PENYEDIAAN AIR BERSIH DI WILAYAH
PESISIR DENGAN MENGGUNAKAN
FILTER TEMBIKAR STUDI KASUS
PANTAI KENJERAN SURABAYA
CLEAN WATER RESERVOIR IN COAST
AREA USING POTTREY FILTER
STUDY CASE OF KENJERAN BEACH
SURABAYA
IRMAN JULFERI KIUK NRP 3304 100 009
JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN
FTSP- ITS
Abstrak
Krisis air bersih pada wilayah pesisir Pantai Kenjeran, telah mendorong dilakukannya pengembangan teknologi filtrasi air payau dengan menggunakan teknologi yang sederhana dan mudah dalam pengoperasiannya dan sesuai dengan standar baku mutu air bersih. Penelitian ini menggunakan filter tembikar yang telah teruji keandalannya sebagai filter untuk pengolahan air yang tercemar oleh bakteri coli, logam berat (Cu dan Cr),warna, dan kekeruhan. Pada penelitian ini, tembikar dibuat dari tanah lempung, pasir, bahan pencampur dengan perbandingan 10:5:1,5. Bahan pencampur ada 2 macam yaitu arang dan sekam padi yang ditentukan sebagai variabel penelitian. Variabel lainya adalah head pada filter yang ditentukan antara 1 bar sampai 3 bar (10 m sampai dengan 30 m).
Akhirnya dari hasil penelitian dan analisa laboratorium dapat disimpulkan bahwa penurunan tertinggi dijumpai pada filter tembikar arang dengan head 34 m yang dapat berpengaruh pada penurunan Cl- sebesar 54,4%, kesadahan total sebesar 8,90%, kekeruhan sebesar 81,81% dan warna sebesar 53%. Dan telah sesuai dengan KEPMENKES RI No. 907 Tahun 2002 tentang standar air baku mutu air bersih. Kata kunci : air bersih, filter tembikar, pengolahan air payau
Abstract
Crisis on dringking water at the coastal area of kenjeran, has lead to the development of filtration process for brackish water by using a simple technology with is easy for operating at this research pottery filters is used to filter brackish water. The filters have been a tested success fully to filter coliform, heavy metal (Cu and Cr), color and turbidity in the raw water.
The pottery filters used in this research are made from a mixture of clay, sand, and added materials with the ratio of 1 : 5 : 1,5. They are two added materials; wood carbon and paddy chuff for the filters process, the head og the raw water is determined as 10 m to 30 m (0,1 atm to 3 atm).
The best result of decreasing the value oh chlor,
total hardness, turbitity and color of the raw
water is obtained by using the pottery filters that
is used wood carbon as the added material. They
percentage of decrease of chloride, total hardness,
turbidity and water color of raw water is about
54,4%, 8,90%, 81,81% and 53,% recpectively.
The filters water has quality of the dringking
water standard as state in KEPMENKES RI
Number 907/ 2002.
Keywords : clean water, pottrey filter, brackish
water treatment
1.
PENDAHULUAN
Air merupakan kebutuhan pokok bagi seluruh kehidupan makhluk hidup didunia. Semua makluk hidup memerlukan air untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya, termasuk manusia. Semakin pesatnya perkembangan jumlah penduduk mengakibatkan bertambahnya pula kebutuhan akan air bersih. Kapasitas air bersih yang diproduksi PDAM Kota Surabaya yang ada sekarang tidaklah cukup untuk memenuhi kebutuhan air bersih penduduk. Laporan PDAM tahun 2005 menunjukkan bahwa saat ini tingkat pelayanan air bersih di Kota Surabaya baru mencapai 67%. Penduduk di sekitar pantai Kenjeran Surabaya, merupakan penduduk yang tidak terlayani oleh PDAM Kota Surabaya.
Dari tahun 2000 sampai dengan tahun 2004 produksi air bersih PDAM terus meningkat. Namun dari 142 laporan Dinas Kesehatan tahun 2005 menunjukan bahwa dari 599.769 KK yang ada di kota Surabaya baru 308.482 KK yang memiliki sambungan air bersih. Hal ini dikarenakan selain debit air yang mengalir ke wilayah itu kecil, juga dikarenakan kurangnya saluran air bersih yang terpasang (dikarenakan biaya pemasangan yang relatif mahal bagi masyarakat berpendapatan rendah). Kenjeran dengan luas wilayah 14,42 km dengan jumlah penduduk 102.562 hanya 60% penduduk yang menggunkan air PDAM dan 40% penduduk sisanya menggunakan air tanah (sumur). Akan tetapi air
sumur yang tersedia pada wilayah tersebut berwarna kuning, keruh dan payau.
Oleh karena itu diperlukan usaha-usaha penyedian air bersih baik dalam skala besar maupun skala kecil untuk menjaga kesehatan penduduk khususnya untuk penyediaan air bersih wilayah pesisir. Selama ini telah dikenal berbagai macam pengolahan air laut menjadi air bersih, antara lain: reverse osmosis, elektrodialysis, transmembran distillation dan evaporation. Tetapi kendala dari proses-proses tersebut diatas adalah biaya yang tinggi karena menggunakan bahan kimia dan prosesnya yang rumit. Dari hasil beberapa penelitian terdahulu menyatakan bahwa filter tembikar mampu menurunkan kandungan bakteri coli sampai 99,7% (shinta, 1997), logam berat (Cu dan Cr) masing-masing 97, 1% dan 96,5% (Nurhayanti,1997), kekeruhan dan warna 96,58% dan 45% (Djono, 1997). Untuk itu akan diteliti kemampuan filter tembikar untuk menurunkan kandungan garam sebagai jawaban untuk mengatasi sulitnya mendapatkan air bersih didaerah pantai.
2.
METODOLOGI PENELITIAN
Ide tugas akhir ini “ Penyediaan Air Bersih Di Wilayah Pesisir Studi Kasus Pantai Kenjeran Surabaya dengan Menggunakan Filter Tembikar” yang didapatkan dari survey kenyataan yang ada. Hal ini lah yang mendasari diperlukan adanya suatu sistem penyaringan air sederhana dengan menggunakan filter tembikar sekam padi dan filter tembikar arang sebagai medianya, dikarenakan selama ini krisis air bersih di kawasan sekitar pantai kenjeran yang sangat meresahkan penduduk, meskipun sudah banyak mendapatkan berbagai
alternatif pemecahan baik dengan proses penyulingan yang sederhana maupun dengan teknologi yang canggih dan mahal. Namun, alat filter dengan tembikar menggunakan bahan pencampur sekam padi dan arang bernilai lebih praktis, ekonomis dan juga masih langka sehingga diharapkan alat filter ini dapat diaplikasikan oleh masyarakat.
IDE TUGAS AKHIR :
Penyediaan Air Bersih di Wilayah Pesisir Dengan Menggunakan Filter Tembikar Studi Kasus Pantai Kenjeran Surabaya
STUDI LITERATUR
Penyiapan Sampel Air
Penyiapan Sampel Air Asli dengan Lokasi Sampling Pantai Kenjeran Surabaya
Analisa awal sampel Air Sumur Payau
Analisa Dan Pembahasan
Penyiapan Alat dan Bahan
Menggunakan Filter tembikar dengan Komposisi bahan keramik dan Bahan Pencampur
= 10 : 5 : 1,5 (Djono,1997) dan dengan Kadar air 20%
(Affandi.W,2004)
Analisa Hasil Penelitian
Kesimpulan dan Saran Penulisan Laporan
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Air yang masuk ke tray aerator berasal dari bak penampung sementara, yang air nya diambil langsung dari sumur air payau dengan menggunakan pompa. Pengukuran parameter ini dilakukan pada saat awal dengan melakukan pengujian langsung terhadap efluen air hasil aerator pada setiap tray aerator yaitu tray 1, tray 2 dan tray 3.
Data Hasil Pengukuran Tray Aerator
Tabel 4.1 ini memperlihatkan nilai dari parameter yang diuji pada setiap seri tray aerator dengan kadar kesadahan 564 mg/l (Sampel). Selanjutnya data tersebut diplot dalam grafik. Dapat dilihat pada Gambar 4.1 yang digunakan untuk mempermudah analisa.
Tabel 4.1. Data pengujian Parameter Pada Setiap Seri Tray Aerator Dengan Kesadahan Total mg/l (air payau)
Parameter DO (mg/l) pH Kesadahan (mg/l) awal 3,46 7,35 564 Tray 1 4 7,2 522 efisiensi 15,60% 7,44% Tray 2 5,02 6,94 497 efisiensi 25,50% 4,78% Tray 3 5,98 7 483 efisiensi 19,12% 2,81%
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Awal Tray 1 Tray 2 Tray 3
K o n s e n ta rs i D O ,p H , K e s a d a h a n (m g /l ) DO pH Kes adahan
Gambar 4.1 Grafik Pengujian parameter pada setiap seri tray aerator.
Berdasarkan Gambar 4.1 dapat diketahui oksigen terlarut semakin besar dengan bertambahnya jumlah tray yang digunakan. Hal ini sesuai dengan teori, bahwa semakin banyak jumlah tray yang digunakan maka waktu kontak antara air dengan udara semakin lama sehingga oksigen terlarut akan bertambah besar (Faust, 1998). Rata-rata konsentrasi oksigen terlarut pada setiap seri tray aerator adalah sebesar 1 mg O2/l
dan 7,44% untuk penurunan kesadahan yang terbesar pada tray I dengan media damar batu. Untuk menghasilkan removal kesadahan yang sama dan dengan pH yang berbeda, maka dibutuhkan waktu oksidasi yang lebih lama lagi untuk mendapatkan pH yang semakin kecil. Hal ini juga didukung dengan hasil penelitian yang menyatakan bahwa semakin besar pH, yaitu diatas 7 maka penurunan kesadahan juga berjalan lebih besar.(Dewi, 1998)
Kecepatan Filtrasi Dengan Menggunakan Filter Tembikar Sekam Padi
Pada filter tembikar sekam padi kecepatan filtrasi pada jam pertama untuk masing-masing head yaitu 34 m ,24 m dan 9 m berturut-turut adalah 0,63 l/menit.m2; 0,59 l/menit.m2 dan 0,49 l/menit.m2. Sedangkan pada jam ke-70, 55, dan pada jam ke-52 kecepatan filtrasi relatif sama yaitu 0,047 l/menit.m2.(Lihat lampiran A)
Pada awalnya filter tembikar sekam padi dengan head 34 m mempunyai kecepatan sedikit lebih tinggi dari pada head filter tembikar 24 m dan 9 m, tetapi kemudian kecepatan filtrasi ketiga jenis head tersebut relatif sama. Hal ini dapat dilihat pada gambar berikut : 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 Jam Ke -l/ m e n it .m 2
Head 34 m Head 24 m Head 9 m
Gambar 4.4 Grafik kecepatan Filtrasi Dengan Tembikar Sekam Padi.
Penurunan kecepatan filtrasi melalui filter tembikar sekam padi berjalan konstan dan dapat dikatakan membentuk garis linier. Hal ini disebabkan sampel air payau tidak banyak mengandung kekeruhan yang dapat mengakibatkan terjadinya penyumbatan secara cepat.
Kecepatan Filtrasi Dengan Menggunakan Filter Tembikar Arang
Untuk filter tembikar arang kecepatan filtrasi pada jam pertama untuk masing-masing head 34 m ,24 m
dan 9 m berturut-turut adalah 0,58 l/menit.m2; 0,55 l/menit.m2 dan 0,52 l/menit.m2. Sedangkan pada jam ke-37, 32, dan pada jam ke-27 kecepatan filtrasi relatif sama yaitu 0,080 l/menit.m2. Hal ini dapat dilihat pada gambar berikut :
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 Jam k e -l/ m e n it .m 2
Head 34 m Head 24 m Head 9 m
Gambar 4.5 Grafik kecepatan Filtrasi Dengan Tembikar Arang.
Dari Gambar 4.5 dapat dilihat kecepatan filtrasi untuk ketiga jenis head menurun dengan cepat pada jam pertama sampai jam ke-5. Setelah itu penurunan kecepatan berjalan dengan pelan-pelan sampai jam ke-37, dikarenakan sampel tembikar arang memiliki porosistas yang lebih rapat atau lebih kecil, sehingga garam/mineral air yang terlarut mengakibatkan penyumbatan berjalan cepat, bahkan lebih cepat pada tembikar sekam padi.
Dari ketiga head yang digunakan melalui filter tembikar arang dapat dilihat pada awalnya dengan head 34 m selalu sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan head 24 m dan 9 m, tetapi pada akhirnya relatif sama. Hal ini dapat diartikan bahwa head 34 m pada filter tembikar arang menyebabkan penyumbatan terjadi sedikit lebih cepat pada pori-pori tembikar. Kalaupun akhirnya kecepatan filtrasi ketiganya sama, hal ini disebabkan karena adanya
akumulasi Cl- yang terlarut dalam air sehingga menyebabkan penyumbatan secara cepat pada pori-pori filter tembikar.
Kecepatan filtrasi dengan menggunakan filter tembikar arang dan sekam padi masih dikategorikan kecil sebasar 0,458 l/menit.m2 setiap jamnya, ini dapat dilihat besarnya debit yang mengalir pada filter tembikar. Debit yang mengalir pada filter tembikar memiliki kecendrungan semakin meningkat dengan semakin banyaknya penambahan. Hal ini menunjukan bahwa sekam padi menimbulkan pori yang lebih besar. Dengan demikian penambahan bahan pencampur sekam padi dapat memperbesar pori sehingga turut memperbesar kelolosan air terhadap media filter ini. Hal ini dikarenakan bahan keramik membutuhkan pembakaran yang lebih tinggi dan produk yang dihasilkan hampir seperti gelas yang mempunyai pori sangat kecil. Norton (1957), menyebutkan bahwa pada suhu 11500C – 12000C terjadi penurunan porositas atau penyusutan secara cepat, ini berhubungan dengan kamatangan bahan. Selanjutnya disebutkan bahwa pada suhu tersebut terjadi proses perubahan bentuk menjadi kristobalit dimana antar partikel gelasnya mengumpul menjadi satu.
Dari hasil penelitian diperoleh kecepatan filtrasi (= fluks) untuk seluruh head yaitu antara 0,080 liter/menit.m2(4,8 liter/jam.m2 ) sampai 0,6315 liter/menit.m2 (37,89 liter/jam.m2 ). Jika ditinjau dari segi kecepatan filtrasinya saja tanpa memandang kriteria yang lain, nilai ini dapat dikategorikan sebagai slow sand filter (kecepatan filtrasi antara 0-4 m/jam)
KHLORIDA
Dalam penelitian ini dilakukan penurunan konsentrasi khlorida dalam air payau, dengan proses penyaringan yang menggunakan 2 tipe filter tembikar yaitu tembikar arang dan tembikar sekam padi. Analisa laboratorium penurunan kadar Cl- dilakukan setiap 5 jam sekali.pada operasi dengan filter tembikar arang dan filter tembikar sekam padi. Hal ini dikarenakan penurunan kadar Cl- pada jam pertama dan jam ke lima tidak terlau berbeda atau sama dan juga dapat menghemat biaya analisa laboratorium. Hasil analisanya dapat dilihat pada table dan grafik dibawah ini, mulai dari percobaan head 9 m , 24 m dan 34 m.
Tabel 4.4 Penurunan Cl- Dengan Head 34m Jam ke Tembikar Sekam Padi(mg/l) Penurunan Cl% Tembikar Arang (mg/l) Penurunan Cl% 5 750 40 570 54,4 10 740 40,8 560 55,2 15 760 39,2 580 53,6 20 780 37,6 600 52 25 800 36 590 52,8 30 820 34,4 570 54,4 35 850 32 590 52,8 40 880 29,6 580 53,6 45 900 28 - - 50 940 24,8 - - 55 980 21,6 - - 60 1000 20 - - 65 999 20,08 - - 70 1003 19,76 - -
Tabel 4.5 Penurunan Cl- Dengan Head 24 m Jam ke Tembikar Sekam Padi(mg/l) Penurunan Cl% Tembikar Arang (mg/l) Penurunan Cl% 5 770 38,4 580 53,6 10 780 37,6 590 52,8 15 800 36 590 52,8 20 790 36,8 600 52 25 804 35,68 601 51,92 30 820 34,4 590 52,8 Lanjutan 35 850 32 608 51,36 40 880 29,6 - - 45 890 28,8 - - 50 900 28 - - 55 903 27,76 - -
Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2008. Tabel 4.6 Penurunan Cl- Dengan Head 9 m Jam Ke Tembikar Sekam Padi(mg/l) Penurunan Cl% Tembikar Arang (mg/l)) Penurunan Cl% 5 770 38,4 603 51,76 10 770 38,4 599 52,08 15 780 37,6 600 52 20 790 36,8 604 51,68 25 800 36 607 51,44 30 820 34,4 610 51,5 35 840 32,8 - - 40 850 32 - - 45 870 30,4 - - 50 880 29,6 - -
Dari Table 4.4 , 4.5, dan Tabel 4.6 diatas dapat dilihat bahwa air tawar hasil dari proses filtrasi (output) telah mengalami penurunan yang signifikan dari kandungan konsentrasi khlorida awal (air sampel) yang sangat tinggi. Analisa laboratorium menunjukkan bahwa filter tembikar arang lebih baik dalam menurunkan kandungan khlorida dibandingakan dengan filter tembikar sekam padi. Pada head 34 m dari percobaan filter tembikar arang, didapatkan penurunan khlorida pada sampel dibandingkan filter tembikar sekam padi (kombinasi keramik dan sekam padi). Selanjutnya setelah diketahui konsentrasi khlorida awal dan akhir maka dapat dihitung persentase removalnya yang dapat dilihat dengan jelas pada gambar berikut :
0 10 20 30 40 50 60 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 Jam ke -P e n u ru n a n C ( % )
Sekam Padi Arang
Gambar 4.4 Grafik Penurunan Cl- Dengan
Head 34 m.
Penurunan Cl- sebesar 1250 mg/l pada filter tembikar arang dengan head 34 m, pada jam pertama mencapai sebesar 54,4% dan pada jam ke-40 sebesar 53,6%. Pada filter tembikar sekam padi dengan head 34 m penurunan Cl- pada jam pertama sebesar 40% dan
pada jam yang ke-70 sebesar 19,76%. seperti yang terlihat pada grafik penurunan Cl- mempunyai trend menurun tiap jamnya. Hal ini disebabkan karena bahan pencampur yaitu sekam padi yang digunakan dalam pembuatan filter tembikar dapat memperbesar pori-pori filter sehingga memperbesar juga kelolosan air pada filter tembikar sekam padi, sehingga filtrasi tidak dapat menghasilkan penururnan Cl- yang terbaik seperti yang tampak pada Gambar 4.4. dimana terlihat penurunan Cl- tidak terlalu signifikan disetiap jam nya proses filtrasi. Dan juga terlihat penurunan terbaik dicapai oleh filter tembikar arang.
0 10 20 30 40 50 60 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Jam ke -P e n u ru n a n C ( % )
Sekam Padi Arang
Gambar 4.5 Grafik Penurunan Cl- Dengan Head 24 m.
Penurunan Cl- pada head 24 m, untuk filter tembikar arang pada jam pertama mencapai 53,6% dan pada jam ke-37 mencapai sebesar 51,36%. Pada filter tembikar sekam padi dengan head 24 m, penurunan Cl- pada jam pertama sebesar 38,4% dan pada jam yang ke-55 sebesar 27,76%. Seperti yang terlihat pada grafik penurunan Cl- mempunyai trend menurun tiap jamnya. Juga terlihat penurunan Cl- yang terbaik dicapai oleh filter tembikar dengan arang.
0 10 20 30 40 50 60 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Jam ke -P e n u ru n a n C ( % )
Sekam Padi Arang
Gambar 4.6 Grafik Penurunan Cl- Dengan Head 9 m. Penurunan Cl- sebesar 1250 mg/l pada filter tembikar arang dengan tekanan 9 m, pada jam pertama mencapai sebesar 51,76% dan pada jam ke-30 sebesar 51,2%. Pada filter tembikar sekam padi dengan head 9 m terjadi penurunan Cl- pada jam pertama sebesar 38,4% dan pada jam yang ke-50 sebesar 29,6%. seperti yang terlihat pada grafik penurunan Cl- mempunyai trend menurun tiap jamnya. Juga terlihat penurunan Cl- yang terbaik dicapai oleh filter tembikar dengan arang.
Dari ketiga data penurunan Cl- tersebut dapat dilihat bahwa efisiensi penururnan Cl- untuk filter tembikar arang selalu lebih baik dibandingkan dengan tembikar sekam padi. Dan dari semua head yang digunakan penurunan Cl- yang terbaik yaitu pada head 34 m. Sedangkan untuk filter tembikar dengan head 9 m efisiensi penurunan Cl- yang paling rendah.
Melalui proses filtrasi dengan filter tembikar yang merupakan system mikrofiltrasi, yang dilakukan selama 3 hari berturut-turut. Dapat ditarik suatu kesimpulan dari segi kualitas kandungan khloridanya, yaitu :
Dari ketiga table diatas (Table 4.4, 4.5, 4.6), telah terjadi suatu fenomena bahwa penurunan
Cl- berkisar 19,76% - 54,4%, dimana input head yang semakin tinggi menjadikan persentase removalnya juga semakin besar. Dengan kata lain, persentase removal menjadi naik disebabkan input head semakin tinggi sehingga menghasilkan output yang semakin tinggi pula. Penurunana khlorida yang terbaik dicapai oleh
filter tembikar arang dengan persentase removal optimum mencapai 54,4 %. Hal ini disebabkan karena filter tembikar yang memiliki porositas yang lebih kecil dari filter tembikar sekam padi yaitu 0,0145 m2.
Mengindikasikan bahwa secara kualitas konsentrasi khlorida pada debit yang dihasilkan filter tembikar arang sebesar 54,4% telah menghasilkan air bersih yang telah memenuhi kriteria standar baku mutu air bersih yaitu < 600 mg/L ( KEPMENKES RI No.907 Tahun 2002).
KESADAHAN TOTAL
Hasil analisis kualitas konsentrasi kesadahan total untuk sampel air payau merupakan hasil dari pengolahan aerasi dan berguna untuk dijadikan sampel air payau hasil filtrasi dengan tembikar yang berupa air tawar. Hal ini dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4.7 Parameter Konsentrasi Kesadahan Total. Tembikar Sekam padi Tembikar Arang (mg Ca CO3/L) Kesadahan Total Head Input Ouput
% Removal
kesadahan Input Ouput
% Removal kesadahan 34 m 483 460 4,76% 483 440 8,90% 24 m 483 465 3,72% 483 459 4,96% 9 m 483 467 3,81% 483 464 3,93% Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2008.
Dari Table 4.7 didapatkan konsentrasi kesadahan total sampel air sebelum terjadi proses filtrasi telah mengalami penurunan terlebih dahulu pada reactor aerasi dengan menggunakan damar batu sebagai media kontaknya. Setelah melalui proses filtrasi pada tembikar arang yang dimulai dari head 34 m, 24 m dan 9 m, didapatkan hasil output atau hasil filtrasi berupa konsentrasi kesadahan total air tawar dan air sumur. Penurunan kandungan kesadahan total tidak terlalu signifikan antara input dan output berkisar 3 - 8% (Ouput) dari reactor filter tembikar sekam padi dan arang. Hal ini dapat dilihat lebih jelasnya pada perbandingan penurunan kandungan kesadahan total dalam persentase removal dapat dilihat pada Gambar berikut.
410 420 430 440 450 460 470 480 490 1
Sekam padi dan Arang
m g C a C O 3 /L
Kondisi Aw al Sekam padi 34 m Sekam padi 24 m Sekam padi 9 m Arang 34 m Arang 24 m Arang 9 m
Gambar 4.7 Garfik % Removal Kesadahan Total Antara Tembikar Dengan Sekam padi Dan Arang.
Melalui hasil analisa di laboratorium didapatkan penurunan konsentrasi kesadahan total. Hal ini terjadi karena mineral dalam air sampel pada proses filtrasi terserap pada pori-pori filter, sehingga penyerapan kesadahan total pada filter tidak terlalu tinggi karena telah terjadi penyumbatan. Jadi melalui hasil analisis kesadahan total dari Table 4.7, dan Gambar 4.7, diatas dapat dilihat bahwa :
1. Konsentrasi kesadahan total (Ca 2+ dan Mg 2+) dari sampel air payau mengalami peningkatan secara lambat sebesar 3,72-8,90% atau 465mg/l-470mg/l, disebabkan karena dalam proses filtrasi tembikar kalsium dan magnesium serta mineral yang tertinggal didalam pori-pori filter, sehingga menyebabkan cepat terjadinya clogging atau penyumbatan
2. Melalui prosese filtrasi dengan menggunakan filter tembikar arang mencapai 8,90 %. Prosentase ini lebih baik dibandingkan dengan filter tembikar sekam padi sebesar
4,76 %. Hal ini disebabkan karena kondisi tingkat porositas yang berbeda dan juga kemampuan menyerap dan menangkap semua mineral air.
pH
pH sangat penting sebagai parameter kualitas air karena dapat mengontrol tipe dan laju reaksi beberapa bahan didalam air, sehingga dengan diketahuinya nilai pH maka dapat diketahui apakah air tersebut sesuai atau tidak untuk dikonsumsi. pH adalah salah satu besaran yang berkisar dari 0 (sangat asam) sampai dengan 14 (sangat basa/alkalis) atau dapat dinyatakan bersifat asam atau bersifat basa dari suatu larutan atau suspensi. pH sama dengan 7 bersifat netral, pH lebih kecil dari 7 bersifat asam, dan pH lebih besar dari 7 bersifat basa. Pengukuran pH pada penelitian ini dilakukan dengan pH meter, dimaksudkan analisa pH disini untuk melihat kondisi air tersebut bersifat basa atau asam. Berikut analisa reactor tembikar sekam padi dan arang yang dapat dilihat pada tabel berikut
Tabel 4.8 Hasil Analisis konsentrasi pH Tembikar Sekam padi Tembikar Arang pH pH Head
Input Ouput Input Ouput 34 m 7,35 7,1 7,35 7 24 m 7,35 7,25 7,35 7,02
9 m 7,35 7,3 7,35 7,2 Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2008
Berdasarkan Table 4.8 diatas, menunjukkan bahwa air payau berupa air payau alami, mempunyai pH diatas 7 (>7) atau dapat dikatakan bahwa air payau lebih bersifat basa atau disebut sebagai alkalin.
Alkalinitas biasanya terjadi pada air dengan kandungan terbesar berupa kalsium karbonat (CaCO3) atau kesadahan total sebesar lebih dari 100 ppm (www.o-fish.com, 2002-2003).
Pada Table 4.6 diatas, juga dapat dilihat bahwa pH biasa turun dengan proses filtrasi, karena pH yang dihasilkan pada air hasil filtrasi (air tawar) adalah cenderung netral dengan ditandai pH rata-rata = 7. Kesimpulannya setelah mengalami proses filtarsi ini pH pada air payau (air sampel) yang bisa turun sehingga menghsilkan air tawar (air suling) dengan pH cenderung netral (karnaningroem, 1989). Kualitas output pH beruapa air tawar tersebut mengindikasikan bahwa secara kualitas pH telah memenuhi standar baku mutu air bersih (pH 6,5-8,5 : KEPMENKES RI No.907 Tahun 2002).907 Tahun 2002).
KEKERUHAN
Hasil analisa kualitas konsentrasi kekeruhan untuk sampel air payau dan hasil proses filtrasi berupa air tawar, dapat dilihat pada Table 4.9 berikut. Pada awal penelitian ini, air sampel memiliki kekeruhan yang cukup tinggi. Hal tersebut dikarenakan beberapa factor yaitu : sumur dengan mulut sumur yang terbuka sehingga banyak debu dan kotoran (sampah) yang masuk ke dalam air sumur. Namun setelah mengalami proses filtrasi, partikel tersuspensi tersebut telah mengendap didasar reactor sehingga kekeruhan mengalami penurunan karena hanya air di permukaan reactor saja yang teranalisis.
Tabel 4.9 Hasil Analisis Kekeruhan (NTU)
Sekam Padi Arang
Kekeruhan (NTU) Kekeruhan (NTU) Head (m) Input Outp ut % Remov al Inp ut Outp ut % Remo val 34 m 11 2,7 75% 11 2 81,81 % 24 m 11 3 72,72 % 11 2,5 77,27 % 9 m 11 2,9 73,63 % 11 2 81,81 % Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2008.
0 2 4 6 8 10 12 1 Sekam padi dan Arang
N
T
U
Kondisi awal Sekam padi 34 m Sekam padi 24 m Sekam padi 9 m Arang 34 m Arang 24 m Arang 9 m
Gambar 4.8 Grafik % Removal Kekeruhan Antara tembikar Dengan Sekam padi Dan Arang. Pada parameter kekeruhan, data hasil penelitian menunjukkan kecendurungan bahwa penambahan bahan pencampur arang lebih baik daripada sekam padi yaitu sebesar 81,81% atau 2 NTU. Secara visual diameter arang lebih halus (kecil) daripada sekam padi, sehingga pada saat pembuatan adonan/pasta lebih mudah tercampur merata dan menyebabkan
ruang pori yang terbentuk lebih kecil pula. Sedangkan penambahan sekam padi sebesar 1,5 justru
mengurangi nilai removal dari kekeruhan hanya sebesar 72% atau 3 NTU. Ini disebabkan diameter butiran dari sekam padi yang lebih besar juga karena kandungan sekam padi (lignin dan tanin) yang ikut andil dalam memberikan kekeruhan.
Pada reactor tembikar dengan arang lebih optimum dalam menurunkan kekeruhan air tawar dengan persentase penurunannya yang mencapai sebesar 81,81% atau 2 NTU. Namun rata-rata air tawar hasil filtrasi mempunyai kandungan kekeruhan yang sudah baik, jika dibandingkan dengan kualitas standar baku mutu air bersih <5 NTU ( KEPMENKES RI No.907 Tahun 2002).
WARNA
Hasil analisa kualitas warna untuk sampel air payau dan air produk proses filtrasi ini, diketengahkan pada tabel berikut.
Tabel 4.10 Hasil Analisis Warna (PtCo).
Sekam Padi Arang
Warna (PtCo) Warna (PtCo) Head (m) Input Outp ut % Remo val Inp ut Outp ut % Remov al 34 m 15 18 -20% 15 7 53% 24 m 15 10 33,33 % 15 12 20% 9 m 15 14 6,67% 15 13 13,33 % Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2008
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1
Se k am padi dan Arang
P
tC
o
Kondisi awal Sekam padi 34 m Sekam padi 24 m Sekam padi 9 m Arang 34 m Arang 24 m Arang 9 m
Gambar 4.9 Garfik % Removal Warna Antara tembikar
Dengan Sekam padi Dan Arang
Berdasarakan hasil analisis warna diketengahkan pada Table 4.10 diatas, tampak bahwa pada lokasi Kenjeran AL mempunyai konsentrasi warna yang tinggi. Pada lokasi Kenjeran AL air tanahnya payau berwarna kuning. Hal ini dikarenakan menurut warga setempat telah terjadi rembesan dari air drainase sekitar lokasi sumur, air kali tersebut sangat bau dan kotor serta berwarna kuning kecoklatan dan juga lokasi sumur yang tertutup, sehingga tidak terjadi pengeceran oleh air hujan pada musim penghujan. Pengukuran warna dilakukan dengan menghilangkan kekeruhan pada sampel untuk mengetahui warna yang sebenarnya (Alaerts dan Sri Sumestri, 1984). Untuk tembikar sekam padi dan arang dengan head yang berbeda, menunjukkan hasil penurunan warna yang sangat beragam. Penurunan warna rata-rata sangat kecil yaitu sebesar 6%-53 %, terutama pada pemakaian tembikar sekam padi. Pemakaian tembikar dapat menurunkan warna hingga 53% atau 7 PtCo pada head 24 m (lihat table 4.10 dan gambar 4.9). Untuk tembikar sekam padi, penurunan warna yang terjadi sangat kecil sekali, malahan cenderung meningkat. Hal ini dapat dilihat dari data Table 4.10
dan Gambar 4.9, terlihat bahwa filter tembikar sekam padi memiliki efisiensi penururnan warna yang sangat kecil bahkan cenderung meningkatkan warna sebesar 20%. Peningkatan ini terjadi karena ada penambahan zat warna yang dibawa oleh sekam padi berupa abu, karbonhidrat dan serat kasar (ada yang berwarna putih, krem, kuning dan abu-abu) yang terikat dalam filter. Abu dan serat kasar ini merupakan unsur (sekam padi) yang turut memberikan kontribusi warna yang terdapat dalam air (Alaerts dan Sri Sumestri, 1984).
Setelah melalui proses fIltrasi reactor filter tembikar sekam padi dan arang menghasilkan air tawar yang berwarna bening (jernih). Hal ini dapat dilihat pada tembikar arang dengan penurunan optimum kandungan warna yang mencapai 53% dan sudah mencapai konsentrasi warna yang telah memenuhi standar baku air bersih yaitu <15 mg/L ( KEPMENKES RI No.907 Tahun 2002).
4. KESIMPULAN
Penggunaan damar batu sebagai media kontak untuk meremoval kesadahan sangat tergantung pada jumlah atau banyaknya damar batu yang digunakan. Hal ini dapat dibuktikan dengan besarnya penurunan kesadahan pada tray aerator sebesar 7,44% pada tray I, 4% pada tray II dan 2,84 % pada tray III.
a. Hasil penyaringan dengan menggunakan filter tembikar sekam padi dengan lama operasi 50-73 jam :
Dengan head 34 m, penurunan kadar Cl- pada air sumur sebesar 19,76 - 40% atau 700-1003 mg/l kesadahan total sebesar 4,76% (awal 483 mg/L, akhir 460 mg/L),
kekeruhan sebesar 75% (awal 11 NTU, akhir 2,7 NTU) dan warna sebesar -20% (awal 15 PtCo, akhir 18 PtCo).
Dengan head 24 m, penurunan kadar Cl-
pada air sumur sebesar 27,76-38,4 atau 770-903 mg/l, kesadahan total sebesar 3,72%(awal 483 mg/L, akhir 465 mg/L), kekeruhan sebesar 72,72% (awal 11 NTU, akhir 3 NTU) dan warna sebesar 33,33% (awal 15 PtCo, akhir 10 PtCo). Dengan head 9 m, penurunan kadar Cl- pada air sumur sebesar 29,6-38,4 atau 770-880 mg/l, kesadahan total sebesar 3,81% (awal 483 mg/L, akhir 467 mg/L), kekeruhan sebesar 73,63% (awal 11 NTU, akhir 3 NTU) dan warna sebesar 6,67% (awal 15 PtCo, akhir 14 PtCo). b. Hasil penyaringan dengan menggunakan filter
tembikar arang dengan lama operasi 27-37 jam: Dengan head 34 m, penurunan kadar Cl- pada air sumur sebesar 52-54,4 atau 560-600 mg/l, kesadahan total sebesar 8,90%(awal 483 mg/L, akhir 440 mg/L), kekeruhan sebesar 81,81%(awal 11 NTU, akhir 2 NTU) dan warna sebesar 53%(awal 15 PtCo, akhir 7 PtCo).
Dengan head 24 penurunan kadar Cl- pada air sumur sebesar 51-53,6 atau 580-608 mg/l, kesadahan total sebesar 4,96%(awal 483 mg/L, akhir 459 mg/L), kekeruhan sebesar 77,27%(awal 11 NTU, akhir 2,5 NTU) dan warna
sebesar 20%(awal 15 PtCo, akhir12 PtCo).
Dengan head 9 m penurunan kadar Cl- pada air sumur sebesar 51,2-52,08 atau 599-610 mg/l, kesadahan total sebesar 3,93%(awal 483 mg/L, akhir 464 mg/L), kekeruhan sebesar 81,81%(awal 11 NTU, akhir 2 NTU) dan warna sebesar 13,33%(awal 15 PtCo, akhir 13 PtCo).
Reaktor tembikar sekam padi dalam menghasilkan produk air bersih lebih banyak dari pada filter tembikar arang. Hal ini dapat diketahui dari lama operasi filter tembikar sekam padi pada head 34 m yang dapat bertahan 50-73 jam dan dengan kecepatan filtrasi 0,63 l/menit.m2 pada jam pertama dan 0,047 l/menit.m2 pada jam yang ke-73. dibandingkan dengan tembikar arang dengan lama operasi 27-37 jam dengan kecepatan 0,58 l/menit.m2 pada jam pertama dan 0,080 l/menit.m2 pada jam yang ke-37.
Air yang dihasilkan dari penyaringan menggunakan filter tembikar arang dengan head 34 m, bila ditinjau dari penururnan kadar Cl-, kesadahan total, pH, kekeruhan dan warna telah memenuhi standar baku mutu air bersih menurut KEPMENKES RI No. 907 Tahun 2002.
DAFTAR PUSTAKA
Affandi, Mursid.W “Studi Kemampuan Filter Tembikar dalam Proses Desalinasi Air”,TA, Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP-ITS,2001.
Arifin, Zeanal , 1992, “Penurunan Fe, Mn, CO2
dengan multiple Tray Aerator, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS, Surabaya.
Atastina, S.B., Praswasti, P.D,K., Wulan, dan Syarifudin, 1999,
“Penghilangan Kesadaha Air Yang Mengandung Ion Ca2+ Dengan Menggunakan Zeolit Alam Lampung Sebagai Penukar Kation”, Laporan Penelitian Jurusan Teknik Gas dan Petrokimia, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Jakarta.
Buiney, NN. “Kajian Potensi Pemanfaatan Air Payau Sebagai Bahan Baku Air Minum Di Desa Sorindo Kabupaten Biak Numfor Provinsi Papua”,TA, Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP-ITS,2001.
Dewi, Ratna AAl,(1998). “Penurunan Fe dan Mn dengan Cascade Aerator, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP-ITS,2001.
Djono,T.P.A “Analisa Komposisi Media Filter Tembikar dan Pengaruhnya
Terhadap Penurunan Kekeruhan Dan Warna”, TA, Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP- ITS,1997.
Faust, O.D.,O.M. Aly, (1989). Chemistry of Water Treatment 2nd edition, Ann Arbor Science, Chelsea. Heitmann, Hans-Gunter, “ Saline Water Processing”
VCH Verlagsgesellschef. D 6940 Weinheim. Federal Republik of Germany, 1990 Karnaningroem, Nieke. “Efisiensi Evaporasi Sebagai
Metode Penyediaan Air Minum Dari Sumber Air Payau”,FTSP Puslit-ITS,1989.
Karnaningroem, Nieke. “Penggunaan Sumber Air Payau Untuk Penyedian Air Minum Dengan Metode Evaporasi”,FTSP Puslit-ITS,1990.
Narmasari,Anita“Proses Penyulingan Air Payau Dengan Metode Desalinasi Sederhana””, TA, Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP- ITS,2005.
Nugraheni, Putri. “Pemanfaatan Eceng Gondong Untuk Menurunkan Salinitas dan Kesadahan Sumber Air Baku Air Sumur Bersifat
Payau”,TA, Jurusan Teknik Lingkungan,FTSP-ITS,2001. Nurhayati, Siti. “Studi Kemampuan Filter Tembikar
Terhadap Penurunan Logam Berat”,TA, Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP- ITS,1997.
Samudro, Ganjar. “Pengolahan Air Payau menjadi Air Bersih : Kajian Penurunan Khlorida dengan pembubuhan Besi (II) Sulfat menggunakan Media Pasir Silika”,TA, Teknik Lingkungan,FTSP-ITS,2005. Shinta Suryani.R “Analisa Komposisi Media Filter
Tembikar dan Pengaruhnya Terhadap Penurunan Kandungan Bakteri Coli”,TA,
Jurusan Teknik
Lingkungan,TA, FTSP- ITS,1997.
Soemirati, Slamet. “Kesehatan Lingkungan”, Jurusan Teknik Lingkungan-ITB-Bandung,1994
Sudiati,Kartika“Penurunan Kadar Besi (Fe) Dengan Metode Aerasi, Sedimentasi, dan Filtrasi Untuk Skala
Rumah Tangga Di
Pedesaan”Jurusan Teknik Lingkungan,TA, FTSP- ITS,2004
Todd,D.K. “Ground Water Hydrology”, second edition, Jhon Wiley and Sons, New York, 1980
