15
BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang
I.1
Air bersih merupakan kebutuhan penting yang dimanfaatkan oleh manusia untuk berbagai aktivitas seperti untuk keperluan hidup sehari-hari, keperluan industri, kebersihan sanitasi kota, maupun keperluan pertanian dan lain sebagainya. Seiring dengan pertumbuhan penduduk dan ekonomi, kebutuhan air bersih semakin meningkat. Berdasarkan permintaan kebutuhan air, diperkirakan akan ada kenaikan kebutuhan air sebesar 55% pada tahun 2000 hingga tahun 2050 hal ini disebabkan oleh permintaan manufaktur yang meningkat hingga 400%, pembangkit listrik tenaga panas sebesar 140%, dan kebutuhan domestic sebesar 130% (WWAP, 2016). Kebutuhan akan air dapat diperoleh dari berbagai macam sumber, antara lain menampung air hujan, air permukaan, ataupun air tanah (Sari, 2013).
Permasalahan yang timbul berkaitan dengan sumber daya air tanah adalah pemanfaatan sumber daya air yang tidak terkontrol dan kualitas air yang semakin menurun. Pemanfaatan sumber daya air tanah secara tidak terkontrol dan seimbang antara ketersediaannya dengan kebutuhan akan mempengaruhi ketersediaannya (Haumahu, 2010). Selain pemanfaatan sumber daya air yang tidak terkontrol, kondisi air tanah yang digunakan masyarakat memiliki kualitas di bawah rata-rata dalam memenuhi standar air bersih. Air tanah sering mengandung unsur-unsur seperti kandungan mangan, besi, magnesium, kalsium, dan logam yang melebihi baku mutu air sehingga menyebabkan air berwarna kuning kecoklatan dan bercak-bercak pada pakaian serta dapat menggangu kesehatan (Anggraini, 2012).
Universitas Telkom merupakan sebuah instansi yang memanfaatkan air tanah untuk berbagai aktivitas sehari-hari. Namun hasil observasi yang telah dilakukan, air yang terdapat di Universitas Telkom memiliki kualitas air yang kurang baik. Hal ini ditandai dengan adanya indikasi air tersebut berbau besi, menimbulkan warna pada dinding dan lantai kamar mandi, endapan pada ember serta warna air yang kekuningan. Untuk mengidentifikasi masalah maka dilakukan penyebaran kuesioner kepada 344 responden. Berdasarkan hasil kuesioner yang telah disebar,
16
maka diperoleh hasil sebanyak 81,69% responden menyatakan setuju bahwa air yang terdapat di Universitas Telkom mengandung endapan (keruh), sebanyak 77,62% responden menyatakan setuju bahwa air berwarna kecoklatan, sebanyak 75,87% responden menyatakan setuju bahwa air berbau besi, dan sebanyak 81,10% responden menyatakan setuju bahwa air menimbulkan warna kuning pada lantai atau dinding. Adapun pertanyaan dan hasil pengolahan kuesioner dapat dilihat pada Lampiran A.
Selain itu, berdasarkan hasil kuesioner yang telah disebarkan maka dilakukan pengujian air untuk mengetahui kualitas air. Pada Tabel 1.1 menunjukkan beberapa hasil parameter uji air yang dilakukan dengan acuan standar Peraturan Mentri Kesehatan Republik Indonesa No.416/MENKES/Per/IX/1990 yang telah terakredtasi KAN dengan No. LP-189-IDN dan untuk mengetahui hasil parameter uji air lengkap dapat dilihat pada Lampiran B. Berdasarkan hasil Tabel I.1 dapat diketahui bahwa kadar besi (Fe) tinggi yaitu sebesar 1,25 mg/L dan melebihi kadar maksimum. Kualitas air yang rendah salah satunya disebabkan karena adanya besi dalam air yang melebihi 1 mg/L sehingga dapat menimbulkan noda-noda pada peralatan dan bahan-bahan yang berwarna putih serta dapat menimbulkan bau, warna, dan koloid pada air yang dapat menyebabkan rasa mual dan sakit perut (Kurniawan, et al., 2014). Hal ini tentu saja dapat menggangu kesehatan pengguna air bersih.
Tabel I. 1 Hasil uji air bersih No Parameter Analisis Satuan Kadar Maks. Metode Hasil Analisis 1 TDS mg/L 1500 SMEWW-2540-C 285
2 Kekeruhan NTU 25 SMEWW-2130-B 2,02
3 Besi (Fe) mg/L 1,0 SMEWW-3500-Fe 1,25
4 pH - 6,5-9,0 SMEWW-4500-H+ 7,58
5 Florida (F) mg/L 1,5 SMEWW-4500-F-D 0,612
6 Mangan mg/L 0,5 SMEWW-3500-Mn 0,132
17
Dalam sistem pengolahan dan distribusi air tanah yang terjadi di wilayah II Universitas Telkom terdapat empat proses yaitu (1) penyedotan, (2) penampungan, (3) penyaringan, dan (4) pendistribusian air. Sistem monitoring dan controlling pengolahan air dilakukan secara manual dan tanpa pemberian perlakuan khusus untuk mengurangi kadar besi (Fe) dalam air. Maka dari itu, tidak dapat dipungkiri bahwa air di kawasan tersebut memiliki kandungan besi (Fe) yang tinggi yaitu 1,25 mg/L. Selain itu, menurut bagian logistik Universitas Telkom diperlukan waktu yang lama untuk mengetahui permasalahan pada sistem pengolahan dan distribusi air karena dilakukan secara manual. Permasalahan yang timbul pada sistem distribusi adalah terjadinya kebocoran pipa yang menyebabkan kekurangan air dalam memenuhi kebutuhan air untuk masing-masing gedung. Beberapa penelitian terdahulu yang telah dilakukan, seperti pada penelitian yang dilakukan oleh Arifiani dan Hadiwidodo (2007), tentang evaluasi instalasi pengolahan air PDAM ibu kota kecamatan Prambanan kabupaten Klaten. Penelitian yang dilakukan adalah untuk merancang instalasi pengolahan air dalam mengatasi permasalahan kualitas pada air seperti bau, kekeruhan, warna, besi, dan mangan. Untuk mengatasi masalah tersebut, digunakan unit aerasi, koagulasi, flokulasi, sedimentasi, dan filtrasi yang efektif dalam menurunkan parameter tersebut. Keefektifan unit dapat dilihat dari besarnya penurunan tiap parameter yaitu 95,73% kekeruhan, 98,11% warna, 94,64% besi, dan 63,79% mangan. Pada penelitian yang dilakukan oleh Haumahu (2011) tentang pengaruh tingkat kepadatan permukiman terhadap kualitas kimia air tanah. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, pengaruh tingkat pemukiman dan kepadatan penduduk terhadap kualitas kimia air tanah sangat nyata dimana pada pemukiman dan kepadatan penduduk dengan tingkat rendah memberikan pengaruh kecil terhadap kualitas air tanah jika dibandingkan dengan tingkat kepadatan tinggi. Terdapat jenis dan tingkat aktivitas penduduk terhadap kualitas kimia air tanah karena hal ini dibuktikan dengan adanya berbagai tipe kimia air tanah dengan bentuk dan ukuran yang berbeda-beda. Dalam meningkatkan kualitas air maka dapat dilakukan dengan penambahan kaporit. Penambahan kaporit ini bertujuan untuk meningkatkan kejernihan air. Penelitian yang dilakukan oleh Azzahrah dan
18
Susilawaty (2013) mengenai efektivitas pembubuhan kaporit dalam menurunkan kadar besi (Fe) pada air sumur gali. Dalam penelitian ini, pembubuhan kaporit pada sumur gali dalam 28 liter sampel air dengan menggunakan variasi waktu 30 menit, 60 menit, dan 90 menit dan variasi dosis 1,5 mg/L, 2,0 mg/L, dan 2,5 mg/L. Hasil penelitian juga terlihat bahwa persentase penurunan kadar zar besi (Fe) akan bertambah seiring dengan penambahan dosis kaporit. Pada dosis 1,5 mg/L presentase penurunan adalah sebesar 68,33%, dosis 2,0 mg/L penurunan sebesar 90%, dan dosis 2,5 mg/L penurunan sebesar 98,33%.
Selain itu, untuk mendapatkan hasil yang maksimal maka juga dibutuhkan waktu kontak yang lama karena semakin besar dosis dan lamanya waktu kontak yang digunakan maka semakin besar pula penurunan kadar zat besi (Fe). Selain itu, penelitian terdahulu yang telah dilakukan oleh Gowtham dkk (2014) dan Baranidharan dkk (2015), tentang perancangan sistem otomasi dalam pengendalian pasokan air dan pengolahan air dengan mengunakan SCADA dan PLC. Dalam perancangan sistem menggunakan PLC sebagai pengontrol setiap proses dan untuk mengidentifikasi permasalahan pencurian dan kebocoran pipa dengan menggunakan sensor flow. Pada penelitian ini juga bertujuan untuk mengurangi waktu control dan monitoring serta mengurangi tenaga kerja yang dibutuhkan.
Berdasarkan permasalahan yang telah dijelaskan, maka akan dilakukan penelitian yang membahas tentang perancangan sistem otomatisasi proses pengolahan dan distribusi air bersih di Universitas Telkom.
Perumusan Masalah I.2
Perumusan masalah yang akan diangkat sebagai bahan penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana merancang sistem otomasi controlling dan monitoring menggunakan SCADA pada proses pengolahan dan distribusi air bersih di wilayah II Universitas Telkom?
19
2. Bagaimana merancang sistem pengolahan air bersih di wilayah II Universitas Telkom?
Tujuan Penelitian I.3
Berdasarkan rumusan masalah yang dibuat, maka dapat ditentukan tujuan dari penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Merancang sistem otomasi controlling dan monitoring menggunakan SCADA pada pengolahan dan distribusi air bersih di wilayah II Universitas Telkom.
2. Merancang sistem pengolahan air bersih di wilayah II Universitas Telkom. Batasan Penelitian
I.4
Adapun pembatasan masalah supaya penelitian ini lebih terarah dan fokus maka diperlukan pembatasan masalah. Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Penelitian ini difokuskan pada proses pengolahan dan distribusi air bersih di wilayah II Universitas Telkom yang terdiri dari Fakultas Komunikasi Bisnis (FKB), Fakultas Ekonomi Bisnis (FEB), Fakultas Ilmu Kreatif (FIK), Fakultas Ilmu Terapan (FIT), Gedung Dekanat, Gedung Kuliah Umum (GKU), Telkom University Conventional Hall (TUCH), dan Bandung Techno Park (BTP),
2. Penelitian ini hanya sampai tahap rancangan,
3. Analisis perhitungan biaya tidak dibahas dalam penelitian ini,
4. Perancangan pengolahan air bersih tidak mempertimbangkan lokasi dan infrastruktur lahan di Universitas Telkom.
5. Sistem pengendalian pada pengolahan dan distribusi air bersih menggunakan PLC Siemens S7-1200,
6. Menggunakan TIA Portal untuk memogram PLC Siemens S7-1200 dengan menggunakan bahas ladder diagram,
7. Pada penelitian ini tidak mempertimbangkan pengukuran model sistem simulasi.
20 Manfaat Penelitian
I.5
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Menghasilkan rancangan sistem usulan untuk mempermudah operator dalam melakukan controlling dan monitoring proses pengolahan dan distribusi air bersih,
2. Perancangan sistem otomasi meningkatkan efisiensi pada controlling dan monitoring proses pengolahan dan distribusi air bersih,
3. Merancang proses pengolahan air bersih menurut standar urutan proses untuk menghasilkan air bersih,
4. Penerapan rancangan sistem otomasi memudahkan proses pengontrolan kualitas sehingga kualitas air bersih di wilayah II Universitas Telkom terjaga,
5. Mendukung Universitas Telkom menjadi kampus sehat dengan menyediakan air bersih yang sesuai dengan standar.
Sistematika Penulisan I.6
Penelitian ini diuraikan dengan sistematika penulisan sebagai berikut: Bab I Pendahuluan
Pada bab ini berisi uraian mengenai latar belakang penelitian, perumusan masalah penelitian yang ditentukan, tujuan penelitian, batasan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan. Bab II Landasan Teori
Pada bab ini berisi literatur yang relevan dengan permasalahan yang diteliti dan dibahas pula hasil-hasil penelitian terdahulu. Bagian kedua membahas hubungan antara konsep yang menjadi kajian penelitian dan uraian kontribusi penelitian.
Bab III Metode Penelitian
Pada bab ini dijelaskan langkah-langkah penelitian secara rinci meliputi kerangka berpikir untuk menjelaskan permasalahan yang terjadi dalam penelitian beserta sistematika penelitian masalah yang merupakan tahapan penyelesaian masalah yang menghasilkan suatu kesimpulan
21
yang menjawab tujuan. Sistem yang dirancang adalah identifikasi kualitas air bersih berdasarkan kriteria dan sistem distribusi air bersih. Bab IV Perancangan Sistem dan Pengumpulan Data
Bab ini berisi tentang data yang diperlukan dalam perancangan sistem otomasi. Selanjutnya data tersebut akan digunakan untuk merancangn miniplant untuk dijadikan sebagai media simulasi dari program yang dirancang. Sistem yang dirancang yaitu identifikasi kualitas air bersih dan sistem distribusi air bersih di Universitas Telkom.
Bab V Analisis Sistem Hasil Rancangan
Bab ini berisi mengenai analisis dari hasil penelitian yang didapat dari setiap tahapan perancangan sistem yang dilakukan pada Bab IV. Pada bab ini juga terdapat analisis tambahan mengenai rancangan model sistem proses pengolahan dan distribusi air bersih.
Bab VI Kesimpulan dan Saran
Pada bab ini merupakan kesimpulan dari hasil penelitian yang dilakukan beserta saran yang diberikan sebagai solusi perbaikan dan untuk penelitian selanjutnya dimasa yang akan datang.
