LAPORAN PRAKTIKUM PENGOLAHAN AIR-AIR LIMBAH DAN PEMANFAATAN ULANG

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM

PENGOLAHAN AIR-AIR LIMBAH DAN PEMANFAATAN ULANG

Disusun oleh:

KELOMPOK 1C

DYNY NAYLY AJDAR 20/456332/TK/50462

RIFQI WIBISONI 20/456353/TK/50483

ANNISA ELSYAFIRA 20/463540/TK/51532

EMANUELLA ADELIA 20/463552/TK/51544

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA

2022

(2)

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN PRAKTIKUM

PENGOLAHAN AIR-AIR LIMBAH DAN PEMANFAATAN ULANG

DISUSUN OLEH :

KELOMPOK 1C

DYNY NAYLY AJDAR 20/456332/TK/50462

DISETUJUI OLEH :

Dosen Pengampu Asisten

Dr. Ir. Budi Kamulyan, M.Eng.

Tgl. 10 November 2022

Kenneth P.

Tgl. 7 November 2022

(3)

LEMBAR ASISTENSI

PENGOLAHAN AIR-AIR LIMBAH DAN PEMANFAATAN UALANG

Kelompok : 1 C

Asisten : Kenneth Prijadi

No Tanggal Kegiatan Anggota Kelompok

Paraf Asisten

NIM Nama Paraf

1. Jumat, 16 September

2022

Asistensi Umum

50462 50483 51532 51544

Dyny Nayly A.

Rifqi Wibisono Annisa Elsyafira

Emanuella Adelia Kenneth Prijadi

2. Sabtu, 17

September 2022

Pretest

50462 50483 51532 51544

Dyny Nayly A.

3.

Sabtu, 17 September

2022

Asistensi 1

50462 50483 51532 51544

Dyny Nayly A.

4.

Selasa, 20 September

2022

Praktikum Bab 2 Pengolahan

Air Limbah

50462 50483 51532 51544

Dyny Nayly A.

5.

Senin 17, Oktober

2022

Asistensi 2

50462 50483 51532 51544

Dyny Nayly A.

KORPS ASISTEN TEKNIK SIPIL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA

Sekretariat: Jalan Grafika 2 Yogyakarta 55281 telp (0274)545675

(4)

6.

Senin, 17 Oktober

2022

Asistensi 3

50462 50483 51532 51544

Dyny Nayly A.

7.

Selasa, 18 Oktober

2022

Praktikum Bab 3 Daya Resap

Tanah

50462 50483 51532 51544

Dyny Nayly A.

8.

Jumat, 21 Oktober

2022

Praktikum Bab 1 Penjernihan

Air

50462 50483 51532 51544

Dyny Nayly A.

9.

Pengecekan, Pengumpulan,

dan Finalisasi Laporana

50462 50483 51532 51544

Dyny Nayly A.

10.

Sabtu, 12 November

2022

Posttest

50462 50483 51532 51544

Dyny Nayly A.

(5)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa yang mana telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya kepada kami sehingga dapat menyelesaikan Tugas Praktikum dan juga laporan praktikum mata kuliah Pengolahan Air-Air Limbah dan Pemanfaatan Ulang. Tujuan dari tugas ini sendiri adalah untuk memenuhi Tugas Praktikum untuk memberikan kami tambahan ilmu Pengolahan Air-Air Limbah dan Pemanfaatan Ulang dimana menjadi salah satu poin materi untuk menjadi seorang engineer saat sudah masuk di dunia pekerjaan terutama dalam dunia kerja ketekniksipilan.

Terimakasih kami ucapkan kepada pihak-pihak yang sudah terlibat secara langsung dalam Tugas Praktikum Pengolahan Air-Air Limbah dan Pemanfaatan Ulang ini, ucapan khusus kami berikan kepada :

1. Bapak Dr. Ir. Budi Kamulyan, M.Eng., selaku dosen mata kuliah Pengolahan Air-Air Limbah dan Pemanfaatan Ulang,

2. Orangtua yang telah memberikan dukungan kepada kami,

3. Saudara Kenneth Prijadi selaku asisten dosen Praktikum Pengolahan Air-Air Limbah dan Pemanfaatan Ulang yang selalu mendampingi kami dalam pengerjaan Tugas Praktikum Pengolahan Air-Air Limbah dan Pemanfaatan Ulang hingga Laporan Tugas Praktikum Pengolahan Air-Air Limbah dan Pemanfaatan Ulang.

4. Rekan-rekan sekalian atas kerjasamanya dalam Tugas Praktikum Pengolahan Air-Air Limbah dan Pemanfaatan Ulang dan juga penyusunan laporan.

Kami tahu bahwa masih banyak kekurangan dan kesalahan yang kami lakukan akibat keterbatasan pengetahuan dan juga kemampuan yang kami miliki.

Sehingga kami membutuhkan kritik dan juga saran dari para pembaca untuk saran menyempurnakan serta memperbaiki kesalahan yang ada dalam laporan dan semoga laporan kami bermanfaat bagi para pembaca.

Yogyakarta, 3 November 2022 Penyusun

(6)

DAFTAR ISI

Halaman Judul Lembar Pengesahan Kata Pengantar Daftar Isi

BAB I Percobaan Penjernihan air 1.1 Maksud dan Tujuan 1.2 Dasar Teori

1.3 Alat / Instalasi dan Bahan 1.4 Pelaksanaan

1.5 Data 1.6 Hitungan 1.7 Pembahasan

1.8 Kesimpulan dan Saran 1.9 Lampiran

BAB II Percobaan Pengelolaan Air Limbah 2.1 Maksud dan Tujuan

2.2 Dasar Teori

2.3 Alat / Instalasi dan Bahan 2.4 Pelaksanaan

2.5 Data 2.6 Hitungan 2.7 Pembahasan

2.8 Kesimpulan dan Saran 2.9 Lampiran

(7)

BAB III Pecobaan Daya Resap Tanah 3.1. Maksud dan Tujuan 3.2. Dasar Teori

3.3. Alat / Instalasi dan Bahan 3.4. Pelaksanaan

3.5. Dasar 3.6. Hitungan 3.7. Pembahasan

3.8. Kesimpulan dan Saran 3.9. Lampiran

Daftar Pustaka

(8)

(9)

BAB I

PERCOBAAN PENGOLAHAN AIR LIMBAH

1.1 Maksud dan Tujuan

Mengadakan percobaan penjernihan air untuk keperluan penyediaan air bersih. Percobaan dilakukan dengan menggunakan instalasi penjernihan air sederhana.

1.2 Dasar Teori

Berkaitan dengan karakteristik air, maka teknologi yang diterapkan akan berbeda pula. Menurut sifat sifat pengolahannya, dapat dibedakan atas :

a. Pengolahan fisik (penyaringan bahan kasar, aerasi, pencampuran, flokulasi, sedimentasi, dan filtrasi)

b. Pengolahan kimiawi (koagulasi, desinfeksi, pelunakan air, abseorbsi, dan oksidasi)

c. Pengolahan khusus (penghilangan bau dan rasa, pembuatan besi dan mangaan, pembuatan garam)

Sedangkan bila ditinjau maksudnya, maka pengolahan air dimaksudkan untuk :

a. Penghilangan kekeruhan, warna, rasa, dan bau b. Penghilangan unsur Fe dan Mn

c. Penghilangan karbon dioksida agresif d. Penghilangan kesadahan

e. Penghilangan bakteri pathogen

Instalasi ini menggunakan peralatan dan bangunan yang sederhana sehingga biaya pembangunannya relatif murah. Instalasi ini sesuai untuk penduduk pedesaan di dataran rendag, apabila sulit didapatkan air bersih. Debit air bersih yang dihasilkan 1 – 2 liter/detik, sehingga satu instalasi dapat mensuplai air untuk 1000 – 2000 orang (asumsi 1 liter/detik untuk 1000 orang)

(10)

Instalasi yang dimaksud berupa bangunan yang terdiri dari bak pengendap pendahuluan, saluran pencampur, saluran pengendap, saringan pasir cepat, dan bak tando. Adapun perlengkapan yang diperlukan adalah bak larutan tawas dan pompa air.

1.3 Alat/Instalasi dan Bahan

1.3.1 Alat/Instalasi dan Bahan di Instalasi

Gambar 1.1 Denah Instalasi

(11)

Keterangan:

I : Bak Pengendapan pendahuluan → mengendapkan material kasar Ia : Bak Kontrol → mengontrol aliran dan mengendapkan material

kasar yang masih terbawa dari bak pengendapan pendahuluan Ib : Bak Kontrol Debit → mengontrol debit aliran agar sesuai

Ic : Drum Larutan Tawas → untuk mengalirkan tawas ke aliran sesuai debit yang direncanakan

II : Saluran Pencampur → mencampurkan tawas pada aliran IIIa : Bak Antara → transit sementara aliran

III : Bak Pengendapan Akhir → mengendapakan partikel halus IV : Bak Filter Pasir Cepat → menyaring air dari partikel yang masih

terbawa dan tidak bisa mengendap

Tabel 1.1 Gambar, Nama, dan Fungsi Alat dan Bahan di Instalasi

No Gambar Nama Fungsi

1 Pompa air dan

selang Untuk mengalirkan air

2 Drum larutan

tawas (instalasi)

Untuk menyimpan larutan tawas

3 Mistar ukur

(ukur debit)

Untuk mengukur dimensi panjang

4 Pelampung

(ukur debit)

Untuk mengukur kecepatan aliran

5 Stopwatch

(ukur debit)

Untuk mengukur waktu

(12)

6 Air

sungai/selokan Sampel Uji

1.3.2 Alat/Instalasi dan Bahan di Laboratorium

Tabel 1.2 Gambar, Nama, dan Fungsi Alat dan Bahan di Laboratorium

No Gambar Nama Fungsi

1 Flokulator Untuk melakukan jar

test

2 Botol sampel Untuk menyimpan

sampel

3 Gelas ukur Untuk mengukur

volume

4 Tabung reaksi Untuk tempat

terjadinya reaksi

5 Pipet tetes Untuk memindahkan

larutan

6 Beaker glass Untuk menempatkan

larutan

(13)

7 Pengaduk Untuk mengaduk larutan

8 pH-meter Untuk mengukur

tingkatan pH air

9 DHL meter Untuk mengukur daya

hantar listrik air

10 Turbidimeter Untuk mengukur

kekeruhan air

11 Tawas Untuk menjernihkan

sampel uji

12 Aquades Untuk melarutkan

larutan

13 Larutan standar

Fe

Untuk membandingkan

kandungan Fe

14

Larutan Asam Sulfat (H2SO4

4 N)

Untuk pendukung uji tes kadar Fe

15

Larutan Kalium Permangat (KMnO4 0,1 N)

(14)

16

Larutan Amonium

Rodanida (NH4NCS 20%)

1.4 Pelaksanaan

1.4.1 Pengoperasian instalasi penjernihan air a. Air sungai dipompa ke bak pengendap awal

b. Menentukan debit aliran pada saluran pengaduk dan saluran pengendapan, dengan cara mengukur dimensi (luas tampang basah) saluran dan mengukur waktu tempuh pelampung untuk jarak 1 m sepanjang saluran

c. Tentukan debit larutan tawas dari hasil pengukuran debit aliran pada saluran dan dosis optimum larutan tawas pada jar test

d. Kran pada drum tawas diatur sedemikian rupa dengan trial and error dengan cara mengukur waktu pengisian larutan ke dalam gelas ukur, sehingga diperoleh debit larutan tawas yang diinginkan

e. Proses pengadukan akan terjadi di saluran pencampur dan diendapkan di saluran pengendapan

f. Dalam selang waktu sepuluh menit (menit ke 0, 10, 20, 30) ambil sampel pada tempat tempat yang telah ditentukan

g. Ukur pH, DHL, dan kekeruhan air pada tiap tiap sampel berturut turut dengan menggunakan pH-meter, DHL meter dan Turbidimeter

1.4.2 Pemeriksaan di laboratorium Kandungan

a. Pembuatan larutan standar Fe

1) Isilah 5 tabung reaksi masing masing denan 10 ml aquadest

2) Tambahkan larutan Fe standar berturut turut sebanyak 0,1,2,3,4 tetes ke dalam tiap tabung reaksi

(15)

3) Tambahkan lima tetes larutan H2SO4 4 N dan lima tetes larutan KMnO4 0,1 N ke dalam tiap tabung reaksi sehingga berwarna merah muda

4) Tambahkan lima tetes larutan NH4CNS 20% pada tiap tabung, sehingga warna merah muda hilang dan timbul deretan larutan yang warnanya dari jernih ke coklat kekuningan yang bergradasi sesuai dengan kandungan Fe yang ditambahkan

b. Pemeriksaan Sampel

1) Siapkan tabung reaksi sesuai jumlah sampel yang akan diperiksa dan isi tiap tabung reaksi dengan 10 ml

2) Tambahkan lima tetes larutan H2SO4 4 N dan lima tetes larutan KMnO4 0,1 N ke dalam tiap tabung reaksi sehingga berwarna merah muda. Jika warna merah muda hilang tambahkan beberapa tetes KMnO4 0,1 N hingga warna menjadi stabil

3) Tambahkan lima tetes larutan NH4CNS 20% pada tiap tabung, sehingga timbul warna kuning atau coklat atau jernih, dan bandingkan dengan larutan standar

4) Kandungan Fe dalam larutan dapat diketahui dari perbandingan dengan larutan standar, hitung kandungan Fe dalam satuan mg/l

(16)

Bagan Alir Pelaksanaan Pengoperasian Instalasi

Gambar 1.2 Bagan Alir Pengoperasian Instalasi

(17)

Bagan Alir Percobaan Pemeriksaan Fe

Gambar 1.3 Bagan Alir Pemeriksaan Fe

(18)

Bagan Alir Pemeriksaan Sampel

Gambar 1.4 Bagan Alir Pemeriksaan Sampel

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

BAB II

PERCOBAAN PENGOLAHAN AIR LIMBAH

2.1 Maksud Percobaan

Maksud percobaan adalah mengadakan percobaan pengolahan air limbah domestik dengan menggunakan instalasi Tripikon-s. Tripikon-S dapat dipakai untuk menangani limbah organik dari rumah tangga, maupun limbah organik lainnya, dan untuk mengetahui perbedaan antara kandungan organik limbah yang masuk dan keluar sehingga dapat digunakan untuk menilai efektifitas alat tersebut.

2.2 Dasar Teori

Penanganan limbah rumah tangga saat ini dirasakan semakin sulit terutama di daerah pemukiman padat dan di daerah rawa dan sungai/selokan. Tangki septik konvensional yang cukup efisien sebagai prasarana penyehatan lingkungan sulit dibuat untuk daerah-daerah tersebut karena tiadanya lahan atau karena lahan yang selalu tergenang air.

Bertempat di laboratorium Teknologi Tradisional Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Prof. Ir. Hardjoso Prodjopangarso telah menemukan salah satu alternatif teknik penanganan limbah domestik dan limbah rumah tangga yang murah dan mudah pembuatannya yang disebut dengan “TRIPIKON-S” singkatan dari Tri (tiga) Pi (pipa) Kon (konsentris) - S (septik).

Konstruksi Tripikon-S terdiri dari tiga buah pipa konsentris dengan prinsip kerja proses perombakan yang serupa dengan tangki septik konvensional. Limbah padat dan cair masuk melalui pipa kecil dan mengalami perombakan di dalam pipa sedang. Bagian atas dari pipa sedang merupakan tempat terjadinya proses aerobik, bagian tengah merupakan lintasan, dan bagian bawah merupakan tempat terjadinya proses anaerobik.

Selama melintas di pipa tengah, limbah akan terurai menjadi gas, air, dan lumpur mineral. Pada tangki septik konvensional, lintasan terjadi secara

(44)

horisontal, sedangkan pada Tripikon-S lintasan terjadi secara vertikal. 13 Bagian pertama lintasan adalah ke bawah dan bagian kedua adalah di atas.

Waktu melintas sekurang-kurangnya 3 hari.

2.3.1 Alat / Instalasi dan Bahan di Instalasi Tabel 2.1 Alat dan Bahan di Instalasi

No. Gambar Nama Fungsi

1. Instalasi

Tripikon-s

Menangani limbah organik dari rumah tangga maupun limbah

organik lainnya

2. Ember limbah Mengambil dan

menampung limbah

2.3.2 Alat/Instalasi dan Bahan di laboratorium Tabel 2.2 Alat dan Bahan di Laboratorium

1. Gelas Bekker Sebagai wadah larutan

2. Termometer Mengukur suhu sampel

uji

(45)

3. pH stick Mengukur pH

4. DHL meter Mengukur daya hantar

listrik

5. Gayung Mengambil air limbah

6. Gelas ukur Sebagai wadah

pengenceran

7. Buret dan statif Untuk titrasi larutan

KMnO4 0,01 N

8. Pipet tetes Mengambil contoh uji

dan larutan

9. Pengukur waktu Mengukur waktu

10. Kompor Sebagai pemanas

(46)

11 Air simulasi limbah

Sebagai air baku dalam percobaan air limbah

12 Botol Semprot

dan Aquades

Sebagai pengencer sampe air limbah

13 Larutan H2SO4

8 N

Reagen dalam pengujian kadar zat

organik

14 Larutan KMnO4

0,01 N

Reafen dalam pengujian kadar zat

organik

15 Larutan Asam

Oksalat 0,01 N

Reagen dalam pengujian kadar zat

organik

2.4 Pelaksanaan

2.4.1 Pengoperasian Instalasi a. Pemasukan limbah

Limbah dimasukkan sebanyak 1/3 dari volume Tripikon- S ke dalam Tripikon-S lewat bowl. Limbah yang ada di dalam instalasi yang sudah mengeram tiga hari akan keluar dengan adanya limbah baru yang dimasukkan.

b. Pengambilan sampel

(47)

Limbah yang akan dimasukkan diambil sebagai sampel inlet.

Limbah yang keluar dari tripikon diambil sebagai sampel outlet. Masing-masing sampel diukur nilai atau kandungan parameternya seperti berikut.

1) pH 2) DHL 3) Suhu 4) Warna 5) Bau

6) Total dissolved solids (TDS)

Bagan Alir Pelaksanaan Pengoperasian Instalasi

Gambar 2.1 Bagan Alir Pelaksanaan Pengoperasian Instalasi

(48)

2.4.2 Pemeriksaan di laboratoriun

Kandungan bahan organik sebagai KMnO4

a. Ambil 2 ml sampel dari sampel inlet, masukkan ke dalam gelas ukur 100 ml. Tambah aquadest hingga menjadi 100 ml (pengenceran 50 kali)

b. Sampel yang telah diencerkan dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer yang telah bebas dari bahan organik, tambahkan 5 ml H2SO4 4N,

c. Tambahkan KMNO4 0,01N dengan buret hingga larutan menjadi merah muda,

d. Panaskan dengan kompor hingga mendidih

e. Tambahkan 10 ml KMN04 0,01 N, panaskan lagi selama 10 menit,

f. Tambahkan 10 ml Asam oksalat 0,01 N, larutan menjadi bening

g. Dalam kondisi masih panas, lakukan titrasi dengan KMnO4 0,01 N hingga warna jambon yang timbul tidak larut lagi (tidak hilang). Catat berapa ml KMnO4 0,01 N yang keluar dari buret sebagai t.

(49)

Bagan Alir Pelaksanaan Pemeriksaan di Laboratorium

(50)

Gambar 2.2 Bagan Alir Pelaksanaan Pemeriksaan di Laboratorium

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

BAB III

PERCOBAAN DAYA RESAP TANAH

3.1 Maksud Percobaan

Maksud dari percobaan ini adalah untuk menghitung nilai koefisien permeabilitas tanah, yang kemudian dapat digunakan untuk menentukan kecepatan resapan tanah dan volume peresapan tanah. Melalui hasil tersebut, kita kemudian dapat menentukan kemampuan tanah sebagai alat penyaringan.

3.2 Dasar Teori

Permeabilitas tanah adalah daya rembesan air dalam tanah. Setiap jenis tanah mempunyai nilai permeabilitas yang berbeda tergantung pada besar pori antar butir tanah. Besar pori antar butir tergantung dari diameter butir tanah dan kepadatannya. Ditinjau berdasarkan kemampuannya dalam meresapkan air, tanah dibedakan jenisnya atas :

a. Tanah permeable

Tanah permeable adalah tanah yang mudah dilalui air, atau tanah yang permeabilitasnya besar, misalnya tanah pasir.

b. Tanah impermeable

Tanah impermeable adalah tanah yang sukar dilalui air, misalnya tanah liat.

Aliran air dalam tanah hampir selalu berjalan secara linear. Garis yang ditempuh merupakan garis dengan bentuk teratur (smooth curve) . Dalam hal ini kecepatan aliran dalam tanah mengikuti hukum D’arcy. Menurut hukum D’arcy, kecepatan air berbanding lurus dengan koefisien permeabilitas tanah dan gradien hidrolik.

V = K × i k = V/ i

(63)

i = h / L

Dengan : V = Kecepatan air ( l/dt )

k = Koefisien permeabilitas tanah ( l/dt )

i = Gradien Hidrolik

Ditinjau dari keadaan penyerapan :

1. Pada waktu dt detik maka air turun = dt × cm 2. Volume air akan berkurang = a × dt × cm 3. Debit air yang keluar :

Q = A × V Ditinjau dalam dt detik :

Qdt = A × V × dt

= A × k × I × dt

= A × k × ℎ 𝐿⁄ × dt Maka :

K = ^𝑑

2𝐿

𝐷²𝑡× 𝑙𝑛^ℎ¹

ℎ2…………..(cm/dt)

Nilai K pada rumus diatas merupakan konstanta untuk tanah tertentu. Hukum D’arcy tidak berlaku apabila kondisi tanah terdiri dari bahan-bahan yang berbutiran kasar, hal ini dapat mengakibatkan pengaliran air tidak lancar.

Tabel 3.1 Alat dan Bahan

1. Field Capacity

Meter

Mengukur kejenuhan tanah

(64)

2. Tabung kaca/plastik

Mencegah rembesan dan kebocoran air pada

saat percobaan

3. Tabung

alumunium

Penyangga tabung kaca/plastik

4. Stopwatch Mengukur waktu