1

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan salah satu sumber daya alam yang sangat diperlukan untuk

kebutuhan hidup orang banyak, termasuk seluruh makhluk hidup. Oleh sebab itu,

sumber daya air yang ada harus dilindungi agar pemanfaatannya dapat dirasakan

dengan baik oleh manusia serta makhluk hidup yang lainnya. Pemanfaatan air

dalam berbagai kepentingan harus dilakukan dengan bijaksana. Permasalahan

utama saat ini yaitu yang berfokus pada sumber daya air yang meliputi kualitas air

yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus menerus meningkat

dan kualitas air untuk kebutuhan domestik yang semakin menurun.

Hingga saat ini, Indonesia telah memiliki peraturan yang telah diatur dalam

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 20 Tahun 1990 Tentang

Pengendalian Pencemaran Air. Pemerintah juga telah mencanangkan program-

program penataan lingkungan yang pada dasarnya berkaitan dengan upaya

pengelolaan sumber daya air dan sumber daya alam lainnya, dalam rangka

pengendalian dampak lingkungan. Jonggol merupakan sebuah kawasan yang

dulunya sempat ingin dijadikan sebagai calon ibukota Republik Indonesia.

Berlokasi di propinsi Jawa Barat dengan letak yang strategis yaitu 50 km dari

ibukota kab. Bogor, 60 km dari ibukota negara Jakarta, dan 156 km dari ibukota

provinsi Bandung.

2

Wilayah Jonggol memiliki luas wilayah 12,586 ha dengan jumlah penduduk

97.025 jiwa (tahun 2012). Salah satu permasalahan pengelolaan kualitas sumber

daya air yang terdapat di sebuah kawasan pesantren Madinatul Quran, yang

berlokasi di Jonggol, Bogor. Sumber air yang digunakan untuk kebutuhan para

santri dilingkungan pesantren adalah bersumber dari mata air yang terdapat

disekitar kawasan pesantren tersebut.

Karena sumber mata air yang dihasilkan terletak didaerah perbukitan, maka

kualitas air akan bercampur dengan tanah sehingga warna dari air yang ditampung

untuk kebutuhan MCK (mandi, cuci, kakus) agak keruh. Gambaran mengenai

sumber aliran air yang digunakan dan penyimpanan bak penampungan sumber air

dapat dilihat pada Gambar 1.1 dan Gambar 1.2 berikut ini.

Gambar 1.1 Sumber aliran air

3

Gambar 1.2 Bak penampungan air

1.2 Rumusan Masalah

Adapum rumusan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah sebagai

berikut:

a. Memberikan sebuah upaya untuk memenuhi kebutuhan air di kawasan

Pesantren Madinatul Quran.

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penilitian ini adalah sebagai berikut:

a. Penelitian meneliti air baku dikawasan pesantren madinatul quran;

b. Parameter yang diuji yaitu pH, kekeruhan, warna, bau, rasa, dan kadar besi

(Fe);

c. Merancang sistem filtrasi sederhana dengan sistem saringan pasir lambat up

flow dengan berbagai alternatif penyaringan.

4

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian yang ingin dicapai adalah sebagai berikut:

a. Bagaimana memurnikan air baku yang menjadi kebutuhan sehari-hari para

santri di pondok pesantren Madinatul Quran;

b. Bagaimana kefektifan filter penyaringan dalam memurnikan air baku dengan

berdasarkan parameter ph, Fe, kekeruhan, bau, rasa, dan warna;

c. Bagaimana mengupayakan sebuah teknologi pemurnian air yang ditinjau dari

segi aspek teknis, lingkungan, ekonomi dan sosial.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang akan dirasakan dengan penerapan sistem pemurnian air ini

kedepannya dapat meningkatkan jumlah santri yang akan menimba ilmu

dipesantren nantinya karena dengan fasilitas air bersih yang menyehatkan untuk

para santri. Selain itu manfaat yang dirasakan oleh masyarakat sekitar ialah dapat

dimanfaatkan untuk dikonsumsi dan juga sebagai kebutuhan air lainnya. Dan

terciptanya lingkungan yang sehat disekitar kawasan wisata islami ini.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penilitian Terdahulu

Penelitian tentang pemurnian air sudah sangat banyak dibahas dan dengan

berbagai metode yang digunakan seperti yang dilakukan oleh (Mary S., 2012),

mengenai pengolahan air melalui media filter pasir kuarsa dengan menganalisa

keefektifan pasir kuarsa yang terdapat pada sungai Malimpung untuk menurunkan

kadar ph, kekeruhan, warna, bau, dan rasa dalam air dengan saringan single

medium. Selain itu penelitian mengenai penyaringan air tanah juga dilakukan

oleh (Abdur rahman,2004) yaitu dengan menggunakan media zeolit alami untuk

menurunkan kadar besi dan mangan yaitu dengan merancang sebuah kolom gelas

yang berisi zeolit untuk menyaring air tanah.

Penelitian lain tentang pemurnian air juga dilakukan oleh (Yusminar, dkk, 2010)

yaitu dengan mengolah air gambut dengan menggunakan bentonit. Prosesnya

dengan menyaring air gambut yang merupakan air permukaan dari tanah

bergambut dengan menggunakan metode gabungan yaitu metode adsorpsi,

koagulasi-sedimentasi, dan filtrasi. Selain itu penelitian yang dilakukan oleh

(Sukmayanti A., dkk, 2008) mengenai pengembangan model proses filtrasi dan

disinfeksi yang akan mempengaruhi kualitas air minum isi ulang. Dimana

penelitian ini membahas mengenai penggunaan filtrasi karbon dan pasir silika

sebagai filtrasi akan berpengaruh dalam menurunkan/mengurangi jumlah zat

6

padat yang terlarut, kekeruhan, warna, zat padat terlarut, serta besi dan sulfat.

Sementara itu penelitian mengenai penyediaan air bersih yaitu dengan

menggunakan air laut di pesisir pantai Kenjeran Surabaya pernah dilakukan oleh

(Irman J.K., 2008), yaitu dengan menggunakan filter tembikar, yang dimana filter

tembikar ini akan digunakan untuk pengolahan air yang telah tercemar oleh

bakteri e.coli, logam berat, warna, dan kekeruhan.

Untuk penelitian menggunakan media filter saringan pasir lambat pernah

dilakukan oleh (Safira, 2009) yaitu dengan menguji kehandalan dari sistem

saringan pasir lambat dalam pengolahan air. Dimana penilitian ini bertujuan untuk

mengukur kinerja dari sebuah sistem penyaringan dengan melihat kehandalannya

dalam pengolahan air murni dan mencari faktor-faktor pembatas dalam

pengelohan air dengan menggunakan sistem saringan pasir lambat.

Penelitian oleh (Pangidoan, 2013) yang juga menggunakan media saringan pasir

lambat untuk mengolah air bersih dilingkungan kampus Universitas Pasir

Pengaraian dengan sistem up flow. Di mana penelitian ini merancang sebuah

model penyaringan pasir dengan sistem up flow untuk menyaring air dengan

menggunakan media pasir dan kerikil. Penelitian menggunakan saringan pasir

lambat dengan dua tingkat pernah dilakukan oleh (Nisaul M., 2009) yaitu dengan

cara melakukan tahap penyisihan besi-mangan, kekeruhan dan warna pada kondisi

aliran tak jenuh pada air sungai cikapundung.

7

Berdasarkan parameter yang digunakan dalam penelitian pemurnian air oleh peneliti terdahulu dan yang akan digunakan oleh penulis

untuk kedepannya dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut ini.

Tabel 2.1 Matriks Penelitian

No. Variabel Penlitian

Metode Penyaringan Air

Saringan

Pasir Lambat

Filter

Pasir

Kuarsa

Zeolit alami Saringan

Bentonit

Filter Karbon Filter

Tembikar

1 Aspek Teknis

Penelitian ini,

(Safira Astari,

2009)

(Pangidoan,

2013)

(Nisaul M.,

2009)

(Mary S., 2012)

(Abdurahman, 2004)

(Yusminar, dkk., 2010)

(Sukmayanti A., 2008)

(Irman, J.K., 2008)

2 Aspek Lingkungan

Penelitian ini

3 Aspek Ekonomi Penelitian ini

4 Aspek Sosial Penelitian ini

8

8

Berdasarkan beberapa penelitian yang telah penulis kutip diatas, dengan ini

penulis menyatakan bahwa tesis Perancangan Sistem Pemurnian Air di Kawasan

Pesantren Madinatul Quran Jonggol Bogor merupakan karya penulis yang

dimana penelitiannya tidak hanya membahas tentang bagaimana merancang

sebuah sistem pemurnian air tetapi juga dari sebuah sistem ini nantinya akan

terkait dengan integrasi sistem yang ada dilingkungan kawasan wisata islami ini

kedepannya, sehingga bagi para santri serta masyarakat sekitar akan saling

bersinergi dalam memanfaatkan sistem pemurnian air ini untuk kedepannya.

9

BAB III

LANDASAN TEORI

3.1 Sumber Daya Air

Sumber daya air yang terdiri atas sumber air dan daya air yang merupakan sebuah

karunia dari Tuhan Yang Maha Esa yang akan memberikan manfaat yang besar

untuk mewujudkan terciptanya kesejahteraan untuk masyarakat dari berbagai

bidang seperti sosial, ekonomi, budaya, politik, maupun bidang ketahanan

nasional.

Hefni (2003) menyebutkan bahwa pengelolaan terhadap sumber daya air sangat

penting dan pemanfaatan secara berkelanjutan dengan tingkat mutu yang

diinginkan. Salah satu langkah pengelolaan yang dilakukan yaitu dengan metode

pemantauan dan interpretasi data terhadap kualitas air, yang mencakup kualitas

fisika, kimia, dan biologi.

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 20 tahun 1990 tentang

Pengendalian Pencemaran Air mendefinisikan beberapa peristilahan sebagai

berikut:

a. Air, yang meliputi semua air yang terdapat di dalam dan atau berasal dari

sumber air yang terdapat di atas permukaan tanah;

b. Kualitas air, yaitu sifat air dan kandungan makhluk hidup, zat, energi, atau

komponen lain di dalam air. Kualitas air dinyatakan dengan beberapa

10

parameter, yaitu parameter fisika (suhu, kekeruhan, padatan terlarut, dan

sebagainya), parameter kimia (pH, oksigen terlarut, BOD, kadar logam, dan

sebagainya), dan parameter biologi (keberadaan plankton, bakteri, dan

sebagainya);

c. Pencemaran air, yaitu yang termasuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat,

energi, dan atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia sehingga

kualitas air menurun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan tidak lagi

berfungsi sesuai dengan peruntukannya.

3.2 Penjernihan Air

Prinsip dasar penjernihan air di sebuah kawasan khususnya di pedesaan yang

meliputi berbagai aspek yang harus dipenuhi diantaranya sebagai berikut:

a. Bersifat tepat guna dan sesuai dengan kondisi, lingkungan fisik, maupun sosial

budaya masyarakat setempat;

b. Pengoperasiannya mudah dan sederhana;

c. Bahan-bahan yang digunakan mudah dan sederhana;

d. Bahan-bahan yang digunakan berharga murah;

e. Bahan-bahan yang digunakan tersedia di lokasi dan mudah diperoleh;

f. Efektif, memiliki daya pembersih yang besar untuk memurnikan air.

Alamsjah (2006), mengemukakan bahwa prinsip penyaringan (filtrasi) merupakan

sebuah proses untuk memisahkan antara padatan/koloid dengan cairan. Proses

11

penyaringan bisa merupakan proses awal (primary treatment) atau penyaringan

dari proses sebelumnya.

Apabila air olahan mempunyai padatan dengan ukuran seragam, saringan yang

digunakan adalah single medium. Sebaliknya bila ukuran padatan beragam,

digunakan saring dual medium atau three medium. Penyaringan air olahan yang

mengandung padatan dilakukan dengan cara membuat saringan bertingkat, yaitu

saringan kasar, saringan sedang, sampai saringan halus.

Untuk merancang sebuah sistem penyaringan ini perlu penelitian terlebih dahulu

terhadap beberapa faktor diantaranya sebagai berikut (Kusanaedi, 2010):

a. Jenis limbah padat (terapung atau tenggelam);

b. Ukuran padatan; ukuran yang terkecil dan ukuran yang terbesar;

c. Perbandingan ukuran kotoran padatan besar dan kecil;

d. Debit air olahan yang akan diolah.

Berikut merupakan beberapa karakteristik atau kriteria pengamatan untuk

memastikan apakah suatu sumber daya air itu bersih atau tidak. Dengan berbagai

kriteria seperti warna, rasa, bau, kekeruhan, pH (derajat keasaman), dan kadar besi

(Fe).

3.3 Warna

Hefni (2003) menyebutkan bahwa warna perairan dikelompokkan menjadi dua,

yaitu warna sesungguhnya (true color) dan warna tampak (apparent color).

12

Warna sesungguhnya ialah warna yang hanya disebabkan oleh bahan-bahan kimia

terlarut. Pada penentuan warna sesungguhnya, bahan-bahan tersuspensi yang

dapat menyebabkan kekeruhan dipisahkan terlebih dahulu. Warna tampak adalah

warna yang tidak hanya disebabkan oleh bahan terlarut, tetapi juga oleh bahan

tersuspensi. Standar warna yang ditetapkan berdasarkan Peraturan Pemerintah

Republik Indonesia No. 20 Tahun 1990 Tentang Pengendalian Pencemaran Air

adalah berwarna bening dengan skala TCU 15.

3.4 Bau

Bau suatu perairan dapat disebabkan oleh adanya dekomposisi zat-zat organik

pada suatu perairan yang dapat menimbulkan gas-gas. Gas yang keluar dari hasil

dekomposisi bukan saja menimbulkan bau yang kurang sedap tetapi adakalanya

dapat mematikan biota yang ada di dalamnya. Standar bau air yang ditetapkan

berdasarkan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 20 Tahun 1990

Tentang Pengendalian Pencemaran Air adalah air tidak berbau.

3.5 Rasa

Parameter ini erat kaitannya dengan pengujian parameter warna dan bau sehingga

seringkali pada pelaksanaannya digabungkan. Rasa suatu perairan dalam kondisi

baik yaitu berasa hambar, bila suatu perairan sudah berwarna kurang baik atau dan

bau kurang sedap secara otomatis akan mempunyai rasa yang kurang enak.

Standar rasa air yang ditetapkan berdasarkan Peraturan Pemerintah Republik

13

Indonesia No. 20 Tahun 1990 Tentang Pengendalian Pencemaran Air adalah

tidak berasa atau hambar.

3.6 Kekeruhan

Kekeruhan dapat mempengaruhi masuknya sinar matahari ke dalam air. Sinar

matahari sangat diperlukan oleh organisme yang berada di dalam perairan untuk

proses metabolisme. Bila suatu perairan keruh maka sinar matahari yang masuk

akan sedikit karena terpencar-terpencar oleh adanya partikel yang terlarut, dan

bila air tidak keruh maka sinar matahari yang masuk akan banyak.

Kekeruhan dapat dipakai sebagai indikasi kualitas suatu perairan. Air alami dan

air buangan yang mengandung koloid dapat memudarkan sinar sehingga dapat

mengurangi transmisi sinar. Kekeruhan dapat mengurangi proses fotosintesis

tanaman dalam air. Misalnya vegetasi perairan berakar dan ganggang, mengurangi

pertumbuhan tanaman dan mengurangi produktifitas ikan. Standar kekeruhan air

yang ditetapkan berdasarkan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 20

Tahun 1990 Tentang Pengendalian Pencemaran Air dengan batas maximal

bernilai 25 NTU.

3.7 pH (derajat keasaman)

Novita (2011) menyebutkan bahwa pH adalah derajat keasaman yang digunakan

untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu

larutan. Ia didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion hidrogen (H+) yang

14

terlarut. Standar pH air yang ditetapkan berdasarkan Peraturan Pemerintah

Republik Indonesia No. 20 Tahun 1990 Tentang Pengendalian Pencemaran Air

yaitu antara 6,5 8,5.

3.8 Besi (Fe)

Besi merupakan suatu elemen kimiawi yang dapat ditemui disemua tempat

dibumi, pada semua lapisan geologis, dan semua badan air. Dengan adanya unsur-

unsur besi yang terdapat dalam air diperlukan oleh tubuh untuk metabolisme.

Dinyatakan pula dalam kandungan besi dalam air yaitu bersumber dari dalam

tanah sendiri di samping itu dapat pula berasal dari sumber lain, diantaranya dari

larutan pipa besi, reservoir air dari besi atau endapan-endapan buangan industri.

Standar kadar besi dalam air yang ditetapkan berdasarkan Peraturan Pemerintah

Republik Indonesia No. 20 Tahun 1990 Tentang Pengendalian Pencemaran Air

yaitu sebanyak 0,3 mg/l. Apabila konsentrasi besi yang terlarut dalam air telah

melebihi batas yang telah ditetapkan, maka akan menyebabkan berbagai

permasalahan yang diantaranya sebagai berikut :

a. Gangguan teknis.

Endapan Fe (OH) yang bersifat korosif terhadap pipa dan akan mengendap di

saluran pipa, sehingga akan mengakibatkan saluran pipa menjadi buntu dan

efek yang ditimbulkan seperti mengotori bak yang terbuat dari seng,

mengotori wastafel, dan kloset

b. Gangguan fisik

Gangguan fisik yang akan ditimbulkan yaitu adanya besi yang terlarut dalam

air yaitu akan timbulnya warna, rasa, dan bau. Air yang terkontaminasi dengan

15

besi akan terasa tidak enak dan berbau karena konsentrasi besi yang terlarut

>0,1 mg/L.

c. Gangguan kesehatan

Senyawa besi yang terdapat dalam tubuh manusia jumlahnya kecil, fungsi dari

senyawa besi dalam tubuh ini akan membantu proses pembentukan sel-sel

darah merah yang dimana tubuh manusia memerlukan 7-35 mg/hari yang

sebagian besar diperoleh dari air. Apabila zat besi (fe) yang melebihi dosis

yang dikonsumsi oleh tubuh manusia akan berdampak pada kesehatan.

Dampak kesehatan yang ditimbulkan karena dosis fe yang berlebihan dalam

tubuh akan tidak dapat mengsekresi Fe yang akan berakibat apabila mendapat

transfusi darah maka warna kulitnya akan menjadi hitam karena akumulasi Fe.

Selain itu, air minum yang mengandung besi cenderung menimbulkan rasa

mual apabila dikonsumsi, dan apabila dosis yang dikonsumsi cukup besar

maka akan merusak dinding usus.

3.9 Penyaringan (filtrasi)

Penyaringan merupakan sebuah proses pemisahan antara padatan/koloid dengan

cairan. Proses penyaringan dapat dikategorikan sebagai proses awal (primary

treatment) atau penyaringan dari proses sebelumnya. Bahan padatan yang pada

umumnya dapat dilihat langsung terapung seperti potongan kayu atau potongan

sayuran. Bahan padatan yang berupa logam, tulang, bulu atau daun dapat disaring

secara kasar atau sedang dengan melalui proses awal (primary treatment).

16

Apabila air yang akan disaring berupa cairan yang mengandung butiran halus,

maka sebelum proses penyaringan sebaiknya dilakukan koagulasi atau netralisasi

yang menghasilkan endapan.

3.10 Sedimentasi

Sedimentasi merupakan proses pengendapan bahan padatan yang terdapat pada air

olahan. Proses sedimentasi bisa terjadi bila air mempunyai berat jenis dari air

sehingga tenggelam. Prinsip sedimentasi adalah pemisahan bagian padat dengan

memanfaatkan gaya gravitasi sehingga bagian yang padat berada pada dasar

pengendapan sedangkan air murni berada di atas.

3.11 Saringan Pasir Lambat

Saringan pasir lambat (SPL) atau slow sand filter (SSF) yang telah lama dikenal

di Eropa sejak awal tahun 1800an. Dalam memenuhi kebutuhan akan air bersih,

saringan pasir lambat dapat digunakan dalam menyaring air keruh ataupun air

kotor. Saringan pasir lambat sangat cocok dalam memenuhi kebutuhan air bersih

dalam komunitas skala kecil atau skala rumah tangga. Ini karena debit air yang

dihasilkan oleh SPL relatif kecil.

Saringan pasir lambat merupakan sebuah proses filtrasi yang berupa wadah yang

diisi pasir dengan ukuran tertentu dan berfungsi untuk menyaring serta

menurunkan tingkat kekeruhan air karena dengan adanya peran mikroorganisme

sehingga akan menghasilkan air yang bersih.

17

Saringan pasir lambat proses pengerjaannya sederhana, murah dalam pembelian

bahan bakunya, serta dapat dipercaya sebagai salah satu metode pembersihan

persediaan air bersih. Dalam saringan pasir lambat, air yang mengalir berdasarkan

gravitasi yang melalui pasir halus dengan kecepatan yang rendah. Untuk kondisi

rata-rata harian yang dihasilkan berkisar antara 0,1-0,4 m3/m

2/jam (kecepatan

rendah). Dengan lapisan filter yang telah tersusun dari pasir halus dengan

diameter efektif berkisar 0,15-0,35 mm dengan materi tersuspensi dan koloid dari

air baku akan tertahan di lapisan teratas filter yang akan mengakibatkan

penyumbatan. Hal ini akan menyebabkan filter harus dibersihkan agar berfungsi

kembali seperti semula dengan cara membuang/mengangkat lapisan kotor

penyumbat (kotoran) sedalam satu sampel atau beberapa sentimeter. (Huisman,

1975)

Berdasarkan jenisnya, saringan pasir lambat digolongkan sebagai berikut:

a. Saringan pasir lambat model down flow atau konvensional

Saringan pasir lambat dengan menggunakan sistem aliran penyaringan dari

atas ke bawah. Keuntungan dari sistem penyaringan down flow ini antara lain

tidak memerlukan tekanan untuk menaikkan air dikarenakan air akan turun

sesuai dengan adanya gaya gravitasi. Untuk kelemahan dari sistem ini yaitu

memerlukan perawatan yang lebih, karena mengharuskan untuk pencucian

media pasir dengan cara manual yaitu mengeluarkan media pasir kemudian

dikeringkan dan dipasang kembali.

18

b. Saringan pasir lambat model up flow

Saringan pasir lambat dengan menggunakan sistem aliran penyaringan dari

bawah ke atas. Keuntungan dari sistem up flow ini yaitu menghasilkan aliran

air tenang sehingga proses penyaringan lebih baik, unsur-unsur yang akan

disaring akan dipengaruhi gaya gravitasi sehingga tetap berada dibawah, dan

apabila saringan kotor maka proses pencucian akan terjadi dengan sendirinya

yaitu dengan cara membuka kran pembuangan, proses ini dinamakan sebagai

pencucian balik (back wash). Sedangkan kelemahan dari sistem penyaringan

up flow ini adalah penempatan sumber air harus lebih tinggi atau letak

reservoar harus lebih tinggi dari pipa.

3.12 Faktor Yang Mempengaruhi Penyaringan

Adapun berbagai faktor yang mempengaruhi proses penyaringan adalah sebagai

berikut:

a. Susunan lapisan pasir

Susunan lapisan pasir yang mencakup dari luas permukaan pasir yang akan

digunakan serta ketebalan lapisan pasir yang berstandar dan akan digunakan

dimedia penyaring yaitu antara 50-60 cm. Sedangkan untuk diameter pasir

yang digunakan dalam saringan pasir lambat antara 0,3-1 mm. Dan lama

pemakaian dari media saring yang harus disesuaikan dengan kebutuhan, yaitu

dengan melakukan pembersihan secara rutin agar dapat memaksimalkan

proses penyaringan untuk kedepannya.

19

b. Suhu air

Temperatur atau suhu air akan sangat mempengaruhi dalam penerimaan air

oleh masyarakat, selain itu akan mempengaruhi reaksi kimia dalam

pengolahan air apabila temperatur air tersebut sangat tinggi.

c. Kecepatan penyaringan

Tingkat kecepatan penyaringan akan mempengaruji penggunaan filter, untuk

memperpanjang masa penggunaan filter maka diperlukan pengaturan tekanan

pada lapisan pasir yaitu dengan cara menambahkan ketinggian air diatas

media saring. Kecepatan penyaringan air pada proses saringan pasir lambat

yaitu berkisar antara 0,1-0,2 m/jam, ini dikarenakan proses penyaringan

saringan pasir lambat ini tanpa mengalami pengolahan terlebih dahulu

sehingga prosesnya lama.

d. Kualitas air baku

Apabila kualitas air baku mempunyai kekeruhan yang relatif tinggi maka

diperlukan proses pendahuluan berupa penyaringan.

Adapun contoh skema dari saringan pasir lambat dapat dilihat pada Gambar 3.1

berikut ini:

20

(Sumber: Nusa Idaman Said, 1996)

Gambar 3.1 Proses Saringan Pasir Lambat

3.13 Elemen Saringan Pasir Lambat

Adapun elemen terpenting yang digunakan dalam proses saringan pasir lambat

adalah sebagai berikut:

a. Aliran air baku

Aliran air dalam proses saringan pasir lambat harus diperhatikan, karena

sistem saringan ini apabila aliran air yang dialirkan terlalu deras akan

mengakibatkan filter penyaring seperti pasir akan tercampur dengan air.

b. Lapisan pasir

Tingginya lapisan pasir menjadi perhatian penting dalam penyaringan

saringan pasir lambat. Standar tinggi lapisan pasir pada filter saringan pasir

lambat berkisar antara 50-60 cm.

21

c. Kerikil;

Lapisan kerikil memiliki peranan dalam hal menyaring kotoran/padatan yang

terdapat pada air.

d. Pengaturan aliran air di dasar saringan

Aliran air pada dasar saringan penting untuk mengatur proses pengurasan atau

pencucian filter saringan serta mengatur aliran air yang akan dilalui oleh filter.

3.14 Mekanisme Penyaringan Saringan Pasir Lambat

Mekanisme proses untuk penyaringan air bersih dimana air baku yang bersumber

pada sungai atau mata air akan dialirkan ke tangki penerima, kemudian dialirkan

ke bak pengendap tanpa memakai zat kimia, ini bertujuan untuk mengendapkan

kotoran yang terdapat dalam air baku. Selanjutnya dialirkan ke penyaringan

dengan proses saringan pasir lambat setelah itu dialirkan ke dalam bak

penampung air bersih. Air baku yang dialirkan ke saringan pasir lambat akan

menyaring kotoran-kotoran yang ada didalamnya akan tertahan pada media pasir

dikarenakan adanya akumulasi kotoran baik dari zat organik maupun anorganik

pada media filternya akan membentuk sebuah lapisan (film) biologis.

Dengan adanya lapisan ini, maka selain hasil penyaringan air secara fisika juga

dapat menghilangkan (impuritis) secara biokimia. Kadar ammonia dengan

konsentrasi yang rendah, zat besi, mangan, dan zat-zat yang menimbulkan bau

pada air dapat dihilangkan dengan proses ini, sehingga proses pengolahan air ini

dapat dinilai sebagai kualitas yang baik.

22

Pengolahan air baku ini sangat sesuai untuk kualitas kekeruhan air yang rendah

dan relatif tetap, biaya operasional yang dikeluarkan rendah dikarenakan proses

pengendapan tanpa bahan kimia dan proses pencucian media filter juga lebih

mudah.Untuk proses disinfeksi/penghilangan kuman yang terkandung dalam air

dapat menggunakan berbagai cara seperti proses klorinisasi, brominasi, ozonisasi,

penyinara ultraviolet, ataupun menggunakan aktif karbon. Apabila ingin

dikonsumsi, sebaiknya air hasil dari penyaringan ini dimasak terlebih dahulu

hingga mendidih sebelum dikonsumsi.

3.15 Definisi Sistem

Definisi sistem yang dikemukakan oleh (Maryono, A., 2011) merupakan suatu

keterpaduan (wholism) antar elemen-elemen (sub-sistem) yang saling berinteraksi,

berintegrasi, berbagi, bersinergi, dan berkolaborasi untuk suatu tujuan tertentu

dengan proses mekanisme metabolisme loop-feedback input-process-output

tertentu dengan target produk dan waktu pencapaian tertentu dengan adanya

mekanisme kontrol perencanaan, pelaksanaan, dan evaluasi secara kontinyu yang

bersifat terbuka serta mempunyai batasan-batasan tertentu dan berada atau terkait

dengan lingkungan tertentu.

3.16 Pola Pikir Sistem

Maryono, 2011 menyebutkan bahwa pengembangan suatu sistem membutuhkan

suatu pola pikir untuk menyelesaikan permasalahan sebuah sistem. Salah satu

pola pikir sistem yang dikembangkan yaitu pola pikir integralistik yang

23

merupakan sebuah pola pikir yang mengaitkan antara satu permasalahan dengan

permasalahan yang lain, semakin banyak yang terkait dengan permasalahan

tersebut dengan kaitan yang logis dan realistis, maka semakin bagus pula

penyelesaian masalah yang akan diusulkan.

Sebagai contoh sebuah permasalahan tentang pemenuhan kebutuhan air bersih di

suatu kawasan atau lingkungan tertentu. Di mana sebuah kawasan yang

kesehariannya bergantung untuk penggunaan air baku dari sungai. Kondisi sungai

yang tercemar dan kotor sangat tidak layak untuk kesehatan karena air sungai

telah terkontaminasi bakteri dan zat pencemar lainnya seperti limbah domestik

maupun limbah rumah tangga. Untuk mewujudkan pemenuhan akan kebutuhan

air yang bersih dan layak diperlukan berbagai elemen-elemen pendukung yang

membantu terselesaikannya masalah tersebut, diantaranya faktor dari kesadaran

masyarakat sekitar untuk menjaga lingkungannya yaitu dengan tidak membuang

sampah di sumber air seperti sungai. Selain itu peran serta masyarakat untuk

menyadari pentingnya dalam menjaga kelestarian disekitar sungai.

3.17 Pendekatan Sistem

Pendekatan sistem yang akan dilakukan dalam upaya penerapan sebuah proses

pemurnian air bersih di kawasan wisata islami pesantren madinatul quran dan

masyarakat sekitarnya yaitu dengan cara melakukan sosialisasi tentang pentingnya

sebuah kualitas air yang bersih untuk kesehatan serta dengan memperkenalkan

sebuah teknologi sederhana untuk memurnikan air. Pengenalan teknologi ini harus

24

mencakup sistem masyarakat disana, dari segi kemampuan masyarakat untuk

mengembangkan teknologi tersebut, hingga ketersediaan bahan baku untuk

penerapan teknologi pemurnian air tersebut.

Peran serta masyarakat dan para santri akan membantu mewujudkan kualitas air

bersih dan layak digunakan untuk kebutuhan sehari-hari. Untuk proyeksi

kedepannya kawasan pesantren akan menjadi sebuah kawasan wisata islami yang

nantinya fasilitas untuk ketersediaan air bersih sangat vital bagi pengunjung

wisatawan dan juga bagi para santri dan masyarakat sekitarnya.

3.18 Kebutuhan Air

Menurut WHO (World Health Organization) kebutuhan air seseorang tidak dapat

diprediksi, sebagai contoh untuk kebutuhan mencuci pakaian ataupun mencuci

tangan dan kaki. Walaupun secara umum kebutuhan akan penggunaan air setiap

orang berbeda-beda, tetapi perkiraan untuk pengelompokan kebutuhan air dapat

digolongkan seperti kebutuhan air untuk minum tentunya lebih sedikit dan lebih

bersih dibandingkan dengan kebutuhan mandi atau cuci pakaian.

Kebutuhan penggunaan air dikelompokkan dari yang terpenting dan akan menjadi

sebuah hirarki berbentuk piramida hirarki kebutuhan minimal air. Pengelompokan

kebutuhan air yang paling utama berada paling atas karena merupakan sebuah

kebutuhan yang wajib karena alasan untuk bertahan hidup dalam jangka waktu

yang pendek yaitu kebutuhan untuk konsumsi air minum.

25

Teori yang diterapkan oleh Abraham Maslow mengenai hirariki kebutuhan air

dapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut ini.

Gambar 3.2 Hirarki kebutuhan air (sumber: WHO, minimum water requirment)

Dari penjelsan gambar hirarki kebutuhan di atas, dapat dijelaskan untuk

menghitung kebutuhan air dalam suatu kawasan dengan memperkirakan

banyaknya jumlah air yang akan digunakan. Sebagai contoh dalam sebuah

kawasan pesantren dengan perkiraan kasar jumlah santri yang menggunakan air

dikawasan tersebut adalah 100 orang dan melihat kebutuhan untuk bertahan hidup

yang dikategorikan meminum air untuk konsumsi dan kebutuhan memasak, dan

kebutuhan untuk membersihkan badan seperti mandi dan buang air sehingga

dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 3.1 berikut ini.

...........................(3.1)

26

3.19 Studi Kelayakan

Studi kelayakan merupakan suatu kegiatan analisis yang cermat sistemis dan

menyeluruh mengenai faktor-faktor atau aspek yang dapat mempengaruhi

kemungkinan berhasilnya (layaknya) pelaksanaan atas sebuah gagasan usaha.

Dalam melakukan sebuah studi kelayakan, hendaknya terlebih dahulu ditentukan

aspek-aspek kelayakan apa saja yang akan dikaji.

Salah satu aspek yang terpenting dalam sebuah studi kelayakan sebuah

pengembangan kawasan di Pesantren Madinatul Quran dan dalam pengembangan

sebuah teknologi pemurnian air bersih nantinya akan mencakup berbagai aspek

yang diantaranya aspek teknis dan teknologi, aspek lingkungan, dan aspek

ekonomi dan sosial. Penjelasan mengenai berbagai kelayakan yang terkait dapat

dilihat sebagai berikut.

a. Aspek teknis dan teknologi

Menurut (Veronika, 2009) aspek teknis merupakan aspek yang berkaitan

dengan pengoperasian atau pembangunan suatu proyek secara teknis. Studi

aspek teknis dan teknologi akan menjelaskan kebutuhan apa saja yang

diperlukan serta bagaimana teknis atau proses suatu produksi yang akan

dilaksanakan untuk kedepannya;

27

b. Aspek lingkungan

Dalam peninjauan dari aspek lingkungan, dilakukan sebuah analisa mengenai

dampak lingkungan yang mungkin terjadi dengan adanya sebuah kegiatan

indusri ini (Makarina, 2006). Dampat yang akan timbul ada yang langsung

mempengaruhi dan pada suatu kegiatan atau akan terlihat pada masa yang

akan datang (Elvira).

c. Aspek ekonomi dan sosial

Menurut (Nia, 2013), aspek ekonomi dan sosial merupakan pengaruh yang

akan terjadi khusunya dibidang perekonomian masyarakat dan bidang sosial

kemasyarakatan. Setiap usaha yang dijalankan akan memberikan dampak

yang positif dan negatif bagi berbagai pihak.

Bagi masyarakat, adanya investasi yang ditinjau dari aspek ekonomi akan

memberikan peluang untuk meningkatkan pendapatan, sedangkan bagi

pemerintah akan memberikan pemasukan berupa pendapatan baik bagi

pemerintah pusat maupun pemerintah daerah.

28

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

4.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian mengenai perancangan sistem pemurnian air ini dilakukan di kawasan

pondok pesantren Madinatul Quran Jonggol, Bogor. Waktu penelitian akan

dimulai pada bulan Maret 2014 sampai dengan bulan Mei 2014. Adapun

gambaran lokasi pondok pesantren Madinatul Quran dapat dilihat pada Gambar

4.1berikut ini.

Gambar 4.1 Lokasi Penelitian (Sumber: Google Earth)

4.2 Bahan dan Alat Penelitian

Adapun bahan dan alat yang akan digunakan selama penelitian ini adalah sebagai

berikut:

29

a. Sampel air baku di kawasan Pondok Pesantren Madinatul Quran

Air baku yang digunakan oleh para santri dan masyarakat sekitar merupakan

air yang bersumber dari mata air sodong di kawasan pegunungan, Jonggol,

Kab. Bogor;

b. Alat yang akan digunakan adalah sebagai berikut :

Alat filtrasi Saringan Pasir Lambat model up flow;

pH meter;

Turbidity meter

Phenantroline spectrofotometer (ferrover)

Botol Sampel

Styrofoam

Stopwatch

4.3 Tahap Penelitian

4.3.1 Pengujian sampel air baku

Menguji sampel air baku yang ada di lokasi dengan parameter pH (derajat

keasaman), kekeruhan, bau, rasa, warna, serta kadar besi (Fe) yang terkandung

dalam air.

4.3.2 Pemasangan Saringan Pasir Lambat

Pemasangan saringan pasir lambat untuk menyaring air baku yang bersumber

pada aliran air yang kemudian dipompa menuju tandon air dan kemudian

diteruskan kedalam filter penyaringan. Adapun proses saringan pasir lambat

30

menggunakan sistem up flow, untuk gambaran skemanya dapat dilihat pada

Gambar 4.2 berikut ini.

Air baku

Gambar 4.2 Skema Penyaringan Saringan Pasir Lambat

4.3.3 Pengujian Sampel Filtrasi

Hasil sampel air yang telah di filtrasi kemudian akan di uji dengan parameter pH

(derajat keasaman), kekeruhan, bau, rasa, warna, serta kadar besi (Fe) yang

terkandung dalam air. Dan memberikan alternatif untuk media saring yang efektif

untuk hasil penyaringan air yang baik

4.3.4 Perbandingan Hasil Uji Sampel

Membandingkan hasil sampel awal sebelum filtrasi dan sesudah filtrasi untuk

mengetahui bagaimana kefektifan sistem filter dalam meningkatkan kualitas air

baku.

Tandon

air

Bak

Penampungan

Air Bersih

31

4.3.5 Analisa dan Pembahasan

Analisa dan pembahasan mengenai data sampel air yang diuji, selain itu menguji

keefektifan saringan filter yang digunakan yaitu dengan membandingkan filter

mana yang efektif digunakan serta menghitung kebutuhan air yang akan

digunakan. Adapun alternatiif saringan filter adalah sebagai berikut:

a. Saringan filter yang terdiri dari kerikil dan pasir

b. Saringan filter yang terdiri dari kerikil, pasir, dan ijuk;

c. Saringan filter yang terdiri dari kerikil, pasir, arang tempurung kelapa.

Selain itu, analisa yang akan dilakukan nantinya berupa studi kelayakan terhadap

berbagai aspek yang terkait dalam pengembangan teknologi pemurnian air ini

yang diantaranya kelayakan dari segi teknis dan produksi, kelayakan dari segi

lingkungan, serta kelayakan dari segi ekonomi sosial.

4.3.6 Kesimpulan dan Saran

Memberikan kesimpulan akhir dari penelitian yang dijalankan berdasarkan pada

tujuan awal yang telah ditetapkan. Serta memberikan saran untuk kemajuan

penelitian yang berikutnya yang lebih baik.

4.4 Variabel Penelitian

Adapun variabel penelitian yang dibahas adalah sebagai berikut:

a. Variabel bebas, yaitu berupa kualitas air baku yang akan diuji untuk dilakukan

filtrasi baik yang sebelum maupun yang sesudah;

32

b. Variabel terikat, yaitu berupaparameter uji yang akan digunakan untuk

mengukur kualitas sampel air seperti ph, kekeruhan, bau, rasa, warna, dan

kadar besi (fe). Serta menguji kefektifan filter yang digunakan dengan

lamanya proses filtrasi dengan rentan waktu 5 menit, 10 menit, dan 15 menit.

3.5 Diagram Alir Proses Penelitian

Adapun diagram alir proses penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut ini.

Standar Peraturan Pemerintah

No. 20 Tahun 1990 tentang

Pengendalian dan Pencemaran

Air

Identifikasi Data yang

dibutuhkan Data Primer:

- Data Sampel Air Baku; - Data Sampel Air Baku

setelah tahap filtrasi.

Data Sekunder:

- Data Santri dan Masyarakat di kawasan pesantren Madinatul Quran;

- Referensi Buku, Jurnal, dan Internet.

Pra Survei Penelitian

Kualitas Air Baku yang terdapat di

kawasan Pesantren Madinatul Quran

Kebutuhan air yang digunakan di

kawasan Pesantren Madinatul Quran

Analisa Teknis

3 alternatif filter : 1. Kerikil Pasir 2. Kerikil Pasir

Ijuk 3. Kerikil Pasir

Arang Tempurung Kelapa

Pengujian Sampel Air Baku di

Laboratorium

Proses Filtrasi

Saringan Pasir Lambat

Pengujian Sampel Air Filtrasi

di Laboratorium

1

33

A

Gambar 3.3 Diagram Alir Proses Penelitian

Analisa Kebutuhan Air Bersih yang akan digunakan di

kawasan

Pesantren Madinatul Qur,an

Kesimpulan dan Saran

Alternatif Penyaringan yang

efektif memurnikan air

Analisa dan Pembahasan

Penelitian

Analisa Lingkungan

Analisa Ekonomi dan Sosial

Analisa Perhitungan Kelayakan Ekonomi

1

34

4.6 Jadwal Penelitian

Adapun uraian jadwal penelitian dapat dilihat pada Tabel 4.1 berikut ini.

Tabel 4.1 Jadwal Penelitian

No Kegiatan Bulan 2014

Januari Februari Maret April Mei

1 Pra Survei Penelitian

2 Penyusunan Proposal

3 Seminar Proposal

4 Revisi

5 Tahap Penelitian

6 Pengambilan sampel air baku untuk diuji

7

Pengujian proses

pemurnian air menggunakan saringan

pasir lambat

8 Pengujian air filtrasi

9 Analisa kebutuhan air

10 Analisa efektifitas filter Saringan Pasir Lambat

11

Analisa pendekatan

sistem melalui studi feasibility study

9 Asistensi Dengan

Dosen Pembimbing

10 Seminar Kemajuan

11 Seminar Hasil

12 Revisi

13 Ujian Tesis

DAFTAR PUSTAKA

Alegantina, S., 2008, Pengembangan Model Proses Filtrasi dan Disinfeksi Yang

Mempengaruhi Kualitas Air Minum Isi Ulang, Media Litbang Kesehatan

Volume XVIII Nomor 3 Tahun 2008.

Astari, S., 2014,Kehandalan Saringan Pasir Lambat Dalam Pengolahan Air,

Institut Teknologi Bandung, Bandung.

35

Debora, N., 2011, Peningkatan Kualitas Air Bersih Berbahan Baku Air Sungai

Mahakam Samarinda Memakai Serbuk Kelor (Moringa Oleivera) dan

Arang Tempurung Kelapa, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Effendi, H., 2003, Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan

Lingkungan Perairan, Kanisius, Yogyakarta.

Huisman, L., 1975, Slow Sand Filter, Daft University of Technology,

Netherlands.

Idaman Said, N., 1996, Teknologi Pengolahan Air Bersih Dengan Proses

Saringan Pasir Lambat Up Flow.

Makhmudah, N., 2009, Penyisihan Besi-Mangan, Kekeruhan dan Warna

Menggunakan Saringan Pasir Lambat Dua Tingkat Pada Kondisi Air Tak

Jenuh, Studi Kasus Air Sungai Cikapundang, Institut Teknologi Bandung,

Bandung.

Maryono, A., 2011, Pola Pikir Sistem The Power of Systemic Thinking,

Lembaga ECO COMM INDONESIA, Eco Engineering and Community

Empowerment, Sleman, Yogyakarta.

36

Pangidoan, 2013, Pengolahan Air Bersih di Lingkungan Kampus Universitas

Pasir Pengaraian Dengan Sistem Up Flow, Universitas Pasir Pengaraian,

Riau.

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 20 Tahun 1990, Tentang

Pengendalian Pencemaran Air.

Rahman, A., 2004, Penyaringan Air Tanah Dengan Zeolit Alami Untuk

Menurunkan Kadar Besi dan Mangan, Departemen Kesehatan Lingkungan,

Universitas Indonesia, Depok.

Sutrisno, T., 1996, Teknologi Penyediaan Air Bersih, Rineka Cipta, Jakarta.

WHO (World Health Organization), Minimum Water Quantity Needed for

Domestic Uses, WHO/SEARO Technical Notes for Emergencies

http://aimyaya.com/menghitung_perkiraan_kebutuhan_minimal_air/, diposting

oleh aimyaya, diunduh pada tanggal 20 Februari 2014, 14.23 WIB.