i
Penanganan Pencemaran Sumber Air Dengan Metode Penurunan Kadar Besi (Fe) Menggunakan Reaktor DMI
TUGAS AKHIR
Disusun Sebagai Syarat memperoleh Gelar Ahli Madya Teknik (A.Md.T) Pada Program Studi DIII Teknik Sipil Sekolah Vokasi
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun Oleh :
Disusun Oleh :
DEWANTORO KUNCORO WAHYU UTOMO NIM. I 8717005
PROGRAM STUDI DIII TEKNIK SIPIL SEKOLAH VOKASI
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
2020
ii
Handling of Water Source Pollution by Decreasing Iron (Fe) Content Using DMI Reactor
FINAL PROJECT
Writen to Fulfill the Requirement to Obtain Ahli MadyaTeknik (A.Md.T) in a Diploma Study Program of Civil Engineering Department of Vocational College
Of Sebelas Maret University Surakarta
Disusun Oleh :
By :
DEWANTORO KUNCORO WAHYU UTOMO NIM. I 8717005
CIVIL ENGINEERING UNDERGRADUATE STUDY PROGRAM CIVIL ENGINEERING DEPARTMENT OF VOCATIONAL COLLEGE
SEBELAS MARET UNIVERSITY SURAKARTA
2020
v
MOTTO
“Dan bahwa manusia hanya memperoleh apa yang telah diusahakannya” (An Najm : 39)
“Seribu orang tua bisa bermimpi, satu orang pemuda bisa mengubah dunia” (Ir.
Soekarno)
“Tuhan tidak merubah nasib suatu bangsa sebelum bangsa itu merubah nasibnya”
(Ir. Soekarno)
“Harus konsisten dalam menekuni bidang disiplin ilmu yang anda pelajari. Anda bisa menjadi konsisten seperti saya” (B.J. Habibie)
“Keberhasilan bukanlah milik orang yang pintar, keberhasilan adalah kepunyaan mereka yang senantiasa berusaha” (B.J. Habibie)
“Awali kebaikan dengan Bismillah, serahkan semua pada Nya semata, akhiri ucaplah Alhamdulillah, segala puji hanya milik Allah” (Nissa Sabyan)
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya serta atas dukungan dan doa dari orang-orang tercinta, akhirnya Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Oleh karena itu rasa bangga dan bahagia saya ucapkan terhadap orang-orang terkasih serta rasa syukur dan terimakasih sebesar-besarnya kepada :
Allah SWT, atas izin dan karunia-Nya maka Tugas Akhir ini dapat diselesaikan sesuai dengan target waktu.
Bapak dan Ibu tercinta, yang telah banyak mendukung memberi semangat serta support memberikan doa dan telah banyak membantu dalam menuntun menuju sukses anak mu ini yang bandel dan keras kepala dengan sangat sabar, dan bahkan rasa terimakasih ini tidak dapat diucapkan mekipun seberapa pun besarnya yang diucap dan diberikan, karena sampai kapan pun jasa kalian tidak dapat saya balas.
Saya akan berusaha semaksimal mungkin untuk membalas dan membayar segalanya dengan bahagia.
Bapak Dosen Pembimbing, yang selama ini telah meluangkan banyak waktu dan tenaga untuk membimbing dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, yang mempunyai kesabaran luar biasa untuk menuntun dan mengarahkan saya. Terimakasih banyak kepada Bapak Ir. Budi Utomo, M.T. jasamu tak akan pernah saya lupakan.
Infrastruktur Perkotaan 2017, terimakasih atas segala suka duka bahagia yang telah kalian berikan dan curahkan. Bahkan hingga tua saya akan selalu mengingat kebahagiaan bersama kalian teman-teman.
Teman-teman D3 Teknik Sipil, terimakasih untuk canda tawanya di segala tempat di Surakarta dan UNS, khusus nya di burjo dan angkringan.
Teman-teman Sahabat Setongkrongan, terimakasih atas pengalaman dan kebahagiaan yang telah kalian berikan selama ini.
vii
ABSTRAK
DEWANTORO KUNCORO WAHYU UTOMO, 2020. PENANGANAN PENCEMARAN SUMBER AIR DENGAN METODE PENURUNAN KADAR BESI (FE) MENGGUNAKAN REAKTOR DMI, Tugas Akhir Program Studi D3 Teknik Sipil Infrastruktur Perkotaan Sekolah Vokasi Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Air tanah sering di manfaatkan untuk memenuhi kebutuhan air bersih untuk keperluan sehari-hari. Di Kecamatan Jatinom, pemanfaatan air tanah sebagai air baku dikelola oleh PDAM Klaten. PDAM Klaten mengelola air tanah yang berasal dari sumur dalam. Namun kandungan Kadar besi (Fe) yang terkandung di dalam air melebihi syarat baku mutu yang ditetapkan oleh Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No 32 Tahun 2017 untuk syarat air keperluan higiene sanitasi dan No. 492/MENKES/PER/IV/2010 untuk syarat air minum. PDAM Klaten melakukan beberapa metode guna untuk mengurangi kadar Fe pada air sumur dengan menggunakan metode aerasi dan DMI (De Manganese Iron). Namun metode aerasi kurang maksimal dalam mengatasi masalah kandungan Fe tersebut.
Penelitian ini mengambil sample air baku dari sumur di Kecamatan Jatinom yang memilik konsentrasi logam besi (Fe) yang melebihi syarat baku mutu yang telah ditetapkan oleh pemerintah RI. Pengujian dilakukan di laboratorium PDAM Tirta Merapi Klaten. Penelitian berupa pengaruh dari hasil filtrasi air melalui proses filtrasi bertekanan dengan media pasir DMI (De Manganese Iron). Dengan mengetahui proses reaksi dari reaktor DMI dalam menjernihkan air yang mengandung kadar Fe yang tinggi. Serta membandingkan hasil rata-rata efektivitas dalam penjernihan dari penggunaan metode aerasi dan filtrasi DMI (De Manganese Iron). Dan dalam proses pengelolaan media sistem filtrasi bertekanan DMI mampu lebih efektif menurunkan kadar besi (Fe) pada sumber air baku hingga memenuhi syarat baku mutu air yang telah ditetapkan oleh pemerintah Republik Indonesia.
Dimana rata-rata efektivitas kinerja DMI mencapai 77,80 %, sedangkan aerasi hanya memiliki rata-rata efektivitas sebesar 21.30 %.
Kata Kunci : Air Tanah, Baku Mutu Air, Besi (Fe), Filtrasi, Aerasi, DMI
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan yang Maha Esa yang telah melimpahkan segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga Tugas Akhir dengan Judul PENANGANAN PENCEMARAN SUMBER AIR DENGAN METODE PENURUNAN KADAR BESI (FE) MENGGUNAKAN REAKTOR DMI ini diselesaikan dengan baik.
Dalam kesempatan ini tidak lupa penyusun mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah memberikan dukungan dan bantuan dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini, yaitu kepada :
1. Pimpinan Program Studi Diploma III Teknik Sipil Sekolah Vokasi Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta staff.
2. Ir. Budi Utomo, M.T. Selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir.
3. Tim Penguji Pendadaran.
4. Direktur Utama PDAM Kabupaten Klaten dan Kepala Laboratorium PDAM Klaten.
5. Kedua orang tua yang telah memberikan semua sarana dan prasarana serta dukungan untuk mengerjakan Tugas Akhir ini.
6. Rekan-rekan DIII Teknik Sipil angkatan 2017 dan semua pihak yang telah membantu Penyelesaian Tugas Akhir .
Penyusun menyadari sepenuhnya masih banyak kekurangan serta keterbatasan pengetahuan dan pengalaman dalam penyusunan Tugas Akhir, maka dengan kerendahan hati penyusun mengharapkan masukan serta kritik beserta saran yang bermanfaat dan membangun dari semua pihak.
Akhir kata penyusun berharap semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Surakarta, Juli 2020 Penyusun
P e n y u s u n
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PERSETUJUAN ... iii
LEMBAR PENGESAHAN ... iv
MOTTO ... v
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vi
ABSTRAK ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Batasan Masalah ... 3
1.4 Tujuan Penelitian ... 4
1.5 Manfaat Penelitian ... 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka ... 5
2.1.1 Pengertian Sumber Daya Air... 6
2.1.2 Persyaratan Umum Penyediaan Air Bersih ... 8
x
2.1.3 Pengelolaan Sumber Air Baku ... 9
2.1.4 Standar Air Minum... 13
2.1.5 Persyaratan Kualitas Air Bersih ... 14
2.1.6 Faktor Penyebab Pencemaran ... 21
2.1.7 Menentukan Sumber Air ... 23
2.2 Tinjauan Logam Besi dan Mangan ... 23
2.2.1 Pengertian Logam Besi (Fe) ... 23
2.2.2 Besi dalam Air ... 25
2.2.3 Penyebab Utama Tingginya Kadar besi (Fe) dalam Air ... 26
2.2.4 Dampak Fe ... 27
2.2.5 Pengertian Mangan (Mn) ... 28
2.2.6 Dampak Mn ... 28
2.3 Metode Pengolahan/Penjernihan Air yang Mengandung Fe ... 29
2.3.1 Metode Khlorinasi ... 32
2.3.2 Metode Aerasi ... 34
2.3.3 Penjelasan Pertukaran Ion ... 42
2.3.4 Metode Sistem Filtrasi DMI-65 (De Manganese Iron) ... 46
2.4 Kerangka Konsep ... 55
BAB 3 METODELOGI 3.1 Uraian Umum ... 56
3.2 Lokasi Penelitian ... 56
3.3 Teknik Pengumpulan Data ... 57
3.3.1 Tahapan Persiapan... 57
xi
3.3.2 Pengumpulan Data ... 58
3.3.3 Analisis Data ... 58
3.3.4 Analisis Data dan Hasil ... 66
3.3.5 Hasil dan Pembahasan ... 66
3.3.6 Kesimpulan dan Saran ... 66
3.4 Diagram Alir ... 67
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Metode Pengolahan Air yang Mengandung Fe ... 68
4.1.1 Menurunkan Kadar Fe dengan Aerasi ... 68
4.1.2 Menurunkan Kadar Fe Menggunakan Filter Bertekanan DMI .... 71
4.2 Perbandingan Penggunaan Metode Filtrasi Pasir DMI dengan Metode Aerasi ... 75
4.2.1 Kesimpulan Efektivitas Penggunaan Metode Filtrasi Pasir DMI dengan Metode Aerasi ... 78
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 80
5.2 Saran ... 81
PENUTUP ... 82
DAFTAR PUSTAKA ... 83 LAMPIRAN
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Persyaratan Kualitas Air Minum ... 10 Tabel 2.2 Persyaratan Air untuk Keperluan Higiene Sanitasi ... 11 Tabel 2.3 Parameter Fisik Permenkes No. 32 Tahun 2017 tentang Standar Baku Mutu Kesehatan Lingkungan dan Persyaratan Kesehatan Air Untuk Keperluan Higiene Sanitasi. ... 17 Tabel 2.4 Parameter Kimia Permenkes No. 32 Tahun 2017 tentang Standar Baku Mutu Kesehatan Lingkungan dan Persyaratan Kesehatan Air Untuk Keperluan Higiene Sanitasi. ... 19 Tabel 2.5 Pertukaran Ion dengan Siklus Na Menggunakan Zeolit ... 44 Tabel 2.6 Pertukatan Ion dengan Siklus H Menggunakan Media Penukar Ion Zeolit ... 45 Tabel 3.1 Alat dan Bahan ... 61 Tabel 4.1 Hasil Pemeriksaan Sample Kadar Fe IPA Dworowari, Krajan, Jatinom, Klaten Tahun 2011 ... 69 Tebel 4.2 Hasil Rata-Rata Penurunan Kadar Fe Menggunakan Aerasi ... 70 Tabel 4.3 Hasil Pemeriksaan Air Sample yang Sudah Melewati Sistem Filtrasi DMI ... 73 Tabel 4.4 Hasil Rata-Rata Penurunan Kadar Fe Menggunakan DMI ... 74 Tabel 4.5 Efektivitas Metode Filtrasi DMI dengan Metode Aerasi Terhadap Penurunan Kadar Besi (Fe) ... 76
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Stratifikasi Kolom Air Berdasarkan Perbedaan Suhu (Boyd, 1988
dalam Effendi, H. 2003) ... 15
Gambar 2.2 Perbandingan Perubahan Warna Air Pada Air Sample ... 26
Gambar 2.3 Diagram Proses Pengolahan Air dengan Air Baku Air Tanah ... 31
Gambar 2.4 Proses Pengolahan Air Minum dengan Sistem Klorinasi ... 34
Gambar 2.5 Tray Aerator ... 37
Gambar 2.6 Cascade Aerator ... 37
Gambar 2.7 Submerged Cascade Aerator ... 38
Gambar 2.8 Spray aerator ... 39
Gambar 2.9 Bubble Aerator ... 39
Gambar 2.10 Mekanisme Kerja Resin Pertukaran Ion ... 46
Gambar 2.11 Kontruksi Filter Pasir Bertekanan DMI ... 48
Gambar 2.12 Tabung Tangki DMI ... 48
Gambar 2.13 Pasir DMI ... 49
Gambar 2.14 Bentuk dari Angsang (Dudukan Saringan) ... 50
Gambar 2.15 Strainer/Saringan ... 50
Gambar 2.16 Pasir DMI Bekas ... 51
Gambar 2.17 Reaksi Redoks Besi ... 52
Gambar 2.18 Reaksi Redoks Mangan ... 53
Gambar 2.19 Kerangka Konsep ... 55
Gambar 3.1 Peta Lokasi Sumur ... 56
xiv
Gambar 3.2 Peta Lokasi Sumur di Google Earth ... 57
Gambar 3.3 Botol Berisi Air Sample... 60
Gambar 3.4 Diagram Alir Penelitian ... 67
Gambar 4.1 Multiple Tray Aerator ... 69
Gambar 4.2 Skema Proses Filtrasi DMI ... 72
Gambar 4.3 Grafik Persentase Efektivitas Penjernihan... 77
Gambar 4.4 Grafik Persentase Efektivitas Rata-rata ... 79
