i
ANALISIS MODEL FILTRASI BUATAN UNTUK MENGUBAH
AIR SUNGAI MENJADI AIR BERSIH
(Study Kasus Sungai Bedog, Kec.Gamping, Kab.Sleman)
Disusun guna melengkapi persyaratan untuk mencapai derajat Sarjana S-1
Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun Oleh :
BELICKA YAN OKTARIA 20120110058
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
iii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr Wb
Puji Syukur senantiasa kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga laporan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Laporan Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan studi dalam menempuh pendididkan S-1 di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
Dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan Tugas Akhir ini, penyusun banyak menerima bimbingan, pengarahan, petunjuk dan saran-saran dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, Penyusun mengucapkan terima kasih kepada :
1. Orang Tua, atas doa dan kebutuhan materil yang telah diberikan kepada kami.
2. Burhan Barid, S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing I, semoga kebaikan, ketelitian dan kesabaran bapak dibalas oleh Allah SWT. Amin.
3. Jazaul Ikhsan, S.T.,M.T.,Ph.D. selaku Dosen Pembimbing II, ilmu yang bapak berikan sangat berarti sehingga Tugas Akhir ini terselesaikan dengan baik.
4. Nursetiawan, S.T.,M.T., Ph.D. selaku Dosen Penguji.
Menyadari bahwa laporan ini masih banyak kekurangan maupun keterbatasan, maka diharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat membangun agar dalam pembuatan laporan berikut dapat disusun lebih baik lagi. Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat terutama bagi kelanjutan studi penyusun.
Wassalamu’alaikum Wr Wb
Yogyakarta, Agustus 2016
iv
Tugas akhir ini penulis persembahkan kepada :
Kedua orang tua Bp. Sugianto S.IPEM dan mamak Rosa Yulita Amd.Kep yang tak ada hentinya memberi dukungan dan do’a akhirnya Ica dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Adik saya Riezcky Yan Febrina yang selalu menyemangati ayuk, makaseh adek.
Kakek-kakek yang sudah di Surga, terimakasih sudah membanggakan ica didepan orang-orang banyak. Nenek Ros dan nek Sum yang selalu
mendo’akan ica dari jauh, makaseh yeee.
Adik-adik bapak dan mamak yang turut mendo’akan ayuk. Busu siska, om opick, nganga, om ben, ute,dan busu sutar.
My Lovely Deriyana S.E yang selalu support, sabar menemani, dan membantu ade dalam mengerjakan Tugas Akhir. Hatur nuhun aa
Dosen pembimbing yang telah membimbing dan membantu, sehingga saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir.
v HALAMAN MOTTO
Hidup awalnya hanya mempunyai dua warna, yaitu HITAM dan PUTIH. Dua warna itulah yang bila dipadukan akan menghasilkan warna dalam kehidupan . Tergantung bagaimana diri kita menyingkapinya. Seperti halnya pelangi datang disaat mendung dan hujan pergi.
Do not put off doing a job because nobody knows whether we can meet tomorrow or not
Do the best, be good, then you will be the best
vi
Kata Pengantar ... iii
Halaman Persembahan ... iv
Halaman Motto ... ... v
Daftar Isi ... vi
Daftar Tabel ... ix
Daftar Gambar ... x
Intisari ... xi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 2
C. Batasan Masalah ... 3
D. Keaslian Penelitian ... 3
E. Tujuan Penelitian... 4
F. Manfaat Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
A. Penelitian Terdahulu ... 5
B. Uji model Water Treatment Sederhana... 6
1. Pengolahan Secara Fisika ... 6
2. Pengolahan Secara Biology ... 6
C. Variasi Ketinggian Filtrasi Pasir Cepat dan Pasir Lambat ... 6
1. Saringan Pasir Cepat ... 8
2. Saringan Pasir Lambat ... 9
vii
BAB III LANDASAN TEORI ... 13
A. Pengertian Sungai ... 13
B. Kualitas Air ... 14
1. Standar kualitas air ... 14
2. Faktor-faktor yang berpengaruh dalam kualitas air ... 15
C. Air Bersih ... 15
1. Kandungan Lumpur dan Suspensi (kekeruhan) ... 16
2. pH ... 16
3. DO ... 17
D. Filtrasi Air Bersih ... 18
1. Pasir ... 19
2. Zeolit ... 19
3. Arang batok ... 21
E. Regresi Linier ... 22
BAB IV METODE PENELITIAN ... 23
A. Tahap Penelitian ... 24
B. Survei Lapangan ... 24
C. Persiapan Alat dan Bahan ... 24
D. Pembuatan dan Cara Kerja Alat Uji ... 25
E. Pengambilan dan Pengujian Sampel ... 27
F. Analisis dan Hitungan ... 29
BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN ... 31
A. Kualitas air Sungai Sebelum Diolah Untuk Mengetahui Kadar Kekeruhan, DO dan pH ... ... 31
B. Variasi Ketebalan Media Filtrasi dengan Peningkatan Kadar DO, Penurunan Kadar Kekeruhan dan Kadar pH ... 32
1. DO... 32
viii
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN... 41 A. Kesimpulan ...41 B. Saran...42
DAFTAR PUSTAKA
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 5.1 Hasil Pengamatan Air Sungai ... 32
Tabel 5.2 Hasil Pengujian DO Menggunakan Pasir Kuarsa ... 32
Tabel 5.3 Hasil Pengujian DO Menggunakan zeolit ... . 32
Tabel 5.4 Hasil Pengujian DO Menggunakan Arang Batok ... . 34
Tabel 5.5 Hasil pengujian kekeruhan menggunakan pasir kuarsa . 35 Tabel 5.6 Hasil pengujian kekeruhan menggunakan Zeolit ... . 36
Tabel 5.7 Hasil pengujian kekeruhan menggunakan Arang Batok ... . 37
x
Gambar 3.1 Zeolit... 20
Gambar 4.1 Flowchart Tahap Penelitian ... 25
Gambar 4.2 Alat Uji Model Filtrasi Media Filtrasi Pasir... 26
Gambar 4.3 Alat Uji Model Filtrasi Media Filtrasi Zeolit... 26
Gambar 4.4 Alat Uji Model Filtrasi Media Filtrasi Arang Batok... 26
Gambar 5.1 Hasil Pengujian Kadar DO Pasir ... 31
Gambar 5.2 Hasil Pengujian Kadar DO Zeolit ... 32
Gambar 5.3 Hasil Pengujian Kadar DO Arang ... 33
Gambar 5.4 Hasil grafik perbandingan ... 35
Gambar 5.5 Hasil Pengujian Kadar Kekeruhan Pasir... 36
Gambar 5.6 Hasil Pengujian Kadar kekeruhan Zeolit... 37
Gambar 5.7 Hasil Pengujian Kadar Kekeruhan Arang Batok ... 38
Gambar 5.8 Hasil grafik perbandingan ... 39
apartemen yang tidak terkendali, maka dari itu diperlukan terobosan untuk mendapatkan air bersih, salah satunya dengan pengoptimalan air sungai. Tujuan dari penelitian ini adalah Menganalisis kualitas air sungai sebelum diolah untuk mengetahui kadar kekeruhan, DO, dan pH, Menganalisis hubungan variasi ketebalan media filtrasi dengan peningkatan kadar DO, penurunan kadar kekeruhan dan kadar pH, dan Menganalisis kemampuan alat filtrasi dalam mempengaruhi kualitas air.
Alat uji model filtrasi buatan untuk mengubah air sungai menjadi air bersih dengan media filtrasi pasir kuarsa, zeolit, dan arang batok. Cara kerja alat uji filtrasi ini adalah dengan memasukkan air sungai ke dalam tabung yang sudah diisi susunan media filtrasi pasir kuarsa, zeolit, dan arang batok dengan ketebalan-ketebalan yang berbeda yaitu 15 cm, 30 cm, dan 45 cm. Dilakukan secara bergantian yaitu diambil sampel sebanyak 9 sampel dan 1 inlet, total 10 sampel pada tahap awal. Kemudian diambil 1 sampel pada tahap akhir untuk diuji pH setelah didapat analisis ketebalan media filtrasi.
Setelah air sungai melalui pengolahan menggunakan alat uji model filtrasi buatan dengan filtrasi pasir kuarsa, zeolit dan arang batok mengalami perubahan sebagai berikut : Kadar DO 2,25 mg/l terjadi kenaikan terbesar menjadi 4,2 mg/l, kadar kekeruhan 3,8% mengalami penurunan terkecli menjadi 0,05 % dan kadar pH mengalami perubahan menjadi 7,5 sudah termasuk syarat kualitas air bersih menurut kepmenkes RI No 907 Tahun 2002 yaitu 6,5-8,5.
1 BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dengan meningkatnya pertumbahan kota dan perkembangan dunia industri sebagai bukti keberhasilan pembangunan, telah mendorong pula timbulnya permasalahan lingkungan hidup yang semakin beragam bentuknya, misalnya pencemaran kesehatan manusia dan lingkungan yang apabila tidak ditangani secara bijaksana akan membawa dampak yang lebih buruk. Meningkatnya dunia industri dapat meningkatkan taraf hidup masyarakat akan tetapi dapat mendatangkan efek samping yang kurang bagi lingkungan sekitarnya. Efek yang kurang baik dapat berasal dari masuknya bahan pencemar ke lingkungan yang berasal dari industri. Bahan pencemar ini dapat berupa limbah yang berasal dari sisa proses produksi maupun berasal dari mesin-mesin. Bahan pencemar ini apabila masuk ke lingkungan tanpa diolah terlebih dahulu akan menyebabkan gangguan fungsi kota tata guna dan menurunnya kualitas lingkungan.
Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang banyak, bahkan semua makhluk hidup oleh karena itu sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan oleh manusia serta mahluk hidup yang lain. Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan generasi mendatang. Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya air meliputi kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kualitas air untuk keperluan domestik yang semakin menurun.
belum termanfaatkan. Seiring dengan terjadinya krisis air di Yogyakarta akibat adanya pembangunan pemukiman dan banyaknya pembangunan hotel dan apartement yang makin tidak terkendali, oleh karena itu diperlukan suatu terobosan untuk mendapatkan sumber air bersih, salah satunya adalah dengan pengoptimalan pemanfaatan air sungai. Karena kapasitas volume air sungai yang cukup besar sehingga dapat memenuhi kebutuhan air bersih. Namun dari hasil penelitian menunjukkan bahwa setiap titik stasiun memiliki kualitas air yang berbeda. Berdasarkan kualitas air, setiap titik stasiun memiliki daya dukung pemanfaatan air yang berbeda-beda. Kualitas air dan kesesuaian pemanfaatan di setiap titik stasiun dipetakan untuk menentukan kebijakan pengolahan daerah aliran sungai. Kebijakan pengolahan daerah aliran sungai di setiap titik stasiun berbeda-beda disesuaikan dengan tipe penggunaan lahan, sumber pencemar, dan kualitas air di setiap titik stasiun. Kualitas Sungai Bedog daerah hulu (Menayu Kidul, Tirtonimolo dan Kasihan) pada tahun 2010 Kab. Bantul didapat data dari Pergub No. 20 Tahun 2008, Mutu Air Kelas II dengan nilai DO sebesar 3 Mg/l, Kekeruhan sebesar 0,401 NTU dan pH sebesar 6,8. Dari data diatas nilai kadar DO tidak memenuhi syarat kualitas air bersih, yang disarankan KEPMENKES. Untuk menjadi air bersih kadar DO minimal 4 mg/l. Maka diperlukan pengolahan sederhana terlebih dahulu sebelum dimanfaatkan. Pengolahan yang bisa dimanfaatkan dalam upaya pengoptimalan air sungai salah satunya menggunakan filtrasi dengan media berupa pasir kuarsa, zeolit, dan arang batok.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan di atas, dapat merumuskan adalah bagaimana merancang alat uji model filtrasi buatan merubah air sungai menjadi air bersih dan bagaimana nilai kadar kekeruhan, kadar DO dan kadar pH.
C. Batasan Masalah
3
1. Air sampel diambil dari Sungai Bedog, di Gamping, Sleman. 2. Parameter-parameter yang diteliti meliputi DO, pH dan kekeruhan.
3. Variasi ketebalan media filtrasi dilakukan sebanyak sebelas kali percobaan, dengan media filtrasi menggunakan arang batok, zeolit dan pasir dengan ukuran ketebalan 15 cm, 30 cm dan 45 cm.
D. Keaslian penelitian
Penelitian tentang pengolahan air sebenarnya telah banyak dilakukan oleh peneliti terdahulu, salah satunya dilakukan oleh Eka Wahyu Andriyanto, 2010
dengan judul “ Uji Model Water Treatment Sederhana dengan Gravity Filtering System dengan Filtrasi Pasir”, Studi kasus air tanah di Dusun Karang, Poncosari, Srandakan, Bantul. Parameter yang digunakan meliputi Fe, DO, dan PH. Media yang digunakan adalah pasir yang telah lolos saringan 8 dan tertahan saringan 10.Hasil yang didapat dari penelitian ini didapat kadar Fe sebesar 1,25 mg/l, kadar PH sebesar 7,9 dan kadar DO sebesar 1,8 mg/l termasuk tercemar karena kadar Fe tidak memenuhi syarat standar kualitas air yang telah ditetapkan KEPMENKES RI No 907 tahun (2002), batas nilai Fe 0,3 mg/l.
Luhur Budi santoso, (2010) dengan judul “ Uji Model Fisik Water Treatment sederhana untuk Mengolah Air Sumur”, studi kasus air sumur di Desa Taman Tirto, Kasihan Bantul, Yogyakarta. Parameter yang digunakan Mn, Fe, TSS, DO, kesadahan dan warna. Media yang digunakan adalah aerasi sekat-sekat bertingkat dan filtrasi dengan bahan pasir aktif, arang aktif, zeolit. Hasil yang didapat dari penelitian yang dilakukan dapat menurunkan kandungan kadar pencemaran zat padat sebesar 68,456 %.
Akan tetapi yang membedakan dalam penelitian ini dengan penelitian lain
adalah penggunaan alat uji “Model Filtrasi Buatan untuk Merubah Air Sungai
E. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian menggunakan alat uji model filtrasi buatan dengan filtrasi pasir, Zeolit dan arang batok adalah :
1. Menganalisis kualitas air sungai sebelum diolah untuk mengetahui kadar kekeruhan, DO, dan pH.
2. Menganalisis hubungan variasi ketebalan media filtrasi dengan peningkatan kadar DO, penurunan kadar kekeruhan dan kadar pH.
3. Menganalisis kemampuan alat filtrasi dalam mempengaruhi kualitas air.
F. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian menggunakan alat uji model filtrasibuatan dengan filtrasi pasir, zeolit dan arang batok adalah :
1. Memberi informasi kepada masyarakat bahwa dengan alat uji model filtrasi buatan dengan filtrasi pasir, zeolit dan arang batok mampu merubah air sungai menjadi air bersih, agar dapat digunakan dalam rumah tangga.
2. Memberi alternatif untuk alat filtrasi yang ekonomis dan mudah digunakan.
5 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Penelitian Terdahulu
Sudah banyak yang melakukan penelitian mengenai analisis kualitas air dengan alat uji model filtrasi buatan diantaranya;
Eka Wahyu Andriyanto, (2010) ” Uji Model Fisik Water Treatment Sederhana dengan Gravity Filtering dengan filtrasi pasir”. Di sini penulis membahas tentang perbedaan dengan penelitian lain adalah dengan menggunakan
alat “Uji Water Treatment Gravity Filtering System dengan Filtrasi pasir, dengan sampel air sumur di Dusun Karang Poncosari Srandakan Bantul Yogyakarta dan yang diteliti yaitu penurunan kadar Fe, kenaikan DO, pH dan menganalisis effisiensi penurunan Fe dan effisiensi DO. Kesimpulan yang didapat dari penelitian ini adalah kualitas air tanah di Dusun Karang, Poncosari, Srandakan, Bantul, Yogyakarta untuk parameter kadar Fe 1,25 mg/l setelah diolah menjadi 0,1 mg/l pada variasi ketinggian 60cm - 60cm. Nilai pH air asal 7,9 dan setelah mengalami pengolahan didapat nilai pH terendah sebesar 7,79. Nilai DO air asal sebesar 1,8 mg/l, setelah mengalami pengolahan nilai DO mengalami perubahan nilai sebesar 2,3 mg/l. Hubungan variasi ketinggian filtrasi pasir cepat dan ketinggian filtrasi pasirlambat dengan effisiensi kadar Fe mengalami penurunan sebesar 92% pada ketinggian pasir cepat 60cm dan filtrasi pasir lambat 60cm. Kadar DO effisiensi kenaikannya 27,8 % terjadi pada ketinggian 40cm – 60 cm. Ini berarti alat uji gravity filtering system dengan filtrasi pasir dapat digunakan untuk pengolahan air tanah.
benda uji, 10 menit, 20 menit, 30 menit dan 40 menit setelah filtrasi. Keseluruhan sampel diambil dari air masjid Kampus UMY. Kesimpulan dari penelitian ini untuk parameter kadar Fe 0,4 – 0,6 mg/l setelah diolah menjadi 0,4 mg/l pada variasi ketinggian 60cm - 60cm. Nilai pH air asal 7,10-7,85 dan setelah mengalami pengolahan didapat nilai pH terendah sebesar 7,28. Nilai DO air asal sebesar 4,8-7,2 mg/l, setelah mengalami pengolahan nilai DO mengalami perubahan nilai sebesar 4,8 mg/l.
B. Uji Model Fisik Water Treatment Sederhana
Alat uji water treatment sederhana ini yaitu grafity filtering system dengan filtrasi pasir dengan harapan dapat menurunkan kadar pencemar dengan cara penyaringan menggunakan filtrasipasir. Kemampuan pasir sangat baik untuk menurunkan kadar kekeruhan, apalagi semakin rapat dan semakin tinggi pasir yang digunakan. Untuk memenuhi standar perlu melewati tiga pengolahan yaitu secara fisika, biologi dan kimia.
1. Pengolahan Secara Fisika
Pengolahan air secara fisika dilakukan melalui beberapa tahapan yaitu : a. Filtrasi
Filtrasiadalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan, atau septum, yang di atasnya padatan akan terendapkan.
b. Pengendapan
Pengendapan adalah proses membentuk endapan yaitu padatan yang dinyatakan tidak larut dalam air walaupun endapan tersebut sebenarnya mempunyai kelarutan sekecil apapun.
c. Absorbsi
Absorbsi merupakan peristiwa penyerapan bahan-bahan tertentu yang terlarut dalam air.
2. Pengolahan Secara Biologi
7
Pemanasan merupakan cara paling sederhana untuk membunuh bakteri. b. Penyinaran dengan sinar ultraviolet
Penggunaan sinar ultraviolet merupakan cara modern membunuh bakteri.
c. Chorinasi
Proses ini biasanya dilakukan dibak penampung air, seperti menambahkan bahan senyawa yang mengandung senyawa chlor , antara lain seperti gas chlor, senyawa kaporit, dan senyawa sodium chlorite (NACIO2).
3. Pengolahan secara Kimia
Pengolahanan secara kimia dapat dilakukan melalui beberapa tahapan yaitu :
a. Penambahan koagulasi
Penambahan koagulasi bertujuan untuk mempercepat proses pengendapan partikel yang tidak dapat mengendap dalam air dengan metode koagulasi bahan kimia yang digunakan antara lain seperti tawas, kapur, dan juga kaporit.
b. Proses aerasi
Aerasi mempunyai pengertian tentang proses memasukan udara ke dalam air. Saluran yang utama adalah dengan memaksimalkan luas dan permukaan air ke udara. Dengan perpindahan efisiensi terbesar dari sesuatu medium ke lainnya, hal ini sangat esensial agar dapat berlangsung percampuran air dan udara Walker (1978) dalam Nurfathin (2008).
C. Variasi Ketinggian filtrasi Pasir cepat dan Pasir Lambat
menyaring air keruh ataupun air kotor. Perbedaan antara sistem saringan pasir lambat SPL dan saringan pasir cepat SPC adalah lokasi air masuk dan keluar. Jika SPL air masuk dari atas yaitu pasir halus, lalu turun ke bawah menuju pipa yang lokasinya sejajar dengan media penyaring kerikil. Sementara SPC air masuk dari pipa bawah atau yang sejajar dengan kerikil, lalu air menuju pasir halus teratas dan keluar dari sana. Jadi simpelnya, flow air SPL dari atas ke bawah, sedangkan flow air SPC dari bawah ke atas. Adapun penjelasan tentang pengertian tersebut:
1. Saringan Pasir Cepat
9
Gambar 2.1 Saringan pasir cepat (SPC)
2. Saringan pasir Lambat
11
terkandung dalam air dapat menggunakan menggunakan berbagai cara seperti khlorinasi, brominasi, ozonisasi, penyinaran ultraviolet ataupun menggunakan aktif karbon. Untuk menjaga hal-hal yang tidak diinginkan, sebaiknya air hasil penyaringan dimasak terlebih dahulu hingga mendidih sebelum dikonsumsi atau anda mungkin dapat menggunakan cara disinfeksi / menghilangkan kuman pada air secara sederhana lainnya.
Gambar 2.2 Saringan pasir lambat (SPL).
D. Sungai Sebagai Sumber Air Bersih
mencuci dan juga memasak. Namun karena polusi dari limbah, baik dari limbah industri maupun dari limbah rumah tangga, kini kualitas air di sebagian wilayah di Indonesia, terutama di daerah perkotaan mengalami penurunan kualitas, hingga sampai sumber air tersebut tidak dapat lagi di gunakan sebagai sumber air bersih karena kualitasnya sudah tidak memenuhi standar kualitas air bersih yang layak digunakan.
13
BAB III LANDASAN TEORI
A. Pengertian Sungai
Sungai adalah aliran air yang besar dan meamanjang yang mengalir secara terus-menerus dari hulu (sumber) menuju hilir (muara). Sungai memiliki beberapa jenis menurut jumlah airnya ( Syarifuddin, 2000 ) :
1. Sungai permanen yaitu sungai yang debit airnya sepanjang tahun relatif tetap. Biasanya sungai tipe ini ada di Kalimantan dan Sumatera contohnya Sungai Kapuas, sungai Kahayan, Sungai Barito, Sungai Mahakam (Kalimantan), dan Sungai Musi, sungai Indragiri (Sumatera).
2. Sungai periodik yaitu sungai yang pada waktu musim hujan airnya banyak, sedangkan pada musim kemarau airnya sedikit. Contohnya Sungai Progo, Sungai Code, Sungai Opak.
3. Sungai Intermittent atau sungai episodik yaitu sungai yang mengalirkan airnya pada musim penghujan, sedangkan pada musim kemarau airnya kering. Contohnya sungai Bayem.
4. Sungai ephemeral yaitu sungai yang ada airnya hanya pada saat musim hujan. Contohnya sungai Bayem.
B. Kualitas Air
Kualitas air adalah karakteristik mutu yang dibutuhkan untuk pemanfaatan tertentu dari sumber-sumber air. Kriteria mutu air merupakan satu dasar baku mutu air, di samping faktor-faktor lain. Baku mutu air adalah persyaratan mutu air yang disiapkan oleh suatu negara atau daerah yang bersangkutan.
Manusia memerlukan air tidak hanya dari segi kuantitasnya saja,tetapi juga dari kualitasnya. Satu orang dalam satu hari membutuhkan air kurang lebih 200 liter. Menurut Syamsuri(1993) kualitas air di tentukan oleh konsentrasi bahan kimia yang terlarut dalam air. permsalahan kualitas air dapat di timbulkan oleh proses alamiah maupun ulah manusia. Sedangkan menurut Ismail (1999) ada beberapa parameter kualitas air bersih seperti kaitanya dengan pengaruh terhadap erosi, sedimentasi, suhu air, kimia, dan biologi. Suryani (1992) menyatakan jika kualitas air tidak di penuhi maka, air dapat menjadi penyebab timbulnya penyakit. Air yang kotor sangat berbahaya bagi tubuh manusia. Bila air sudah tercemar dengan bahan kimia, maka hampir dapat di pastikan berbagai jenis organisme penyebab penyakit dapat ditentukan dalam air tersebut. Kulitas air adalah karakteristik mutu yang dibutuhkan untuk pemanfaatan tertentu dari sumber-sumber air. Berikut penjelasan tentang standar kualitas air dan faktor-faktor yang mempengaruhi :
1. Standar kualitas air
Standar kualitas air dapat diartikan sebagai ketentuan-ketentuan yang biasanya di tuangkan dalam bentuk pernyataan atau angka yang menunjukkan persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi agar air tersebut tidak menimbulkan gangguan kesehatan, gangguan teknis dan gangguan dari segi estetika. Syarat mutlak yang harus dipenuhi agar air dapat digunakan sebagai air minum adalah mutu dan kualitas air minum yang di tetapkan dalam Kepmenkes RI No 907/MENKES/SK/2002 tentang syarat-syarat pengawasan kualitas air bersih.
15
tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, air harus jernih, suhu air di bawah suhu udara.
b. Kimia
air minum tidak boleh mengandung racun, zat-zat racun tertentu dalam jumlah melampaui batas-batas yang telah di tentukan.
c. Bakteriologi
air minum tidak boleh mengandung bakteri penyakit sama sekali dan tidak boleh mengandung golongan coli melebihi batas-batas yang telah ditentukan.
2. Faktor-Faktor Yang Berpengaruh Terhadap Kualitas Air
Kualitas air bagai suatu peruntukan ditentukan oleh sifat fisik, kimia, dan kandungan bakteri di dalamnya. Kualitas air dapat berubah ubah karena pengaruh aktivitas manusia. Menurut Utaya (1990/1991) ada beberapa faktor yang mempengaruhi kualitas air, di antaranya adalah iklim.
Unsur unsur iklim yang mempengaruhi terhadap kualitas air secara langsung misalnya curah hujan, tekanan udara, penguapan (evaporasi), dan temperatur. Hujan yang jatuh di permukaan bumi, ketika masih di udara kadang-kadang sudah bercampur dengan gas-gas di atmosfir seperti , dan CL (dalam Nurfatin, 2008).
C. Air Bersih
meninggalkan endapan. Syarat kimiawi yaitu tidak mengandung bahan kimiawi yang mengandung racun , tidak mengandung zat-zat kimiawi yang berlebihan, cukup yodium , dan pH air antara 6,5 – 8,5. Syarat mikrobiologi yaitu tidak mengandung kuman-kuman penyakit seperti disentri, tipus, kolera, dan bakteri patogen penyebab penyakit.
Indikator-indikator lain yang dipakai dalam menentukan kualitas air bersih dan parameter-parameter yang akan diteliti untuk mengetahui kadar yang terkandung di dalam air sungai, adapun sebagai berikut :
1. Kandungan lumpur dan suspensi (Kekeruhan).
Lumpur adalah campuran cair atau semi cair antara lain air dan tanah. Penetapan kadar lumpur penting dalam mengevaluasi tingkat kekuatan pencemaran suatu limbah domestik atau industri. Penetapan ini umumnya menggunakan kerucut imhoff dan di lakukan dalam ruangan, di mana sinar matahari tidak mengganggu pengendapan lumpur.
2. pH
pH adalah tingkatan asam basa suatu larutan yang diukur dengan skala 0-14. Tinggi rendahnya pH air sangat dipengaruhi oleh kandungan mineral lain yang terdapat dalam air. Nilai pH air yang normal adalah sekitar netral, yaitu pH = 7, sedangkan pH air yang terpolusi, seperti air buangan nilai pHnya berbeda-beda tergantung dan jenis buangannya. Air di bawah 6,5 itu disebut asam sedangkan di atas 8,5 itu disebut basa. pH tubuh manusia adalah 7, banyak ahli mengatakan bahwa tubuh yang ber alkali dapat mencegah berbagai macam penyakit degeneratif, termasuk sel-sel kanker, yang dapat terbentuk mudah di dalam tubuh yang bersifat asam.
Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No.492/MENKES/PER/IV/2010, air dikatakan bersih apabila pH = 6,5 - 8,5.
3. DO
17
biota laut ( ANONIMOUS,2004). Oksigen memegang peranan penting sebagai indikator kualitas perairan, karena oksigen terlarut berperan dalam proses oksidasi dan reduksi bahan organik dan anorganik. Selain itu, oksigen juga menentukan biologi yang dilakukan oleh organisme aerobik dan anaerobik. Dalam kondisi aerobik, peranan oksigen adalah untuk mengoksidasi bahan organik dan anorganik dengan hasil akhirnya adalah nutrien yang ada pada akhirnya dapat memberikan kesuburan perairan. Dalam kondisi anaerobik oksigen yang dihasilkan akan mereduksi senyawa – senyawa kimia menjadi lebih sederhana dalam bentuk nutrien dan gas. Karena proses oksidasi dan reduksi inilah maka peranan oksigen terlarut sangat penting untuk membantu mengurangi beban pencemaran pada perairan secara alami maupun secara perlakuan aerobik yang ditujukan untuk memurnikan air buangan industri dan rumah tangga.
D. Filtrasi Air Bersih
Filtrasi air bersih adalah pembersih partikel padat dari suatu fluida dengan melewatkannya pada medium penyaringan, atau septum yang di atasnya padatan akan terendapkan. Adapun bebrapa proses filtrasi yang dilakukan sebagai berikut:
1. Menyiapkan alat-alat yang akan digunakan seperti paralon berukuran 4 inchi, tutup paralon, kran air, gergaji dan lem.
2. Menyiapkan bahan-bahan yang akan digunakan dalam proses filtrasi, yaitu:
a. Pasir
19
pasir yang digunakan dalam uji adalah pasir kuarsa, pasir kuarsa atau yang sering juga di sebut pasir silika yang diambil dari senyawa kimianya Silicon Dioxide atau Silika Dioksida (SiO2). Pasir kuarsa memiliki komposisi gabungan dari: SiO2, Fe2O3, AI2O3, TiO2, CaO, MgO dan K2O. Pasir yang digunakan pada percobaan ini dibersihkan dan dicuci sampai bersih, Semakin tebal pasir yang digunakan maka kadar DO semakin meningkat dan kadar kekeruhan berkurang.
b. Zeolit
menyebabkan zeolit dimanfaatkan untuk melunakkan air. Zeolit dengan ukuran rongga tertentu digunakan pula sebagai katalis untuk mengubah alkohol menjadi hidrokarbon sehingga alkohol dapat digunakan sebagai bensin. Zeolit di alam banyak ditemukan di India, Siprus, Jerman dan Amerika Serikat. Dalam system penjernih air sederhana ini, Fungsi zeolit adalah untuk menghilangkan kandungan Ca2+ dan Mg2+. Air yang mengandung Ca2+ dan Mg2+ berlebih menyebabkan kualitas air menurun, atau dengan bahasa sederhana biasa disebut dengan “Air
Sadah”. Air sadah biasanya berbau dan rasanya seperti kapur.
Gambar 3.1 Pasir zeolit
Zeolit menaikan kadar DO karena zeolit mempunyai kemampuan cukup baik untuk menyerap Fe dan Mn dalam air. Tampak juga, waktu kontak dan laju filtrasi mempengaruhi penurunan Fe dan Mn. Semakin perlahan sampel air mengalir dalam kolom, semakin efektif penurunan konsentrasi Fe dan Mn. Namun, waktu kontak yang dibutuhkan zeolit untuk menurunkan. Zeolit yang digunakan pada percobaan ini dibersihkan, dicuci dan dijemur.
c. Arang Batok
21
memanaskan kayu, gula, tulang, dan benda lain. Arang yang hitam, ringan, mudah hancur, dan meyerupai batu bara ini terdiri dari 85% sampai 98% karbon, sisanya adalah abu atau benda kimia lainnya. Arang tempurung kelapa termasuk sebagai material karbon. Karbon merupakan bahan yang sering digunakan dalam filter-adsorbers yang bertindak baik untuk menyaring partikel maupun untuk adsorbsi. Sifat fisik yang mempengaruhi efektifitas penggunaan material karbon sebagai media filter adalah kekerasan dan ukuran partikel. Tingkat kekerasan akan mempengaruhi kerugian akibat pengausan selama operasional, perawatan dan regenerasi media. Material yang lebih keras akan lebih tahan terhadap pengausan tersebut. Sedangkan ukuran partikel akan mengontrol besarnya volume pengangkutan yang terjadi di dalam material karbon tersebut. Material dengan ukuran partikel yang lebih kecil akan menyediakan pori-pori makro lebih besar ketika terjadi peningkatan luas permukaan eksternal per satuan massa, sehingga akan meningkatkan volume pengangkutan massa yang terjadi. Selain itu ukuran partikel juga mempengaruhi besarnya head loss aliran yang melewati media karbon tersebut, sama seperti yang terjadi pada media berpori lainnya. Arang tempurung kelapa dapat menyaring senyawa-senyawa organik berupa volatile organik, benzene, gasoline dan trihalomethan serta beberapa logam berat. Arang batok yang digunakan dicuci sampai bersih sehingga warna air dari arang tersebut bersih dan tidak hitam.
3. Melakukan proses filtrasi dari masing-masing bahan yang telah dipersiapkan untuk selanjutnya di uji ke dalam laboratorium.
E. Regresi Linier
terdapat lebih dari 1 variabel bebas, disebut sebagai regresi linier berganda. (Kurniawan, 2008)
Rumus umum regresi linier sederhana :
...(1) Dimana Y : Nilai regresi
b : Kemiringan (slope) a : Konstanta
ada 2 macam koefisien dalam regresi linier sederhana : 1. Koefisien Determinasi ( )
Koefisien determinasi adalah mengukur suai (goodness of fit) dari persamaan regresi ; yaitu memberikan proporsi atau presentase variasi total dalam variabel tekait yang dijelaskan oleh variabel bebas. Nilai terletak antara 0< <1, dan kecocokan model dikatakan lebih baik kalau semakin mendekati 1. (Junaidi,2008)
2. Koefisien Korelasi (r)
24
BAB IV
METODE PENELITIAN
A. Tahap Penelitian
Tahapan penelitian yang dilakukan dapat digambarkan dengan skema berikut :
Mulai
Studi pustaka / studi literator Persiapan :
1. Survey lapangan 2. Lokasi penelitian 3. Persiapan alat dan bahan
Pembuatan alat uji Water treatment
Pengambilan dan pengujian sampel : 1. DO
2. Kekeruhan 3. pH
Rekapitulasi data
Analisis dan perhitungan
Kesimpulan dan saran
Selesai
B. Survei Lapangan
Survei lapangan dilakukan di Sungai Bedog Jl.Gamping Tengah Ambarketawang, Kec.Gamping, Kab.Sleman Daerah Istimewa Yogyakarta.
Gambar 4.2 Peta lokasi Sungai Bedog C. Lokasi Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa Lingkungan Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Kasihan, Bantul.
D. Persiapan Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada setiap pengujian baik dalam pengujian filtrasi dilaboratorium, adalah:
1. Persiapan alat dan bahan. Alat untuk filtrasi terdiri dari : a. Paralon ukuran 4 inch.
26
c. Zeolit yang tertahan saringan, untuk saringan air dengan ketebalan zeolit 15 cm,30 cm dan 45 cm.
d. Arang batok untuk saringan air dengan ketebalan arang 15 cm ,30 cm dan 45 cm.
e. Tutup paralon berdiameter 4 inch. f. Kran air.
g. Botol minuman berukuran 1,5 liter. 2. Alat dan bahan laboraturium meliputi :
a. Termometer b. pH meter
c. Gelas ukur 10 ml dan 100 ml d. Pipet,suntikan
e. Labu elemeyer f. Tabung reaksi 10 ml g. Timbangan
h. Oven
E. Pembuatan Dan Cara Kerja Alat Uji
Gambar 4.2 Alat uji model filtrasi media filtrasi pasir
Gambar 4.3 Alat uji model filtrasi media filtrasi zeolit.
28
Keterangan :
Cara kerja alat uji filtrasi buatan ini adalah dengan memasukkan air ke dalam tabung input dengan ukuran 4 inch, dengan media filtrasi pasir, zeolit dan arang batok dengan ketebalan yang berbeda-beda yaitu pada ketebalan 15 cm, 30 cm, dan 45 cm. Dilakukan secara bergantian dan diambil sampel sebanyak 9 sampel dan 1 inlet total 10 sampel pada tahap awal,kemudian pada tahap akhir diambil 1 sampel air untuk menguji pH setelah didapat analisis ketebalan media filtrasi.
F. Pengambilan dan Pengujian Sampel
Lokasi pengambilan sampel di daerah Gamping Tengah Ambarketawang, Kec.Gamping, Kab.Sleman, Daerah Istimewah Yogyakata, dimana air sungainya telah mengalami pencemaran. Hal ini terlihat dari warna air yang keruh/kuning, berbau dan banyak terdapat sampah-sampah. Penyebab pencemaran sungai yaitu dari segi bentuk, terdapat dua jenis muatan atau bahan yang menyebabkan pencemaran adalah benda padat, berupa sampah-sampah padat dari kertas, plastik dan material lainnya. Selain itu cairan, yang akan langsung bersatu dengan aliran air yang dicemari.
Proses pengujian meliputi parameter dan bahan yang dibutuhkan, yang meliputi :
1. Pemeriksaan kadar oksigen dalam air (DO)
Berikut merupakan tahap-tahap dalam pemeriksaaan kadar oksigen (DO) : a. Air sampel dimasukkan ke dalam air sampai leher botol.
c. MnSO4 (mangan sulfat) dimasukkan ke dalam air sampel sebanyak 20 tetes atau 10 ml, kemudian tutup botol bolak balik sampai terdapat endapan diamkan selama 5 menit.
d. H2SO4 ( sulfat ) dimasukkan ke dalam air sampel sebanyak 20 tetes, kemudian tutup kembali botol dan bolak balik hingga endapan hilang sehingga warna larutan menjadi kuning.
e. Ambil 100 ml larutan tersebut, masukkan ke dalam labu erlenmeyer. f. Kemudian di tittrasi dengan Na2S2O3 (natrium thio sulfat) sampai
warna kekuningan muda atau berubah. Catat nilai titrasinya,maka diperoleh t1.
g. Tambahkan amilum sebanyak 10 tetes sehingga larutan berwarna biru. h. Kemudian titrasi lagi dengan Na2S2O3 sampai warna hilang atau
mendekati bening, dan diperoleh t2.
i. Dicatat volume Na2S2O3 yang dipakai untuk tittrasi (t1+t2) 2. Pengujian Kandungan Kadar Lumpur dan Suspensi (kekeruhan).
Berikut merupakan tahap-tahap dalam pengujian kadar lumpur dan suspensi ( kekeruhan ) :
a. Kocok air yang ada dibotol sampel.
b. Aambil 1000 ml air sampel dari masing-masing lokasi ke dalam kerucut imhoff.
c. Ambil 10 ml tawas, tambahkan pada air sampel (inlet) dan aduk hingga tercampur.
d. Hidupkan stopwatch, amati setiap 5 menit endapan yang terjadi (catat tinggi endapan).
e. Hentikan pencatatan,setelah tiga kali pengamatan terjadi volume yang konstan.
f. Timbang kertas saringan.
g. Setelah itu air limbah (inlet) dibuang yang bersih, endapan disaring dengan kertas saring.
30
i. Keluarkan ketas saring dari oven, kemudian timbang kertas saring yang ditambah endapan kering setelah dioven.
3. Pengujian pH
Berikut merupakan tahap-tahap dalam Pengujian pH: a. Pemeriksaan suhu dengan termometer.
b. Dengan alat pH meter, maka dapat langsung diketahui berapa kadar pH dalam air sampel, dengan cara memasukkan batang alat ukur pH meter ke dalam botol yang berisi air sampel.
G. Analisis Dan Hitungan
Analisis dan hitungan menggunakan rumus sebagai berikut : 1. DO
………...…………4.1 Dengan :
V = Volume sampel (100 ml) t =Banyaknya titrasi (ml) f =Faktor koreksi =1 0,2 =Ketetapan koefisien
Contoh perhitungan : Diketahui :
V=100 ml
t1 = 16 tetes = 16 x 0,05 = 0,8 t2 = 15 tetes = 15 x 0,05 = 0,75 f=1
= 3,1 mg/l
2. Kekeruhan
Total suspensi =
...4.2
Dengan :
B =Berat kertas filter oven (mg) A =Berat kertas filter (mg)
b. Kandungan lumpur
% Kandungan lumpur =
...4.3
Contoh perhitungan : Diket :
B = 0,99 A = 0,97
Volume endapan = 15 Total suspensi =
= 0,02 mg/l
% Kandungan lumpur =
31
BAB V
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Pengujian air sungai, menggunakan alat uji filtrasi buatan dengan media filtrasi pasir, zeolit dan arang yang dianalisis di laboraturium rekayasa lingkungan UMY, pengujian menggunakan variasi ketinggian media filtrasi 15 cm, 30 cm dan 45 cm. Parameter yang diuji yaitu DO, kekeruhan dan pH. Pada pengujian DO dilaksanakan pada tanggal 2 sampai 3 April 2016. Pada pengujian kekeruhan dilaksanakan pada tanggal 4 sampai 6 April 2016. Pada pengujian pH dilaksanakan pada tanggal 28 April 2016.
A. Kualitas Air Sungai Sebelum Diolah Untuk Mengetahui Kadar Kekeruhan, DO dan pH
Penelitian kualitas air sungai sebelum diolah yang dilakukan di laboraturium mendapatkan hasil sebagai berikut:
Tabel 5.1 Hasil pengamatan air sungai
Sumber
Parameter Kimia
DO (mg/l) Kekeruhan (%) pH
Air asal
2,25 3,8 8
Sumber : Hasil penelitian, 2016
B. Variasi Ketebalan Media Filtrasi dengan Peningkatan kadar DO, Penurunan Kadar Kekeruhan dan Kadar pH.
Hasil analisis peningkatan kadar DO, penurunan kadar kekeruhan dan kadar pH sebagai berikut :
1. DO
a. Peningkatan kadar DO dengan media filtrasi pasir pada ketinggian 15cm, 30 cm dan 45 cm.
Tabel 5.2 Hasil pengujian DO menggunakan pasir kuarsa Media filtrasi Ketinggian saringan (cm) DO (mg/l)
Pasir Kuarsa
15 2,9
30 3,4
45 4
Sumber : Hasil penelitian, 2016
Gambar 5.1 Hasil pengujian kadar DO pasir
Dari grafik di atas didapat nilai koefisien determinasi sebesar (R²=0,9973), nilai regresi linier sebesar (y = 0,0367x + 2,3333) dan didapat ketinggian pasir 45cm.
Dilihat dari grafik diatas, dapat disimpulkan bahwa model filtrasi menggunakan media pasir kuarsa dapat meningkatkan kadar DO. Karena pasir
33
yang sifatnya berupa butiran bebas, butiran pasir mampu menyerap dan menahan partikel dalam air. Selain itu butiran pasir juga berfungsi menyaring kotoran dan air, pemisah sisa-sisa flok serta pemisah partikel besi yang terbentuk setelah kontak dengan udara. Selama penyaringan koloid suspensi dalam air akan ditahan dalam media porous sehingga kualitas air akan meningkat. Untuk ketinggian 15cm didapat nilai DO = 2,9 mg/l, ketinggian 30cm didapat nilai DO = 3,4 mg/l, dan ketinggian 45cm didapat nilai DO 4 mg/l.
b. Peningkatan kadar DO dengan media filtrasi zeolit pada ketinggian 15cm, 30 cm dan 45 cm.
Tabel 5.3 Hasil pengujian DO menggunakan zeolit
Media filtrasi Ketinggian saringan (cm) DO (mg/l)
Zeolit
15 3,1
30 3,7
45 4
Sumber : Hasil penelitian, 2016
Gambar 5.2 Hasil pengujian kadar DO zeolit
Dari grafik di atas didapat nilai koefisien determinasi sebesar (R²=0,9643), nilai regresi linier sebesar (y = 0,03x + 2,7) dan didapat ketinggian zeolit 45cm.
3,1
Dilihat dari grafik di atas, dapat disimpulkan bahwa model filtrasi menggunakan media zeolit dapat meningkatkan kadar DO. Hal ini karena secara umum, Zeolit memiliki melekular struktur yang unik, di mana atom silikon
dikelilingi oleh 4 atom oksigen sehingga membentuk semacam jaringan dengan
pola yang teratur. Keberadaan atom Aluminium ini secara keseluruhan akan
menyebababkan Zeolit memiliki muatan negatif. Muatan negatif inilah yang
menyebabkan Zeolit mampu mengikat kation. Untuk ketinggian 15 cm didapat
nilai DO = 3,1 mg/l, ketinggian 30 cm didapat nilai DO = 3,7 mg/l dan ketinggian 45 cm didapat nilai DO = 4 mg/l.
c. Peningkatan kadar DO dengan media filtrasi arang pada ketinggian 15cm, 30 cm dan 45 cm.
Tabel 5.4 Hasil pengujian DO menggunakan arang batok Media filtrasi Ketinggian saringan (cm) DO (mg/l)
Arang Batok
15 2,7
30 3,1
45 4,2
Sumber : Hasil penelitian, 2016
35
Dari grafik di atas didapat nilai koefisien determinasi sebesar (R²=0,9363), nilai regresi linier sebesar (y = 0,05x + 1,8333) dan didapat ketinggian arang 42cm. Dilihat dari grafik diatas, dapat disimpulkan bahwa model filtrasi menggunakan media arang batok dapat meningkatkan kadar DO. Hal ini karena arang batok dapat menyaring senyawa-senyawa organik berupa volatile organik, benzene, gasoline dan trihalomethan serta beberapa logam berat. Dari penelitian ini arang batok yang digunakan sebagai media filtrasi digunakan secara bergantian. Namun sebelum digunakan oleh pemakai selanjutnya dicuci terlebih dahulu dan dilakukan penjemuran. Setelah arang batok kering selanjutnya bisa digunakan oleh pemakaian selanjutnya untuk menyaring.
Untuk ketinggian 15 cm didapat nilai DO = 2,7 mg/l, ketinggian 30 cm didapat nilai DO = 3,1 mg/l dan ketinggian 45 cm didapat nilai DO = 4,2mg/l.
Gambar 5.4 Hasil grafik perbandingan kenaikan kadar Do dengan media filtrasi pasir kuarsa, zeolit, dan arang batok.
2,3333). Media filtrasi zeolit 15cm, 30cm, dan 45cm didapat kadar DO 3,1 mg/l, 3,7 mg/l, dan 4 mg/l dengan nilai koefisien determinasi sebesar (R2= 0,9643), nilai regresi linier sebesar (y =0,03x + 2,7). Media filtrasi arang batok 15cm, 30cm, dan 45cm didapat nilai kadar DO 2,7 mg/l, 3,1 mg/l, dan 4.2 mg/l dengan nilai koefisien determinasi sebesar (R2 = 0,9363), nilai regresi linier sebesar (y = 0,05x + 1,8333).ekeruhan
a. Penurunan kadar kekeruhan dengan media filtrasi pasir pada ketinggian 15 cm, 30 cm dan 45 cm.
Tabel 5.5 Hasil pengujian kekeruhan menggunakan pasir
Media filtrasi Ketinggian saringan (cm) Kekeruhan (%) Pasir
15 0,6
30 0,1
45 0,08
Sumber : Hasil penelitian, 2016
Gambar 5.5 Hasil pengujian kadar kekeruhan pasir .
Dari grafik di atas didapat nilai koefisien determinasi sebesar (R²=0,7788), dan nilai regresi linier sebesar (y = -0,0173x + 0,78).
Dilihat dari grafik di atas, dapat disimpulkan bahwa model filtrasi menggunakan media pasir kuarsa dapat menurunkan kadar kekeruhan. Karena
0,6
37
pasir yang sifatnya berupa butiran bebas, butiran pasir mampu menyerap dan menahan partikel dalam air. Selain itu butiran pasir juga berfungsi menyaring kotoran dan air, pemisah sisa-sisa flok serta pemisah partikel besi yang terbentuk setelah kontak dengan udara. Selama penyaringan koloid suspensi dalam air akan ditahan dalam media porous sehingga kualitas air akan meningkat. Untuk ketinggian 15 cm didapat nilai kekeruhan = 0,6 %, ketinggian 30 cm didapat nilai kekeruhan = 0.1 % dan ketinggian 45 cm didapat nilai kekeruhan = 0,08%.
b. Penurunan kadar kekeruhan dengan media filtrasi zeolit pada ketinggian 15 cm, 30 cm dan 45 cm.
Tabel 5.6 Hasil pengujian kekeruhan menggunakan zeolit Media filtrasi Ketinggian saringan (cm) Kekeruhan (%)
Zeolit
15 1,5
30 0,35
45 0,05
Sumber : Hasil penelitian, 2016
Gambar 5.6 Hasil pengujian kadar kekeruhan zeolit
Dari grafik di atas didapat nilai koefisien determinasi sebesar (R²=0,8972), dan nilai regresi linier sebesar (y = -0,0483x + 2,0833).
Dilihat dari grafik di atas, dapat disimpulkan bahwa model filtrasi menggunakan media zeolit dapat menurunkan kadar kekeruhan. Hal ini karena
zeolit memiliki pori-pori berukuran melekuler sehingga mampu
memisahkan/menyaring molekul dengan ukuran tertentu.
Untuk ketinggian 15 cm didapat nilai kekeruhan = 1,5 %, ketinggian 30 cm didapat nilai kekeruhan = 0,35 % dan ketinggian 45 cm didapat nilai kekeruhan = 0,05%.
c. Penurunan kadar kekeruhan dengan media filtrasi zeolit pada ketebalan 15 cm, 30 cm dan 45 cm.
Tabel 5.7 Hasil pengujian kekeruhan menggunakan arang Media filtrasi Ketinggian saringan (cm) Kekeruhan (%)
Arang
15 3,5
30 1,1
45 1
Sumber : Hasil penelitian, 2016
Gambar 5.7 Hasil pengujian kadar kekeruhan arang
Dari grafik di atas didapat nilai koefisien determinasi sebesar (R² = 0,78), dan nilai regresi linier sebesar (y = - 0,0833x + 4,3667).
39
Dilihat dari grafik di atas, dapat disimpulkan bahwa model filtrasi menggunakan media arang batok dapat menurunkan kadar kekeruhan. Hal ini karena arang batok dapat menyaring senyawa-senyawa organik berupa volatile organik, benzene, gasoline dan trihalomethan serta beberapa logam berat. Dari penelitian ini arang batok yang digunakan sebagai media filtrasi digunakan secara bergantian. Namun sebelum digunakan oleh pemakai selanjutnya dicuci terlebih dahulu dan dilakukan penjemuran. Setelah arang batok kering selanjutnya bisa digunakan oleh pemakaian selanjutnya untuk menyaring.
Untuk ketinggian 15 cm didapat nilai kekeruhan = 3,5 %, ketinggian 30 cm didapat nilai kekeruhan = 1,1 % dan ketinggian 45 cm didapat nilai kekeruhan = 1,08%.
Gambar 5.8 Hasil grafik perbandingan penurunan kadar kekeruhan dengan media filtrasi pasir kuarsa, zeolit, dan arang batok.
Dari data grafik perbandingan di atas dapat disimpulkan, nilai kadar kekeruhan mulai mengalami penurunan pada media filtrasi pasir kuarsa 15cm, 30cm, dan 45cm didapat nilai kadar kekeruhan 0,6%, 0,1%, dan 0,08% dengan nilai koefisien determinasi sebesar (R2= 0,7788), nilai regresi linier sebesar (y=
0,0173x + 0,78 ). Media filtrasi zeolit 15cm, 30cm, dan 45cm didapat kadar kekeruhan 1,5%, 0,35%, dan 0,05% dengan nilai koefisien determinasi sebesar (R2= 0,8972), nilai regresi linier sebesar (y = -0,0483x + 2,0833). Media filtrasi arang batok 15cm, 30cm, dan 45cm didapat nilai kadar kekeruhan 3,5%, 1,1%, dan 1% dengan nilai koefisien determinasi sebesar (R2 = 0,9363), nilai regresi linier sebesar (y = 0,05x + 1,8333).
2. pH
Penelitian kadar pH yang dilakukan dilaboraturium telah mendapatkan hasil sebagai berikut :
Tabel 5.8 Hasil pengujian pH menggunakan pasir, zeolit, dan arang Media Filtrasi Ketebalan media filtrasi
(cm)
pH
Pasir kuarsa 45 7,5
Zeolit 45 7,5
Arang batok 42 7,5
Sumber : Hasil penelitian,2016
Dari data di atas didapat ketinggian filtrasi dengan mencari ketinggian grafik DO maka didapat ketinggian pasir 45cm, zeolit 45cm, dan arang 42cm. Setelah mendapatkan ketebalan, media filtrasi disatukan kedalam alat filtrasi yang sudah didesain dengan susunan pasir pada bagian bawah, zeolit pada bagian tengah dan arang batok pada bagian atas.Maka setelah air disaring diuji pH dan didapat pH 7,5
41
C. Kemampuan alat filtrasi dalam mempengaruhi kualitas air
Dalam percobaan alat yang dilakukan, dapat memperoleh air bersih yang diperlukan dengan menggunakan alat uji model filtrasi buatan. Air yang di saring dalam Percobaan menggunakan air sungai yang digolongkan sebagai suspensi. Karena bersifat heterogen, terdiri dari tiga fase yaitu padat, cair, dan keruh, serta apabila didiamkan terbentuk endapan.
Alat uji filtrasi buatan ini termasuk saringan pasir lambat. Saringan pasir lambat dapat digunakan untuk menyaring air keruh ataupun air kotor. Saringan pasir lambat sangat cocok untuk memenuhi kebutuhan akan air bersih pada komunitas skala kecil atau skala rumah tangga. Sistem saringan pasir lambat merupakan teknologi pengolahan air yang sangat sederhana dengan hasil air bersih dengan kualitas yang baik. Sistem saringan pasir lambat ini mempunyai keunggulan antara lain tidak memerlukan bahan kimia (koagulan) yang mana bahan kimia ini merupakan kendala sering dialami pada proses pengolahan air di daerah pedesaan.
Alat uji model filtrasi buatan yang dibuat memiliki beberapa komponen penyaring, berurutan dari bawah ke atas yaitu pasir, zeolit, dan arang batok kelapa. Komposisi jumlah bahan yang digunakan yakni setiap bahan menempati ruang dengan ketinggian pasir 45 cm, zeolit 45 cm, dan arang batok 42 cm,
Komponen alat uji filtrasi buatan yang dibuat memang di susun berdasarkan kerapatannya. Yakni dari atas paralon, bahan berkomponen renggang dan semakin kebawah semakin padat. Hal ini dimaksudkan agar penjernih air dapat optimal dalam melakukan fungsinya.
Gambar 5.9 Alat filtrasi yang digunakan.
Setelah menemukan variasi ketebalan filtrasi, selanjutnya alat filtrasi diuji coba untuk mengetahui seberapa mampu alat filtrasi menyaring air, dengan cara menampung air dalam botol kemudian dibandingkan dengan air hasil saringan yang pertama. Begitu seterusnya hingga air mengalami penurunan kualitas yang ditandai dengan perubahan warna air. Saat diuji coba hingga 75 liter, air masih tetap dalam kualitas baik. Alat yang digunakan untuk Filtrasi ini Tidak bisa digunakan terus menerus karena jika air yang disaring sudah berubah warna maka media filtrasi yang ada didalam alat harus diganti dengan yang baru. Alat yang digunakan ini mempunyai daya penyaringanya yaitu 75 liter setelah diuji.
43
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan analisa data yang diperoleh dari hasil penelitian dilapangan dan laboraturium dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Kualitas air Sungai Jl. Gamping Tengah Ambarketawang, Kec.Gamping, Kab.Sleman, Daerah Istimewah Yogyakata kualitas air sungai sebelum diolah parameter kadar DO sebesar 2,25 mg/l, Kadar Kekeruhan 3,8 % dan kadar pH sebesar 8. Kadar DO tidak memenuhi syarat standart kualitas air yang ditetapkan KEPMENKES 416/MEN.KES/PER/IX/1990 dan No 907/MENKES/SK/VII/2002 tentang syarat- syarat dan pengawasan kualitas air bersih dan air minum, Minimal kadar DO 4,0 mg/l.
2. Besar kadar DO 2,25 mg/l setelah diolah dengan menggunakan alat uji Model Filtrasi Buatan dengan media filtrasi pasir kuarsa, zeolit dan arang batok terjadi kenaikan terbesar menjadi 4,2 mg/l pada ketinggian 45 cm. Nilai kadar kekeruhan 3,8 % mengalami penurunan paling terkecil 0,05 %. Nilai kadar pH sebesar 8 setelah mengalami pengolahan mengalami perubahan menjadi 7,5.
3. Alat uji model filtrasi buatan dengan media filtrasi pasir 45 cm, zeolit 45 cm dan arang batok 42 cm, mempunyai daya penyaringan yaitu 75 liter. Alat yang dibuat mempunyai daya penyaringan yang baik dan Pemeliharaan (maintenance) harus secara rutin dilakukan agar alat Filtrasi ini bisa berfungsi dengan baik.
B. Saran
1. Pada penelitian selanjutnya, dilaksanakan model infiltrasi yang berbeda,sehingga dapat membandingkan kelebihan dan kekurangan dengan peneliti sebelumnya.
2. Perlu dicoba input, bahan filtrasilain, dan ketinggian elevasi tabung pada alat uji filtrasi dibuat lebih tinggi agar data yang diperoleh bervariasi sehingga dapat membandingkan kelebihan dan kekurangan dengan peneliti sebelumnya.
DAFTAR PUSTAKA
Agus, 2003, “ Uji Fisik Water Treatment Sederhana Dengan Aerasi dan filtrasi Untuk Pengolahan Air Sumur”, Unuversitas Muhammadiyah Yogyakarta, Yogyakarta
Agustyar, 2015., Kandungan oksigen terlarut “
http://www.agustyar.com/2015/04/kandungan-oksigen-terlarut-do-disslove.html” Diakses pada tanggal 20 April 2016.
Budi Santoso, Luhur 2010, „‟ Uji Model Fisik Water Treatment Sederhana Untuk Mengubah Air Sumur “
Junaidi,2008, Regresi Linier “ https://junaidichaniago.wordpress.com/tag/regresi/” Diakses pada tanggal 15 April 2016
Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 907 Tahun 2002 tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air minum.
Kusnaedi,1995., Penyaring air sederhana
http://seramoealasyiie.blogspot.co.id/2013/04/penyaringan-air-sederhana.html” Diakses pada tanggal 20 April 2016.
Nurfatin, Indah, 2008, “ Uji Model Fisik Dengan Bentuk Pipa Dengan Media Aerasi Baling-Baling” Unuversitas Muhammadiyah Yogyakarta, Yogyakarta
Salmin,2000 Oksigen terlarut/ Dissolved Oxygen
http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:http://adesuh erman09.student.ipb.ac.id/files/2011/12/Jurnal-BOD-indonesia.pdf. Diakses pada tanggal 20 April 2016.
SALMIN, 2000. Kadar Oksigen Terlarut di Perairan Sungai Dadap, Goba, Muara Karang dan Teluk Banten.Dalam : Fora- minifera Sebagai Bioindikator Pen-cemaran, Hasil Studi di Perairan Estuarin Sungai Dadap, Tangerang.
Syamsuri,1993,. Kualitas air https://ghozaliq.com/2015/06/23/kualitas-air/ Diakses pada tanggal 21 April 2016
Syariffuddin, 2000,. Pengertian Sungai http://pengertian-pengertian-
Wahyu Andriyanto,Eka, 2010 “ Uji Model Fisik Water Treatment Sederhana dengan Gravit Filtering dengan filtrasi pasir”
BAHAN DAN ALAT YANG DIGUNAKAN
Pasir filtrasi
Pereaksi O2
Amilum
1
ABSTRAK
Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang banyak, bahkan semua makhluk hidup oleh karena itu sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan oleh manusia serta mahluk hidup yang lain. Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan generasi mendatang. Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya air meliputi kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kualitas air untuk keperluan domestik yang semakin menurun. Setelah diuji dan dianalisis bahwa kandungan pH, DO dan kekeruhan dalam air asal sebagai berikut : pH 8, DO 2,28 mg/l dan kekeruhan 3,8 %.
Dikarenakan kadar DO yang tidak memenuhi standar kualitas yang ditentukan oleh kepmenkes RI No 907 tahun 2002 tentang syarat dan kualitas air minum dan bersih. Pada penelitian ini dilakukan dengan menyiapkan alat uji Model Filtrasi Buatan untuk mengubah air sungai menjadi air bersih. Tujuan penggunaan alat ini untuk menganalisis kualitas air sungai sebelum diolah untuk mengetahui kadar kekeruhan, DO dan pH, hubungan variasi ketebalan media filtrasi dengan meningkatkan kadar DO, menurunkan kadar kekeruhan dan kadar pH, dan menganalisis kemampuan alat filtrasi dalam mempengaruhi kualitas air.
Setelah air sungai melalui pengolahan menggunakan alat uji model filtrasi buatan dengan filtrasi pasir kuarsa, zeolit dan arang batok mengalami perubahan sebagai berikut : Kadar DO 2,25 mg/l terjadi kenaikan sebesar 4,2 mg/l, kadar kekeruhan 3,8% mengalami penurunan terkecil 0,05 %dan kadar pH mengalami perubahan menjadi 7,5 sudah termasuk angka aman menurut kepmenkes RI No 907 Tahun 2002 yaitu 6,5-8,5.
Kata kunci : Model Filtrasi, pasir kuasa, zeolit
20120110058 Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil, Universitas Muhammdiyah Yogyakarta
Dosen Pembimbing 1
1
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dengan meningkatnya pertumbahan kota dan perkembangan dunia industri sebagai bukti keberhasilan pembangunan, telah mendorong pula timbulnya permasalahan lingkungan hidup yang semakin beragam bentuknya, misalnya pencemaran kesehatan manusia dan lingkungan yang apabila tidak ditangani secara bijaksana akan membawa dampak yang lebih buruk. Meningkatnya dunia industri dapat meningkatkan taraf hidup masyarakat akan tetapi dapat mendatangkan efek samping yang kurang bagi lingkungan sekitarnya. Efek yang kurang baik dapat berasal dari masuknya bahan pencemar ke lingkungan yang berasal dari industri. Bahan pencemar ini dapat berupa limbah yang berasal dari sisa proses produksi maupun berasal dari mesin-mesin. Bahan pencemar ini apabila masuk ke lingkungan tanpa diolah terlebih dahulu akan menyebabkan gangguan fungsi kota tata guna dan menurunnya kualitas lingkungan.
Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang banyak, bahkan semua makhluk hidup oleh karena itu sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan oleh manusia serta mahluk hidup yang lain. Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan generasi mendatang. Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya air meliputi kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kualitas air untuk keperluan domestik yang semakin menurun.
Sungai Bedog terletak di Jl. Gamping Tengah Ambarketawang Kec.Gamping, Kab.Sleman. Sungai Bedog dimanfaatkan oleh masyarakat sekitar untuk pengairan terhadap lahan pertanian, selain itu Sungai Bedog juga
1 Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan di atas, dapat merumuskan adalah bagaimana merancang alat uji model filtrasi buatan merubah air sungai menjadi air bersih dan bagaimana nilai kadar kekeruhan, kadar DO dan kadar pH.
C. Batasan Masalah
Mempertimbangkan luasnya permasalahan yang tercangkup dalam penelitian ini, maka penelitian ini menggunakan batasan-batasan sebagai berikut.
1. Air sampel diambil dari Sungai Bedog, di Gamping, Sleman. 2. Parameter-parameter yang
diteliti meliputi DO, pH dan kekeruhan.
3. Variasi ketebalan media filtrasi dilakukan sebanyak sebelas kali percobaan, dengan media filtrasi menggunakan arang batok, zeolit dan pasir dengan ukuran ketebalan 15 cm, 30 cm dan 45 cm.
D. Keaslian penelitian
Penelitian tentang pengolahan air sebenarnya telah banyak dilakukan oleh peneliti terdahulu, salah satunya dilakukan oleh Eka Wahyu Andriyanto, 2010 dengan judul “ Uji Model Water Treatment Sederhana dengan Gravity Filtering System dengan Filtrasi Pasir”, Studi kasus air tanah di Dusun Karang, Poncosari, Srandakan, Bantul. Parameter yang digunakan meliputi Fe, DO, dan PH. Media yang digunakan adalah pasir yang telah lolos saringan 8 dan tertahan saringan 10.Hasil yang didapat dari penelitian ini didapat kadar Fe sebesar
mg/l.
Luhur Budi santoso, (2010) dengan judul “ Uji Model Fisik Water Treatment sederhana untuk Mengolah Air Sumur”, studi kasus air sumur di Desa Taman Tirto, Kasihan Bantul, Yogyakarta. Parameter yang digunakan Mn, Fe, TSS, DO, kesadahan dan warna. Media yang digunakan adalah aerasi sekat-sekat bertingkat dan filtrasi dengan bahan pasir aktif, arang aktif, zeolit. Hasil yang didapat dari penelitian yang dilakukan dapat menurunkan kandungan kadar pencemaran zat padat sebesar 68,456 %.
Akan tetapi yang membedakan dalam penelitian ini dengan penelitian lain adalah penggunaan alat uji “Model
Filtrasi Buatan untuk Merubah Air Sungai Menjadi Air Bersih” media filtrasi pasir, zeolit dan arang. Penelitian ini menggunakan sampel air Sungai Bedog di Jl. Gamping Tengah Ambarketawang Kec.Gamping, Kab.Sleman, Daerah Istimewa Yogyakata. Parameter yang diteliti yaitu DO, pH, dan kekeruhan.
E. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian menggunakan alat uji model filtrasi buatan dengan filtrasi pasir, Zeolit dan arang batok adalah :
1. Menganalisis kualitas air sungai sebelum diolah untuk mengetahui kadar kekeruhan, DO, dan pH.
1 3. Menganalisis kemampuan alat
filtrasi dalam mempengaruhi kualitas air.
F. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian menggunakan alat uji model filtrasi buatan dengan filtrasi pasir, zeolit dan arang batok adalah :
1. Memberi informasi kepada masyarakat bahwa dengan alat uji model filtrasi buatan dengan
2. Memberi alternatif untuk alat filtrasi yang ekonomis dan
Sudah banyak yang melakukan penelitian mengenai analisis kualitas air dengan alat uji model filtrasi buatan diantaranya;
Eka Wahyu Andriyanto, (2010) ” Uji Model Fisik Water Treatment Sederhana dengan Gravit Filtering dengan filtrasi pasir”. Di sini penulis membahas tentang perbedaan dengan penelitian lain adalah dengan menggunakan alat “Uji Water Treatment Gravity Filtering System dengan Filtrasi pasir, dengan sampel air sumur di Dusun Karang Poncosari Srandakan Bantul Yogyakarta dan yang diteliti yaitu penurunan kadar Fe, kenaikan DO, pH dan menganalisis effisiensi penurunan Fe dan effisiensi DO. Kesimpulan yang didapat dari penelitian ini adalah kualitas air tanah di Dusun Karang, Poncosari, Srandakan, Bantul, Yogyakarta untuk parameter kadar Fe 1,25 mg/l setelah diolah menjadi 0,1
mg/l pada variasi ketinggian 60cm - 60cm. Nilai pH air asal 7,9 dan setelah mengalami pengolahan didapat nilai pH terendah sebesar 7,79. Nilai DO air asal sebesar 1,8 mg/l, setelah mengalami pengolahan nilai DO mengalami perubahan nilai sebesar 2,3 mg/l. Hubungan variasi ketinggian filtrasi pasir cepat dan ketinggian filtrasi pasirlambat dengan effisiensi kadar Fe mengalami penurunan sebesar 92% pada ketinggian pasir cepat 60cm dan filtrasi
B. Uji Model Fisik Water Treatment
Sederhana
Alat uji water treatment sederhana ini yaitu grafity filtering system dengan filtrasi pasir dengan harapan dapat menurunkan kadar pencemar dengan cara penyaringan menggunakan filtrasi pasir. Kemampuan pasir sangat baik untuk menurunkan kadar kekeruhan, apalagi semakin rapat dan semakin tinggi pasir yang digunakan. Untuk memenuhi standart perlu melewati tiga pengolahan yaitu secara fisika, biologi dan kimia.
C. Variasi Ketinggian filtrasi Pasir cepat dan Pasir Lambat
1 Sungai adalah aliran air yang besar dan meamnjang yang mengalir secara terus-menerus dari hulu (sumber) menuju hilir (muara). Sungai memiliki beberapa jenis menurut jumlah airnya ( Syarifuddin, 2000 ) :
1. Sungai permanen yaitu sungai yang debit airnya sepanjang tahun relatif tetap. Biasanya sungai tipe ini ada di Kalimantan dan Sumatera contohnya Sungai Kapuas, sungai Kahayan, Sungai Barito, Sungai Mahakam (Kalimantan), dan Sungai Musi, sungai Indragiri (Sumatera).
2. Sungai periodik yaitu sungai yang pada waktu musim hujan airnya banyak, sedangkan pada musim kemarau airnya sedikit. Contohnya Sungai Progo, Sungai Code, Sungai Opak. 3. Sungai Intermittent atau sungai
episodik yaitu sungai yang mengalirkan airnya pada musim penghujan, sedangkan pada musim kemarau airnya kering. Contohnya sungai Bayem. 4. Sungai ephemeral yaitu sungai
yang ada airnya hanya pada saat musim hujan. Contohnya sungai Bayem.
B. Kualitas Air
Kualitas air adalah karakteristik mutu yang dibutuhkan untuk pemanfaatan tertentu dari sumber-sumber air.kriteria mutu air merupakan satu dasar baku mutu air, di samping faktor-faktor lain. Baku mutu air adalah persyaratan mutu air yang disiapkan
Standar kualitas air dapat diartikan sebagai ketentuan-ketentuan yang biasanya di tuangkan dalam bentuk pernyataan atau angka yang menunjukkan persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi agar air tersebut tidak menimbulkan gangguan kesehatan, gangguan teknis dan gangguan dari segi estetika.
2. Faktor-Faktor Yang Berpengaruh Terhadap Kualitas Air
Kualitas air bagai suatu peruntukan ditentukan oleh sifat fisik, kimia, dan kandungan bakteri di dalamnya. Kualitas air dapat berubah ubah karena pengaruh aktivitas manusia.
C. Air Bersih
