air keruh
Koordinator Asisten Laboratorium Hidrolika Universitas Hasanuddin
Muhammad Ilham Taufieq Haeruddin, S.T
Volume Sampel waktu Debit (Q)
ml Detik L/dtk
1 1.407 2.53 0.556
2 1.305 2.13 0.613
3 1.300 2.13 0.610
4 1.222 2.04 0.599
5 1.200 1.98 0.606
0.597
No
Debit Rata-rata
Menit ke-2 Menit Ke-4 Menit Ke-6Total suspended Solid (Mg/L) 30 482 31 24 18Kekeruhan (NTU) 25 603 36 28 21Suhu (°C) - 27.5 27.5 27.5 27.5Total suspended Solid (Mg/L) 30 482 6 5 4Kekeruhan (NTU) 25 603 8 6 5Suhu (°C) - 27.8 27.8 27.8 27.8Total suspended Solid (Mg/L) 30 482 15 7 4Kekeruhan (NTU) 25 603 18 8 5Suhu (°C) - 27.5 27.5 27.5 27.5
Parameter Setelah Diuji
2Filter 2 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 30 cm, Ijuk = 3 Cm
Filter 3 : Zeolith 1 = 20 Cm , Pasir = 30 cm , Ijuk = 3 Cm
3
Parameter Sebelum di
ujiNo Variasi Filter Parameter Uji
Standar Baku Mutu Air Limbah
Filter 1 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 20 cm , Ijuk = 3 Cm
1
Detik Detik L/Dtk L/Dtk Liter liter Liter
3.4653.7 0.597
32.72
3Filter 3 : Zeolith 1 = 20 Cm , Pasir = 30 cm , Ijuk = 3 Cm
1Filter 1 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 20 cm , Ijuk = 3 Cm
2Filter 2 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 30 cm, Ijuk = 3 Cm
Variasi FilterNo
2.54
4.14
54.8 0.597
Volume Air Masuk
32.06
0.025
Volume air keluar
30.18
28.60
30.5534.69
Waktu filtrasi
446.8
663.1
1209.4 0.59758.1
Waktu Pengisian Debit
Pengisian Debit
Filtrasi (Q
0.068
0.043
Volume air tertinggal
SIEVE ANALYSIS
92
TESTING METHOD :
LABORATORY : HASANUDDIN UNIVERSITY
Tabel 4. Pengamatan pengolahan limbah Rumah Tangga menggunakan
Saringan Pasir ( Limbah cuci pakaian )
Tabel 5. Pengamatan hidrolis sampel limbah cuci pakaian
Koordinator Asisten Laboratorium Hidrolika Universitas Hasanuddin
Muhammad Ilham Taufieq Haeruddin, S.T
Menit ke-2 Menit Ke-4 Menit Ke-6Total suspended Solid (Mg/L) 30 140 14 14 13Kekeruhan (NTU) 25 167 17 16 15Suhu (°C) - 27.8 28.3 28 28.1Total suspended Solid (Mg/L) 30 140 13 7 5Kekeruhan (NTU) 25 167 15 8 7Suhu (°C) - 27.7 27.7 27.3 27.3Total suspended Solid (Mg/L) 30 140 10 9 6Kekeruhan (NTU) 25 167 11 8 7Suhu (°C) - 29.8 29.8 29.8 29.8
2Filter 2 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 30 cm, Ijuk = 3 Cm
No Variasi Filter Parameter UjiStandar Baku
Mutu Air Limbah
Parameter Sebelum di
uji
Parameter Setelah Diuji
3Filter 3 : Zeolith 1 = 20 Cm , Pasir = 30 cm , Ijuk = 3 Cm
1Filter 1 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 20 cm , Ijuk = 3 Cm
Detik Detik L/Dtk L/Dtk Liter liter Liter
3Filter 3 : Zeolith 1 = 20 Cm , Pasir = 30 cm , Ijuk = 3 Cm
56.3
1.71
2Filter 2 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 30 cm, Ijuk = 3 Cm
53.4 660.8 0.597
57.8
1.411083 0.597 0.030
0.046 31.88 30.40 1.48
33.61 32.20
443.1 0.597 0.074 34.51 32.801Filter 1 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 20 cm , Ijuk = 3 Cm
Debit Pengisian
Debit Filtrasi (Q
Volume Air Masuk
Volume air keluar
Volume air tertinggalNo Variasi Filter
Waktu Pengisian Waktu filtrasi
SIEVE ANALYSIS
93
TESTING METHOD :
LABORATORY : HASANUDDIN UNIVERSITY
Tabel 6. Pengamatan pengolahan limbah Rumah Tangga menggunakan
Saringan Pasir ( Limbah cuci piring )
Tabel 7. Pengamatan hidrolis sampel limbah cuci piring
Koordinator Asisten Laboratorium Hidrolika Universitas Hasanuddin
Muhammad Ilham Taufieq Haeruddin, S.T
Menit ke-2 Menit Ke-4 Menit Ke-6Total suspended Solid (Mg/L) 30 47 11 9 8Kekeruhan (NTU) 25 55 13 10 9Suhu (°C) - 28 28 27.9 28Total suspended Solid (Mg/L) 30 47 2 1 1Kekeruhan (NTU) 25 55 3 3 1Suhu (°C) - 28 27.8 28.1 28Total suspended Solid (Mg/L) 30 47 4 3 1Kekeruhan (NTU) 25 55 6 4 3Suhu (°C) - 28.2 28.2 28.2 28.2
3Filter 3 : Zeolith 1 = 20 Cm , Pasir = 30 cm , Ijuk = 3 Cm
Parameter Setelah Diuji
1Filter 1 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 20 cm , Ijuk = 3 Cm
2Filter 2 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 30 cm, Ijuk = 3 Cm
No Variasi Filter Parameter UjiStandar Baku
Mutu Air Limbah
Parameter Sebelum di
uji
Detik Detik L/Dtk L/Dtk Liter liter LiterNo Variasi Filter
Waktu Pengisian Volume air tertinggal
1Filter 1 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 20 cm , Ijuk = 3 Cm
54.65 426.20 0.597 0.073 32.63 31.2 1.43
Waktu filtrasiDebit
Pengisian Debit
Filtrasi (Q Volume Air
Masuk Volume air
keluar
0.055 34.30 32.2 2.10
3Filter 3 : Zeolith 1 = 20 Cm , Pasir = 30 cm , Ijuk = 3 Cm
60.11 849.40 0.597 0.040 35.89 33.8 2.09
2Filter 2 : Zeolith 1 = 10 Cm , Pasir = 30 cm, Ijuk = 3 Cm
57.45 586.00 0.597
SIEVE ANALYSIS
94
TESTING METHOD : ASTM D 424-59, D 4318-(00), AASHTO T89/T90
LABORATORY : HASANUDDIN UNIVERSITY
Sebelum Sesudah
-
-
3500
Tertahan Lolos
3" 75.00 0.00 100.00
2" 50.00 0.00 100.00
11/2" 37.50 5.43 94.57
1" 25.00 12.00 88.00
3/4" 19.00 19.66 80.34
3/8" 9.500 84.00 16.00
4 4.750 91.14 8.86
10 2.000 93.71 6.29
20 0.840 95.83 4.17
40 0.425 97.74 2.26
60 0.250 98.91 1.09
100 0.150 99.51 0.49
200 0.075 99.86 0.14
Pan - 100.00 0.00
12 3495
5 3500
67 3421
41 3462
21 3483
250 3190
90 3280
74 3354
230 420
268 688
2252 2940
0 0
0 0
190 190
Persen (%)
SIEVE ANALYSIS
Hasil Perhitungan Analisa Saringan
Berat tanah kering + Container
Berat Container
Berat tanah Kering
Saringan
No.
Diameter
(mm)
Berat Tertahan
(gram)
Berat Kumulatif
(gram)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.010.101.0010.00100.00
Pe
rse
n L
olo
s (%
)
Diameter Saringan (mm)
4
Nomor Saringan
10 18 40 60 100 2003/8"3/4"1"11/2"2"3"
95
TESTING METHOD : ASTM D 424-59, D 4318-(00), AASHTO T89/T90
LABORATORY : HASANUDDIN UNIVERSITY
Sebelum Sesudah
-
-
500
Tertahan Lolos
4 4.75 0 100
10 2 0 100
20 0.84 11.6 88.4
40 0.425 44.8 55.2
60 0.25 89.4 10.6
100 0.15 93.4 6.6
200 0.075 99.4 0.6
Pan 0 100 0
Gowa, Juni 2017
Koordinator Asisten Mekanika Tanah
Universitas Hasanuddin
ZULKIFLI
20 467
30 497
3 500
58 58
166 224
223 447
Berat Kumulatif
(gram)
Persen (%)
0 0
0 0
Berat tanah kering + Container
Berat Container
Berat tanah Kering
Saringan
No.
Diameter
(mm)
Berat Tertahan
(gram)
Hasil Perhitungan Analisa Saringan
SIEVE ANALYSIS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.010.1110
Pers
en L
olos
(%)
Diameter Saringan (mm)
Grafik Analisa Saringan
No. 4
Nomor Saringan
No. 10 No. 18 No. 40 No. 60 No. 100 No. 200
96
PROJECT : Specific Gravity TestLOCATION :KOORDINAT :BORING DEPTH : TESTING METHOD : ASTM D 854-58(72)LABORATORY : HASANUDDIN UNIVERSITY
Bore Hole No. / Type -- Pasir
Sample Depth & Inclination - 1Number of Volumetric Flask - 1Weight of Vol. Flask + Soil (W2) Gram 47.2Weight of Vol. Flask (W1) Gram 22.21Weight of Dry Soil (Ws=W2-W1) Gram 25.00
Degree 28Weight of Vol. Flask+Water at T (W4) Gram 76.53Weight of Vol. Flask+Water+Soil (W3) Gram 92.15Unit Weight of Water at T, gT Gram/Cm3 0.9963
Temp. Corr. Coefficient, a=gT/g200C - 0.9980
Weight of Soil (Wu=(Ws+W4-W3)) Gram 9.4Specific Gravity of Soil (Gs=a*Ws/Wu) - 2.660
-
Remarks: Unit Weight of Water, gw, 200 C = 0.99823
Pikno 1: 24.16Pikno 2: 16.771+air: 73.642+air:65.14
Sample
SPECIFIC GRAVITY TEST RESULTS
Average of Gs
Temperature, T (oC)
97
Pekerjaan : Penelitian Mahasiswa S3No Sampel :Lokasi : Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil FT UnhasTanggal Percobaan :
TESTING METHOD : ASTM D698/ D 1557
Constan HeadDiameter buret (d) : cmDiameter sampel (D) : cm
Luas potongan melintang buret (a=1/4pd2)
Luas potongan melintang sampel (A=1/4pD2)
Ketinggian hidrolik ( h )
Panjang sampel (L)
Waktu pengujian (t)
Temperatur (T)
Volume air yang terkumpul (Q)
Koefisien permeabilitas (Q.L / h.A.t)
0.785
31.669
108.7
6
28
100
0.0062
Zeolit
28
(cm/det) 0.0006 0.0012 0.0009
(cm3) 125 123 100 100 100
0.0056 0.0065
oC 28 28 28 28
detik 394 180 196 31 27
28
cm 6 6 6 6 6
cm 108.7 108.7 108.7 108.7 108.7
cm231.669 31.669 31.669 31.669 31.669
Pasir Kuarsa
cm20.785 0.785 0.785 0.785 0.785
Juni 2019
16.35
Sampel 1 2 3 4
98
DOKUMENTASI
Proses Pemodelan Media Filtrasi
99
Proses Running
Proses Pengambilan Sampel
100
Proses Pengujian Parameter Penelitian (TSS, Kekeruhan, Suhu).
Sampel Data Pengujian