Oleh :
MAY SHARA SARJAN NUR RAHMA
105 81 01624 11 105 81 01615 11
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPIL PENGAIRAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2017
KATA PENGANTAR
Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena rahmat-Nya serta doa restu ayahanda dan ibunda tercinta, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang harus dipenuhi guna memperoleh gelar sarjana teknik pada Fakultas Teknik Jurusan Sipil dan Perencanaan Program Studi Teknik Pengairan Universitas Muhammadiyah Makassar.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa di dalam penulisan skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, hal ini disebabkan penulis sebagai manusia biasa tidak lepas dari kesalahan dan kekurangan baik itu ditinjau dari segi teknis penulisan maupun dari perhitungan-perhitungan. Oleh karena itu, penulis menerima dengan senang hati segala koreksi serta perbaikan guna penyempurnaan tulisan ini agar kelak dapat bermanfaat.
Skripsi ini dapat terwujud berkat adanya bantuan, arahan,dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu kiranya dikesempatan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih yang setulus – tulusnya kepada Ibu Dr. Ir. Hj. Sukmasari Antasari, M.Si dan Ibu Hj. Arsyuni Ali Mustari, ST, MT. Selaku pembimbing kami, yang telah banyak membantu dan memberikan bimbingan serta pengarahan kepada kami.
Atas selesainya tugas akhir ini, maka kami sampaikan banyak terima kasih dan rasa hormat kami kepada :
1. Bapak Dr. H. Abd. Rahman Rahim, S.E., M.M. sebagai Rektor Universitas Muhammadiyah Makassar
2. Bapak Ir. Hamzah Al Imran, ST.,MT. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Bapak Muh. Syafaat, S. Kuba, ST,. sebagai Ketua Jurusan Sipil dan Perencanaan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
4. Bapak dan ibu Dosen serta staf pegawai pada Fakultas Teknik atas segala waktunya telah mendidik dan melayani penulis selama mengikuti proses belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.
5. Ayahanda dan Ibunda yang tercinta, Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya atas segala limpahan dan kasih sayang, doa dan pengorbanannya terutama dalam bentuk materi dalam menyelesaikan kuliah
6. Saudara - saudaraku serta rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik terkhusus angkatan 2011, yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
7. Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas budi baik dan amal saleh mereka dengan balasan yang setimpal. Amiin.
Penulis menyadari, bahwa dengan terbatasnya waktu, pustaka, pengetahuan dan pengalaman yang ada pada penulis, maka Skripsi/Tugas Akhir ini jauh dari kesempurnaan. Oleh karenanya saran
maupun koreksi sangat penulis harapkan demi perbaikan dan kesempurnaan tulisan ini
Semoga skripsi ini disamping memenuhi syarat kurikulum juga bermanfaat bagi penulis, rekan – rekan, masyarakat, serta bangsa dan Negara.
Makassar, April 2017
May Shara / Nur Rahma
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL... i
HALAMAN PENGESAHAN... ii
KETERANGAN PERBAIKAN ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI... vii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR ISTILAH / SINGKATAN ...……. xii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 2
C. Tujuan Penelitian ... 2
D. Manfaat Penelitian ... 3
E. Batasan Masalah ... 3
F. Sistematika Penulisan... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Penelitian Terdahulu ... 5
B. Air Baku ... 5
1. Persyaratan Teknis Kualitas Air Baku ... 7
2. Karakteristik Air Baku... 7
C. Kualitas Air dan Air Bersih ... 8
a. Kualitas Air Bersih ... 10
b. Standar Air Bersih... 17
1) Persyaratan Biologis... 17
2) Persyataran Fisik... 18
3) Persyaratan Kimia ... 18
c. Sistem Pengolahan Air Bersih ... 18
D. Metode Pengolahan Air... 19
a. Metode Oksidasi ... 20
b. Metode Flokulasi... 20
c. Metode Adsorbsi... 21
d. Metode Koagulasi ... 21
E. Media Penyaringan Air... 22
a. Arang aktif... 22
b. Zeolit... 24
F. Debit Pengaliran... 25
BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Lokasi Dan Waktu Penelitian ... 28
B. Rancangan Penelitian ... 29
1. Peralatan dan Bahan ... 29
2. Variabel Penelitian... 30
C. Prosedur Penelitian... 31
D. Model Tabung Filtrasi... 34
E. Pengukuran Data ... 36
F. Analisis Data ... 38
G. Flow Chart Alur Penelitian... 39
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Analisa Kualitas Air ... 40
a. Uji Kualitas Air sebelum penyaringan ... 40
b. Uji Kualitas Air setelah penyaringan ... 41
B. Perhitungan Besarnya Debit (Q) ... 49
a. Perhitungan Debit ... 49
b. Perhitungan Kebutuhan Air... 53
c. Perhitungan Jumlah Tampungan... 55
d. Perhitungan kebutuhan Air untuk Perkepala keluarga Perhari ... 56
BAB V PENUTUP A. Kesimpulan ... 58
B. Saran... 59 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Nomor Halaman
1. Peta Lokasi Sungai Tallo... 28
2. Model Tabung Filtrasi ... 34
3. Bagan Alur (Flow Chart) ... 39
4. Grafik Hasil Percobaan TDS... 42
5. Grafik Hasil Percobaan Kekeruhan ... 42
6. Grafik Hasil Percobaan Mg (Magnesium)... 44
7. Grafik Hasil Percobaan Fe (Besi) ... 45
8. Grafik Hasil Percobaan Ba (Barium)... 46
9. Grafik Hasil keseluruhan Percobaan Parameter Kandungan Zat menggunakan Satu Tabung ... 47
10. Grafik Hasil keseluruhan Percobaan Parameter Kandungan Zat menggunakan Dua Tabung ... 48
DAFTAR TABEL
Nomor Halaman
1. Klasifikasi Tingkat Kesadahan ... 10
2. Suhu Untuk Masing-Masing Golongan Air... 14
3. Hasil Uji Laboratorium Parameter Fisik……….. 36
4. Hasil Uji Laboratorium Parameter Kimia………... 37
5. Hasil Data Debit (Q)……….. 38
6. Hasil Uji Laboratorium Sebelum Penyaringan ... 40
7. Hasil Uji Laboratorium (TDS dan Kekeruhan) Sebelum dan Sesudah Penyaringan ... 42
8. Hasil Uji Laboratorium Kandungan Zat Sebelum dan Sesudah Penyaringan ... 44
9. Hasil Uji Laboratorium Kandungan Zat yang terkandung dalam Air Sungai Tallo menggunakan 1 Tabung... 47
10. Hasil Uji Laboratorium Kandungan Zat yang Terkandung dalam Air Sungai Tallo menggunakan 2 Tabung ... 48
11. Hasil Data Debit (Q) ... 52
DAFTAR ISTILAH / SINGKATAN
Media porous = Media berpori Material porous = Material berpori
Ca = Calsium
Mg = Magnesium
Fe = Besi
Sr = Stronsium
Mn = Mangan
Cl = Clorida
Ba = Barium
Na = Natrium
Si = Silicon
Al = Aluminium
Sb = Stibium (Antimon)
Sn = Stannum (timah)
Ag = Perak
K = Kalium
Cd = Candela (Cadmium)
Ti = Titanium
Ph = Derajat Keasaman
Ft = Inchi
Adsorbs = Perancangan
TDS (Total Dissolved Solids) = Total padatan terlarut
NTU (Nephelometric Turbidity Unit) = Unit Kekeruhan Nephelometric FTU (Formazin Turbidity Unit) = Unit Kekeruhan Formazin JTU (Jakson Candle Turbidity Unit) = Unit Kekeruhan Jakson Candle Molecular sieve/ moleculer mesh = Saringan molekuler
Disinfektan = Senyawa penghambat mikroba
Korosivitas = Kerusakan material air disebabkan reaksi
Eschericia coli = Salah satu jenis spesies utama bakteri gram negatif Slurry = Bagian dengan konsentrasi partikel terbesar, dan supernatant
adalah bagian cairan yang bening
Korosi = Penipisan atau kerusakan material yang diakibatkan oleh reaksi kimiawi dan lingkungannya.
Koloid = Suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan dan suspensi (campuran kasar)
Deionisasi = Suatu sistem pengolahan air dengan pertukaran ion (ion exchange) melalui media ion exhange resin
Destilasi = Cara pemisahan zat cair dari campurannya berdasarkan perbedaan titik didih atau berdasarkan kemapuan zat untuk menguap
Tanah diatome = Suatu kelompok besar dari alga plankton yang termasuk paling sering ditemui
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan yang sangat penting bagi kelangsungan hidup manusia. Tanpa air tidak akan ada kehidupan di muka bumi. Bumi mengandung sejumlah besar air, lebih kurang 1,4 x 106km3yang terdiri atas samudra, laut, sungai, danau, gunung es dan sebagainya. Namun dari sekian banyak air terkandung di bumi hanya 3 % yang berupa air tawar yang terdapat dalam sungai, danau dan air tanah.
Kualitas penyaringan air cepat merupakan proses dimana air dibersihkan dengan melewatkan melalui bahan (media) yang berpori.
Media filter atau saringan karena merupakan alat filtrasi atau penyaring memisahkan campuran solida likuida dengan media porous atau material porous lainnya guna memisahkan sebanyak mungkin padatan tersuspensi yang paling halus. Penyaringan ini merupakan proses pemisahan antara padatan atau koloid dengan cairan, dimana prosesnya bisa dijadikan sebagai proses awal (primary treatment).
Sehubungan dengan itu, dibuat suatu filter sederhana dengan saringan pasir cepat dengan menggunakan bahan filtrasi arang aktif dan batu zeolit, dimana media ini adalah media yang digunakan untuk mendapatkan kualitas air yang standar. Media penyaringan dengan menggunakan arang aktif digunakan untuk penyaringan air yang memiliki zat organik aktif yang sedang dan tinggi terutama untuk air sungai/air
baku, sedangkan batu zeolit digunakan untuk penyaringan air yang memiliki tingkat kadar besi/ferrum dan mangan. Dengan dasar ini peneliti berkeinginan untuk meneliti “Pengaruh Media Penyaring Arang Aktif Dan Batu Zeolit Terhadap Debit Pengaliran dan Kualitas Air Baku”.
Penelitian ini, dilakukan dengan menggunakan satu tabung dan dua tabung dengan bahan filtrasi arang aktif dan batu zeolit. Dimana arang aktif untuk menghilangkan zat organik yang aktif seperti bau, rasa, dan warna. Sedangkan batu zeolit berfungsi untuk menghilangkan kadar zat besi/ferrum (Fe), dan Mangan (Mn).
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang dikemukakan diatas, maka masalah yang akan dikaji dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Seberapa besar debit (Q) dan kapasitas pengaliran yang dihasilkan
dari media penyaring arang aktif dan batu zeolit.
2. Seberapa besar tingkat kualitas air baku yang dihasilkan dari media penyaring arang aktif dan batu zeolit.
C. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai penulis dalam melakukan penelitian adalah sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui besar debit (Q) dan kapasitas pengaliran yang dihasilkan dari media penyaring arang aktif dan batu zeolit.
2. Untuk mengetahui bagaimana tingkat kualitas air baku yang dihasilkan dari media penyaring arang aktif dan batu zeolit.
D. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain :
1. Dapat memberikan solusi alternatif yang mudah dan murah untuk mengelola air tidak layak pakai menjadi air bersih.
2. Bagi peneliti sendiri dan bagi peneliti selanjutnya diharapkan penelitian ini dapat menambah konsep baru yang dapat dijadikan bahan rujukan bagi pegembangan penelitian yang akan datang.
E. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Media penyaring dengan menggunakan arang aktif, batu zeolit, kapas dacron, dan batu coral.
2. Tabung penyaringan yang digunakan yaitu pipa paralon diameter 4”
dengan menggunakan 2 variasi tabung yang berbeda.
3. Air yang digunakan adalah air sunga tallo kel. Batua kec. Manggala Kota Makassar.
4. Menggunakan data primer dan sekunder (data primer : hasil laboratorium, dan debit pengaliran), sedangkan (data sekunder : data penduduk, dan letak geografis penelitian).
5. Air bersih yang dilakukan hanya dalam pengujian fisika dan kimia, dan secara biologis tidak dilakukan pengujian.
F. Sistematika Penulisan
Untuk mendapatkan gambaran umum isi tulisan, penulis membuat sistematika penulisan sebagai berikut :
Bab I Pendahuluan mencakup pembahasan latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan.
Bab II Kajian Pustaka mencakup, pengolahan kualitas air bersih, hubungan air dengan kesehatan serta pengaruhnya, dan analisa kualitas air.
Bab III Metodologi Penelitian mencakup lokasi penelitian, jenis penelitian dan sumber data, teknik analisa data, deskripsi kualitas air bersih dan peralatan yang dapat digunakan dalam penelitian tentang pengolahan kualitas air bersih.
Bab IV Hasil Analisa Dan Pembahasan mencakup mengenai isi yang akan dibahas pada uji model unit pengolahan yang dilaksanakan sesuai uji laboratorium dan uji model sederhana.
Bab V Penutup (Kesimpulan Dan Saran) mencakup kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian, serta harapan yang ditunjukan oleh pembaca atau si penulis.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Penelitian Terdahulu
Penelitian terdahulu telah meneliti tentang media penyaring arang aktif dan batu zeolit. Penelitian yang dilakukan oleh Nasruddin Purwonugroho (2013), mengenai kombinasi media filter zeolit dan karbon aktif dalam menurunkan kadar Fe dan Mn pada air sumur, didapatkan kesimpulan bahwa kombinasi media filter yang paling efektif menurunkan kadar Fe dan Mn adalah kombinasi media filter zeolite dengan keefektifan sebesar 94,50% dan 84,78%.
Penelitian yang dilakukan oleh Dian Sari Rahmadhani (2014), mengenai perbedaan keefektifan media filter zeolit dengan arang aktif dalam menurunkan kadar kesadahan air sumur, didapatkan kesimpulan bahwa media filter yang paling efektif dalam menurunkan kadar kesadahan yaitu zeolit dengan efektivitas 76,89%. Maka dari itu perlu adanya suatu pengujian untuk mendapatkan hasil yang lebih efektif.
B. Air Baku
Air baku adalah air yang berasal dari sumber air permukaan, cekungan air tanah dan atau air hujan yeng memenuhi ketentuan baku mutu tertentu sebagai air baku untuk air minum, sumber air baku bisa berasal dari sungai, danau, sumur air dalam, mata air dan bisa juga dibuat dengan cara membendung air buangan atau air laut.
Air Permukaan adalah air yang mengalir secara berkesinambungan atau dengan terputus-putus dalam alur sungai atau saluran dari sumbernya yang tertentu, dimana semua ini merupakan bagian dari sistem sungai yang menyeluruh. Jumlah air permukaan diperkirakan hanya 0,35 Juta km³ atau hanya sekitar 1 % dari air tawar yang ada di bumi. Aliran yang terukur di sungai atau saluran maupun danau merupakan ketersediaan debit air permukaan, begitu halnya dengan air yang mengalir ke dalam tanah, kandungan air yang tersimpan dalam tanah merupakan ketersediaan debit air tanah. Dari ketiga sumber air tersebut di atas, yang mempunyai ketersediaan paling besar untuk dimanfaatkan adalah sumber air permukaan dalam bentuk air di sungai, saluran, danau, waduk dan lainnya. Penggunaan air tanah sangat membantu pemenuhan kebutuhan air baku maupun air irigasi pada daerah yang sulit mendapatkan air permukaan, namun pemanfaatan air tanah membutuhkan biaya operasional pompa yang sangat mahal.
Evaluasi dan pemilihan sumber air yang layak harus berdasar dari ketentuan berikut :
1. Kualitas dan kuantitas air yang diperlukan 2. Kondisi Iklim
3. Tingkat kesulitan pada pembangunan intake 4. Tingkat keselamatan operator
5. Ketersediaan biaya minimum operasional dan pemeliharaan untuk IPA 6. Kemungkinan terkontaminasi sumber air pada masa yang akan datang
7. Kemungkinan untuk memperbesar intake pada masa yang akan datang.
Adapun persyaratan dan karakteristik air baku yaitu : 1. Persyaratan Teknis Kualitas Air Baku
Kualitas air baku yang dapat diolah dengan IPA paket adalah sebagai berikut :
a. Kekeruhan, maksimum 600 NTU atau 400 mg/L SiO2
b. Kandungan warna asli (appearent colour) tidak melebihi dari 100 Pt Co dan warna sementara mengikuti kekeruhan air baku
c. Unsur – unsur lainnya memenuhi syarat air baku sesuai Peraturan Pemerintah No.82 tahun 2000 tentang pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air
d. Dalam hal air sungai daerah tertentu mempunyai kandungan warna, besi dan atau bahan organik melebihi syarat tersebut diatas tetapi kekeruhan rendah (< 50 NTU) maka digunakan IPA sistem DAF (Dissolved Air Flotation) yaitu metode yang sangat efesien untuk menghilangkan kekeruhan, warna, padatan tersuspensi dan kontaminan lainnya dari air.
2. Karakteristik Air Baku
Penyediaan air bersih, selain kuantitasnya, kualitasnya pun harus memenuhi standar yang berlaku. Dalam hal air bersih, sudah merupakan umum bahwa dalam menetapkan kualitas dan karakteristik dikaitkan dengan suatu baku mutu air tertentu (standar kualitas air).
Untuk memperoleh gambaran yang nyata tentang karakteristik air baku, seringkali diperlukan pengukuran sifat-sifat air atau biasa disebut parameter kualitas air, yang beraneka ragam. Formulasi-formulasi yang dikemukakan dalam angka-angka standar tentu saja memerlukan penilaian yang kritis dalam menetapkan sifat-sifat dari tiap parameter kualitas air.
Standar kualitas air adalah baku mutu yang ditetapkan berdasarkan sifat-sifat fisik, kimia, radioktif maupun bakteriologis yang menunjukkan persyaratan kualitas air tersebut. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82 Tahun 2001 Tentang Pengelolaan Kualitas Air Dan Pengendalian Pencemaran Air.
C. Kualitas Air dan Air Bersih
Air merupakan kebutuhan yang sangat utama bagi kehidupan manusia, oleh karena itu jika kebutuhan akan air belum terpenuhi baik secara kuantitas maupun kualitas, maka akan menimbulkan dampak yang besar terhadap kehidupan sosial dan ekonomi masyarakat.
Akan tetapi air yang dipergunakan tidak selalu sesuai dengan syarat kesehatan, karena sering ditemui air tersebut mengandung zat-zat tertentu yang dapat menimbulkan penyakit yang justru membahayakan kelangsungan hidup manusia. Air bersih dibutuhkan dalam kebutuhan manusia untuk melakukan segala kegiatan mereka. Sehingga perlu diketahui bagaimana air dikatakan bersih dari segi kualitas dan bisa digunakan dalam jumlah yang memadai dalam kegiatan sehari-hari
manusia. Ditinjau dari segi kualitas, ada bebarapa persyaratan yang harus dipenuhi, di antaranya kualitas fisik yang terdiri atas bau, warna dan rasa, kulitas kimia yang terdiri atas pH, kesadahan, dan sebagainya serta kualitas biologi dimana air terbebas dari mikroorganisme penyebab penyakit.
Salah satu parameter kimia dalam persyaratan kualitas air adalah jumlah kandungan unsur Ca2+ dan Mg2+ dalam air yang keberadaannya biasa disebut kesadahan air. Kesadahan dalam air sangat tidak dikehendaki baik untuk penggunaan rumah tangga maupun untuk penggunaan industri. Pada umumnya jumlah kesadahan dalam air industri harus nol, berarti unsur Ca dan Mg dihilangkan sama sekali. Masalah air sadah banyak ditemukan di daerah yang mengandung kapur.
Pada umumnya kesadahan disebabkan oleh adanya logam-logam atau kation-kation yang bervalensi 2, seperti Fe, Sr, Mn, Ca dan Mg, tetapi penyebab utama dari kesadahan adalah Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg). Kalsium dalam air mempunyai kemungkinan bersenyawa dengan bikarbonat, sulfat, khlorida dan nitrat, sementara itu magnesium terdapat dalam air kemungkinan bersenyawa dengan bikarbonat, sulfat dan khlorida. Tingkat kesadahan di berbagai tempat perairan berbeda-beda, pada umumnya air tanah mempunyai tingkat kesadahan yang tinggi, hal ini terjadi, karena air tanah mengalami kontak dengan batuan kapur yang ada pada lapisan tanah yang dilalui
air. Air permukaan tingkat kesadahannya rendah (air lunak), kesadahan non karbonat dalam air permukaan bersumber darik kalsium sulfat yang terdapat dalam tanah liat dan endapan lainnya.
Tingkat kesadahan air biasanya digolongkan seperti ditunjukkan pada tabel berikut ini :
Tabel 1. Klasifikasi tingkat kesadahan
Mg/l CaCO3 Tingkat Kesadahan
0 – 75 Lunak (soft)
75 - 150 Sedang (moderately hard)
150 – 300 Tinggi (hard)
>300 Tinggi sekali (very hard)
Sumber : Washington, D.C.1462
Tingkat kesadahan air dapat dinyatakan dalam satuan mg/l CaCO3 atau ppm CaCO3 atau dalam satuan derajat.
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. Kegiatan industri, domestik, dan kegiatan lain yang berdampak negatif terhadap sumber daya air, antara lain menyebabkan penurunan kualitas air. Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan, kerusakan, dan bahaya bagi semua makhluk hidup yang bergantung air. Karena itu, diperlukan pengelolaan dan perlindugan sumber daya air secara seksama.
a. Kualitas Air Bersih
Standarisasi kualitas air minum diperuntukkan bagi kehidupan manusia, tidak mengganggu kesehatan dan secara estetika diterima serta
tidak merusak fasilitas penyediaan air bersih itu sendiri. Sumber air permukaan ini dapat berupa sungai, danau, waduk, mata air, dan air saluran irigasi. Kebanyakan senyawa pencemar pada air permukaan ini berasal dari limbah rumah tangga, limbah industri, dan lain-lain.
Sesuai dengan peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82 Tahun 2001 tentang pengolahan kualitas air dan pengendalian pencemaran air, maka klasifikasi mutu air ditetapkan menjadi 4 golongan, yaitu :
a. Golongan I (satu)
Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum, dan atau peruntukan lain mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.
b. Golongan II (dua)
Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasaran/ sarana rekreasi air, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.
c. Golongan III (tiga)
Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.
d. Golongan IV (empat)
Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama.
Berdasarkan peraturan dari pemerintah maka mutu air dengan klasifikasi golongan satu yang dapat digunakan sebagai air baku untuk air minum, dengan parameter yang harus diperhatikan seperti parameter fisik, kimia, dan mikrobiologi.
Pada parameter fisik unsur-unsur yang harus diperhatikan adalah kekeruhan, warna, zat padat terlarut dan suhu. Pada parameter kimia unsur-unsur yang perlu diperhatikan adalah derajat keasaman (pH), senyawa organik seperti senyawa logam, sulfida, dan lain-lain. Sedangkan senyawa non organik seperti minyak, deterjen, dan lain-lain. Pada parameter mikrobiologi unsur-unsur yang perlu diperhatikan adalah bakteri koliform. Agar kualitas air yang akan dikonsumsi dapat memenuhi persyaratan kesehatan, maka pemerintah dalam hal ini menteri kesehatan mengeluarkan peraturan berupa persyaratan kualitas air minum seperti yang tercantum dalam peraturan Menteri Kesehatan No.
492/MENKES/PER/IV/2010.
Beberapa uraian tentang parameter kualitas air bersih adalah sebagai berikut :
1. Kekeruhan
Kekeruhan yang terjadi pada air disebabkan karena air mengandung bahan suspensi yang dapat menghambat sinar menembus air dan berbagai macam partikel yang bervariasi ukurannya mulai koloid sampai yang kasar. Bahan organik yang masuk kedalam air sungai juga menyebabkan kekeruhan air bertambah, hal ini disebabkan
karena bahan organik merupakan makanan bagi bakteri, akibatnya bakteri berkembang dan mikroorganisme yang memakan bakteri juga bertambah. Kekeruhan sangat penting dalam penyediaan air bersih karena ditinjau dari segi estetika setiap pemakaian air mengharapkan memperoleh air yang jernih, sedangkan dari segi pengolahan airnya penyaringan air menjadi lebih mahal bila kekeruhan meningkat, karena saringan akan cepat tersumbat sehingga meningkatkan biaya pembersihan. Alat ukur yang digunakan adalah turbidimeter. Satuan unit kekeruhan yang sering digunakan adalah NTU (Nephelometer Turbidity Unit), FTU (Formazin Turbidity Unit), JTU (Jakson Candle Turbidity Unit).
2. Warna
Penyebab warna dalam air adalah sisa-sisa bahan organic seperti daun, dahan-dahan, dan kayu yang telah membusuk. Zat besi kadang juga penyebab warna yang tinggi potensinya. Air permukaan yang berwarna kuat biasanya disebabkan oleh partikel tersuspensi yang berwarna. Warna air yang disebabkan oleh partikel suspensi menimbulkan warna yang disebut warna semu (Apperent Colour), berbeda dengan warna yang disebabkan oleh bahan-bahan organik yang berbentuk koloid yang disebut warna sejati (True Colour).
3. Rasa dan Bau
Rasa dan bau dalam air sering disebabkan adanya bahan-bahan organik dan memungkinkan adanya mikroorganisme penghasil bau
yang mempengaruhi kenyamanan air. Penyebab bau umumnya tidak terdapat dalam jumlah konsentrasi yang cukup untuk bisa dideteksi kecuali hasil baunya itu sendiri.
4. Suhu
Suhu untuk air minum yang diizinkan adalah sesuai dengan suhu normal atau dengan kondisi setempat. Suhu untuk masing-masing golongan (sesuai dengan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82 Tahun 2001) dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 2. Suhu Untuk Masing-Masing Golongan Air
Golongan Air Syarat Suhu Air
Satu Suhu udara ± 3 ºC
Dua Suhu udara ± 3 ºC
Tiga Suhu udara ± 3 ºC
Empat Suhu udara ± 5 ºC
Sumber : Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82 tahun 2001
Dalam suatu industri tertentu, dibutuhkan air dengan suhu yang lebih tinggi dari suhu normalnya, sehingga air dengan suhu tinggi biasanya berasal dari air buangan industri. Ekosistem suatu air sungai dapat rusak bila menampung air buangan industri yang suhunya terlalu tinggi, karena suhu air yang terlalu tinggi dapat membunuh mikrobiologi yang membantu menguraikan zat-zat yang mencemari air.
5. Derajat Keasaman (pH)
pH adalah skala yang digunakan untuk menyatakan suatu air dalam keadaan basah atau asam, dengan pengukuran konsentrasi ion
hydrogen, atau aktifitas ion hydrogen. Pengukuran pH ini sangat penting bagi penyediaan air minum, misalnya pada saat koagulasi dengan bahan kimia, disinfeksi, pelunakan air dan kontrol korosi. Nilai pH yang tinggi menyebabkan air bersifat basah sehingga air terasa seperti air kapur dan pada air tersebut akan timbul flok-flok halus berwarna putih yang lama kelamaan akan mengendap sehingga kurang baik untuk dikonsumsi. Sedangkan nilai pH yang rendah menyebabkan air bersifat asam dan peka terhadap senyawa logam sehingga dapat menyebabkan korosi/karat pada pipa. Air dengan keadaan demikian tidak baik untuk dikonsumsi karena membahayakan kesehatan. Air yang normal tidak boleh bersifat asam maupun basa. Standar persyaratan kadar pH yang diizinkan untuk air minum di Indonesia yaitu berkisar 6,5 < pH < 9,0. Dengan kadar pH mendekati 7,0 maka air yang diminum terasa enak dan air itu tidak menyebabkan karat pada pipa-pipa baja.
6. Kandungan Besi (Fe)
Besi ada didalam tanah dan batuan, kebanyakan dalam ferric oxide (Fe2O3) yang tidak mudah larut. Juga dalam hal tertentu berbentuk ferrous carbonat (FeCO3) yang sedikit larut dalam air. Karena air tanah umumnya mengandung CO2 tinggi, FeCO3 menjadi larut dalam air. Air yang mengandung besi bila kontak dengan udara, oksigen dari udara akan larut dan air akan menjadi keruh sehingga estetika air menjadi tidak menyenangkan. Hal ini disebabkan karena oksodasi
terhadap besi menjadi bentuk Fe3+ yang berbentuk koloid. Untuk mengikat besi dalam air dapat menggunakan klor (sebagai disinfektan). Air yang mengandung besi dalam jumlah yang tinggi akan mempengaruhi pekerjaan perpipaan dengan tumbuhnya bakteri dalam sistem perpipaan, menimbulkan warna pada air dan besi dalam air juga menyebabkan rasa logam pada air. Kandungan besi maksimum dalam air minum adalah 0,3 mg/liter.
7. Mangan (Mn)
Mangan yang berada di dalam tanah berbentuk MnO2 dan tidak larut dalam air yang mengandung CO2 tinggi. Air yang mengandung mangan ini akan menimbulkan rasa dan bau logam, menyebabkan noda pada pakaian yang dicuci dan menimbulkan endapan dan korosi pada perpipaan. Kandungan mangan dalam air berbentuk mangan bikarbonat. Untuk meningkatkan zat mangan bikarbonat ini, biasanya dibubuhkan klor sebagai zat disinfektan. Sehingga banyaknya pembubuhan zat disinfektan ini sangat dipengaruhi oleh kandungan mangan bikarbonat. Reaksi antara mangan bikarbonat denga klor akan menghasilkan kandungan mangan dioksida yang jika mengendap akan berwarna coklat kehitaman dan menyebabkan air menjadi keruh. Mangan dioksida ini biasanya mengendap di pipa-pipa terutama pada bagian yang berlekuk, seperti kran-kran penutup dan venti-ventil keamanan. Efek negatif yang terasa bila air mengandung kadar mangan yang cukup tinggi adalah pakaian yang dicuci akan
berwarna kuning atau kecoklatan (terutama pakaian yang berwarna putih).
8. Zat Organik (KMnO4)
Zat organik dihasilkan oleh alga, mikroorganisme pengurai dalam proses dekomposisi (organisme yang sudah mati), humus tanah dan feces. Akibat yang ditimbulkan terhadap kenyamanan air adalah menimbulkan rasa dan bau yang kurang enak, dan terhadap sistem perpipaan dapat menimbulkan korosivitas.
b. Standar Air Bersih
Standar mutu air minum atau air untuk kebutuhan rumah tangga ditetapkan berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air minum. Standarisasi kualitas air tersebut bertujuan untuk memelihara, melindungi, dan mempertinggi derajat kesehatan masyarakat, terutama dalam pengolahan air atau kegiatan usaha mengolah dan mendistribusikan air minum untuk masyarakat umum.
Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan No. 492 Tahun 2010 Tentang ”Syarat-syarat Dan Pengawasan Kualitas Air “, Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak.
Adapun syarat –syarat air bersih yaitu:
1) Persyaratan Biologis
Persyaratan biologis berarti air bersih itu tidak mengandung
mikroorganisme yang nantinya menjadi infiltran tubuh manusia.
Mikroorganisme itu dapat dibagi dalam empat group, yakni parasit, bakteri, virus, dan kuman. Dari keempat jenis mikroorganisme tersebut umumnya yang menjadi parameter kualitas air adalah bakteri seperti Eschericia coli.
2) Persyaratan Fisik
Persyaratan fisik air bersih terdiri dari kondisi fisik air pada umumnya, yakni derajat keasaman, suhu, kekeruhan, warna dan bau.
Aspek fisik ini sesungguhnya selain penting untuk aspek kesehatan langsung yang terkait dengan kualitas fisik seperti suhu dan keasaman tetapi juga penting untuk menjadi indikator tidak langsung pada persyaratan biologis dan kimiawi, seperti warna air dan bau.
3) Persyaratan Kimia
Persyaratan kimia menjadi penting karena banyak sekali kandungan kimiawi air yang memberi akibat buruk pada kesehatan karena tidak sesuai dengan proses biokimiawi tubuh. Bahan kimiawi seperti nitrat, arsenic, dan berbagai macam logam.
c. Sistem Pengolahan Air Bersih
Tujuan pengolahan air bersih merupakan upaya untuk mendapatkan air bersih dan sehat sesuai dengan standar mutu air.
Proses pengolahan air bersih merupakan proses fisik, kimia, dan biologi air baku agar memenuhi syarat untuk digunakan sebagai air minum (Mulia, 2005). Sistem pengolahan air untuk mengolah sumber air baku
menjadi air yang dapat dikonsumsi (air bersih) yang sesuai dengan standar kualitas, kuantitas, dan kontinuitas. Tingkat pengolahan air tergantung pada karakteristik sumber air baku yang digunakan. Sumber air baku berasal dari air permukaan dan air tanah. Air permukaan cenderung memiliki tingkat kekeruhan yang cukup tinggi dan adanya kemungkinan kontaminasi oleh mikroba yang lebih besar. Untuk pengolahan sumber air baku yang berasal dari air permukaan ini, unit filtrasi hampir selalu diperlukan. Sedangkan air tanah memiliki kecenderungan untuk tidak terkontaminasi dan adanya padatan tersuspensi yang lebih sedikit. Akan tetapi, gas terlarut yang ada pada air tanah ini harus dihilangkan, demikian juga kesadahannya (ion-ion kalsium magnesium).
Eksplorasi air tanah secara besar-besaran sebagai sumber air baku tidak memungkinkan lagi karena selain air tanah dangkal telah banyak terpakai, pemakaian air tanah dalam akan membahayakan masyarakat sekitar. Penggunaan air tanah dalam akan menimbulkan ruang kosong di dalam tanah. Ruang kosong ini akan sangat rentan terhadap goyangan lempeng bumi yang akan mengakibatkan kelongsoran. Dengan pertimbangan tersebut, eksplorasi air ditekankan pada peningkatan ekplorasi air permukaan dari sungai-sungai yang ada (Manihar 2007).
D. Metode Pengolahan Air
Dalam mengatasi masalah pemenuhan kebutuhan air bersih diperlukan penerapan teknologi pengolahan air yang sesuai dengan
kondisi sumber air baku, kondisi social budaya, ekonomi, dan SDM masyarakat setempat. Metode oksidasi, metode adsorpsi, metode koagulasi-flokulasi dan metode elektro koagulasi. Berikut ini penjelasan dari metode-metode tersebut :
a. Metode Oksidasi
Proses menggunakan ozon ini pertama kali diperkenalkan Nies dari Perancis sebagai metode sterilisasi air minum pada tahun 1906. Aplikasi sistem ozonisasi sering dikombinasikan dengan lampu ultraviolet atau hydrogen peroksida. Dengan melakukan kombinasi ini akan didapatkan dengan mudah hidroksil radikal dalam air yang sangat dibutuhkan dalam proses oksidasi senyawa organik. Teknologi oksidasi ini tidak hanya dapat menguraikan senyawa kimia beracun yang berada dalam air, tapi juga sekaligus menghilangkannya sehingga limbah padat (sludge) dapat diminimalisasi hingga mendekati 100%.
b. Metode Flokulasi
Flokulasi adalah penggabungan dari partikel-partikel hasil koagulasi menjadi partikel –partikel hasil koagulasi menjadi partikel yang lebih besar dan mempunyai kecepatan mengendap yang lebih besar, dengan cara pengadukan lambat. Dalam hal ini proses koagulasi harus diikuti flokulasi yaitu pengumpulan koloid terkoagulasi sehingga membentuk flok yang mudah terendapkan atau transportasi partikel tidak stabil, sehingga kontak antara partikel dapat terjadi.
c. Metode Adsorbsi
Adsorbsi (penyerapan) adalah suatu proses pemisahan dimana komponen dari suatu fase fluida/cairan berpindah ke permukaan zat padat yang menyerap (adsorban). Biasanya partikel-partikel kecil zat penyerap dilepaskan pada adsorpsi kimia, terbentuk ikatan kuat antara penjerap dan zat yang dijerap sehingga tidak mungkin terjadi proses yang berbolak- balik. Pada absorpsi digunakan istilah adsorbat dan adsorban, dimana adsorbat adalah substansi yang terjerap atau substansi yang akan dipisahkan dari pelarutnya, sedangkan adsorban adalah merupakan suatu media penjerap yang dalam hal ini biasanya berbentuk padatan. Pada proses ini adsorbat menempel dipermukaan adsorban membentuk suatu lapisan tipis (film). Dalam proses purifikasi air adsorban yang digunakan biasanya berupa karbon sehingga dikenal istilah proses adsorbs karbon.
d. Metode Koagulasi
Koagulasi merupakan suatu proses pengolahan air dengan menggunakan sistem pengadukan cepat sehingga dapat mereaksikan bahan kimia (koagulan) secara seragam keseluruh bagian air didalam suatu reactor sehingga dapat membentuk flok-flok yang berukuran lebih besar dan dapat diendapkan diproses sedimentasi. Pada dasarnya proses koagulasi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu cara kimia dan cara fisika.(Holt et al, 2004).
E. Media Penyaringan Air
Ada berbagai macam cara sederhana yang dapat kita gunakan untuk mendapatkan air bersih, dan cara yang paling mudah digunakan adalah dengan membuat saringan air sederhana. Perlu diperhatikan, bahwa air bersih yang dihasilkan dari proses penyaringan air secara sederhana tersebut tidak dapat menghilangkan sepenuhnya kandungan- kandungan zat yang terlarut di dalam air. Dimana cara sederhana guna mendapatkan air bersih dengan menggunakan penyaringan air sebagai berikut :
a. Arang Aktif
Arang aktif atau sering juga disebut sebagai karbon aktif adalah suatu jenis karbon yang memiliki luas permukaan yang sangat besar. Hal ini bisa dicapai dengan mengaktifkan karbon atau arang tersebut. Hanya dengan satu gram dari karbon aktif, akan didapatkan suatu material yang memiliki luas permukaan kira-kira sebesar 500 m2 (didapat dari pengukuran adsorpsi gas nitrogen). Biasanya pengaktifan hanya bertujuan untuk memperbesar luas permukaannya saja, namun beberapa usaha juga berkaitan dengan meningkatkan kemampuan adsorpsi karbon aktif itu sendiri.
Arang aktif atau karbon aktif merupakan senyawa karbon amorf yang dapat dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang diperlakukan dengan cara khusus atau dengan proses aktivasi dengan menghilangkan hidrogen, gas-gas, air, atau
senyawa lain dari permukaan karbon sehingga terjadi perubahan fisik untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas atau besar. Pada proses aktivasi terbentuk pori-pori baru karena adanya pengikisan atom karbon melalui oksidasi atau pemanasan.
Proses aktivasi arang aktif merupakan suatu perlakuan terhadap arang yang bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga arang mengalami perubahan sifat, baik fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi. Pada umumnya karbon aktif dapat diaktivasi dengan 2 cara, yaitu : dengan cara aktivasi kimia dengan hidroksida logam alkali, garam-garam karbonat, klorida, sulfat, alkali tanah. Dan aktivasi secara fisika yang merupakan proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organic dengan bantuan panas pada suhu 8000C. (S.C.KIM, 1.K. 1996).
Arang aktif terdiri atas 85-95% karbon dan sisanya berupa hidrogen, oksigen, sulfur, dan nitrogen serta senyawa-senyawa lain yang terbentuk dari proses pembuatan (Chandetal. 2005). Volume pori-pori arang aktif biasanya lebih besar dari 0.2 cm3/gram dan bahkan terkadang melebihi 1 cm3/gram. Arang aktif dapat dibuat dari berbagai bahan yang mempunyai kandungan karbon tinggi seperti batu bara (coal), tempurung kelapa, limbah industri, kayu, biji aprikot, kulit singkong, dan kulit kemiri (Suhendra dan Gunawan 2010). Jenis bahan baku yang digunakan akan
mempengaruhi mudah atau tidaknya proses aktivasi serta pengaruh terhadap struktur permukaan besar dari karbon aktif yang dihasilkan.
Bahan baku yang dapat digunakan untuk pembuatan arang aktif terdiri atas 3 kriteria bahan yaitu bahan dasar harus mengandung karbon, pengotor pada bahan dasar harus dijaga seminimal mungkin, dan bahan dasar harus mempunyai kualitas yang konstan (Maulana 2011). Berbagai standar kualitas arang aktif telah dibuat oleh negara maju seperti Amerika, Inggris, Korea, Jepang, dan Jerman. Indonesia telah membuat pula standar mutu arang aktif menurut Standar Industri Indonesia yaitu SII 0258-79 yang kemudian direvisi menjadi SNI 06-3730-1995.
b. Zeolit
Zeolit adalah senyawa zat kimia alumino-silikat berhidrat dengan kation natrium, kalium dan barium. Secara umum, zeolit memiliki melekular sruktur yang unik, di mana atom silikon dikelilingi oleh 4 atom oksigen sehingga membentuk semacam jaringan dengan pola yang teratur. Di beberapa tempat di jaringan ini, atom Silicon digantikan degan atom Aluminium, yang hanya terkoordinasi dengan 3 atom Oksigen. Atom Aluminium ini hanya memiliki muatan 3+, sedangkan Silicon sendiri memiliki muatan 4+. Keberadaan atom Aluminium ini secara keseluruhan akan menyebababkan zeolit memiliki muatan negatif. Muatan negatif inilah yang menyebabkan zeolit mampu mengikat kation. Zeolit juga sering disebut sebagai molecular sieve/molecular mesh (saringan molekuler)
karena zeolit memiliki pori-pori berukuran molekuler sehingga mampu memisahkan/menyaring molekul dengan ukuran tertentu.
Zeolit mempunyai beberapa sifat antara lain : mudah melepas air akibat pemanasan, tetapi juga mudah mengikat kembali molekul air dalam udara lembap. Oleh sebab sifatnya tersebut maka zeolit banyak digunakan sebagai bahan pengering. Disamping itu zeolit juga mudah melepas kation dan diganti dengan kation lainnya, misal zeolit melepas natrium dan digantikan dengan mengikat kalsium atau magnesium. Sifat ini pula menyebabkan zeolit dimanfaatkan untuk melunakkan air dan zeolit berfungsi menurunkan kadar besi dan mangan yang berlebihan dalam air.
Ciri-ciri air yang mengandung kadar besi yang tinggi, yaitu bau amis, rasanya tidak tawar dan banyak ditemukan kotoran halus berwarna cokelat. 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.
F. Debit Pengaliran
Debit aliran adalah jumlah air yang mengalir dalam satuan volume per waktu. Satuan debit adalah meter kubik per detik (m3/s). Satuan ini merupakan satuan baku yang digunakan dalam system satuan SI. Debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumber daya air permukaan. Debit aliran adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air)
yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu (Asdak,2002). Debit adalah suatu koefisien yang menyatakan banyaknya air yang mengalir dari suatu sumber persatuan waktu, biasanya diukur dalam satuan liter per/detik, untuk memenuhi keutuhan air pengairan, debit air harus lebih cukup untuk disalurkan ke saluran yang telah disiapkan (Dumiary, 1992).
Teknik Pengukuran Debit terbagi menjadi dua bagian yaitu saluran terbuka dan saluran tertutup. Adapun yang kami gunakan adalah :
Saluran Tertutup
Pengukuran debit pada saluran tertutup (pipa) dapat dilakukan dengan instrument watermeter, venturymeter, flowmeter. Hasil pembacaan venturymeter dan flowmeter adalah data tentang kecepatan aliran air (V). luas penampang pipa (A) dapat diukur dan dihitung dengan rumus ¼ p D2 . Selanjutnya data kecepatan dan luas penampang pipa digunakan untuk menghitung debit air sebagai berikut:
Q = A x V ………..………(1) Dimana : Q = Debit (m3/s)
A = Luas Penampang (m2) V = Kecepatan Aliran (m/s)
Cara sedehana dapat dilakukan dengan bantuan alat penakar. Sebuah kontainer dengan volume tertentu (vol) digunakan untuk menampung aliran dari pipa selama waktu tertentu (t). Selajutnya data yang
diperoleh dapat digunakan untuk menghitung debit air (Q) dalam pipa dimaksud. Debit air dapat dihitung dengan rumus :
Q = Vol / t ………..(2) Pengukuran debit air dalam pipa dapat juga dilakukan dengan bantuan Nomograph Hazen-William, apabila telah diketahui data diamater pipa (D), Kemiringan pipa (S), dan jenis material pipa (C).
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Lokasi dan Waktu Penelitian
Lokasi penelitian dilaksanakan di Sungai Tallo tepatnya dijalan Inspeksipam, dilakukan secara terstruktur dengan prosedur uji media penyaringan arang aktif dan batu zeolit.
Dimana letak geografis Sungai Tallo sebagai berikut :
Gambar 1. Peta Lokasi Sungai Tallo
B. Rancangan Penelitian 1) Peralatan dan Bahan
a. Alat :
1. Gergaji pipa = 1 buah
2. Lem pipa = 2 buah
3. Isolasi pipa = 2 buah
4. Meteran = 1 buah
5. Pisau/katter = 1 buah
6. Gunting = 1 buah
7. Amplas = 2 buah
8. Rang nyamuk = 1,5 meter
9. Mistar = 1 buah
10. Botol bekas = 5 buah
11. Ember 15000 ml = 1 buah 12. Kabel listrik = 1 Roll
b. Bahan
1) Tabung Penyaring
1. Tabung Filter 4” (Transparan) = 1 buah
2. Pipa Paralon 4” = 120 cm
3. Dop/Penutup Pipa 4” = 4 buah
4. Mur Tandon ¾” = 4 buah
5. Elbow ¾ = 8 buah
6. Ball Valve (Kran) ¾” = 5 buah
7. Valve Socket = 7 buah 8. Pipa PVC diameter ¾” = 4 meter
9. Alat ukur tekanan = 1 buah
10. Union Socket ¾” = 4 buah
2) Media Filtrasi 1. Arang aktif 2. Batu zeolit 3. Kapas dacron 4. Batu coral
2) Variable Penelitian 1. Variable Bebas
Variabel Bebas adalah variabel yang bila dalam suatu saat berada bersama variabel lain, variabel yang terakhir ini berubah (atau diduga berubah) dalam variasinya atau bisa juga diartikan sebagai variabel yang mengakibatkan perubahan bagi variabel terikat : 1. Kekeruhan (NTU)
2. Total Dissolved Solid (TDS)
3. Kandungan zat yang terkandung dalam air 2. Varibel Terikat
Variabel Terikat adalah variabel yang dipengaruhi akibat dari adanya variabel bebas. Dikatakan sebagai variabel terikat karena variabel terikat dipengaruhi oleh variabel bebas.
a) Tekanan 15 (N/m2)
b) Kekeruhan (NTU)
c) Total Dissolved Solid (TDS)
d) Kandungan zat yang terkandung dalam air
Cara Pembuatan Tabung Penyaringan :
Potong pipa paralon dim 4” menjadi 2 bagian, sepanjang 60 cm
Beri lubang seukuran pipa ¾” pada masing masing pipa paralon 4”.
Lubang dibuat setinggi 10 cm dari bakal alas paralon 4”
Potong pipa ¾” 2 buah pipa sepanjang 15 cm (1 = inlet, 1= outlet)
Rekatkan outlet dengan sambungan Elbow dan pipa ¾”, 15 cm yang telah dipotong. Lalu pasang dop diameter. 4” pada ujung atas dan bawah pipa paralon 4” Pastikan terpasang dengan kuat dan rapat, tambahkan lem Jika lubang yang di buat terlalu besar, kita bisa melemnya dengan bantuan kapas sebagai rangka, dan lem G
Lubangi kedua tabung pipa paralon 4” kemudian rakit pipa ¾”
penghubung antara tabung yang satu dengan tabung yang satunya dengan menggunakan sambungan Elbow pada setiap potongan.
Pastikan tidak ada yang bocor. (Lihat pada gambar)
Dop bagian atas tidak dilem agar memudahkan saat pengisian media filtrasi.
C. Prosedur Penelitian
Cara Pengambilan Sampel Air Awal :
Menyediakan alat yang akan digunakan
Mengambil ember dengan kapasitas penampung 15000 ml untuk
sampel yang akan diuji
Kemudian dimasukkan kedalam botol dan dilakukan pengujian dilaboratorium.
Cara Pengambilan Sampel Dengan Menggunakan Tabung :
Penelitian dilakukan dengan dua variasi tabung penyaring (satu tabung dan dua tabung) dengan menggunakan tekanan air yang sama, langkah-langkah dalam melakukan penelitian sebagai berikut :
Menentukan titik lokasi penelitian
Menyediakan alat dan bahan yang akan digunakan
Menyambungkan mesin dengan sumber listrik, lalu merangkai tabung dan memasukkan bahan kedalam tabung (arang aktif dan batu zeolit)
Percobaan dilakukan dengan menggabungkan dua media filtrasi arang aktif dan batu zeolit dengan komposisi dan ketebalan yang berbeda
Lalu pada bagian mesin disambungkan pipa penghubung agar dapat mengambil sampel pada air yang mengalir di daerah aliran sungai tallo dan air sumur
Selanjutnya dilakukan pengambilan sampel air sebanyak 2 kali dengan tekanan yang sama 15 N/m2. Tetapi dengan ketebalan yang berbeda untuk mengetahui tingkat kekeruhan, TDS dan kandungan zat yang terkandung dalam air
Pada proses penyaringan dilakukan dengan cara membuka stop kran untuk mengalirkan air sampel yang masuk ke dalam tabung
filtrasi melalui media penyaringan arang aktif dan batu zeolit menuju ke outlet
Kemudian dimasukkan sampel kedalam botol dan selanjutnya dilakukan pengujian dilaboratorium.
D. Model Tabung Filtrasi
Gambar 2. Model Tabung Filtrasi
Gambar 3. Model Tabung Filtrasi
.Penentuan Model Filtrasi 30
E. Pengukuran Data
Ada pun data yang akan di ambil pada penelitian ini sebagai berikut : 1) Tingkat Kekeruhan (NTU)
2) Menentukan TDS (Total Dissolve Solid) 3) Kandungan zat yang terkandung dalam air 4) Debit Maximum
Tabel 3. Hasil Uji Laboratorium Parameter Fisik Lokasi Penelitian
Variasi Tabung Parameter
(Sungai Tallo) TDS
(mg/l) Kekeruhan (NTU)
Sebelum Penyaringan 1 Tabung 38 15,3
Sesudah Penyaringan Percobaan 1 28 13,6
Percobaan 2 20 11,9
Sebelum Penyaringan 2 Tabung 38 15,3
Sesudah Penyaringan Percobaan 1 12 13
Percobaan 2 12 12
37 Sebelum
Penyaringan 1 Tabung 98,42
% 1,21
% 0,17
% 0,10
% 0,0715
% 0,0128
% 0,0035
% - 0,0032
% 0,0016
% 0,0014
% - - - -
Sesudah Penyaringan
Percobaan 1 99,27
% 0,55
% 0,11
% 0,0537
% - 0,0123
% 0,0047
% - - 0,0022
% 0,0017
% - - - -
Percobaan 2 98,64
% 1,18
% 0,0956
% 0,0578
% - 0,0122
% 0,0028
% - - 0,0018
% 0,0015% - - - -
Sebelum
Penyaringan 2 tabung 98,42
% 1,21
% 0,17
% 0,10
% 0,0715
% 0,0128
% 0,0035
% - 0,0032
% 0,0016
% 0,0014
% - - - -
Sesudah Penyaringan
Percobaan 1 98,76
% 1,00
% 0,14
% 0,0782
% - 0,0125
% 0,0047
% - 0,0027
% 0,0020
% 0,0016
% - - - -
Percobaan 2 98,67
% 1,15
% 0,12
% - - - - - - - 0,0014
% - 0,0619
% 0,0032
% 0,0028
%
Tabel 5. Hasil Data Debit (Q)
No Variasi Tabung Luas Penampang
(A) Kecepatan
(V) Waktu
(t) Debit m² Inlet Outlet (Q)
1
1 Tabung
Tanpa Media 0,028 1,2 1,0 6,6 0,28
Menggunakan Media 0,028 1,2 0,8 7,5 0,22
2
2 Tabung
Tanpa Media 0,028 1,2 0,8 9,4 0,22
Menggunakan Media 0,028 1,2 0,5 12,3 0,14
Rumus dalam menghitung Debit menggunakan persamaan (1) yaitu : Q = A x V
Dimana : Q = Debit (m3/s)
A = Luas Penampang (m2) V = Kecepatan Aliran (m/s)
F. Analisa Data
Analisa data yang akan dilakukan pada penelitian ini yaitu :
1. Mengetahui tingkat kekeruhan air sebelum dan sesudah penyaringan
2. Mengetahui TDS sebelum dan sesudah penyaringan
3. Mengetahui kandungan zat yang terkandung dalam air sebelum dan sesudah penyaringan
4. Debit maximum
Analisa data diatas akan menentukan kinerja maximal penyaringan dengan tekanan yang sama (15 N/m2) dan sampel air yang berbeda.
39 G. Flow Chart Alur Penelitian
Tahapan alur penelitian yang dilakukan seperti gambar berikut :
Gambar 4. Flow Chart Alur Penelitian.
MULAI
1 Tabung
Uji Kualitas Air Perancangan
Model
Data Primer Data Sekunder
Pengumpulan Data
2 Tabung
Perc. 1 Perc. 2 Perc. 1 Perc. 2
SELESAI K. Lab ˂ K. Air Permenkes RI No
416/IX/1990
Perc. Media Terpilih Analisa Debit (Q)
Kesimpulan
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Analisa Kualitas Air
Penelitian kualitas air baku dilakukan dengan menggunakan tabung penyaring saringan pasir cepat yang dilengkapi dengan bahan media filtrasi arang aktif dan batu zeolit. Air baku yang digunakan berasal dari air sungai tallo jalan inspeksipam.
Pemeriksaan uji sampel air dilakukan di Laboratorium Kimia Instrument Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Ujung Pandang.
Dengan menggunakan peralatan/metode oven dan HACH 2100AN turbidimeter. Berikut ini adalah hasil data sampel air sebelum penyaringan yaitu :
a. Uji kualitas air sebelum penyaringan
Tabel 6. Hasil uji laboratorium air sampel sebelum penyaringan
No. Parameter Konsentrasi 416/MENKES/PER/IX/1990PERMENKES RI Ket.
1 TDS (mg/l) 38 1500 Layak
2 Kekeruhan (NTU) 15.3 25 Layak
3 Kandungan Zat
H2O 98.42%
Na 1.21%
Si 0.17%
Al 0.10%
Mg 0.0715%
Cl 0.0128% 600 mg/L Layak
Ba 0.0035%
Fe 0.0032% 1,0 mg/L Layak
Sb 0.0016%
Sn 0.0014%
Tabel 6. Menunjukkan bahwa air baku dari sungai tallo mengandung TDS sebanyak 38 mg/l, kekeruhan (NTU) sebanyak 15,3 NTU dan dengan kandungan zat yaitu : H2O sebanyak 98,42%, Na (Natrium) : 1,21%, Si (Silicon) : 0,17%, Al (Aluminium) : 0,10%, Mg (Magnesium) : 0,0715%, Cl (Chlorine) : 0,0128%, Ba (Barium) : 0,0035%, Fe (Besi) : 0,0032%, Sb (Antimon) : 0,0016%, Sn (Timah) : 0.0014%. Secara umum persyaratan kualitas air baku menurut PERMENKES RI 416/MENKES/PER/IX/1990 kandungan TDS, Kekeruhan dan kandungan Fe dan Cl di sungai tallo berada dibawah standar persyaratan air bersih yang di perbolehkan sehingga layak untuk digunakan. Tetapi sebaiknya perlu adanya suatu proses penyaringan pada air tersebut.
b. Uji kualitas air setelah penyaringan
Hasil data uji laboratorium sampel air sungai tallo dengan menggunakan satu tabung dan dua tabung. Percobaan pertama menggunakan satu tabung dengan ketebalan media (arang aktif :19cm, batu zeolit : 12cm), percobaan kedua (arang aktif : 12cm, batu zeolit : 19cm), dan dua tabung menggunakan ketebalan dengan percobaan pertama (arang aktif : 40cm, dan batu zeolit : 40cm), percobaan kedua (arang aktif : 20cm, batu zeolit : 25cm, dan arang aktif : 20cm, batu zeolit : 25cm) dapat dilihat sebagai berikut :
Tabel 7. Hasil uji laboratorium (TDS dan Kekeruhan) sebelum dan sesudah penyaringan
No. Parameter Satuan Sampel Perc.1 Perc.
2 PERMENKES RI Ket.
Awal 416/MENKES/PER/IX/1990
1 TDS Mg/L 38 28 20
1500 Layak
1 Tabung
2 TDS2 Tabung Mg/L 38 17 12 3 Kekeruhan NTU 15.3 13.6 11.9
25 Layak
1 Tabung
4 Kekeruhan2 Tabung NTU 15.3 13 12
Gambar 5. Grafik Hasil Percobaan TDS
Gambar 6. Grafik Hasil Percobaan Kekeruhan (NTU)
38 38
28
20 17
12
0 10 20 30 40 50
1 Tabung 2 Tabung
Mg/L
Parameter TDS
sampel awal percobaan 1 percobaan 2
15.3 15.3
13.6 13.0
11.9 12
0 5 10 15 20 25
1 Tabung 2 Tabung
NTU
Parameter Kekeruhan
sampel awal percobaan 1 percobaan 2
Tabel 7. Menunjukkan bahwa setelah dilakukan penyaringan media filtrasi arang aktif dan batu zeolit menggunakan satu tabung dan dua tabung dapat di lihat perbedaannya dengan menggunakan satu tabung pada percobaan pertama dapat mengurangi TDS 38 mg/l menjadi 28 mg/l, kekeruhan 15,3 NTU menjadi 13,6 NTU, dan percobaan kedua dapat mengurangi TDS menjadi 20 mg/l, kekeruhan menjadi 11,9 NTU, sedangkan menggunakan dua tabung pada percobaan pertama dapat mengurangi TDS 38 mg/l turun menjadi 17 mg/l, kekeruhan 15,3 NTU turun menjadi 13,0 NTU, dan percobaan kedua dapat mengurangi TDS menjadi 12 mg/l, kekeruhan menjadi 12 NTU. Setelah dilakukan suatu proses penyaringan menunjukkan bahwa hasil yang didapatkan memenuhi syarat PERMENKES RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990 sehingga layak untuk digunakan.
Hasil data uji laboratorium sampel air sungai tallo dengan menggunakan satu tabung dan dua tabung dengan tekanan 15 (N/m2).
Percobaan menggunakan satu tabung, dimana percobaan pertama dengan ketebalan media (arang aktif : 19cm, batu zeolit : 12cm), percobaan kedua (arang aktif : 12cm, zeolit : 19cm). Sedangkan percobaan menggunakan dua tabung, dimana percobaan pertama dengan menggunakan ketebalan (arang aktif : 40cm dan batu zeolit : 40cm), percobaan kedua dengan ketebalan (arang aktif : 20cm, batu zeolit : 25cm, dan arang aktif : 20cm, batu zeolit : 25cm) dapat dilihat sebagai berikut :
Tabel 8. Hasil uji laboratorium kandungan zat sebelum dan sesudah penyaringan
No. Parameter SampelAwal Perc. 1 Perc. 2 416/MENKES/PER/IX/1990PERMENKES RI Ket.
1 Satu Tabung
Mg(Magnesium) 0.0715% - - -
Fe (Besi) 0.0032% - - 1 mg/L Layak
Ba (Barium) 0.0035% 0.0047% 0.0028% - 2 Dua Tabung
Mg(Magnesium) 0.0715% - - -
Fe (Besi) 0.0032% 0.0027% - 1 mg/L Tdk
Layak/
Layak
Ba (Barium) 0.0035% 0.0047% - -
Tabel 8. Menunjukkan bahwa setelah dilakukan penyaringan media filtrasi arang aktif dan batu zeolit menggunakan satu tabung dan dua tabung dengan tekanan 15 (N/m2) mengalami perubahan.
Gambar 7. Grafik Hasil Percobaan Mg (Magnesium)
Pada gambar 7. Menunjukkan bahwa dengan menggunakan media filtrasi arang aktif dan batu zeolit dengan ketebalan yang berbeda dapat menghilangkan kandungan Mg (magnesium) yang terdapat dalam air
0.0715% 0.0715%
0.0000% 0.0000%
0.0000%
0.0200%
0.0400%
0.0600%
0.0800%
1 Tabung 2 Tabung
Konsentrasi
Parameter Mg
sampel awal percobaan 1 percobaan 2
sungai tallo baik dari satu tabung maupun dua tabung.
Gambar 8. Grafik Hasil Percobaan Fe (Besi)
Pada gambar 8. Menunjukkan bahwa pada dua tabung di percobaan pertama dengan ketebalan media filtrasi arang aktif dan batu zeolit pada ketebalan (arang aktif : 40cm dan batu zeolit : 40cm) masih meninggalkan kandungan Fe (Besi) dan masih berada diatas persyaratan kualitas air baku menurut PERMENKES RI 416/MENKES/PER/IX/1990 tetapi mengalami perubahan dimana Fe sebelum difiltrasikan 0,0033% menurun menjadi 0,0027% yang terkandung dalam air sungai tallo.
0.0032% 0.0032%
0.0000%
0.0027%
0.0000%
0.0000%
0.0010%
0.0020%
0.0030%
0.0040%
1 Tabung 2 Tabung
Konsentrasi
Parameter Fe
sampel awal percobaan 1 percobaan 2
Gambar 9. Grafik Hasil Percobaan Ba (Barium)
Pada gambar 9. Menunjukkan bahwa dengan menggunakan dua tabung dengan ketebalan media (arang aktif : 20cm, batu zeolit : 25cm, dan arang aktif : 20cm, batu zeolit : 25cm) lebih efektif dalam menurunkan kandungan Ba (Barium) yang terkandung dalam air sungai tallo.
Meningkatnya kandungan Ba dikarenakan pengaktifan arang aktif secara kimia menggunakan alkali tanah.
Berikut ini adalah hasil sampel keseluruhan zat yang terkandung dalam air sungai tallo dengan menggunakan satu tabung. Percobaan pertama dengan ketebalan media (arang aktif : 19cm, dan batu zeolit : 12cm), percobaan kedua (arang aktif : 12cm, dan batu zeolit : 19cm) dapat dilihat sebagai berikut :
0.0035% 0.0035%
0.0047% 0.0047%
0.0028%
0.0000%
0.0000%
0.0015%
0.0030%
0.0045%
0.0060%
1 Tabung 2 Tabung
Konsentrasi
Parameter Ba
sampel awal percobaan 1 percobaan 2
Tabel 9. Hasil uji laboratorium kandungan zat air sungai tallo menggunakan satu tabung
No. Parameter Sampel Perc. 1 Perc. 2 PERMENKES RI Ket.
Awal 416/MENKES/PER/IX/1990
1 Kandungan
ZatH2O 98.42% 99.27% 98.64%
Na 1.21% 0.55% 1.18%
Si 0.17% 0.11% 0.0956%
Al 0.10% 0.0537% 0.0578%
Mg 0.0715% - -
Cl 0.0128% 0.0123% 0.0122% 600 mg/L Layak
Ba 0.0035% 0.0047% 0.0028%
Fe 0.0032% - - 1.0 mg/L Layak
Sb 0.0016% 0.0022% 0.0018%
Sn 0.0014% 0.0017% 0.0015%
Gambar 10. Grafik hasil keseluruhan percobaan parameter kandungan zat menggunakan satu tabung
Hasil data uji laboratorium sampel air zat yang terkandung dalam sungai tallo dengan menggunakan dua tabung dimana percobaan pertama dengan ketebalan media (arang aktif : 40cm dan batu zeolit :
0.00%
0.01%
0.10%
1.00%
10.00%
100.00% H2O Na Si Al Mg Cl Ba Fe Sb Sn
Konsentrasi sampel awal
percobaan 1 percobaan 2
