Penggunaan Filter Tembikar Untuk Meningkatkan Kualitas Air Tanah Dangkal Dekat Sungai (Studi Kasus Air Sumur Dekat Sungai Kalimas, Surabaya)

Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya 2010

SEMINAR HASIL TUGAS AKHIR

Disusun oleh:GIGIH ARDITYAWAN

PRATAMA3305 100 020

BAB I PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG

PERUMUSAN MASALAH

RUANG LINGKUP

TUJUAN

MANFAAT

LATAR BELAKANGUntuk memenuhi kebutuhan air, manusia dapat memakai air tanah yang umumnya baik dari segi fisik, kimia maupun bakteriologisnya.Menurut M. Sarwoko (1985), pengaruh iklim dan beban kerja mempengaruhi penggunaan air oleh manusia. Tubuh manusia secara normal memerlukan sekitar 3 – 10 l/org/hari, yang sebagian besar dari kebutuhannya diperoleh dari makanan. Sedangkan untuk keperluan sehari-hari seperti memasak, mencuci, dan lain - lain dibutuhkan 20 - 30 l/org/hari (Al-layla, 1978).Air tanah dekat sungai terkadang tercemar karena rembesan air sungai ke dalam air tanah.

LATAR BELAKANGAda beberapa parameter yang biasanya belum dapat dipenuhi air tanah dekat sungai yaitu Kekeruhan, Warna, Zat Organik Kandungan Besi (Fe), Kandungan Mangan (Mn), Bakteri Coliform.

Menurut standar air minum yang ditetapkan oleh KEPUTUSAN MENTERI KESEHATAN RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990 Pada tanggal 3 September 1990.

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).

PERUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana kemampuan filter tembikar sebagai media pengolah air tanah dangkal agar memenuhi standar KepMenKesNo.907/MENKES/

SK/VII/2002.

2. Apakah komposisi arang sebagai bahan campuran pembuat tembikar yang paling tepat untuk membentuk pori-pori filter yang paling sesuai agar dapat meningkatkan kualitas air tanah dangkal berdasarkan parameter yang diambil.

3. Mencari head optimum agar filter tembikar bekerja dengan baik.

RUANG LINGKUP• Sampel air yang digunakan berasal dari air tanah (air

sumur) dekat sungai di daerah jagir tepatnya di depan Hotel Novotel Surabaya.

• Bahan campuran pembuat tembikar adalah arang.• Penelitian ini menggunakan skala laboratorium

Teknik Lingkungan ITS.• Media Filter yang digunakan Keramik (tembikar)

dengan sistem gravitasi.• Parameter yang digunakan sesuai dengan standar

dari KEPMENKES RI No 907/MENKES/SK/VII/2002, yakni :Kekeruhan, Warna, Zat organik, Besi (Fe), Mangan (Mn), dan Bakteri Coliform

RUANG LINGKUP• Variable yang digunakan :

Variasi adonan pembuat tembikar dengan komposisi bahan keramik:arang = 10:1,5, dan variasi bahan keramik:arang = 10:0,5Variasi head dengan menggunakan ketinggian gedung laboratorium teknik lingkungan ITS yakni dengan ketinggian 4 m dan 8 m.

1. Untuk mengetahui kemampuan filter tembikar sebagai media pengolah air tanah dangkal agar memenuhi standar KepMenKesNo.907/MENKES/SK/VII/2002.

2. Untuk mengetahui komposisi arang sebagai bahan campuran pembuat tembikar yang paling tepat untuk membentuk pori-pori filter yang paling sesuai agar dapat meningkatkan kualitas air tanah dangkal berdasarkan parameter yang diambil.

3. Untuk mengetahui head optimum agar filter tembikar bekerja dengan baik.

TUJUAN PENELITIAN

1. Dapat diketahui kemampuan filter keramik (tembikar) dapat meningkatkan kualitas air tanah dangkat dekat sungai menjadi lebih baik sesuai dengan parameter yang diambil.

2. Dapat dijadikan alternatif masyarakat dekat sungai untuk mereduksi sesuai parameter yang diambil.

3. Dapat dijadikan dasar untuk penelitian selanjutnya.

MANFAAT PENELITIAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

AIR TANAH

TINJAUAN KESEHATAN TERHADAP PARAMETER

FILTRASI

PENGERTIAN TEMBIKAR DAN PEMBUATAN TEMBIKAR

AIR TANAH

Air tanah yaitu sumber air yang terdapat dibawah permukaan tanah dan dapat diperoleh melalui sumur dalam bentuk air sumur, Air tanah mengandung sejumlah mineral, seperti : kalsium, khlorida, mangan, besi dan sebagainya (Wardhana,2000). Ada beberapa macam air tanah yaitu :o Air tanah dangkalo Air tanah dalamo Mata airo Air resapan

TINJAUAN KESEHATAN TERHADAP PARAMETER

Tinjauan Kesehatan Terhadap Parameter Fisik Pada Air o Kekeruhan o WarnaTinjauan Kesehatan Terhadap Parameter MikrobiologiPada Air o Bakteri ColiformTinjauan Kesehatan Terhadap Parameter Kimia Pada Airo Kandungan Besi (Fe)o Kandungan Mangan (Mn)o Zat Organik

FILTRASI

Filtrasi adalah proses pemisahan antara padatan dan cairan, dengan cara melewatkan cairan pada media berpori (serapan), untuk memisahkan zat padat tersuspensi yang ada dalam air (Reynolds, 1982). Ada beberapa mekanisme filtrasi, yaitu:1. Mechanical Straining2. Sedimentasi3. Adsorpsi4. Aktifitas Kimia5. Aktifitas Biologi

PENGERTIAN TEMBIKAR DAN PEMBUATAN TEMBIKAR

Keramik (Tembikar) ialah bahan keramik / tembikar bersifat ringan, keras, tahan cuaca, tahan api, dan tahan korosi.Cara pembuatan tembikar ialah1. Pengolahan Bahan Baku2. Proses Pembentukan Tembikar3. Pengeringan4. Pembakaran

KERANGKA PENELITIANSKETSA REAKTOR PENELITIANLOKASI SAMPLING

Penentuan variasi-

Variasi susunan bahan campuranyaitu arang dengan bahan keramik : arang yaitu 10 : 1,5, dan 10 : 0,5.

-

Variasi head 4m, dan 8m.

Penentuan variasi-

Variasi susunan bahan campuranyaitu arang dengan bahan keramik : arang yaitu 10 : 1,5, dan 10 : 0,5.

-

Variasi head 4m, dan 8m.

Studi LiteraturStudi Literatur

Ide Tugas Akhir : PENGGUNAAN FILTER TEMBIKAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS AIR TANAH

DANGKAL DEKAT SUNGAI (STUDI KASUS AIR SUMUR DEKAT SUNGAI DAERAH JAGIR,

SURABAYA)

Ide Tugas Akhir : PENGGUNAAN FILTER TEMBIKAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS AIR TANAH

DANGKAL DEKAT SUNGAI (STUDI KASUS AIR SUMUR DEKAT SUNGAI DAERAH JAGIR,

SURABAYA)

Persiapan PenelitianPersiapan Penelitian

AA BB

Persiapan Alat dan Bahan :Reaktor, Air Sampel, Media

Tembikar, Bahan Kimia.

Persiapan Alat dan Bahan :Reaktor, Air Sampel, Media

Tembikar, Bahan Kimia.

Analisa Awal

:Besi (Fe), Mangan (Mn), Bakteri E. Coli,

Zat Organik, Kekeruhan, dan Warna

Analisa Awal

:Besi (Fe), Mangan (Mn), Bakteri E. Coli,

Zat Organik, Kekeruhan, dan Warna

Pelaksanaan PenelitianPelaksanaan Penelitian

BBAA

Analisa dan PembahasanMeliputi proses analisis parameter dan pembahasan

data

Analisa dan PembahasanMeliputi proses analisis parameter dan pembahasan

data

Kesimpulan dan SaranKesimpulan dan Saran

Penyusunan LaporanPenyusunan Laporan

Lokasi samplingHotel Novotel

Gambar Lokasi Sampling

Gambar Lokasi Sumur

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

• WARNA• KEKERUHAN

• ZAT ORGANIK• BESI (Fe)

• MANGAN (Mn)• BAKTERI COLIFORM

• KECEPATAN FILTRASI• POROSITAS

• PERMEABILITAS

• ANALISA AWAL

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

• ANALISA AWALAir sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil daridaerah jagir depan Hotel Novotel.

Tabel Hasil Penelitian Awal

Sumber : Hasil Analisa

No Parameter Satuan KEPMENKES RI NOMOR 907/MENKES/SK/VII/2002

Hasil analisa air

sampel

1 Warna PtCo 15 38,262 Kekeruhan NTU 5 33,383 Besi Mg/l 0,3 2,834 Mangan Mg/l 0,1 4,82

5 Kandungan organik Mg/l 10 46,77

6 Total Bakteri coliform

Jumlah/100 ml sampel 0 920

WARNA

• WARNAAir sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil daridaerah jagir depan Hotel Novotel.

Tabel Hasil Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Warna)

Sumber : Hasil Analisa

Tabel Hasil Analisa, Grafik Efisiensi, Grafik Penurunan

Parameter Warna

Influen Head 4m 5% Head 4m 15% Head 8m 5% Head 8m 15%

Ptco akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan

38,264 m (ca 5%)

Ptco4 m (ca 5%)

(%)4 m (ca

15%) Ptco4 m (ca

15%) (%)8 m (ca 5%)

Ptco8 m (ca 5%)

(%)8 m (ca

15%) Ptco8 m (ca

15%) (%)

2,70 92,93 4,93 87,12 2,70 92,93 2,70 92,93

WARNA

Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran

(Parameter Warna)

Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran(Parameter Warna)

KEKERUHAN

• KEKERUHANAir sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil daridaerah jagir depan Hotel Novotel.

Tabel Hasil Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Kekeruhan)

Sumber : Hasil Analisa

Tabel Hasil Analisa, Grafik Efisiensi, Grafik Penurunan

Parameter Kekeruhan

Influen Head 4m 5% Head 4m 15% Head 8m 5% Head 8m 15%

NTU akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan

33,384 m (ca 5%)

NTU4 m (ca 5%)

(%)4 m (ca 15%)

NTU4 m (ca

15%) (%)8 m (ca 5%)

NTU8 m (ca 5%)

(%)8 m (ca 15%)

NTU8 m (ca

15%) (%)

0,62 98,14 0,97 97,11 0,28 99,17 0,97 97,11

KEKERUHAN

Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran(Parameter Kekeruhan)

Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran

(Parameter Kekeruhan)

ZAT ORGANIK

• ZAT ORGANIKAir sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil daridaerah jagir depan Hotel Novotel.

Tabel Hasil Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter KMnO4 )

Sumber : Hasil Analisa

Tabel Hasil Analisa, Grafik Efisiensi, Grafik Penurunan

Parameter Zat Organik

Influen Head 4m 5% Head 4m 15% Head 8m 5% Head 8m 15%

mg/l akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan

46,774 m (ca 5%)

mg/l4 m (ca 5%)

(%)4 m (ca 15%)

mg/l4 m (ca

15%) (%)8 m (ca 5%)

mg/l8 m (ca 5%)

(%)8 m (ca 15%)

mg/l8 m (ca

15%) (%)

6,32 86,49 3,16 93,24 4,42 90,54 1,58 96,62

ZAT ORGANIK

Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran

(Parameter KMnO4 )

Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran

(Parameter KMnO4 )

BESI (Fe)

• BESI (Fe)Air sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil daridaerah jagir depan Hotel Novotel.

Tabel Hasil Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Besi)

Sumber : Hasil Analisa

Tabel Hasil Analisa, Grafik Efisiensi, Grafik Penurunan

Parameter Besi (Fe)

Influen Head 4m 5% Head 4m 15% Head 8m 5% Head 8m 15%

mg/l akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan

2,834 m (ca 5%)

mg/l4 m (ca 5%)

(%)4 m (ca 15%)

mg/l4 m (ca

15%) (%)8 m (ca 5%)

mg/l8 m (ca 5%)

(%)8 m (ca 15%)

mg/l8 m (ca

15%) (%)

0,01 99,80 0,01 99,80 0,01 99,80 0,01 99,80

BESI (Fe)

Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran

(Parameter Besi)

Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran(Parameter Besi)

MANGAN (Mn)

• MANGAN (Mn)Air sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil daridaerah jagir depan Hotel Novotel.

Tabel Hasil Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Mangan)

Sumber : Hasil Analisa

Tabel Hasil Analisa, Grafik Efisiensi, Grafik Penurunan

Parameter Mangan (Mn)

Influen Head 4m 5% Head 4m 15% Head 8m 5% Head 8m 15%

mg/l akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan

4,824 m (ca 5%)

mg/l4 m (ca 5%)

(%)4 m (ca 15%)

mg/l4 m (ca

15%) (%)8 m (ca 5%)

mg/l8 m (ca 5%)

(%)8 m (ca 15%)

mg/l8 m (ca

15%) (%)

0,09 98,23 0,06 98,75 0,11 97,71 0,09 98,23

MANGAN (Mn)

Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran(Parameter Mangan)

Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran

(Parameter Mangan)

BAKTERI COLIFORM

• BAKTERI COLIFORMAir sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil daridaerah jagir depan Hotel Novotel.

Tabel Hasil Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran(Parameter Bakteri Coliform)

Sumber : Hasil Analisa

Tabel Hasil Analisa, Grafik Efisiensi, Grafik Penurunan

Parameter Bakteri Coliform

Influen Head 4m 5% Head 4m 15% Head 8m 5% Head 8m 15%MPN/ 100ml akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan

920

4 m (ca 5%) jumlah/ 100ml

4 m (ca 5%) (%)

4 m (ca 15%) jumlah/ 100ml

4 m (ca 15%) (%)

8 m (ca 5%) jumlah/ 100ml

8 m (ca 5%) (%)

8 m (ca 15%) jumlah/ 100ml

8 m (ca 15%) (%)

0 100 0 100 0 100 0 100

BAKTERI COLIFORM

Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran(Parameter Mangan)

Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran

(Parameter Mangan)

KECEPATAN FILTRASI

• KECEPATAN FILTRASIAir sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil daridaerah jagir depan Hotel Novotel. Kemudian kecepatan filtrasi iniDihitung dengan menghitung luas permukaan tembikarSetelah itu bisa menghitung kecepatan filtrasi.

Luas permukaan filter = Luas Selimut Tabung + Luas Selimut Setengah Bola= (2 π

r t) + (1/2 x 4 π

r2)= 2 π

(r2 + r t)

Tabel Luas Permukaan Filter

Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2009.

Komposisi A (m2)Tembikar dengan

campuran (5%, dan 15%

0,05024

KECEPATAN FILTRASI

Kecepatan filtrasi =

Grafik Kecepatan Filtrasi Campuran 5% dan 15% pada head 4 m

Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2009.

)2()()(

mxluasjamwaktulvolume

KECEPATAN FILTRASI

Kecepatan filtrasi =

Grafik Kecepatan Filtrasi Campuran 5% dan 15% pada head 8 m

Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2009.

)2()()(

mxluasjamwaktulvolume

POROSITAS

Volume Air =

Volume Total = ((Volume Tabung Luar + Volume ½ Lingkaran Luar) - (Volume Tabung Dalam + Volume ½Lingkaran Dalam))

Volume Solid = Volume Total – Volume Air

Porositas = n = Vv / V

Tabel Data Porositas Filter

Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2009

Variasi Vair Vsolid Vtotal Porositas

Campuran Arang 5% 32,0570 677,053 709,11 0,0452

Campuran Arang 15% 25,2420 683,868 709,11 0,0356

)(

)(ker)(

3cmgrair

gringBeratgrbasahBerat

ρ

−

PERMEABILITAS

Permeabilitas =

Dimana,K

=

Koefisien rembesanQ

=

Volume air yang tertampung pada gelas ukurh

=

Selisih tinggi head air dengan tampunganL

=

Panjang contoh tembikar yang ditesA

=

Luas penampang tembikart = Waktu

Tabel Data Permeabilitas Filter

Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2009

Variasi Permebilitas

Campuran Arang 5% 0, 00002281 cm/s

Campuran Arang 15% 0,0002737 cm/s

thALQ

KESIMPULANKESIMPULAN

1. Dengan hasil diatas ini dapat disimpulkan bahwa filter tembikar ini dapat bekerja dengan baik dan hasil filtrasinya memenuhi standar KepMenKesNo.907/MENKES/SK/ VII/2002.

2. Dalam penelitian ini filter tembikar dengan campuran 5% dengan head 8 meter itu menunjukkan filter tembikar yang bekerja dengan optimum.

3. Arang disini berfungsi dengan baik karena membentuk pori dengan baik meskipun dalam waktu pencampuran bahan keramik dengan bahan pencampur yaitu arang mixingnya dilakukan manual dan pori yg dibentuk arang dapat memfiltrasi dengan baik dan air sample yg semula belum memenuhi standar KepMenKesNo.907/MENKES/SK/VII /2002 menjadi memenuhi KepMenKesNo.907/MENKES/SK/ VII/2002.

SARANSARAN

1. Untuk mengetahui kemampuan optimal filter tembikar arang dalam mengolah warna, kekeruhan, kandungan besi (Fe), kandungan mangan (Mn), dan bakteri coliform perlu dilakukan penelitian terhadap variasi dimensi tabung filter tembikar arang yang berbeda.

2. Untuk mengetahui kemampuan optimal filter tembikar terhadap penurunan dapat dilakukan penelitian lanjutan terhadap variasi head yang lebih tinggi lagi. Dengan lebih tinggi kemungkinan waktu clogging atau penyumbatan lebih lama dan juga hasil penurunan akan semakin tinggi.

3. Dilakukan mixing media pencampur dengan bahan tembikar agar media pencampur dapat bercampur jadi satu dengan bahan keramik dan agar homogen.

41