i

“ Skripsi “

EVALUASI KINERJA UNIT PROSES INSTALASI PENGOLAHAN AIR (IPA) TANRALILI KABUPATEN MAROS

Oleh :

M U S T A R I SRI HANDAYANI K.105 81 1989 13 105 81 1399 10

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPIL PENGAIRAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2015

HALAMAN JUDUL

ii

iii

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkat

rahmat-Nya serta doa restu ayahanda dan ibunda tercinta, sehingga penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir ini yang merupakan persyaratan dan kewajiban

akademik yang harus dipenuhi guna memperoleh gelar sarjana teknik pada

Fakultas Teknik Jurusan Sipil dan Perencanaan Program Studi Teknik Pengairan

Universitas Muhammadiyah Makassar.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa di dalam penulisan skripsi ini masih

banyak kekurangan, hal ini disebabkan penulis sebagai manusia biasa tidak lepas

dari kesalahan dan kekurangan baik itu ditinjau dari segi teknis penulisan maupun

dari perhitungan-perhitungan. Oleh karena itu, penulis menerima dengan senang

hati segala koreksi serta perbaikan guna penyempurnaan tulisan ini agar kelak

dapat bermanfaat.

Skripsi ini dapat terwujud berkat adanya bantuan, arahan dan bimbingan

dari berbagai pihak. Oleh karena itu kiranya dikesempatan ini penulis

menyampaikan banyak terima kasih yang setulus- tulusnya kepada Bapak

Prof. Dr. Ir. H. Lawalenna Samang, M.Sc., M.Eng. dan Ibu Hj. Arsyuni Ali

Mustari, ST., MT. selaku pembimbing kami, yang telah banyak membantu dan

memberikan bimbingan serta pengarahan kepada kami.

Atas selesainya tugas akhir ini, maka kami sampaikan banyak terima kasih

dan rasa hormat kami kepada :

v

1. Bapak Dr. Irwan Akib, M.Pd, sebagai Rektor Universitas Muhammadiyah

Makassar.

2. Bapak Hamzah Al Imran, ST., MT, sebagai Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Makassar.

3. Kakanda Syafaat Syafruddin Kuba, ST. sebagai Ketua Jurusan Sipil dan

Perencanaan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.

4. Bapak dan Ibu Dosen serta Staf pegawai pada Fakultas Teknik, atas segala

waktunya telah mendidik dan melayani penulis selama mengikuti proses

belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.

5. Ayah, Ibu, Aidil serta keluarga besar tersayang yang selalu mendoakan

dan memberikan supportnya kepada saya untuk menyelesaikan skripsi ini.

6. Sahabat-sahabatku, kanda dewan senior, adik-adik junior yang telah

mensupport dan memotivasi.

7. Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu semoga Tuhan

Yang Maha Esa membalas budi baik dan amal saleh mereka dengan

balasan yang setimpal. Amin..

vi

Saya menyadari, bahwa dengan terbatasnya waktu, pustaka, pengetahuan

dan pengalaman yang ada pada saya, maka Skripsi/Tugas Akhir ini jauh dari

kesempurnaan. Oleh karenanya saran maupun koreksi sangat saya harapkan demi

perbaikan dan kesempurnaan tulisan ini.

Semoga Skripsi ini disamping memenuhi syarat kurikulum juga

bermanfaat bagi saya, rekan- rekan, masyarakat, serta bangsa dan Negara. Amin..

Makassar, 15 April 2015

Penulis

vii

ABSTRAK

Air merupakan salah satu kebutuhan utama dalam menunjang kehidupan

manusia.Kebutuhan terhadap air bersih yang layak dikonsumsi adalah salah

satunya. Instalasi Pengolahan Air (IPA) Tanralili merupakan salah satu unit

pengolahan air yang ada di Kabupaten Maros dengan kapasitas 20 Ltr/dtk,

dibangun pada tahun 2012. Sumber air baku yang digunakan untuk memenuhi

kebutuha produksi IPA Tanralili, memanfaatkan air Sungai Dulang melalui

bangunan intake yang dibangun dipinngir sungai tersebut. Kinerja Unit Proses

IPA Tanralili sistem Koagulasi, Flokulasi, Sedimentasi dan Filtrasi dengan

menggunakan metode pengolahan secara fisika, kimia dan bilogis. Kinerja

Instalasi pengolahan air diketahui melalui studi dengan meninjau kondisi eksisting

IPA. Metode penelitian yang akan dilakukan adalah observasi secara lngsung

pada lokasi IPA Tanralili. Dari hasil studi, kinerja unit proses pengolahan

diketahui dapat mengolah air baku sehingga menghasilkan air bersih yang

memenuhi baku mutu. Namun diketahui pula terdapat beberapa masalah pada

kineja unit – unit proses pengolahan yang sebaiknya dilakukan perbaikan dan

perhitungan kembali guna meninggaktkan kinerja unit instalasi.

Kata kunci : kinerja unit, proses pengolahan air, air bersih

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL …………………………………………………………... i

HALAMAN PENGESAHAN ………………………………………………… ii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ……………………………. iii

KATA PENGANTAR ……………………………………………………….... iv

ABSTRAK …………………………………………………………………….. vii

DAFTAR ISI …………………………………………………………………… vi

DAFTAR GAMBAR ...………………………………………………………... xi

DAFTAR TABEL …………………………………………………………....... x

BAB I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ······················································ 1

B. Rumusan Masalah ··················································· 3

C. Tujuan Penelitian ····················································· 3

D. Manfaat Penelitian ·················································· 3

E. Batasan Masalah ····················································· 4

F. Sistematika Penulisan ··············································· 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Kebutuhan Air Bersih ................................................................. 5

B. Sumber dan Potensi Air Baku .................................................... 6

C. Kualitas Air Bersih ..................................................................... 7

ix

D. Sistem Pengolahan Air Bersih .................................................... 14

E. Prinsip kerja Unit Instalasi Pengolahan Air Bersih .................... 16

F. Pedoman Pengujian Air Baku dan Bersih ................................... 42

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ······································· 51

B. Teknik Pengumpulan Data dan Sampel Air ····················· 52

C. Metode Pengujian ······················································ 59

D. Analisa Kinerja Unit Proses IPA .................................................. 61

E. Alat dan Bahan ............................................................................. 62

F. Diagram Proses Penelitian ············································ 63

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Uji Kekeruhan dan pH Air Pada Unit Proses IPA ················· 64

B. Kualitas Air Bersih IPA Tanralili ................................................. 66

C. Kinerja Unit Proses Instalasi Pengolahan Air Tanralili ................ 67

BAB V. PENUTUP

A. Kesimpulan ····························································· 79

B. Saran ····································································· 80

Daftar Pustaka

Lampiran

x

DAFTAR GAMBAR

Nomor halaman

1. Siklus Hidrologi ……………………………………………......................... 7

2. Skema Pengolahan Air Bersih …………………………………………….... 15

3. Unit Koagulasi dan Flokulasi ………………………………………………. 21

4. Unit Sedinmentasi ………………………………………………………….. 27

5. Unit Filtrasi ………………………………………………………………… 31

6. Peta Wilayah Pelayanan PDAM Tirta Bantimurung ………………………. 51

7. Layout IPA Tanralili ……………………………………………………….. 54

8. Skematik IPA Tanralili …………………………………………………….. 54

9. Bagan Alir (flow chart) …………………………………………………….. 63

10. Grafik Analisis Kualitas Air Kinerja Unit Proses IPA ……………………. 65

11. Grafik Hasil Perhitungan Kinerja Unit Koagulasi & Flokulasi …………… 68

12. Grafik Hasil Perhitungan Kinerja Unit Filtras …………………………….. 75

14. Grafik Hasil Perhitungan Bak Rservoir …………………………………… 78

xi

DAFTAR TABEL

Nomor halaman

1. Suhu Untuk Masing-Masing Golongan Air ……………………………….. 11

2. Kriteria Desain Horizontal Baffel Channel ……………………………….. 23

3. Karakteristik Media Filter ………………………………………………… 32

4. Kriteria Desain Unit Saringan Pasir Cepat ………………………………… 33

5. Metode Pemeriksaan Air …………………………………………………... 43

6.Data Eksisting Intake ………………………………………………………. 55

7. Data Eksisting Unit Koagulasi ……………………………………………. 56

8. Data Eksisting Unit Flokulasi …………………………………………….. 56

9. Data Eksisting Unit Sedimentasi …………………………………………. 57

10. Data Eksisting Unit Filtrasi ……………………………………………… 58

11. Data Eksisting Reservoir ………………………………………………… 59

12. Kualitas Air Unit Proses IPA ……………………………………………. 64

13. Kualitas Air Bersih IPA Tanralili ……………………………………….. 66

14. Hasil Perhitungan Kinerja Unit Koagulasi ……………………………… 68

15. Hasil Perhitungan Kinerja Unit Flokulasi ………………………………… 70

16. Hasil Perhitungan Kinerja Unit Sedimentasi …………………………… 72

17. Hasil Perhitungan Kinerja Unit Filtrasi …………………………………… 75

18. Hasil Perhitungan Reservoir ………………………………………………. 77

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Secara umum, pengolahan air bersih terdiri dari 3 proses pengolahan, yaitu

pengolahan secara fisika, kimia, dan biologi. PDAM, biasanya melakukan

pengolahan secara fisika dan kimiawi dalam proses penyediaan air bersih. Dengan

adanya standar mutu air bersih sebagai kebutuhan sehari-hari manusia, maka dari

itu disetiap daerah, masing-masing telah memiliki Unit Instalasi Pengolahan Air

Bersih yang telah direkomendasikan sesuai dengan spesifikasi Standar Nasional

Indonesia (SNI) yang secara kualitas, kuantitas, dan kontinuitas untuk

menyediakan air bersih, sehingga proses kebutuhan sehari-hari manusia dapat

berjalan dengan baik.

Instalasi Pengolahan Air merupakan suatu sistem yang mengkombinasikan

proses koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi, dan desinfeksi serta dilengkapi

dengan pengontrolan proses juga instrument pengukuran yang dibutuhkan

Instalasi ini harus didesain untuk menghasilkan air yang layak dikonsumsi

masyarakat bagaimanapun kondisi cuaca dan lingkungan. Selain itu, sistem dan

subsistem dalam instalasi yang akan didesain harus sederhana, efektif, dapat

diandalkan, tahan lama, dan murah dalam pembiayaan (Kawamura, 1991).

Pemilihan masing-masing unit operasi yang digunakan dipengaruhi oleh

berbagai faktor seperti jenis dan karakteristik air, variasi debit air, kualitas hasil

olahan yang diinginkan, pertimbangan kemudahan dalam operasi dan

2

pemeliharaan yang berkaitan dengan ketersedian teknologi dan tenaga terampil

serta aspek ekonomis menyangkut biaya yang harus disediakan untuk

pembangunan instalasi serta biaya operasionalnya. Sedangkan pengolahan air

secara khusus yang disesuaikan dengan kondisi sumber air baku dan atau

keperluan/ peruntukan penggunaannya dapat dilakukan diantaranya dengan

reverse osmosis, ion exchange, adsorbsi, dan pelunakan air (Darmasetiawan,

2004).

Instalasi Pengolahan Air (IPA) Tanralili merupakan salah satu unit

pengolahan air dengan kapasitas 20 Ltr/detik, dibangun pada tahun 2012 sebagai

wujud peningkatan pelayanan distribusi kebutuhan air bersih Masyarakat

Kabupaten Maros khususnya di Kecamatan Tanralili . IPA Tanralili menggunakan

metode pengolahan secara fisika, kimiawi dan biologis.

Sumber air baku yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan produksi IPA

Tanralili, memanfaatkan air Sungai Dulang melalui bangunan intake yang

dibangun dipinggir sungai tersebut. Air baku ini mengalir secara gravitasi dan

dipompakan ke bak unit koagulasi. Selanjutnya air baku dibubuhi bahan kimia

atau koagulan yang pengadukannya dilakukan secara hidrolis dengan

menggunakan terjunan, denga terjunan yang digunakan air mengalir secara

gravitasi menuju unit berikutnya yaitu unit flokulasi, sedimentasi, dan unit filtrasi

dengan menggunakan media pasir sebagai media penyaring. Selanjutnya air bersih

hasil produksi IPA ditampung oleh bak reservoir dengan kapasitas 200 m3

sebelum didistribusikan ke pelanggan.

3

Berdasarkan latar belakang tersebut diatas, maka studi kami lebih difokuskan

pada Kinerja Unit Proses Instalasi Pengolahan Air (IPA) Tanralili. Hal ini

penting karena studi ini belum pernah dilakukan sehingga dapat bermanfaat untuk

meningkatkan pelayanan kualitas air bersih khususnya di Kecamatan Tanralili

Kabupaten Maros.

B. Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas, maka kami mengambil rumusan masalah sebagai

berikut :

1. Bagaimana hasil kinerja Unit Proses Instalasi Pengolahan Air Bersih (IPA)

Tanralili?

2. Bagaimana kualitas air masing-masing Unit Proses Instalasi Pengolahan Air

Bersih (IPA) Tanralili?

C. Tujuan Penelitian

Tujuan Penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui kinerja Unit Proses Instalasi Pengolahan Air Bersih (IPA)

Tanralili.

2. Untuk mengetahui kualitas air masing-masing Unit Proses Instalasi

Pengolahan Air Bersih (IPA) Tanralili.

D. Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian kali ini adalah:

Memberikan masukan kepada pengambil kebijakan, dalam hal peningkatan

kinerja Unit Proses Instalasi Pengolahan Air (IPA) Tanralili.

4

E. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dipenulisan ini adalah :

1) Studi kasus dilakukan pada unit paket Instalasi Pengolahan Air Bersih (IPA)

Tanralili Kabupaten Maros.

2) Metode yang digunakan adalah standar dan kriteria desain yang berlaku.

F. Sistematika Penulisan

Untuk mendapatkan gambaran umum isi tulisan, penulis membuat sistematika

penulisan sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan mencakup pembahasan latar belakang, rumusan

masalah, tujuan penulisan, manfaat penelitian, batasan masalah,

dan sistematika penulisan.

Bab II Kajian pustaka mencakup Kebutuhan Air Bersih, Sumber dan

Potensi Air Baku, Kualitas Air Bersih, Sistem Pengolahan Air

Bersih, Prinsip Kerja Unit Instalasi Pengolahan Air Bersih, dan

Pedoman Pengujian Air Baku dan Bersih.

Bab III Metodologi penelitian mencakup tempat dan waktu penelitian,

jenis penelitian dan sumber data/parameter, alat dan bahan, alur

kerja penelitian.

Bab IV Pembahasan mencakup kinerja dan Kualitas Air Bersih Unit Proses

Instalasi Pengolahan Air (IPA) Tanralili Kabupaten Maros.

Bab V Kesimpulan dan saran.

5

.

1. Data Primer :

- Sumber air baku.

- Proses pengolahan air.

6

- Teknis operasional dan perwatan.

- Kinerja pengolahan instalasi air.

2. Data Sekunder :

- Instalasi pengolahan air (Domestik, non domestik).

- Kebutuhan/peruntukan air.

- Data penunjang lain.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Kebutuhan Air Bersih

Air bersih merupakan kebutuhan pokok bagi manusia sehingga air sangat

penting artinya bagi kehidupan manusia di dunia ini. Airmerupakan bahan bagi

kehidupan manusia yang tidak mungkin digantikan dengan yang lain, oleh karena

itu air sangat penting dalam kehidupan manusia. Winarno (1986 : 16).

Tubuh manusia terdiri dari 65% air, dengan kehilangan cukup banyak air

dari tubuh, akan mengakibatkan banyak masalah dan mungkin menyebabkan

kematian.Menurut WHO ”Bahwa untuk sekurang-kurangnya 30.000 orang di

negara-negara berkembang meninggal dunia setiap harinya karena kekurangan air,

dan fasilitas sanitasi yang kurang sehat tersebut menunjukkan

kecenderungan”.Dikutipoleh Winarno (1986 : 16).

Manusia dan mahluk hidup lainnya memerlukan air untuk proses

pisikologis yang dibedakan anatara lain :

1. Kebutuhan Domestik, adalah kebutuhan air bersih untuk pemenuhan kegiatan

sehari-hari atau rumah tangga seperti untuk air minum, memasak, dan

kesehatan individu.

2. Kebutuhan Non Domestik, adalah kebutuhan air bersih yang digunakan

untuk beberapa kegiatan seperti :

6

a. Kebutuhan Institusional, yaitu kebutuhan air bersih untuk kegiatan

perkotaan dan tempat pendidikan atau sekolah.

b. Kebutuhan Komersial atau Industri, yaitu kebutuhan air bersih untuk

kegiatan hotel, pasar, pertokoan, restorant. Sedangkan kebutuhan air bersih

untuk industri biasanya digunakan untuk air pendingin, air pada boiler

untuk pemanas, bahan baku proses.

c. Kebutuhan fasilitas umum adalah kebutuhan air bersih untuk kegiatan

tempat-tempat Ibadah, rekreasi, dan terminal.

B. Sumber dan Potensi Air Baku

Secara garis besar, air yang ada di Bumi ini yang dapat dimanfaatkan

terbagi atas :

1. Air hujan

2. Air permukaan :

- Air sungai

- Air danau

- Mata air

3. Air tanah :

- Air tanah dangkal

- Air tanah dalam

4. Air laut

Dari empat sumber air baku tersebut di atas, masing-masing mempunyai

hubungan satu sama lain yang merupakan satu mata rantai yang tidak dapat

diputuskan yang disebut dengan daur hidrologi Soewarno (1995 : 20)

7

Pada dasarnya jumlah air di Bumi ini tetap, hanya berputar-putar

mengikuti siklus hidrologi tersebut. Siklus hidrologi dapat digambarkan sebagai

berikut:

Sumber : Soewarno, Seri Hidrologi (2013 : 1)

Gambar. 1. Siklus Air

C. Kualitas Air Bersih

Standarisasi kualitas air minum diperuntukkan bagi kehidupan manusia,

tidak mengganggu kesehatan dan secara estetika diterima serta tidak merusak

fasilitas penyediaan air bersih itu sendiri.sumberair permukaan ini dapat berupa

sungai, danau, waduk, mata air, dan air saluran irigasi. Kebanyakan senyawa

pencemar pada air permukaan ini berasal dari limbah rumah tangga, limbah

industri, dan lain-lain.

8

Sesuai dengan peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82 tanggal 14

Desember tahun 2001 tentang pengolahan kualitas air dan pengendalian

pencemaran air, maka klasifikasi mutu air ditetapkan menjadi 4 golongan, yaitu :

a. Golongan I (satu)

Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum, dan atau

peruntukan lain mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan

tersebut.

b. Golongan II (dua)

Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air,

dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan

kegunaan tersebut.

c. Golongan III (tiga)

Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikanair

tawar, peternakan, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air

yang sama dengan kegunaan tersebut.

d. Golongan IV (empat)

Air yang peruntukannya dapa digunakan untuk mengairi pertamnan, dan atau

peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan

tersebut.

Berdasarkan peraturan dari pemerintah maka mutu air dengan klasifikasi

golongan satu yang dapat digunakan sebagai air baku untuk air minum, dengan

parameter yang harus diperhatikan seperti parameter fisik, kimia, dan

mikribiologi.

9

Pada parameter fisik unsur-unsur yang harus diperhatikan adalah

kekeruhan, warna, zat padat terlarut dan suhu. Pada parameter kimia unsur-unsur

yang perlu diperhatikan adalah derajat keasaman (pH), senyawa organik seperti

senyawa logam, sulfida, dan lain-lain. Sedangkan senyawa non organik seperti

minyak, deterjen, dan lain-lain. Pada parameter mikrobiologi unsur-unsur yang

perlu diperhatikan adalah bakteri koliform.

Agar kualitas air yang akan dikonsumsi dapat memenuhi persyaratan

kesehatan, maka pemerintah dalam hal ini menteri kesehatan mengeluarkan

peraturan berupa persyaratan kualitas air minum seperti yang tercantum dalam

peraturan Menteri Kesehatan No. 907/Menkes/Per/IX/2002.

Beberapa uraian tentang parameter kualitas air bersih adalah sebagai

berikut :

1. Parameter Fisika

1.1 Kekeruhan

Kekeruhan yang terjadi pada air disebabkan karena air mengandung bahan

suspensi yang dapat menghambat sinar menembus air dan berbagai macam

partikel yang bervariasi ukurannya mulai koloid sampai yang kasar. Bahan

organik yang masuk kedalam air sungai juga menyebabkan kekeruhan air

bertambah, hal ini disebabkan karena bahan organik merupakan makanan

bagi bakteri, akibatnya bakteri berkembang dan mikroorganisme yang

memakan bakteri juga bertambah. Kekeruhan sangat penting dalam

penyediaan air bersih karena ditinjau dari segi estetika setiap pemakaian air

10

mengharapkan memperoleh air yang jernih, sedangkan dari segi pengolahan

airnya penyaringan air menjadi lebih mahal bila kekeruhan meningkat, karena

saringan akan cepat tersumbat sehingga meningkatkan biaya pembersihan.

Alat ukur yang digunakan adalah turbidimeter. Satuan unit kekeruhan yang

sering digunakan adalah NTU (Nephelometer Turbidity Unit), FTU

(Formazin Turbidity Unit), JTU (Jakson Candle Turbidity Unit).

1.2 Warna

Penyebab warna dalam air adalah sisa-sisa bahan organik seperti daun,

dahan-dahan, dan kayu yang telah membusuk. Zat besi kadang-kadang juga

penyebab warna yang tinggi potensinya. Air permukaan yang berwarna kuat

biasanya disebabkan oleh partikel tersuspensi yang berwarna. Warna air yang

disebabkan oleh partikel suspensi menimbulkan warna yang disebut warna

semu (Apperent Colour), berbeda dengan warna yang disebabkan oleh bahan-

bahan organik yang berbentuk koloid yang disebut warna sejati (True

Colour).

1.3 Rasa

Rasa dalam air sering disebabkan adanya bahan-bahan organik dan

memungkinkan adanya mikroorganisme penghasil bau yang mempengaruhi

kenyamanan air.

1.4 Bau

Penyebab bau umumnya tidak terdapat dalam jumlah konsentrasi yang cukup

untuk bisa dideteksi kecuali hasil baunya itu sendiri.

1.5 Suhu

11

Suhu untuk air minum yang diizinkan adalah sesuai dengan suhu normal atau

dengan kondisi setempat. Suhu untuk masing-masing golongan (sesuai denga

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82 tanggal 14 Desember tahun

2001) dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel. 1. Suhu Untuk Masing-Masing Golongan Air

Golongan Air Syarat Suhu Air

Satu Suhu udara ± 3 ºC

Dua Suhu udara ± 3 ºC

Tiga Suhu udara ± 3 ºC

Empat Suhu udara ± 5 ºC

Sumber : (Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82

tanggal 14 Desember tahun 2001)

Dalam suatu industri tertentu, dibutuhkan air dengan suhu yang lebih

tinggi dari suhu normalnya, sehingga air dengan suhu tinggi biasanya berasal

dari air buangan industri. Ekosisten suatu air sungai dapat rusak bila

menampung air buangan industri yang suhunya terlalu tinggi, karena suhu air

yang terlalu tinggi dapat membunuh mikrobiologi yang membantu

menguraikan zat-zat yang mencemari air.

2. Parameter Kimia

2.1 Derajat Keasaman (pH)

pH adalah skala yang digunakan untuk menyatakan suatu air dalam keadaan

basah atau asam, dengan pengukuran konsentrasi ion hydrogen, atau aktifitas

ion hydrogen. Pengukuran pH ini sangat penting bagi penyediaan air minum,

12

misalnya pada saat koagulasi dengan bahan kimia, disinfeksi, pelunakan air

dan kontrol korosi. Nilai pH yang tinggi menyebabkan air bersifat basah

sehingga air terasa seperti air kapurdan pada air tersebut akan timbul flok-

flok halus berwarna putih yang lama kelamaan akan mengendap sehingga

kurang baik untuk dikonsumsi. Sedangkan nilai pH yang rendah

menyebabkan air bersifat asam dan peka terhadap senyawa logam sehingga

dapat menyebabkan korosi/karat pada pipa. Air dengan keadaan demikian

tidak baik untuk dikonsumsi karean membahayakan kesehatan. Air yang

normal tidak boleh bersifat asam maupun basa. Standar persyaratan kadar pH

yang diizinkan untuk air minum di Indonesia yaitu berkisar 6,5 < pH < 9,0.

Dengan kadar pH mendekati 7,0 maka air yang diminum tersa enak dan air

itu tidak menyebabkan karat pada pipa-pipa baja.

2.2 Kandungan Besi (Fe)

Besi ada didalam tanah dan batuan, kebanyakan dalam ferric oxide(Fe2O3)

yang tidak mudah larut. Juga dalam hal tertentu berbentuk ferrous

carbonat(FeCO3) yang sedikit larut dalam air. Karena air tanah umumnya

mengandung CO2 tinggi, FeCO3 menjadi larut dalam air. Air yang

mengandung besi bila kontak dengan udara, oksigen dari udara akan larut dan

air akan menjadi keruh sehingga estetika air menjadi tidak menyenangkan.

Hal ini disebabkan karena oksodasi terhadap besi menjadi bentuk Fe3+

yang

berbentuk koloid. Untuk mengikat besi dalam air dapat menggunakan klor

(sebagai disinfektan). Air yang mengandung besi dalam jumlah yang tinggi

akan mempengaruhi pekerjaan perpipaan dengan tumbuhnya bakteri dalam

13

sistem perpipaan, menimbulkan warna pada air dan besi dalam air juga

menyebabkan rasa logam pada air. Kandungan besi maksimum dalam air

minum adalah 0,3 mg/liter.

2.3 Mangan (Mn)

Mangan yang berada di dalam tanah berbentuk MnO2 dan tidak larut dalam

air yang mengandung CO2 tinggi. Air yang mengandung mangan ini akan

menimbulkan rasa dan bau logam, menyebabkan noda pada pakaian yang

dicuci dan menimbulkan endapan dan korosi pada perpipaan. Kandungan

mangan dalam air berbentuk mangan bikarbonat. Untuk meningkatkan zat

mangan bikaronat ini, biasanya dibubuhkan klor sebagai zat disinfektan.

Sehingga banyaknya pembubuhan zat disinfektan ini sangat dipengaruhi oleh

kandungan mangan bikarbonat.

Reaksi antara managan bikarbonat denga klor akan menghasilkan kandungan

mangan dioksida yang jika mengendap akan berwarna coklat kehitaman dan

menyebabkan air menjadi keruh. Mangan dioksida ini biasanya mengendap di

pipa-pipa terutama pada bagian yang berlekuk, seperti kran-kran penutup dan

venti-ventil keamanan. Efek negatif yang tersa bila air mengandung kadar

mangan yang cukup tinggi adalah pakaian yang dicuci akan berwarna kuning

atau kecoklatan (terutama pakaian yang berwarna putih).

2.4 Zat Organik (KMnO4)

Zat organik dihasilkan oleh alga, mikroorganisme pengurai dalam proses

dekomposisi (organisme yang sudah mati), humus tanah dan feces. Akibat

yang ditimbulkan terhadap kenyamanan air adalah menimbulkan rasa dan bau

14

yang kurang enak, dan terhadap sistem perpipaan dapat menimbulkan

korosivitas.

3. Parameter Biologi

Analisa Coliform

Analisa coliform merupakan tes untuk mendeteksi keberadaan dan

memperkirakan jumlah coliform air yang diteliti.

D. Sistem Pengolahan Air Bersih

Pada umumnya Instalasi Pengolahan Air merupakan suatu sistem yang

mengkombinasikan proses koagulasi, flokulasi, sedimentasi filtrasi, dan disinfeksi

serta dilengkapi dengan pengontrolan proses juga intrumen pengukuran yang

dibutuhkan. Intalasi Pengolahan Air (IPA) harus didesain untuk menghasilkan air

yang layak dikonsumsi masyarakat bagaimanapun kondisi cuaca dan lingkungan.

Selain itu, sistem subsistem dalam IPA yang akan didesain harus sederhana,

efektif, dapat diandalkan, tahan lama, dan murah dalam segi pembiayaan

(Kawamura, 1991).

Tujuan dari sistem pengolahan air untuk mengolah sumber air baku

menjadi air yang dapat dikonsumsi (air bersih) yang sesuai dengan standar

kualitas, kuantitas, dan kontinuitas. Tingkat pengolahan air tergantung pada

karakteristik sumber air baku yang digunakan. Sumber air baku berasal dari dari

air permukaan dan air tanah. Air permukaan cenderung memiliki tingkat

kekeruhan yang cukup tinggi dan adanya kemungkinan kontaminasi oleh mikroba

yang lebih besar. Untuk pengolahan sumber air baku yang berasal dari air

15

permukaan ini, unit filtrasi hampir selalu diperlukan. Sedangkan air tanah

memiliki kecenderungan untuk tidak terkontaminasi dan adanya padatan

tersuspensi yang lbih sedikit. Akan tetapi, gas terlarut yang ada pada air tanah ini

harus dihilangkan, demikian juga kesadahannya (ion-ion kalsium magnesium).

Eksplorasi air tanah secara besar-besaran sebagai sumber air baku tidak

memungkinkan lagi karena selain air tanah dangkal telah banyak terpakai,

pemakaian air tanah dalam akan membahayakan masyarakat sekitar. Penggunaan

air tanah dalam akan menimbulkan ruang kosong di dalam tanah. Ruang kosong

ini akan sangat rentan terhadap goyangan lempeng bumi yang akan

mengakibatkan kelongsoran. Dengan pertimbangan tersebut, eksplorasi air

ditekankan pada peningkatan ekplorasi air permukaan dari sungai-sungai yang

ada.

Secara umum, proses pengolahan air dengan sumber air baku yang berasal

dari air permukaan dapat digambarkan sebagai berikut :

16

Intake

Prasedimentasi

Koagulasi

Flokulasi

Desinfeksi

Reservoir

Sedimentasi

Filtrasi Ke badan air

alum

Pengolahan lumpur

kaporit

kapur

Gambar. 2. Skema Pengolahan Air Bersih

E. Prinsip Kerja Unit Instalasi Pengolahan Air Bersih

1. Bangunan Penangkap Air (Intake)

Intakemerupakan bangunan penangkap atau pengumpiul air baku

dari suatu sumber sehingga air baku tersebut dapat dikumpulkan dalam

suatu wadah untuk selanjutnya diolah. Unit ini berfungsi untuk :

a. Mengumpulkan air baku untuk tetap menjaga kuantitas debit air yang

dibutuhkan instalasi pengolahan.

b. Menyaring benda-benda kasar dengan menggunakan bar screen.

c. Mengambil air baku sesuai dengan debit yang diperlukan instalasi

pengolahan yang telah direncanakan.

17

d. Bangunan ini dilengkapi dengan screen, pintu air, dan saluran

pembawa.

Rumus-rumus dan kriteria desain yang digunakan dalam perhitungan

Intake :

Kecepatan aliran pada saringan kasar (Qasim, Motley, & Zhu, 2000)

Rumus :

v =

................................................................................. (1)

Dimana :

V = Kecepatan (m/s)

Q = Debit aliran (m³/s)

A = Luas bukaan (m²)

Kecepatan aliran pada saringan halus (Qasim, Motley, & Zhu, 2000)

Rumus :

v =

........................................................................ (2)

Dimana :

v = kecepatan aliran (m/s)

Q = Debit (m³/s)

A = luas saringan (m²)

Eff = afisiensi (0,5-0,6)

18

Kecepatan aliran pada pintu intake (Qasim, Motley, & Zhu, 2000)

Rumus :

v =

................................................................................ (3)

Dimana :

v = kecepatan (m/s)

Q = Debit aliran (m³/s)

A = Luas bukaan (m²)

Kriteria desain (Qasim,Motley, & Zhu, 2000)

- Kecepatan aliran pada saringan kasar < 0,08 m/s

- Kecepatan aliran pada pintu intake < 0,08 m/s

- Kecepatan aliran pada saringan halus < 0,2 m/s

- Lebar bukaan saringan kasar 5-8 cm

- Lebar bukaan saringan halus ± 5 cm

2. BakPenenang

Bak penenang digunakan dengan tujuan untuk menstabilkan tinggi

muka air baku yang dialirkan melalui sistem perpipaan dari intake. Unit

ini juga mengatur dan menampung air baku, sehingga jumlah air baku

yang akan diproses pada instalasi pengolahan air bersih bisa

dilaksanakan dengan mudah dan akurat D Daryanto (2007:34). Kriteria

desain bak penenang adalah sebagai berikut :

a. Bak penenang dapat berbentuk bulat maupun persegi panjang.

19

b. Overflow berupa pipa atau pelimpah diperlukanuntuk mengatasi

terjadinya tinggi muka air yang melebihi kapasitas bak, pipa overflow

harus dapat mengalirkan minimum 1/5 x debit inflow.

c. Freeboard dari bak penenang sekurang-kurangnya 60 cm.

d. Waktu detensi bak penenang > 1,5 menit.

3. Koagulasi dan Flokulasi

Bangunan pengaduk cepat (flash mix) digunakan untuk proses

koagulasi yang merupakan awal untuk pengendapan partikel – partikel koloid

yang terdapat dalam air baku. Partikel koloid sangat halus dan sulit untuk

diendapkan tanpa proses pengolahan lain (plain sedimentation). Karena sifat

partikel yang sangat halus, maka ukuran partikel koloid harus diperbesar

dengan menggabungkan partikel – partikel koloid tersebut melalui proses

koagulasi dan flokulasi sehingga mudah untuk mengendapkannya.

Bangunan pengaduk lambat merupakan tempat terjadinya flokulasi yaitu

proses yang bertujuan untuk menggabungkan flok – flok kecil yang ttitik

akhir pembentukannya terjadi di flash mix agar ukurannya menjadi lebih

besar sehingga cukup besar untuk dapat mengendapkan secara gravitasi.

Kecepatan pengadukan (G) berkisar < 100 per detik selama 10 sampai 60

menit (Masduki, 2002).

(Masduqi, Slamet, 2002), menyebutkan, pengadukan (mixing)

merupakan suatu aktivitas operasi campuran dua atau lebih zat agar diperoleh

hasil campuran yang homogen. Pada media fase cair, pengadukan ditujukan

20

untuk memperoleh keadaan yang turbulen (bergolak). Aplikasi pada bidang

teknologi lingkungan pengadukan digunakan untuk proses fisika seperti

pelarutan bahan kimia dan proses pengentalan (thickening), proses kimiawi

seperti koagulasi-flokulasi dan desinfeksi, proses biologis untuk mencampur

bacteria air.

Koagulasi merupakan proses destabiliasi koloid dan partikel dalam air

dengan menggunakan bahan kimia (disebut koagulan) yang menyebabkan

pembentukan inti gumpalan (presipitat). Proses koagulasi hanya dapat

berlangsung bila ada pengadukan.

Flokulasi adalah proses penggabungan inti flok sehingga menjadi flok

berukuran besar. Proses flokulasi hanya dapat berlangsung bila ada

pengadukan. Pengadukan pada proses koagulasi flokulasi merupakan

pemberian energy agar terjadi tumbukan antar partikel tersuspendi dan koloid

agar terbentuk gumpalan (flok) sehingga dapat dipisahkan melalui proses

pengendapan dan penyaringan.

Pengadukan Cepat (Rapid Mixing)

Tipe alat yang biasa digunakan untuk memperoleh intensitas pengadukan

dan gradien kecepatan yang tepat bisa diklsifikasikan sebagai berikut :

1) Pengaduk Mekanis

Adalah metode yang paling umum digunakan karena metode ini dapat

diandalkan, sangat efektif, dan fleksibel pada pengoperasiannya. Biasanya

pengadukan cepat menggunakan turbin inpeller, paddle inpeller, atau

propeller untuk menghasilkan turbulensi (Reynolds, 1982). Pengadukan tipe

21

inipun tidak terpengaruh oleh variasi debit dan memiliki headloss yang

sangat kecil.

Apabila terdapat beberapa bahan kimia ayang akan dibubuhkan,

aplikasi secara berurutan lebih dianjurkan, sehingga akan membutuhkan

kompartemen ganda. Untuk menghasilkan pencampuran yang homogen,

koagulan harus dimasukkan ke tengah-tengah impeller atau pipi inlet.

2) Pengadukan Pneumatis

Pengadukan tipe ini mempergunakan tangki dan peralatan aerasi mirip

dengan peralatan yang digunakan pada proses lumpur aktif. Rentang waktu

detensi dan gradien kecepatan yang digunakan sama dengan pengadukan

secara mekanis. Variasi gradien kecepatan bisa diperoleh dengan

memvariasikan debit aliran udara. Pengadukan tipe ini tidak terpengaruh

oleh variasi debit yang memiliki headloss yang relatif kecil.

3) Pengadukan Hidrolis

Pengadukan hidrolis dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu dengan

menggunakan baffle basins, weir, flume, dan loncatan hidrolis (hidrolic

jumps). Hal ini dapat dilakukan dikarenakan masing-masing alat tersebut

menghasilkan aliran yang turbulenkarena terjadinya perubahan arah aliran

secara tiba-tiba. Sistem ini lebih banyak dipergunakan di negara

berkembang terutamma di daerah yang jauh dari kota besar, sebab

pengadukan jenis ini memenfaatkan energi dalam aliran yang menghasilkan

nilai gradien kecepatan (G) yang tinggi, serta tidak perlu mengimpor

peralatan, mudah dioperasikan, dan pemeliharaan yang minimal

22

Drain Pipe

Butterfly Valve Hopper

Bak Koagulasi

Terjunan

Inlet Pipe

(Schulz/Okun, 1984). Tetapi metode ini memiliki kekurangan antara lain

tidak bias disesuaikan dengan keadaan dan aplikasinya sangat terbatas pada

debit yang spesifik. Berikut gambar unit koagulasi dan flokulasi dan

persamaan – persamaan yang digunkan :

Sumber : Gambar Perencanaan PDAM Tirta Bantimurung

Gambar. 3. Unit Koagulasi dan Flokulasi

Persamaan waktu detensi dan gradien kecepatan yang digunakan untuk

unit koagulasi hidrolis adalah sebagai berikut :

(Qasim, Motley, & Zhu, 2000).

td =

.......................................................................................................(4)

G = √

................................................................................................ (5)

Dimana :

G = Gradien Kecepatan (dtk – 1

)

23

V = Volume Bak (m³)

g = Percepatan Gravitasi (m/dtk²)

hL = Headloss karena friksi, trubulensi, dll (m)

v = Visikositas Kinematik (m2/dtk)

td = Waktu detensi (dtk)

Kriteria Desain Unit Koagulasi (Qasim, Motley, & Zhu, 2000)

a. Gradien Kecepatan (G) = 100 – 1000 (dtk– 1

)

b. Waktu Detensi (td) = 10 dtk – 5 menit

c. G x td = (30,000 – 60,000)

Kriteria Desaain Unit Flokulasi dengan Horizontal Baffel Channel

Prinsip perhitungan G yang diperlukan dalam flokulasi pada dasarnya

sama dengan unit koagulasi. Perbedaan yang mendasar terletak pada intensitas

pengadukan dari kedua unit tersebut yang berbeda. Perbedaan tersebut dapat

dilihat pada tabel berikut :

Tabel. 2. Kriteria Desain Horizontal Baffel Channel

Parameter Satuan Nilai Sumber

G x td 10 4 –

10 5 Droste, 1997

Gradien Kecepatan (G) Detik – 1

10 – 60 Droste, 1997

Waktu Detensi (td) Menit 15 – 45 Droste, 1997

Kecepatan aliran dalam bak (v) m/s 0,1 – 0,4 Huisman, 1981

Jarak antar baffel (l) M > 0,45 Schulz & Okun, 1984

24

Koefisien gesekan (k) 2 – 3,5 Bhargava & Ojha, 1993

Kehilangan tekanan (hL) M 0,3 – 1 Kawamura, 1991

Banyak saluran (n) Unit ≥ 6 Kawamura, 1991

Perhitunganturbulensi aliran yang diakibatkan oleh kehilangan tekanan

dalam bak Horizontal Baffel Channeldidasarkan pada persamaan :

1. Perhitungan Gradien Kecepatan (G)

Persamaan matematis yang digunakan untuk menghitung gradien

kecepatan ini sama dengan perhitungan yang telah diberikan pada unit

koagulasi (Qasim, Motley, & Zhu, 2000) yaitu :

G = √

................................................................................. (6)

Dimana :

G = gradien kecepatan (dtk – 1

)

g = percepatan gravitasi (m/dtk 2)

hL = headloss karena friksi, trubulensi, dll (m)

v = visikositas kinematika (m 2/dtk)

td = waktu detensi (dtk)

2. Perhitungan Kehilangan Tekanan Total (Htot)

Kehilangan tekanan total sepanjang saluran horizontal baffel

channeldapat diperoleh dengan menjumlah kehilangan tekanan pada saat

saluran lurus belokan.

25

Htot= HL+ Hb....................................................................................... (7)

Dimana :

a) Hb =kehilangan tekanan pada belokan yang disebabkan

olehbelokan sebesar 180 0. Persamaan untuk menghitung

besarnya kehilangan tekanan ini adalah sebagai berikut :

Hb = k

.................................................................. (8)

Dimana :

Hb = kehilangan tekanan pada belokan (m)

k = koefisien gesek, diperoleh secara empiris

Vb = kecepatan aliran pada belokan (m/s)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

b) HL= kehilangan tekanan pada saat aliran lurus. Kehilangan

taekanan ini terjadi pada saluran terbuka sehingga

perhitungannya didasarkan pada persamaan Manning :

VL =

.R

2/3. S

1/2 ....................................................... (9)

HL = (

) ........................................................ (10)

Dimana :

26

HL = Kehilangan Tekanan pada saat lurus (m)

n = koefisien Manning, saluran terbuat dari beton = 0,013

VL = kecepatan aliran pada saluran lurus (m/s)

L = panjang saluran (m)

R = jari-jari basah (m) A/P

A = luas basah (m2)

P = keliling basah (m)

4. Unit Sedimentasi

Tujuan proses sedimentasi secara umum pada pengolahan air

konvensional untuk mengurangi padatan yang terbawa setelah proses

koagulasi dan flokulasi. Aplikasi berikutnya adalah menghilangkan padatan

berat yang terendapkan dari air baku sehingga menghilangkan kekeruhan dan

mengurangi beban dalam proses pengolahan selanjutny. (AWWA, 1990).

Menurut Reynolds (1996), Upflow clarifiers merupakan unit yang

menggabungkan pengadukan, flokulasi, dan pengendapan ke dalam satu unit.

Unit ini didesain untuk mengolah volume dengan kandungan padatan

terflokulasi yang besar. Volume padatan pada contact zone bervariasi dari 5

hingga 50 % volume, tergantung dari kegunaannya. Pada jenis sludge blanket

filtration pengadukan dan flokulasi terjadi di center kompartemen. Air

hasil proses flokulasi meninggalkan kompartemen dan dengan aliran naik

melewati sludge blanket supaya flok teremoval karena terjadi kontak dengan

27

DRAIN PIPE

HEADER PIPE

MANIFOLD PIPE

DRAIN PIPE

PROFIL H

PLATE SETTLER

GUTTER

PROFIL C

padatan terflokulasi di blanket. Air kemudian mengalir upward melewati

tempat klarifikasi dan kemudian menuju effluent.

Untuk meningkatkan efisiensi pengendapan seringkali digunakan plate

settler. Plate settler merupakan peralatan pengendapan multi setter, sebagai

pengembangan dari bak sedimentasi konvesional yang telah dibangun

sebelumnya. Bila plate settler ditambahkan pada bak sedimentasi, maka dapat

menambah kapasitas dan memperbaiki kualitas effluent. Kapasitas produksi

akan meningkat sebesar 50-150 %. Plate settler dapat direncanakan dengan

bahan yang mudah didapatkan sendiri.

Tube settler didapatkan dari suatu fabrikasi sebelum disesuaikan dengan

perencanaan unit. Plate settler direncanakan dari bahan yang tahan karat akibat

larutan alum dan susah ditumbuhi alga, seperti bahan dari polyethylene atau bahan

terlapisi plastic. Sudut kemiringan plate settler direncanakan agar lumpur jatuh

dengan sendirinya dan tidak menempel pada plate (45° - 60°), namun biasanya

direncanakan pada sudut 55° dari horizontal. (Schlutz, 1984).

Sumber : Gambar Perencanaan PDAM Tirta Bantimurung

Gambar. 4. Unit Sedimentasi

Rumus-rumus dan kriteria desain yang digunakan dal;am perhitungan unit

sedimentasi, yaitu :

28

Rasio panjang lebar bak (Qasim, Motley, & Zhu, 2000)

Rasio =

........................................................................................................ (11)

Dimana :

P = panjang bak

l = lebar bak

Surface loading rate(Qasim, Motley, & Zhu, 2000)

Rumus :

vt =

............................................................................. (12)

Dimana :

vt = surface loading rate

Q = debit bak

A = luas permukaan bak

Kecepatan aliran di tube settler (Montogomery, 1985)

Rumus :

vo =

.................................................................. (13)

Dimana :

vo = kecepatan aliran pada settler (m/s)

Q = debit bak (m³/s)

A = luas permukaan bak (m²)

ᵅ = kemiringan settler = 60o

29

Weir loading rate (Qasim, Motley, & Zhu, 2000)

Rumus :

w =

............................................................................ (14)

Dimana :

w = weir loading rate (m³/m.hari)

Q = debit bak (m³/hari)

L = panjang total weir (m)

Bilangan Reynold dan bilangan Freud (Montgomery, 1985)

Rumus :

R =

.............................................................................. (15)

Re =

...................................................................... (16)

Fr =

...................................................................... (17)

Dimana :

R = jari-jari hidrolis (m)

A = luas permukaan settler (m²)

P = keliling settler (m)

vo = kecepatan aliran pada settler (m/s)

v = viskositas kinematik (m²/s)

Re = Reynold number

Fr = Froude number

Waktu detensi bak (Qasim, Motley, & Zhu, 2000)

30

Rumus :

T =

............................................................................ (18)

Dimana :

T = waktu detensi (s)

Vb = volume bak (m³)

Q = debit bak (m³/s)

Waktu detensi settler (Qasim, Motley, & Zhu, 2000)

Rumus :

T =

............................................................................ (19)

Dimana :

T = waktu detensi (s)

Vs = volume settler (m³)

Q = debit bak (m³/s)

Kriteria desain (Montgomery, 1985)

Surface loading rate = (60 – 150) m³/m². Day

Weir loading rate = (90 – 360) m³/m. Day

Waktu detensi bak = 2 jam

Waktu detensi settler = 6 – 25 menit

Rasio panjang terhadap lebar = 3:1 – 5:1

Kecepatan settler = (0,05 – 0,13) m/menit

Reynoldnumber = < 2.000

Froudenumber = > 10 – 5

31

5. Filtrasi

Filtrasi adalah pemisahan padatan dan liquid dimana liquid melewati

media berpori atau material berpori lain untuk meremoval sebanyak mungkin

padatan tersuspensi. Ini digunakan pada pengolahan air untuk menyaring

bahan kimia yang terkoagulasi dan terendapkan demi menghasilkan air

produksi yang berkualitas tinggi. Rapid sand Filter digunakan pada

pengolahan air minum biasanya pada tipe gravity dan biasanya menggunakan

bak beton terbuka.

Filtarasi dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa jenis filter,

anatara lain, saringan pasir lambat, dan saringan pasir cepat. Untuk pengolahan

air, pada umumnya menggunakan saringan pasir cepat, karena filter jenis ini

memiliki debit pengolahan yang cukup besar, dan penggunaan lahan yang tidak

terlalu besar, biaya operasional dan pemeliharaan yang cukup rendah.Seperti yang

terlihat pada gambar berikut : Menunjukkan potongan filter dengan media pasir

ganda di dalamnya, media penyangga/gravel, dan sistim underdrainnya. (Reynold,

1996).

32

Pasir kacang ijo

Pasir halus

Pasir jagung

Kerikil

Kerikil

Sumber :Gambar Perencanaan PDAM Tirta Bantimurung

Gambar. 5. Unit Filtrasi Media Pasir Ganda

1. Media Penyaring

Berdasarkan jenis media penyaring yang digunakan, saringan pasir cepat ini

dapat dikategorikan menjadi tiga, yaitu sebagai berikut :

1) Filter media tunggal

2) Filter media ganda

3) Filter multi media

Karakteristik media filtrasi yang secara umum digunakan dapat dilihat

pada tabel berikut :

33

Tabel. 3. Karakteristik Media Filter

Material

Bentuk

Spheritas

Berat jenis

relatif

Porositas

(%)

Ukuran

efektif

(mm)

Pasir silika Rounded 0,82 2,65 42 0,4 – 1,0

Pasir silika Angular 0.73 2,65 53 0,4 – 1,0

Pasir

ottawa

Spherical

0,95

2,65

40

0,4 – 1,0

Kerikil

silika

Rounded

2,65

40

1,0 – 50

Garnet 3,1 – 4,3 0,2 – 0,4

Anthrasit Angular 0,72 1,50 – 1,75 55 0,4 – 1,4

Plastik

Sesuai dengan

kebutuhan

( Droste, 1997 )

2. Media Penyangga

Media ini berfungsi sebagai penyangga media penyaring yang

diletakkan pada bagian bawah media penyaring tersebut. Sebagai media

penyangga ini biasanya digunakan kerikil yang diletakkan secara berlapis-

lapis, umumnya digunakan 5 lapisan dengan ukuran kerikil yang

digunakan berdegradasi mulai dari 1/18 inchi pada bagian atas sampai

dengan 1 – 2 inchi pada bagian bawah. Ukuran kerikil ini sangat

bergantung pada ukuran pasir pada media penyaring dan tipe sistem

underdrain yang digunakan.

3. Sistem Underdrain

34

Sistem ini berfungsi untuk mengumpulkan air yang telah difiltrasi

oleh media penyaring pada saat saringan pasir cepat beroperasi, sedangkan

ketika backwashsistem ini berfungsi untuk mendistribusikan air pencucian.

Laju backwash menentukan desain hidrolik dari filter karena laju

backwash beberapa kali lebih besar daripada laju filtrasi. Pada dasarnya

terdapat 2 jenis sistem underdrain, yaitu :

1) Sistem Manifold dengan pipia lateral

2) Sistem False Bottom

Kriteria Desain Saringan Pasir Cepat

Tabel. 4. Kriteria Desain Unit Saringan Pasir Cepat

Karakteristi

Satuan

Nilai

Rentang Tipikal

Antrasit

Kedalaman Cm 45,72 – 60,96 60,96

Ukuran efektif Mm 0,9 – 1,1 1,0

Koefisien keseragaman 1,6 – 1,8 1,7

Pasir

Kedalaman Cm 15,24 – 20,32 15,24

Ukuran efektif Mm 0,45 – 0,55 0,5

Koefisien keseragaman 1,5 – 1,7 1,6

Laju filtrasi m³/hr-m² 176 – 469,35 293,34

Reynolds (1982)

o Ketinggian air di atas pasir = 90 – 120 cm

o Kedalama media penyangga = 15,24 – 60,96 cm

35

o Perbandingan panjang dan lebar bak filtrasi= (1 – 2) :1

o Kecepatan aliran saat backwash = 880 – 117,4 m³/hr-m²

o Ekspansi media filter = 20 – 50 %

o Waktu untuk backwash = 3 – 10 menit

o Jumlah bak minimum = 2 buah

o Jumlah air untuk backwash = 1 – 5 % air filtrasi

Persamaan-persamaan yang dipergunakan pada perencanaan unit saringan

pasir cepat adalah :

Dimensi Bak Filter

Rumus :

N = 1,2(Q)0,5

.......................................... (20)

Dimana : N = jumlah bak

Q = debit pengolahan (mgd)

Rumus :

Qn =

................................................... (21)

Dimana : Qn = debit tiap bak

Rumus :

As =

.................................................. (22)

Dimana : As = luas permukaan

Vf = kecepatan filtrasi (m/s)

36

Rumus :

As = p x l............................................... (23)

Dimana : p = panjang bak filtrasi (m)

l = lebar bak filtrasi (m)

4. Sistem Inlet dan Outlet

Rumus :

A =

........................................ (24)

Dimana : A = luas penampanag pipi inlet dan outlet

Q = debit pengolahan (m³/dtk)

Vp= kecepatan aliran di dalam pipa (m/dtk)

Rumus :

d = √

................................... (25)

Dimana : d = diameter pipi inlet dan outlet (m)

Rumus :

h mayor =(

)1/0,54

.............. (26)

Dimana : h mayor = kehilangan tekan sepanjang pipa (m)

Q = debit pengolahan (m³/dtk)

L = panjang pipa (m)

C = koefisien Hazen-Williams

d = diameter pipa (m)

37

Rumus :

hminor = k .

............................... (27)

Dimana :

h minor = kehilangan tekan akibat aksesoris pipa (m)

k = koefisien

V = laju aliran (m/dtk)

g = percepatan gravitasi (m/dtk2)

5. Sistem Filtrasi

Kehilanagan tekanan pada media saringan dan penyangga.

Perhitungan kehilangan tekanan pada filter dengan menggunakan

persamaan Carman-Kozency dalam Droste (1997), sebagai berikut :

D rerata = (d1 x d2) 1/2

...................................................................... (28)

Re =

.................................................................................... (29)

fi = 150

............................................................................... (30)

hL = (

)

∑

...................................................................(31)

Dimana :

hL = headloss media saat penyaringan (m)

e = porositas

v = kecepatan penyaringan (m/dtk)

38

= spherricity

= gravitasi (m/dtk2)

= faktor friksi

= fraksi berat partikel

= diameter reratan butir media (m)

= konstanta (1,75)

= massa jenis air (kgm)

= viskositas (kg/m.dtk2)

6. Sistem Underdrain

1. Orifice

Luas orifice total = (luas orifice : luas media filter) x As

Luas per orifice = 1/4 (d = diameter orifice)

Jumlah orifice = luas orifice total/luas per orifice

Kehilangan tekan pada orifice (hor) :

hor = k

....................................................................... (32)

Dimana : hor = kehilangan tekan pada orifice (m)

k = konstanta (Kawamura, 1991 : k = 2,4)

qor = debit yang melalui orifice (m³/dtk)

Aor = luas orifice (m²)

g = perecepatan gravitasi (m/dtk²)

2. Lateral

39

- luas lateral total = (luas lateral/luas orifice) x luas orifice total

- jumlah pipa lateral (nl) = n/r

dimana : n = panjang manifold (m)

r = jarak antara pipa lateral (m)

- diameter lateral (dl) = (luas lateral total/nl/0,25 1/2

- jumlah orifice/lateral = jumlah orifice/jumlah lateral

- jarak antar orifice = pl/jumlah orifice per lateral

dimana : pl = panjang lateral (m)

- kehilangan tekan pada lateral (Hl) :

Hl =

................................................................ (33)

Dimana : Hl = kehilangan tekan pada lateral (m)

= kostanta

l = panjang lateral (m)

l = kecepatan aliran pada lateral (m/dtk)

l = diameter lateral (m)

= percepatan gravitasi (m/dtk²)

3. Manifold

- Luas manifold = (luas manifold/luas lateral) x luas lateral total

- Diameter manifold (dm) = (luas manifold/0,25 1/2

- Kehilangan tekan pada manifold (Hm) :

40

Hm=

............................................................... (34)

Dimana : Hm = kehilangan tekan pada lateral (m)

= konstanta

Lm = panjang lateral (m)

Vm = kecepatan aliran pada lateral (m/dtk)

Dm = diameter lateral (m)

= percepatan gravitasi (m/dtk2)

6. Desinfeksi

Desinfeksi air bersih dilakukan untuk menonaktifkan dan

menghilangkan bakteri pathogen untuk memenuhi baku mutu air minum.

Desinfeksi sering menggunakan khlor sehingga desinfeksi dkenaln juga

denga khlorinasi. Keefektifan desinfeksi dalam membunuh dan

menonaktifkan mikroorganisme berdasar pada tipe desinfeksi yang

digunakan, tipe mikroorganisme yang dihilangkan, waktu kontak air

dengan desinfektan, temperatur air, dan karakter kimia air (Qasim,

Motley, & Zhu, 2000).

Khlorin biasanya disuplai dalam bentuk cairan, ukuran warna dari

wadah khlorin biasanya bergantung pada kuantitas khlorin yang

digunakan, yteknologi yang dipakai, ketersediaan tempat, dan biaya

transportasi dan penanganan. Salah satu khlorin yang umum digunakan

adalah sodium hipoklorit. Sodium hipoklorit hanya bisa berada dalam

fase liquid, biasanya mengandung konsentrasi klorin sebesar 12,2 – 17 %

saat dibuat (Tchobanoglous, 2003). Sodium hipoklorit bersifat tidak

41

stabil, mudah terbakar, dan korosif. Sehingga perlu perhatian ekstra

dalam pengangkutan, penyimpanan, dan penggunaannya. Selain itu

larutan sodium hipoklorit dapat dengan mudah terdekomposisi karena

cahaya ataupun panas, sehingga harus disimpan di tempat yang dingin

dan gelap, dan juga tidak disimpan dalam keadaan lama. Metode yang

dapat digunakan untuk mencampur khlorin dengan air adalah metode

mekanis, dengan penggunaan baffle, hydraulic jump, pompa booster pada

saluran.

Kriteria desain (Qasim, Motley, & Zhu, 2000, p.491)

Waktu detensi = 10 – 120 menit

Dosis khlor = 0,2 – 4 mg/L

Sisa khlor = 0,5 – 1 mg/L

7. Reservoir

Reservoir adalah tangki penyimpanan air yang berlokasi pada instalasi

(Qasim, Motley, & Zhu, 2000). Air yang sudah diolah disimpana pada tangki

untuk kemudian ditransfer ke sistem jaringan distribusi. Desain reservoir

meliputi pemilihan dari ukuran dan bentuknya, pertimbangan lain meliputi

proteksi terhadap air yang disimpan, proteksi struktur reservoir, dan proteksi

pekerja pemeliharaan reservoir.

Reservoir terdiri dari dua jenis yaitu ground storage reservoirdan

elevated storage reservoir. Ground storage reservoir biasanya digunakan

untuk menampung air dengan kapasitas besar dan membutuhkan pompa

42

dalam pengoperasiannya, sedangkan elevated ground reservoir menampung

air dengan kapasitas relative lebih kecil dan dalam pengoperasian

distribusinya dilakukan dengan gravitasi. Kapasitas reservoir untuk

kebutuhan air bersih dihitung berdasarkan pemakaian dalam 24 jam (mass

diagram). Selain untuk kebutuhan air bersih, kapasitas reservoir juga meliputi

kebutuhan air untuk kebutuhan air pekerja dan operasi instalasi.

Rumus dan kriteria desain yang digunakan dalam perhitungan reservoir

yaitu :

Kebutuhan efektif reservoir

- Untuk kebutuhan operasional

Kebutuhan bahan kimia dan pencucian = 60 % dari air produksi

Volume reservoir

V = P x L x T ....................................................................................... (35)

Vops = 60 % x V ................................................................................. (36)

Presentase kebutuhan instalasi dari air produksi.

=

x 100 % ................................................................................. (37)

Waktu detensi.

td =

................................................................................................... (38)

Dimana :

Kebutuhan bahan kimia dan pencucian = 60 %

V = Volume (m³)

43

Vops = kebutuhan operasional (m³)

td = waktu detensi

Kriteria Desain :

- jumlah unit atau kompartemen > 2

- kedalaman (H) = (3 – 6) m

- tinggi jagaan (Hj) = > 30 cm

- tinggi air minimum (Hmin) = 15 cm

- waktu tinggal (td) = > 1 jam

F. Pedoman Pengujian Air Baku dan Bersih

Kualitas air pada sumber air baku sangat mempengaruhi pemilihan unit-unit

yang akan digunakan dalam pengolahan, karena itu harus diambil sampel yang

representatif dan diperiksa menggunakan metode-metode tertentu seperti terlihat

pada tabel berikut :

44

Tabel.5.Metode Pemeriksaan Air

No Parameter Metode Pemeriksan

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Warna

TDS

TSS

Kekeruan

Suhu

DHL

pH

DO

Nitrat

Nitrit

Besi

Kesadahn

Klorida

Mangan

Sulfat

Zat Organik

CO2 Agresif

DPC

Asiditas

Alkalinitas

Visual Comparison Method

Pemanasan dan Penimbangan

Pemanasan dan Penimbangan

Turbidimetri

Termometri

Coductivimetri

Electrode - Potensiometri

Metode Winkler

Brucin - Spektrofometri

Reaksi Diazotasi - Spectrofometri

Colorimetri - Visual

Titrasi Kompleksometri EDTA

Titrasi Argentometri cara mohr

Colorimetri dengan Pelsufat

Brucin - Spektrofometri

Titrasi Permanganometri

Grafik Mundlein Frankfurt

Colorometri Orthotolidin

SNI 06 – 2422

SNI 06 – 2420

Sumber: Standard Method, 1995

45

Berikut ini keterangan mengenai parameter-parameter yang terdapat dalam

air bakuyaitu :

Bau dan Rasa

Bau dan rasa dalam air dapat disebabkan oleh berbagai jenis material,

seperti alga atau mikroorganisme lain, zat organik yang membusuk, mineral

seperti besi dan mangan, juga gas terlarut seperti hidrogen sulfida atau klor.

Suhu

Suhu air adalah salah satu parameter penting dalam pengolahan air.

Sebagai contoh, bahan kimia yang digunakan dalam pengolahan lebih mudah larut

dalam air yang hangat dibandingkan dalam air dingin. Partikel-partikel juga akan

mengendap lebih cepat dalam air hangat.

Warna

Warna air alami terlihat coklat kekuning-kuningan.Air permukaan,

terutama air genangan, seringkali memiliki warna yang menyebabkan air tersebut

tidak memenuhi syarat untuk digunakan dalam keperluan domestik maupun

industri.Warna yang terjadi berasal dari kontak air dengan sisa zat organik seperti

daun-daunan, ranting atau kayu dalam bentuk berbagai tahap dekomposisi.Warna

bisa dibedakan menjadi warna semu dan warna sejati.Warna semu disebabkan

oleh partikel-partikel tersuspensi dalam air, sedangkan warna sejati disebabkan

oleh zat-zat organik yang larut dalam air.

Zat Padat

46

Dalam air alam terdapat 2 kelompok zat, yaitu zat terlarut seperti garam

dan molekul organis, dan zat padat tersupensi dan koloidal seperti tanah liat,

kwarts. Perbedaan pokok antara kedua kelompok zat ini ditentukan melalui

ukuran/diameter partikel-partikel tersebut.Analisa zat padat dalam air sangat

penting bagi penentuan komponen-komponen air secara lengkap, juga untuk

perencanaan serta pengawasan proses-proses pengolahan dalam bidang air minum

maupun dalam bidang air buangan. Zat padat total adalah semua zat-zat yang

tersisa sebagai residu dalam suatu bejana, bila sampel air dalam bejana tersebut

dikeringkan pada suhu tertentu. Zat padat total terdiri dari zat padat terlarut dan

zat padat tersuspensi.

Kekeruhan

Kekeruhan disebabkan oleh adanya partikel-partikel kecil dan koloid yang

berukuran 10 nm sampai 10 µm. Partikel-partikel kecil dan koloid tersebut antara

lain adalah kwarts, tanah liat, sisa tanaman, ganggang, dan sebagainya.

DHL

Daya hantar listrik penting untuk memprediksi kandungan mineral dalam

air. Semakin tinggi kadar mineralnya semakin tinggi daya hantar listriknya.

pH

pH menunjukkan kadar asam atau basa dalam suatu larutan, melalui

konsentrasi (aktivitas) ion hidrogen (H+). pH dinyatakan dalam angka 0-14. pH 7

menunjukkan air yang netral, pH di bawah 7 menunjukkan bahwa air bersifat

asam dan pH di atas 7 menujukkan bahwa air bersifat basa. Kisaran pH yang

47

normal untuk air permukaan adalah 6,5 sampai 8,5. Jika pH air lebih kecil dari 7,

air cenderung menyebabkan korosi pada peralatan dan material lain yang kontak

dengan air.Jika pH air lebih besar dari 7, air memiliki kecenderungan untuk

membentuk kerak pada pipa.

DO

Adanya DO (oksigen terlarut) di dalam air sangat penting untuk

menunjang kehidupan ikan dan organisme air lainnya. Kemampuan air untuk

membersihkan pencemaran secara alamiah (self purification) banyak tergantung

kepada cukup tidaknya kadar oksigen terlarut. Oksigen terlarut dalam air berasal

dari udara dan dari proses fotosintesa tumbuh-tumbuhan air. Terlarutnya oksigen

di dalam air tergantung kepada temperatur, tekanan barometrik udara dan kadar

mineral di dalam air.

Nitrat

Nitrat merupakan bentuk nitrogen yang teroksidasi, dengan tingkat

oksidasi +5.Nitrat adalah senyawa nitrogen yang stabil. Nitrat merupakan salah

satu unsur penting untuk sintesa protein tumbuh-tumbuhan dan hewan, akan tetapi

nitrat pada konsentrasi yang tinggi dapat menstimulasi pertumbuhan ganggang

yang tak terbatas (bila beberapa syarat lain seperti konsentrasi fosfat terpenuhi),

sehingga air kekurangan oksigen yang menyebabkan kematian biota air. Nitrat

dapat berasal dari buangan industri bahan peledak, piroteknik, pupuk cat, dan

sebagainya.Kadar nitrat secara alamiah biasanya rendah, namun dapat menjadi

tinggi sekali pada air tanah di daerah-daerah yang diberi pupuk yang mengandung

48

nitrat.Kadar nitrat tidak boleh melebihi 10 mg/l. Di dalam usus manusia, nitrat

dapat direduksi menjadi nitrit yang menyebabkan metamoglobinemi, terutama

pada bayi (baby blue disease).

Nitrit

Nitrit merupakan bentuk nitrogen yang teroksidasi, dengan tingkat

oksidasi +3. Nitrit biasanya tidak bertahan lama dan merupakan keadaan

sementara proses oksidasi antara amoniak dan nitrat, yang dapat terjadi pada

instalasi pengolahan air buangan, dalam air sungai dan sistem drainase. Nitrit

yang ditemui pada air minum dapat berasal dari bahan inhibitor korosi yang

dipakai di pabrik yang mendapatkan air dari sistem distribusi PAM. Nitrit dapat

membahayakan kesehatan karena dapat bereaksi dengan hemoglobin dalam darah,

hingga darah tersebut tidak dapat mengangkut oksigen lagi. Di samping itu, NO2

juga menimbulkan nitrosamin pada air buangan tertentu yang dapat menyebabkan

kanker.

Besi

Besi adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemui pada hampir

semua tempat di bumi, pada semua lapisan geologis dan semua badan air. Pada

umumnya, besi yang ada di dalam air dapat bersifat :

Terlarut sebagai Fe2+ (fero) atau Fe3+ (feri)

Tersuspensi sebagai butiran koloidal (diameter < 1 µm) atau lebih besar,

seperti Fe2O3, FeO, FeOOH, Fe(OH)3 dan sebagainya.

49

Tergabung dengan zat organis atau zat padat yang inorganis (seperti tanah

liat)

Pada air permukaan jarang ditemukan kadar Fe yang melebihi 1 mg/l,

tetapi dalam air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi. Konsentrasi Fe yang tinggi

ini selain dapat membuat air berasa juga dapat menodai kain dan perkakas dapur.

Pada air yang tidak mengandung oksigen, seperti misalnya air tanah, besi

berada sebagai Fe2+ yang dapat terlarut, sedangkan pada air sungai yang mengalir

dan memungkinkan terjadinya aerasi, Fe2+ teroksidasi menjadi Fe3+. Fe3+ ini

sulit larut pada pH 6 sampai 8, bahkan dapat menjadi Fe(OH)3 yang merupakan

zat padat dan bisa mengendap. Jadi dalam air sungai, besi ada sebagai Fe2+, Fe3+

terlarut dan Fe3+ dalam bentuk senyawa organis berupa koloidal.

Kesadahan

Kesadahan dalam air terutama disebabkan oleh ion-ion Ca2+ dan Mg2+,

juga oleh Mn2+, Fe2+ dan semua kation yang bermuatan dua.Air yang

kesadahannya tinggi biasanya terdapat pada air tanah di daerah yang bersifat

kapur, dimana terkandung Ca2+ dan Mg2+ dalam dosis yang tinggi.

Sulfat

Kandungan sulfat yang tinggi dalam air mungkin disebabkan oleh larutnya

magnesium sulfat atau sodium sulfat dalam air.Kandungan sulfat yang tinggi

dalam air tidak diinginkan karena dapat menimbulkan efek “pencuci perut“.

50

Natrium

Natrium yang ada dalam air jauh lebih sedikit daripada natrium yang ada

dalam garam dan makanan.Karena itu untuk orang yang sehat, kandungan natrium

dalam air tidak memberikan pengaruh.Tetapi untuk orang yang menjalani diet

karena penyakit tertentu, keberadaan natrium bisa menjadi masalah.

- Analisa Kualitas Air Baku Terhadap Baku Mutu Air Minum

Air minum yang sesuai bagi kesehatan manusia adalah air minum yang

sesuai dengan baku mutu air minum yang telah ditetapkan. Di Indonesia, baku

mutu air minum mengacu kepada Keputusan Menteri Kesehatan RI No.

907/MENKES/SK/VII/2002 tentang Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air

Minum.

Beberapa parameter yang harus disisihkan, yaitu:

Kekeruhan. Kekeruhan dapat disisihkan dengan penambahan koagulan

pada proses koagulasi, dilanjutkan dengan flokulasi dan sedimentasi lalu

filtrasi.

Besi & Mangan. Besi & Mangan dapat disisihkan dengan proses aerasi,

koagulasi, flokulasi, sedimentasi dan filtrasi.

Warna. Warna dapat disisihkan dengan proses koagulasi, flokulasi,

sedimentasi dan filtrasi.

Nitrit. Nitrit dapat disisihkan dengan proses koagulasi, flokulasi,

sedimentasi dan filtrasi.

51

Zat Organik. Zat organik dapat disisihkan dengan proses koagulasi dan

sedimentasi yang diikuti oleh proses filtrasi saringan pasir cepat dan

proses desinfeksi.

CO2 Agresif. Pada umumnya dalam air permukaan selalu terdapat

karbondioksida terlarut. CO2 dalam air terdiri dari CO2 bebas dan CO2

terikat dalam bentuk bikarbonat (HCO3-). CO2 bebas terbagi menjadi

CO2 yang berada dalam kesetimbangan dan CO2 agresif. Selama CO2

berada dalam kesetimbangan, kehadirannya tidak terlalu menimbulkan

masalah. Tetapi jika CO2 dalam air melewati titik kesetimbangan, maka

CO2 berlebih tersebut akan menjadi agresif. CO2 agresif dapat

menimbulkan korosi terhadap peralatan logam, peralatan plumbing dan

merusak bangunan beton dan lapisan semen pada pipa. CO2 agresif juga

merupakan indikator adanya kegiatan biologis dalam air. CO2 dapat

diturunkan dengan aerasi atau pembubuhan kapur. Keagresifan air

terhadap karbonat dapat dilihat melalui indeks langelier (LI), yaitu : LI <

0, air bersifat agresif; LI = 0, air berada dalam keadaan setimbang; LI > 0,

terjadi presipitasi.

52

53

Alat ukur debit

Sumber air baku

Pembubuh koagulan

Kogulator Flokulator

Sedimentasi/clarifier/floating

Desinfeksi

Unit filter

Reservoar

Distribusi

Dalam mengatasi pememnuhan kebutuhan air bersih diperlukan penerapan

teknologi pengolahan air yang sesuai dengan kondisi air baku, kondisi sosial

budaya, ekonomi, dan SDM masyarakat setempat.

Unit instalasi pengolahan air yang selanjutnya disebut IPA adalah unit

yang dapat mengelolah air baku melalui proses fisik, kimia, dan atau biologi

tertentu dalam bentuk yang kompak sehingga menghasilkan air bersih layak

konsumsi yang memenuhi baku mutu yang berlaku, didesain dan dibuat pada

suatu tempat yang selanjutnya dapat dirakit di tempat lain dan dipindahkan, yang

terbuat dari bahan plat baja, dan plastik atau fiber. Seperti yang terlihat pada

gambar (II.1) berikut :

Sumber : Badan Standardisasi Nasional (BSN)

Gambar.II. 1. Unit Instalasi Pengolahan Air Bersih (IPA)

Tabel. II. 4.

Komponen Paket Unit Pengolahan Air

No Komponen Jenis

1 Komponen Utama

54

- Unit Pengambil Air Baku Air Permukaan, Air Tanah

- Pengukur Aliran Air Ambang Tajam, turbin, pitot, ektromagnetik, dan ultrasonik

- Pembubuh Larutan Kimia Pompa dosing, gravitasi

- Mixer Mekanis, hidrolis, in line, dan kompressor

- Koagulasi Hidrolis, mekanis

- Flokulasi Hidrolis, mekanis

- Sedimentasi/clarifier Gravitasi, floating

- Filtrasi Saringan pasir cepat

- Desinfeksi Pompa dosing

2 Komponen Penunjang

- Panampung Reservoar

- Distribusi Gravitasi pemompaan

Sumber : Badan Standardisasi Nasional (BSN)

1. Metode Pengolahan air

Dalam hal pengolahan air bersih, proses pengolahan menggunakan

Metode Oksidasi, Mettode Adsorpsi, Metode Koagulasi-Flokulasi, dan

Metode Elektrokoagulasi. Berikut penjelasan metode-metode yang dimaksud :

a) Metode Oksidasi

Adalah proses menggunakan Ozon metode ini pertama kali

diperkenalkan Nies dari Prancis sebagai metode sterilisasi air minum pada

tahun 1906. Aplikasi sistem Ozonisasi sering dikombinasikan dengan

lampu ultraviolet atau hidrogen peroksida.dengan melakukan kombinasi

ini akan didapatkan dengan mudah hidroksil radikal dalam air yang sangat

dbutuhkan dalam proses oksidasi senyawa organik. Teknologi oksidasi ini

tidak hanya dapat menguraikan senyawa kimia beracun yang berada dalam

55

air, tetapi juga sekaligus menghilangkannya sehingga limbah pada

(sludge) dapat diminimalisasi hingga mendekati 100 %.

b) Metode Flokulasi

Flokulasi adalah penggabungan dari partikel-partikel hasil koagulasi

menjadi partikel yang lebih besar dan mempunyai kecepatan mengendap

yang lbih besar, dengan cara pengadukan lambat. Dalam hal ini proses

koagulasi harus diikuti flokulasi yaitu pengumpulan koloid terkoagulasi

sehingga membentuk flok yang mudah terendapkan atau transpotasi

partikel tidak stabil, sehingga kontak antar partikel dapat terjadi.

c) Metode Adsorbsi

Adsorbsi (penyerapan) adalah suatu proses pemisahan dimana

komponen dari suatu fase fluida/cairan berpindah kepermukaan zat padat

yang menjerap (adsorban). Biasanya partikel-partikel kecil zat penyerap

dilepaskan pada adsorbsi kimia, terbentuk ikatan kuat anatar penjerap dan

zat yang dijerap sehoingga tidak mungkin terjadi proses yang bolak-balik.

Pada adsorbsi digunakan adsorbat dan adsorban, dimana adsorbat adalah

subtansi yang terjerap atau sutansi yang akan dipisahkan dari pelarutnya,

sedangkan adsorban adalah merupakan suatu media penjerap yang dalam

hal ini biasanya berbentuk padatan. Pada proses ini adsorbat menempel

dipermukaan adsorban membentuk suatu lapisan tipis (flm). Dalam proses

purifikasi air adsorban yang digunakan biasanya berupa karbon sehingga

dikenal istilah proses adsorbsi karbon.

56

d) Metode Koagulasi

Koagulasi merupakan suatu proses pengolahan air dengan

menggunakan sistem pengadukan cepat sehingga dapat mereaksikan bahan

komia (koagulan) secara seragam keseluruh bagian air didalam suatu

reactor sehingga dapat membentuk flok-flok yang berukuran lebih besar

dan dapat diendapkan diproses sedimentasi. Pada dasarnya proses

koagulasi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu cara kimia dan cara

fisika. Koagulasi cara kimia yaitu proses penjernihan air dilakukan dengan

memberikan penambahan bahan kimia sebagai koagulan berbentuk garam

(aluminium sulfat) untuk mempercepat terjadinya pembentukan flok yang

dapat diendapkan. Sedangkan koagulasi secara fisika yang sering

dinamakan dengan elekrokoagulasi merupakan metode pengolahan air

secara elektrokimia dimana pada anoda terjadi pelepasan koagula aktif

berupa ion logam (biasanya aluminium atau besi) kedalam larutan,

sedangkan pada katoda terjadi reaksi elektrolisis berupa pelepasan gas

hidrogen (Holt et al, 2004).

2. Unit Proses Pengolahan air

- Unit Prasedimentasi

57

Bangunan pendahuluan ini adalah bangunan prasedimentasi yang

berfungsi sebagai tempatpengendapan partikel diskrit (pengendapan type I),

seperti lempung, pasir dan zat padat lainnyayang bisa mengendap secara

gravitasi (memiliki specific gravity ≥ 1,2 dan berdiameter ≤ 0,05

mm).Partikel diskrit adalah partikel yang selama proses pengendapannya

tidak berubah ukuran , bentukdan beratnya. Dalam pengoperasiannya,

prasedimentasi dapat mengurangi zat padat sebesar 50 % -70%.

- Unit Koagulasi dan Flokulasi

Bangunan pengaduk cepat (flash mix) digunakan untuk proses

koagulasi yang merupakan awaluntuk pengendapan partikel – partikel koloid

yang terdapat dalam air baku. Partikel koloid sangathalus dan sulit untuk

diendapkan tanpa proses pengolahan lain (plain sedimentation). Karena

sifatpartikel yang sangat halus, maka ukuran partikel koloid harus diperbesar

dengan menggabungkanpartikel – partikel koloid tersebut melalui proses

koagulasi dan flokulasi sehingga mudah untukmengendapkannya.Bangunan

pengaduk lambat merupakan tempat terjadinya flokulasi yaitu proses

yangbertujuan untuk menggabungkan flok – flok kecil yang ttitik akhir

pembentukannya terjadi di flashmix agar ukurannya menjadi lebih besar

sehingga cukup besar untuk dapat mengendapkan secaragravitasi. Kecepatan

pengadukan (G) berkisar < 100 per detik selama 10 sampai 60 menit

(Masduki,2002).

58

(Masduqi, Slamet, 2002), menyebutkan, pengadukan (mixing)

merupakan suatu aktivitas operasi campuran dua atau lebih zat agar diperoleh

hasil campuran yang homogen. Pada media fase cair, pengadukan ditujukan

untuk memperoleh keadaan yang turbulen (bergolak). Aplikasi pada bidang

teknologi lingkungan pengadukan digunakan untuk proses fisika seperti

pelarutan bahan kimia dan proses pengentalan (thickening), proses kimiawi

seperti koagulasi-flokulasi dan desinfeksi, proses biologis untuk mencampur

bacteria air limbah. Koagulasi merupakan proses destabiliasi koloid dan

partikel dalam air dengan menggunakan bahan kimia (disebut koagulan) yang

menyebabkan pembentukan inti gumpalan (presipitat). Proses koagulasi

hanya dapat berlangsung bila ada pengadukan. Flokulasi adalah proses

penggabungan inti flok sehingga menjadi flok berukuran besar. Proses

flokulasi hanya dapat berlangsung bila ada pengadukan. Pengadukan pada

proses koagulasi flokulasi merupakan pemberian energy agar terjadi

tumbukan antar partikel tersuspendi dan koloid agar terbentuk gumpalan

(flok) sehingga dapat dipisahkan melalui proses pengendapan dan

penyaringan.

59

- Unit Sedimentasi

- Klasifikasi Pengendapan

Proses pengendapan terbagi dalam dua klasifikasi : grith chamber

(pengendapan pendahuluan) dan bak sedimentasi (clarifiers). Grit

didefinisikan sebagai kombinasi antara lumpur, pasir, kerikil, shells, dan

material lain kasar lainnya. Grit Chamber merupakan pengendapan pertama

yang menghilangkan grit menggunakan pengendapan secara gravitasi. Tujuan

dari unit ini adalah melindungi peralatan mekanis bergerak (semisal pompa

dan mixers) karena material kasar serta untuk mencegah akumulasi grit di

instalasi air baku dan proses pre-treatment. 4 prinsip dasar sebagai

pertimbangan mendesain unit Grit Chamber yaitu lokasi peletakkan unit,

60

jumlah unit yang dibutuhkan, bentuk dari setiap unit, ukuran grit yang

dihilangkan. (Kawamura, 1990).

- Unit Filtrasi

61

Sumber :Gambar Perencanaan PDAM Tirta Bantimurung

Gambar. II. 4. Unit Filtrasi Media Pasir Ganda

G. Kriteria Air Bersih

Air jernih yang kita lihat sehari-hari, yang biasa kita minum, apakah sudah

bener-benar sehat dan juga layak untuk kita konsumsi? Dari mana kita tahu air

tersebut memang bersih.Mengutip Keputusan Menteri Kesehatan Republik

Indonesia Nomor 1405/menkes/sk/xi/2002 tentang Persyaratan Kesehatan

Lingkungan Kerja Perkantoran dan industri terdapat pengertian mengenai Air

Bersih yaitu air yang dipergunakan untuk keperluan sehari-hari dan kualitasnya

62

memenuhi persyaratan kesehatan air bersih sesuai dengan peraturan perundang-

undangan yang berlaku dan dapat diminum apabila dimasak.

Air bersih disini kita kategorikan hanya untuk yang layak dikonsumsi,

bukan layak untuk digunakan sebagai penunjang aktifitas seperti untuk

MCK.Karena standar air yang digunakan untuk konsumsi jelas lebih tinggi dari

pada untuk keperluan selain dikonsumsi. Ada beberapa persyaratan yang perlu

diketahui mengenai kualitas air tersebut baik secara fisik, kimia dan juga

mikrobiologiyaitu :

1) Syaratfisik, antara lain:

a.Air harus bersih dan tidak keruh

b. Tidak berwarna apapun

c. Tidak berasa apapun

d. Tidak berbau apaun

e. Suhu antara 10-25 C (sejuk)

f. Tidak meninggalkan endapan

2) Syarat kimiawi, antara lain:

a. Tidak mengandung bahan kimiawi yang mengandung racun

b. Tidak mengandung zat-zat kimiawi yang berlebihan

63

c. Cukup yodium

d. pH air antara 6,5 – 9,2

3) Syarat mikrobiologi, antara lain:

Tidak mengandung kuman-kuman penyakit seperti disentri, tipus, kolera,

dan bakteri patogen penyebab penyakit.

Seperti kita ketahui jika standar mutu air sudah diatas standar atau sesuai

dengan standar tersebut maka yang terjadi adalah akan menentukan besar

kecilnya investasi dalam pengadaan air bersih tersebut, baik instalasi

penjernihan air dan biaya operasi serta pemeliharaannya. Sehingga semakin

jelek kualitas air semakin berat beban masyarakat untuk membayar harga jual

air bersih. Dalam penyediaan air bersih yang layak untuk dikonsumsi oleh

masyarakat banyak mengutip Peraturan Menteri Kesehatan Republik

Indonesia No. 173/Men.Kes/Per/VII/1977, penyediaan air harus memenuhi

kuantitas dan kualitas, yaitu:

a. Aman dan higienis.

b. Baik dan layak minum.

c. Tersedia dalam jumlah yang cukup.

d. Harganya relatif murah atau terjangkau oleh sebagian besar masyarakat

64

Parameter yang ada digunakan untuk metode dalam proses perlakuan,

operasi dan biaya. Parameter air yang penting ialah parameter fisik, kimia,

biologis dan radiologis yaitu sebagai berikut:

Parameter Air Bersih secara Fisika

1. Kekeruhan

2. Warna

3. Rasa & bau

4. Endapan

5. Temperatur

Parameter Air Bersih secara Kimia

1. Organik, antara lain: karbohidrat, minyak/ lemak/gemuk, pestisida,

fenol,protein,deterjen,dll.

2. Anorganik, antara lain: kesadahan, klorida, logam berat, nitrogen, pH,

fosfor,belerang, bahan-bahan beracun.

3. Gas-gas, antara lain: hidrogen sulfida, metan, oksigen.

Parameter Air Bersih secara Biologi

1. Bakteri

65

Alat ukur debit

Sumber air baku

Pembubuh koagulan

Kogulator Flokulator

Sedimentasi/clarifier/floating

Desinfeksi

Unit filter

Reservoar

Distribusi

2. Binatang

3. Tumbuh-tumbuhan

4. Protista

5. Virus

Parameter Air Bersih secara Radiologi

1. Konduktivitas atau daya hantar

2. Pesistivitas

3. PTT atau TDS (Kemampuan air bersih untuk menghantarkan arus listrik)

Dengan standar tersebut maka air konsumsi yang kita gunakan akan aman

bagi kesehatan kita, karena itu jadilah manusia yang selektif demi kesehatan dan

juga keberlangsungan kita. Semoga bermanfaat.

H. Unit Instalasi Pengolahan Air (IPA)

Dalam mengatasi pememnuhan kebutuhan air bersih diperlukan penerapan

teknologi pengolahan air yang sesuai dengan kondisi air baku, kondisi sosial

budaya, ekonomi, dan SDM masyarakat setempat.

Unit instalasi pengolahan air yang selanjutnya disebut IPA adalah unit

yang dapat mengelolah air baku melalui proses fisik, kimia, dan atau biologi

tertentu dalam bentuk yang kompak sehingga menghasilkan air bersih layak

66

konsumsi yang memenuhi baku mutu yang berlaku, didesain dan dibuat pada

suatu tempat yang selanjutnya dapat dirakit di tempat lain dan dipindahkan, yang

terbuat dari bahan plat baja, dan plastik atau fiber. Seperti yang terlihat pada

gambar (D.1) berikut :

Sumber : Badan Standardisasi Nasional (BSN)

Gambar.2.1. Unit Instalasi Pengolahan Air Bersih (IPA)

Dalam hal pengolahan air bersih, proses pengolahan menggunakan

Metode Oksidasi, Mettode Adsorpsi, Metode Koagulasi-Flokulasi, dan Metode

Elektrokoagulasi. Berikut penjelasan metode-metode yang dimaksud :

e) Metode Oksidasi

Adalah proses menggunakan Ozon metode ini pertama kali diperkenalkan

Nies dari Prancis sebagai metode sterilisasi air minum pada tahun 1906.

Aplikasi sistem Ozonisasi sering dikombinasikan dengan lampu ultraviolet

atau hidrogen peroksida.dengan melakukan kombinasi ini akan didapatkan

dengan mudah hidroksil radikal dalam air yang sangat dbutuhkan dalam

proses oksidasi senyawa organik. Teknologi oksidasi ini tidak hanya dapat

menguraikan senyawa kimia beracun yang berada dalam air, tetapi juga

67

sekaligus menghilangkannya sehingga limbah pada (sludge) dapat

diminimalisasi hingga mendekati 100 %.

f) Metode Flokulasi

Flokulasi adalah penggabungan dari partikel-partikel hasil koagulasi menjadi

partikel yang lebih besar dan mempunyai kecepatan mengendap yang lbih

besar, dengan cara pengadukan lambat. Dalam hal ini proses koagulasi harus

diikuti flokulasi yaitu pengumpulan koloid terkoagulasi sehingga membentuk

flok yang mudah terendapkan atau transpotasi partikel tidak stabil, sehingga

kontak antar partikel dapat terjadi.

g) Metode Adsorbsi

Adsorbsi (penyerapan) adalah suatu proses pemisahan dimana komponen dari

suatu fase fluida/cairan berpindah kepermukaan zat padat yang menjerap

(adsorban). Biasanya partikel-partikel kecil zat penyerap dilepaskan pada

adsorbsi kimia, terbentuk ikatan kuat anatar penjerap dan zat yang dijerap

sehoingga tidak mungkin terjadi proses yang bolak-balik. Pada adsorbsi

digunakan adsorbat dan adsorban, dimana adsorbat adalah subtansi yang

terjerap atau sutansi yang akan dipisahkan dari pelarutnya, sedangkan

adsorban adalah merupakan suatu media penjerap yang dalam hal ini biasanya

berbentuk padatan. Pada proses ini adsorbat menempel dipermukaan adsorban

membentuk suatu lapisan tipis (flm). Dalam proses purifikasi air adsorban

68

yang digunakan biasanya berupa karbon sehingga dikenal istilah proses

adsorbsi karbon.

h) Metode Koagulasi

Koagulasi merupakan suatu proses pengolahan air dengan menggunakan

sistem pengadukan cepat sehingga dapat mereaksikan bahan komia (koagulan)

secara seragam keseluruh bagian air didalam suatu reactor sehingga dapat

membentuk flok-flok yang berukuran lebih besar dan dapat diendapkan

diproses sedimentasi. Pada dasarnya proses koagulasi dapat dilakukan dengan

dua cara, yaitu cara kimia dan cara fisika. Koagulasi cara kimia yaitu proses

penjernihan air dilakukan dengan memberikan penambahan bahan kimia

sebagai koagulan berbentuk garam (aluminium sulfat) untuk mempercepat

terjadinya pembentukan flok yang dapat diendapkan. Sedangkan koagulasi

secara fisika yang sering dinamakan dengan elekrokoagulasi merupakan

metode pengolahan air secara elektrokimia dimana pada anoda terjadi

pelepasan koagula aktif berupa ion logam (biasanya aluminium atau besi)

kedalam larutan, sedangkan pada katoda terjadi reaksi elektrolisis berupa

pelepasan gas hidrogen(Holt et al, 2004).

69

Kerangka penelitian berikut disusun berdasarkan tahap-tahap pelaksanaan

penelitian yang akandilakukan untuk mengambarkan segala sesuatu yang

berkaitan dalam penelitian ini.

Adapun skema kerangka penelitian sebagai berikut :

SURVEY LOKASI

PENGUMPULAN DATA

DATA PRIMER : - Sumber air baku. - Proses pengolahan air. - Teknis operasional dan perawatan. - Kinerja pengolahan instalasi air.

DATA SEKUNDER : - Instalasi pengolahan air (Domestik, non domestik). - Kebutuhan/peruntukan air. - Data penunjang lain.

STUDY LITERATUR

70

Skema 1. (Tahap penelitian)

2.2 SURVEI LOKASI

Survei lokasi dilakukan untuk mengetahui gambaran umum dengan

memperhatikan data

sekunder perusahaan tersebut, seperti analisa parameter kualitas air , laporan

monitoring kualitas

efluen dan juga kondisi fisik bangunan IPA secara langsung. Selain itu juga

dengan

memperhatikan data primer yang dapat kita peroleh saat di lapangan, sehingga

dapat diperoleh

informasi tentang pokok permasalahan yang terjadi pada perusahaan tersebut,

sehingga

memudahkan dalam proses pengkajian.

71

2.3 STUDI LITERATUR

Studi literatur ini dilakukan untuk membantu memahami pokok

permasalahan yang terjadidi lapangan, yang akan dikaji. Pengkajian dilakukan

dengan membaca dan melakukan prosedurpenelitian yang benar dan juga

memahami konsep pemecahan permasalahan.Selain itu studiliteratur bertujuan

untuk membantu mengkaji teori-teori yang terdapat pada ruang lingkup

sertamemperoleh prosedur.Sumber studi literatur yang digunakan untuk mengkaji

penelitian ini berasal dari:

1. Jurnal.

2. Design IPA III Tanralili Kabupaten Maros.

3. Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor

907/MENKES/SK/VII/2002.

4. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001.

5. Laporan penelitian terdahulu.

6. Internet.

51

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

Dalam penelitian ini kami bertempat di Kecamatan Tanralili Kabupaten

Maros selama ± 2 bulan.

- Letak Geografis

Secara khususKecamatan Tanralili adalah salah satu wilayah yang ada di

Kabupaten Maros dengan luas kecamatan ± 89,45 km² dengan jumlah desa dan

kelurahan masing-masing 8 wilayah.Berdasarkan posisi dan letak geografis

wilayah, Kecamatan Tanralili berbatasan langsung Kecamatan Simbang sebelah

timur, sebelah selatan berbatasan Kecamatan Tompobulu dan Kecamatan

Moncongloe, dan sebelah barat berbatasan Kecamatan Mandai.

Sumber : Website Kabupaten Maros

Gambar. 6. Peta Administratif Kab. Maros

52

B. Teknik Pengumpulan Data dan Sampel Air

a. Teknik Pengumpulan Data

Data yang dibutuhkan dalam penelitian ini terdiri dari data primer dan data

sekunder antara lain :

1. Data Primer, yakni data yang diperoleh langsung dari hasil survey lokasi

penelitian antara lain :

o Wawancara dengan pengambil kebijakan dan karyawan instalasi

pengolahan air (IPA) Tanralili di kantor PDAM Tirta Bantimurung

mengenai situasi dan kondisi IPA tersebut.

o Observasi lokasi IPA Tanralili untuk mengetahui kondisi yang ada

pada Instalasi tersebut.

o Dokumentasi unit instalasi pengolahan air IPA Tanralili.

2. Data Sekunder, yakni data yang diperoleh dari literatur dan hasil penelitian

yang sudah ada baik yang telah dilakukan di laboratorium maupun dilakukan

di tempat lain yang berkaitan dengan penelitian masaalah Instalasi Pengolahan

Air (IPA) antara lain :

o Gambar konstruksi IPA Tanralili.

o Peta jaringan eksisting dan rencana jaringan pipa IPA Tanralili PDAM

Tirta Bantimurung.

o Kondisi pelayanan PDAM Kab. Maros tahun 2013 – 2014

o Data kualitas air baku dan bersih IPA Tanralili.

53

b. Teknik Pengambilan Sampel Air

Pengambilan sampel air sungai dilakukan sebanyak 1 (satu) kali pada

bulan Oktober2014 di tengah sungai pada kedalaman 0,75cm. Pada titik ini

dianggap telah mewakili kondisi kualitas air sungai karena telah terjadi

percampuran yang sempurna atau aliran homogen. Pengambilan sampel air

dilakukan dengan menggunakan alat pengambil sampel sederhana berupa

gayung plastik bertangkai panjang sesuai SNI 6989.59-2008 tentang metode

pengambilan contoh air.

Adapun data-data yang akan kami gunakan sebagai acuan dalam studi ini

anatara lain :

1. Kondisi Eksisting Instalasi Pengolahan Air (IPA) Tanaralili

Instalasi Pengolahan Air (IPA) Tanralili merupakan salah satu unit

pengolahan air dengan kapasitas 20 Ltr/detik, dibangun pada tahun 2012

sebagai wujud peningkatan pelayanan distribusi kebutuhan air bersih

Masyarakat Kabupaten Maros khususnya di Kecamatan Tanralili . IPA

Tanralili menggunakan metode pengolahan secara fisika, kimiawi dan

biologis.

Sumber air baku yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan produksi

IPA Tanralili, memanfaatkan air Sungai Dulang melalui bangunan intake

yang dibangun dipinggir sungai tersebut. Air baku ini mengalir secara

gravitasi dan dipompakan ke bak unit koagulasi. Selanjutnya air baku

dibubuhi bahan kimia atau koagulan yang pengadukannya dilakukan secara

54

hidrolis dengan menggunakan terjunan, denga terjunan yang digunakan air

mengalir secara gravitasi menuju unit berikutnya yaitu unit flokulasi,

sedimentasi, dan unit filtrasi dengan menggunakan media pasir sebagai media

penyaring. Selanjutnya air bersih hasil produksi IPA ditampung oleh bak

reservoir dengan kapasitas 200 m3sebelum didistribusikan ke pelanggan.

Berikut ini adalah gambar layout IPA Tanralili :

Sumber : konstruksi IPA Tanralili

Gambar. 7. Intalasi Pengolahan Air Tanralili

Sumber : PDAM Tirta Bantimurung

Gambar. 8. Skema SistemIPA Tanralili

55

1) Intake

Intake yang digunakan adalah river intake yang dilengkapi dengan

screen, dan bangunan penampung setinggi 12 m. dengan kapasitas sadap

sebesar 20 l/dt. Sumber air baku yang digunakan adalah dari sungai

Dulang yang dimana lokasi intake terletak di pinggir sungai tersebut.

Selanjutnya air baku diambil dengan cara, menggunakan pompa intake

(submersible).

Tabel. 6. Data Eksisting Intake

No Keterangan Desain Satuan

A Screen

1 Lebar screen 0,50 m

2 Tebal batang screen 8 mm

3 Jarak antar batang screen 25 mm

4 Kemiringan batang dari horizontal 90 °

5 Jumlah batang screen 17 Buah

6 Jumlah bukaan antar batang 18 Buah

B Pipa Pompa

1 Panjang pipa 100 m

2 Diameter pipa 8 Inch

C Bak pengumpul

1 Tinggi bak 12 m

2 Diameter bak 4 m Sumber : evaluasi eksisting

2) Unit Koagulasi

Sistem koagulasi IPA Tanralili adalah berupa hidrolis terjunan(hydraulic

jumps)atau sistem pengadukan hidrolis.Bahan koagulan yang digunakan adalah

tawas atau Aluminium Sulfat Al2(SO4)2. Dosis yang digunakan sebanyak 50

kg tawas/hari. Konsentrasi larutan koagulan adalah 10 % yang dilakukan

56

dengan cara melarutkan 1 kg tawas padat dengan 10 Liter air pelarut. Dataunit

koagulasi IPA Tanralili dapat dilihat pada Tabelberikut :

Tabel. 7. Data Eksisting Unit Koagulasi

Keterangan Desain Satuan

Bak Pengaduk

Jenis hidrolis terjunan unit

Debit 0,02 m3/dt

Panjang bak 2400 mm

Lebar bak 800 mm

Kedalaman bak (T) 1000 mm

Tinggi terjunan (h) 800 mm

Diameter pipa 200 mm

Jumlah terjunan 1 bh

Debit terjunan 0,02 m³/dtk Sumber : evaluasi eksisting

3) Unit Flokulasi

Unit flokulasi ini menggunakan sistem pengadukan hidrolis, berupa

buffle chanelaliran horizontal. Unit flokulasi memiliki enam bak dengan sistem

Hidrolika Helicoidal Up dan Down Flow Gravitation.Berikut tabel data

eksisting :

Tabel. 8. Data Eksisting Unit Flokulasi

No Keterangan Desain Satuan

A Flokulasi

1 Jenis Baffle Channel unit

2 Jumlah bak 6 buah

3 Bentuk penampang 6 per segi

4 Jumlah belokan 6 Buah

5 Volume bak 0,02 m³/dtk

6 Kedalaman air (H) 3450 mm

7 Panjang bak 1488 mm

8 Tinggi bak 3600 mm

9 Lebar bak 590,46 mm Sumber : evaluasi eksisting

57

4) Unit Sedimentasi

Unit sedimentasi IPA Tanralili menggunakan dinding rata dengan ketebalan

dinding 8 mm, bentuk bak pengendap yang digunakan adalah persegi panjang

dengan jenis pengendap berbentuk plat datar, dengan bahan yang terbuat dari baja

tahan karat/baja digalbani (galvanis). Tinggi ambang bebas unit sedimentasi IPA

Tanralili 25 cm. berikut tabel data eksisting :

Tabel. 9. Data Eksisting Unit Sedimentasi

Sumber : evaluasi eksisting

5) Unit Filtrasi

Tipe filter yang digunakan pada IPA Tanralili adalah filter pasir cepat

dengan media filter ganda/ double media yang beroperasi secara gravitasi. IPA

ini menggunakan 4 unit filtrasi masing- masing mempunyai ukuran P = 1,4 m,

No Keterangan Desain Satuan

A Zone Sedimentasi

1 Jenis tube settler unit

2 Jumlah bak 1 unit

3 Luas permukaan 18 m2

4 Kedalaman bak 3600 mm

5 Lebar 3600 mm

6 Panjang 5000 mm

7 Penampang tube Pipa diameter

8 Diameter 100 mm

9 Kemiringan tube 60 °

10 Tinggi tube 1000 mm

B Zone Outlet

1 Jumlah gutter/bak 2 Buah

58

L = 1,3 m, T = 4 m. Sistem filtrasi menggunakan Antrasit 450, Pasir halus 150,

Pasir kacang ijo 150, Pasir jagung 150, Kerikil 160, Koral 160, dan Strener.

Air buangan hasil pencucian filter pada saat backwash dialirkan melalui pipa

steel diameter 75 mm menuju saluran pembuangan.

Air hasil filtrasi kemudian dialirkan melalui pipa yang berdiameter 200

mm menuju bak effluent filter yang berukuran P = 0,50 m, L = 0,80 m dengan

kedalama bak 2,5 m. Selanjutnya dialirkan lagi menuju reservoir melalui pipa-

pipa dengan diameter 150 mm.

Tabel. 10. Data Eksisting Unit Filtrasi

No Keterangan Desain Satuan

1 Jenis rapid sand filter

2 Jumlah bak 4 Buah

3 Luas permukaan /bak 1,82 m2

4 Panjang 1,4 m

5 Lebar 1,3 m

6 Debit total 0,02 m³/dtk

7 Diameter pipa inlet (Dpi) 150 mm

8 Media penyaringan 50 cm

9 Media penyangga 10 cm

10 Debit per bak (Qn) 0,05 m3/dtk

11 Kedalaman bak (H) 4,0 m

12 Lama operasi (to) (12 – 24 ) Jam Sumber : evaluasi eksisting

6) Desinfeksi

Desinfektan yang digunakan adalah kaporit, metode pembubuhan

kaporit adalah metode dozing proporzional.Kaporit berfungsi untuk

membunuh bakteri dan protozoa yang berbahaya di air serta menghambat

pertumbuhan lumut.Dosis kaporit yang diberikan yaitu sebesar 4

59

mg/Liter.Standar baku mutu air minum menurut Peraturan Menteri Kesehatan

Republik Indonesia No. 492/MENKES/PER/2010 yaitu 5 mg/L.

7) Reservoir

Reservoirdigunakan untuk menampung air hasil olahan dari IPA

Tanralili dengan kapasitas tampung 200 m³. Air yang sudah diolah disimpan

untuk kemudian ditransfer kesistem distribusi.

Tabel. 11.Data Eksisting Reservoir

No Keterangan Desain Satuan

1 Jumlah bak 1 unit

2 Panjang bak 10 m

3 Lebarbak 8 m

4 Tinggi bak 2,5 m

5 Kapasitas bak 200 m3

Sumber : evaluasi eksisting

C. Metode Pengujian

Data hasil pengujian kualitas air yang meliputi parameter fisika, kimia dan

biologi dibandingkan dengan baku mutu yang telah ditetapkan. Baku mutu

kualitas air sungai yang digunakan mengacu pada Peraturan Pemerintah Nomor

82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran

Air. Metode pengujian yang digunakan untuk menganalisa sampel air, yaitu :

pH, diukur dengan pH meter dan dilakukan segera setelah pengambilan

contoh air.

Temperatur, diukur dengan thermometer dan dilakukan di lapangan.

Daya Hantar Listrik (DHL), diukur dengan conductivity meter dan

dilakukan setelah pengambilan contoh air.

60

Kekeruhan, diukur dengan turbidimeter dan dilakukan di laboratorium

segera setelah pengambilan contoh air.

Warna, diukur dengan colorimeter yang dilakukan di laboratorium.

Besi, diukur dengan metode phenantroline dan pengawetan dengan HNO3

pekat.

Mangan, menggunakan metode persulfate dan pengawetan dengan HNO3

pekat.

Zat padat terlarut, menggunakan metode gravimetric dan langsung diukur.

Nitrat, metode yang digunakan adalah brucin dengan pengawetan

menggunakan asam dan disimpan pada suhu 4 °C.

Nitrit, menggunakan metode diazotasi dan menggunakan asam dan

disimpan pada suhu 4 °C untuk pengawetan.

Kesadahan, diukur dengan metode titrasi kompleksometri-EDTA dan

pengawetan dengan HNO3 pekat.

Klorida, menggunakan metode Mohr dan diawetkan dengan disimpan

pada suhu 4 °C.

Asiditas-alkalinitas, diukur dengan menggunkan metode titrasi asam basa

dan dilakukan segera setelah pengambilan contoh air.

Zat organic, menggunakan metode pengukuran angka permanganate dan

pengawetan menggunakan H2SO

4 kemudian didinginkan pada suhu 4 °C.

Total Coliform, menggunakan metode Jumlah Perkiraan Terdekat (JPT)

bakteri golongan Coliform dan pengukuran langsung dilakukan.

61

D. Analisa Kinerja Unit Proses IPA

Untuk menganalisa atau mengidentifikasi masalah yang terjadi pada

Instalasi Pengolahan Air (IPA) Tanralili, harus diketahui dahulu secara mendetail

tentang gambaran umum dan gambaran proses IPA tersebut.

Penjelasan kondisi eksisting sistem IPA Tanralili :

1. Sebelum masuk IPA, Air baku dialirkan secara gravitasi melalui bangunan

intake dan dipompakan melalui pipa inlet diameter 8 inchi ke bak unit

koagulasi. Selanjutnya air baku dibubuhi bahan kimia atau koagulan yang

pengadukannya dilakukan secara hidrolis dengan menggunakan terjunan,

kemudian air mengalir secara gravitasi menuju unit berikutnya yaitu unit

flokulasi, sedimentasi, dan unit filtrasi dengan menggunakan media pasir

sebagai media penyaring. 2. Pada desain Instalasi Pengolahan Air dibuat, tidak

ada pemanfaatan bangunan prasedimentasi.

2. Pada unit bangunan prasedimentasi ini terjadi proses pengendapan partikel

diskrit. Proses pengendapan partikel diskrit ini dengan gravitasi.

Membandingkan kondisi esksisting instalasi dengan standar peraturan

yang berlaku dan kriteria desain tiap unit. Dimensi unit akan dibandingkan dengan

kriteria desain unit. Kualitas air pada proses pengolahan di instalasi di hitung

efisiensi dari kinerja unit bangunan instalasi apakah masih berjalan dengan baik,

parameter yang akan diuji meliputi kekeruhan dan pH. Analisis dilakukan pada

unit koagulasi, flokulasi, sedimentasi, dan filtrasi.

62

E. Alat Dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini. Sebagai

berikut :

1. Ala t

- Komputer/Laptop.

- Camera.

- ATK.

- Meter

- Gelas/botol

- Tissu

- Botol Sampel

- Pipet Tetes

- Gelas Piala

- Labu Semprot

63

F. Diagram Proses Penelitian

Tahapan penelitian yang dilakukan sesuai dengan bagan alir pada gambar

berikut ini :

Gambar. 9.Bagan alur (flow chart)

Kualitas Air Baku

Kualitas Air Bersih

MULAI

SELESAI

HASIL STUDI KINERJA UNIT PROSES IPA TANRALILI

KESIMPULAN DAN SARAN

Analisis Kualitas Air

SURVEY LOKASI

PENGUMPULAN DATA

DATA PRIMER DATA SEKUNDER

STUDY LITERATUR

PERHITUNGAN KINERJA UNIT PROSES

IPA TANRALILI

Kriteria Desain

EKSISTING UNIT PROSES IPA

TANRALILI

Kualitas

Kuantitas

Kontinuitas

64

DAFTAR PUSTAKA

Anonymus, 1984. Penyediaan Air Bersih, Akademi Penilik Kesehatan

Teknologi Sanitasi (APK-TS), Departemen Kesehatan Republik Indonesia.

Anonymus, 2001. Peraturan Pemerintah no. 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan

Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air.

Anonymus, 2002. Keputusan Mentri Kesehatan Republik Indonesia no.

907/MENKES/SK/VII/2002 tentang syarat-syarat dan Pengawasan

Kualitas Air Minum.

AWWA & ASCE. 1996. Water Treatment Plant Design. Denver : American

Water Work Association inc.

Darmasetiawan, Martin, 2004, Teoridan Perencanaan Instalasi

PengolahanAir,Jakarta : Ekamitra Engineering.

D Daryanto, 2007 : Perencanaan PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikro

Hidro)

Fakultas Teknik. Univ. Muhammadiyah Makassar (2011). PEDOMAN

PENULISAN SKRIPSI. Sipil Pengairan & Perencanaan.

George W. Barcly, 1984. (terjemahan Drs. Rozy Munir, M.Sc., dan Drs.

Budianto), Teknik Analisa Kependudukan II, Penerbit PT. Bima Aksara

Jakarta.

http : //eprints.undip.ac.id/34051/8/1915_CHAPTER-V.pdf

Kabupaten Maros. (2009). PETA ADMINISTRATIF KABUPATEN MAROS

PROVINSI SULAWESI SELATAN TAHUN 2009.

Kawamura, Susumu. (1991). Integrate Design of Water Treatmen Facilities. New

York : John Willey & Sons, Inc.

65

Laporan Akhir (Final Report), Kajian Linkungan Hidup Strategis (KLHS) Untuk

RT/RW Kabupaten Maros (Tinjauan Wilayah Kabupaten Maros)

Masduqi, A. Dan Slamet, A. 2002. Satuan Operasi. Teknik Lingkungan. FTSP-

ITS. Surabaya.

PDAM Tirta Bantimurung. 2012. Gambar Konstruksi & Skema Sistem IPA

Tanralili. Kabupaten Maros, Sul-Sel.

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82 tanggal 14 Desesmber Tahun

2001

Peraturan Menteri Kesehatan No. 907/Menkes/Per/IX/2002

Peraturan Mentri Kesehatan Republik Indonesia No. 492/MENKES/ PER/2010.

Tentang Standar Baku Mutu Air Minum.

Qasim, S.R, Motley, E.M, & Zhu, G. (2000). Water Works Engineering :

Planning, Design, and Operation. London : Prentice-Hall.

Reynold, Tom D & Paul A Richards. (1996). Unit Operation and Processes in

Environmental Engineering. Boston, USA : International Thomson

Publishing.

Ronald L. Droste. (1997). Theory and Practice of Water and Wastewater

Treatment. Canada : John Willey & Sons.

Schultz, Christopher R & Daniel A Okun, 1984.Surface Water Treatment For

Communities in Developing Countries. New York, USA : John Willey &

Sons inc.

Soewarno, 1995 : Hidrologi Aplikasi Metode Statistik Jilid 1, Penerbit Nova,

Bandung

Soewarno, 2013 : Hidrometri Dan Aplikasi Teknosabo Dalam Pengelolaan Daya

Air Sumber

Sutrisno, Totok dan Eni Suciastuti. 2010. Teknologi Penyediaan Air Bersih

Jakarta : RINEKA CIPTA

66

---------.2002. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Jakarta : RINEKA CIPTA

64

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Uji Kekeruhan dan pH Air Pada Unit Proses IPA

Dari hasil pengujian diketahui nilai pH air masing-masing unit proses

masih sesuai baku mutu yang berlaku. Hal ini menunjukkan bahwa nilai pH air

masing-masing unit koagulasi, flokulasi, sedimentasi, dan filtrasi yaitu pada

kisaran 7,64 dan berada pada kondisi normal. Parameter derajat keasaman tersebut

masih berada dalam ambang batas baku mutu air sungai kelas I sampai dengan

kelas IV menurut Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 yang

mensyaratkan pH air berkisar antara 6 – 9 untuk kelas I sampai dengan III dan 5 –

9 untuk air sungai kelas IV.

Tabel. 12. Kualitas Air Unit Proses IPA

No Parameter Satuan Baku mutu Hasil Metode

A Koagulasi

1 Ph mg/L 6 – 9 7,80 Electrode-potensiometri

2 Kekeruhan NTU 5 16,0 Tubidimetri

B Flokulasi

1 Ph mg/L 6 – 9 7,80 Electrode-potensiometri

2 Kekeruhan NTU 25 12,81 Turbidimetri

C Sedimentasi

1 Ph mg/L 6 – 9 7,65 Electrode-potensiometri

2 Kekeruhan NTU 5 4,00 Turbidimetri

D Filtrasi

1 Ph mg/L 6 – 9 7,48 Electrode-potensiometri

2 Kekeruhan NTU 5 1,81 Turbidimetri Sumber : hasil analisis

65

05

101520

6 7.8 6 7.8

6 7.65 6 7.48

5

16

5

12.81

5 4 5

1.81

pH (mg/L Kekeruhan (NTU)

Sumber : hasil analisis

Gambar. 10. Grafik Hasil Analisis Kualitas Air Masing-masing Unit IPA

Derajat keasaman (pH) air menunjukkan keberadaan ion hidrogen di dalam

air. Hal ini dikarenakan ion hidrogen bersifat asam. Sebagian besar biota akuatik

sensitif terhadap perubahan pH dan menyukai nilai pH sekitar 7 – 8.5 (Effendi, 2003).

Merujuk pada pendapat tersebut maka pH air sungai Dulang masih dapat mendukung

kehidupan biota air sehingga mengindikasikan bahwa biota air dapat hidup dengan

baik.

Kekeruhan air pada unit proses koagulasi dan flokulasi 16,01-12,81 NTU.

Hal ini menandakan telah terjadi penurunan dari sampel air baku yaitu 16,94

NTU, setelah melalui proses pembubuhan koagulan. Kekeruhan pada unit

sedimentasi dan unit filtrasi yaitu sudah sesuai baku mutu dikarnakan pengolahan

olahan dari setiap unit, masih berada di bawah baku mutu (5 NTU), walaupun

setelah melalui unit karbon aktif, terjadi peningkatan kekeruhan yang mendekati

baku mutu. Hal ini dapat terjadi karena adanya zat-zat tersuspensi yang tercampur

dan rusaknya saringan yang ada di unit karbon aktif, sehingga karbon terbawa ke

66

dalam air hasil olahan dan penyaringan kurang efektif. Air hasil olahan terakhir

telah memenuhi baku mutu kualitas air minum berdasarkan parameter kekeruhan.

B. Kualitas Air Bersih IPA Tanralili

Berikut ini adalah hasil pemeriksaan kualitas air produksi IPA Tanralili Sungai

Dulang pada tahun 2014 berdasarkan Kepmenkes RI No. 492/Menkes/Per/IV/2010 dapat

dilihat pada Tabel berikut :

Tabel. 13. Kualitas Air Bersih IPA Tanralili

No Parameter Air baku Air bersih Syarat

mutu

metode

A Fisik

1 Bau - Tidak

berbau

Tidak

berbau

2 Warna - Tidak

berwarna

Tidak

berwarna

Visual

comparison

3 Rasa - Tidak

berasa

Tidak

berasa

4 Kekeruhan 16,94 NTU 1,81 NTU 5 NTU Trubidimetri

B Kimia

1 Ph 7,8 mg/L 7,48 mg/L 6,5-8,5 Electrode-

potensiometri

2 T. Alkalinity 98 84 500 SNI 06-2420

3 Alkalinity (P) 0 0 500

4 Alkalinity (M) 98 84 500

5 OH 0 0 500

6 HCO3 98 84 500

7 CO3 0 0 500

8 Chlorida 148,16 143,16 500 Tirasi

argentometri

9 Calcium 11 9 500

10 CO2bebas 14,08 12,32 500 Grafik Mundlein

Frankfurt

11 Sisa Chlor 0,53 0,1-2,2

Sumber : Laboratorium IPA Tanralili

67

- Nilai kekeruhan dan sisa klor berasal dari nilai rata-rata dibulan

Oktober 2014.

- Untuk parameter CO2bebas, jika terbentuk warna merah pada

penambahan indicator PP berarti CO2bebas tidak ada.

- Jika pH < 8,2 berarti Alkalinity (P) = 0, karena pH air baku 7,80 dan

air bersih 7,84, maka Alkalinity (P), OH, CO3adalah 0 sesuai hasil

penelitian.

- Jika P = 0 maka total Alkalinity, Alkalinity (M) dan HCO3, yaitu 98

dan 84.

C. Kinerja Unit Proses Instalasi Pengolahan Air (IPA) Tanralili

a. Unit Koagulasi

Sistem koagulasi IPA Tanralili adalah berupa hidrolis

terjunan(hydraulic jumps)atau sistem pengadukan hidrolis. Bahan

koagulan yang digunakan adalah tawas atau Aluminium Sulfat Al2(SO4)2.

Dosis yang digunakan sebanyak 50 kg tawas/hari. Konsentrasi larutan

koagulan adalah 10 % yang dilakukan dengan cara melarutkan 1 kg tawas

padat dengan 10 Liter air pelarut.

Perhitungan parameter kinerja unit koagulasi dengan

membandingkan kriteria desain yang berlaku, menggunakan rumus

persamaan (Qasim, Motley, & Zhu, 2000) hal. (22).

td =

=

= 96 dtk pers. (4).

68

KriteriaDesain

Nilai DesainKoagulasi

KriteriaDesain

Nilai DesainFlokulasi

Waktu detensi (td) 10 96 15 2

Gradien kecepatan (G) 100 302.5 10 30

Gtd 30.000 29.046 10000 3151

(Htot) 0.3 0.0085

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

Axi

s Ti

tle

Chart Title

G = √

= √

) )= 302,5 dtk

-1 pers. (5)

Gtd = G x td= 302,5 dtk-1

x 96 = 29,046

Tabel. 14. Hasil Perhitungan Kinerja Unit Koagulasi

No

Parameter

Kriteria Desain

(Qasim, Motley, &

Zhu, 2000)

Nilai

Keterangan

1

Waktu detensi bak koagulasi (td)

10 dtk - 5 menit

96 dtk

Sesuai

3

Gradien kecepatan (G)

100 - 1000

302,5 dtk-1

Sesuai

4

G x td

30,000 – 60,000

29,046

Tidak sesuai

Sumber : data hasil perhitungan

Sumber : hasil perhitungan

Gambar. 11. Grafik Perhitungan Kinerja Unit Koagulasi dan Flokulasi

69

o Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, koagulasi tipe hidrolis

yang menggunakan sistem terjunan ini menghasilkan nilai Gtd yang tidak

sesuai dengan kriteria desain, hal ini dapat mengakibatkan pencampuran

koagulan tidak homogen. Untuk nilai td dan G masih sesuai dengan

kriteria desain masing-masing nilai, hal ini masih cukup efektif untuk

memungkinkan pencampuran koagulan dengan air baku dapat berjalan

dengan optimal. Jadi pada unit koagulasi ini tidak terjadi permasalahan.

b. Unit Flokulasi

Unit flokulasi ini menggunakan sistem pengadukan hidrolis, berupa

buffle chanel aliran horizontal. Unit flokulasi memiliki enam bak dengan

sistem Hidrolika Helicoidal Up dan Down Flow Gravitation.

Perhitungan persamaan matematis yang digunakan untuk

menghitung gradien kecepatan ini sama dengan perhitungan yang telah

diberikan pada unit koagulasi (Qasim, Motley, & Zhu, 2000), hal. (22).

Yaitu :

G = √

= √

) )= 30 dtk

-1 pers. (6)

td =

=

= 106,2432 dtk = 2 menit

Gtd = G x td= 30 x 106,2432 = 3.151

Htot = HL + Hb = 0,0085 + (3,08315 x 10-05

) = 0,00853 m pers. (7)

70

Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, unit flokulasi ini

menghasilkan nilai td dan nilai Gtd yang tidak sesuai dengan kriteria desain,

sehingga diperlukan pengaturan dan perhitungan kembali pada setiap

kompartemen agar nilai td Gtd sesuai dengan kriteria desain sehingga dapat

terjadi flokulasi yang baik.

c. Sedimentasi

Unit sedimentasi IPA Tanralili menggunakan dinding rata dengan ketebalan

dinding 8 mm, bentuk bak pengendap yang digunakan adalah persegi panjang

dengan jenis pengendap berbentuk plat datar, dengan bahan yang terbuat dari

baja tahan karat/baja digalbani (galvanis). Tinggi ambang bebas unit sedimentasi

IPA Tanralili 25 cm.

Rumus-rumus dan kriteria desain yang diprgunakan dalam

perhitungan unit sedimentasi, yaitu :

Rasio panjang lebar bak (Qasim, Motley, & Zhu, 2000). Hal. (27)

Rasio =

=

= 1,4 pers. (11)

Surface Loading Rate(Qasim, Motley, & Zhu, 2000).

Vt =

=

)

= 96 m³/m².hari pers. (12)

Kecepatan aliran pada settler (Montogomery, 1985). Hal. (29)

Vo =

=

) )) = 1,283 m/dtk = 0,0213 m/menit. pers. (13)

Weir loading rate (Qasim, Motley, & Zhu, 2000).

W =

=

)

) = 68,571 m³/m.hari pers. (14)

71

Reynold number (Montogomery, 1985).

R =

=

= 0,02 m pers. (15)

Re =

=

( )

) = 487,8049 pers. (16)

Froude number (Montogomery, 1985). Hal. (30)

Fr =

=

) = 0,00233 pers. (17)

Waktu detensi (Qasim, Motley, & Zhu, 2000).

Td =

=

)

= 3240 dtk = 54 menit = 0,9 jam pers. (18)

Tabel. 16. Hasil perhitungan Kinerja Unit Sedimentasi

No Parameter Kriteria Desain Nilai Keterangan

1 Rasio panjang lebar 3:1 – 5:1 1,4 m tidak sesuai

2

Surface loading rate

(60-150)m³/m².

Hari

96 m3/m

2.hari

sesuai

3

Kecepatan pada

settler

(0.05-0.13)

m/menit

0,0213

m/menit

tidak Sesuai

4

Weir loading rate

(90-360) m³/m².

Hari

68,571

m3/m.hari

tidak Sesuai

5 Reynold number < 2000 487,8049 Sesuai

6 Froude number > 0,00233 Sesuai

7 Waktu detensi bak < 120 menit 54 menit Sesuai

Sumber : data hasil perhitungan

72

o Nilai rasio panjang lebar tidak sesuai dengan kriteria desain, yaitu

dibawah kriteria desain, hal ini dapat mempengaruhi nilai surface

loading rate.

o Nilai surface loading rate atau beban permukaan bak sedimentasi yang

diatas kriteria desain sangat mempengaruhi efisiensi penghilangan

partikel dari air.

o Kecepatan pada settler sesuai kriteria desain, hal ini menjadikan aliran

tetap laminer.

o Nilai beban weir normal, nilai ini dibutuhkan pada zona sedimentasi

agar alirannya tetap laminer.

o Waktu detensi bak masih normal, waktu yang dibutuhkan cukup untuk

terjadinya proses pengendapan flok-flok yang terbentuk dalam proses

sebelumnya.

o Nilai bilangan Reynold dan bilangan Froud masih sesuai kriteria desain,

hal ini menandakan aliran air laminer dan uniform.

d. Filtrasi

Tipe filter yang digunakan pada IPA Tanralili adalah filter pasir

cepat dengan media filter ganda/ double media yang beroperasi secara

gravitasi. IPA ini menggunakan 4 unit filtrasi masing- masing

mempunyai ukuran P = 1,4 m, L = 1,3 m, T = 4 m. Sistem filtrasi

menggunakan Antrasit 450, Pasir halus 150, Pasir kacang ijo 150, Pasir

jagung 150, Kerikil 160, Koral 160, dan Strener. Air buangan hasil

73

pencucian filter pada saat backwash dialirkan melalui pipa steel

diameter 75 mm menuju saluran pembuangan.

Air hasil filtrasi kemudian dialirkan melalui pipa yang berdiameter

200 mm menuju bak effluent filter yang berukuran P = 0,50 m, L = 0,80

m dengan kedalama bak 2,5 m. Selanjutnya dialirkan lagi menuju

reservoir melalui pipa-pipa dengan diameter 150 mm.

Perhitungan parameter kinerja unit filtrasi dengan membandingkan

kriteria desain yang berlaku. Yaitu :

Dimensi geometrik bak

L = 1,3 m < 3 m

Rasio =

=

= 1,0769 m

H = 4 m < 5,5 m

Luas area permukaan bak filtrasi, hal. (34).

As = P x L = 1,4 x 1,3 = 1,82 m² pers. (23)

Kecepatan penyaringan filtrasi

- Normal

Vf =

=

= 2,747 m/dtk = 237,36 m³/m².hari pers. (22)

- Backwash dalam kondisi 2 filter (Q = 10 m³/dtk)

Vf =

=

= 5,494 m/dtk = 474,725 m³/m².hari

Kedalaman (tebal) media filter dan media penyangga :

- Lf = Lfp = 0,5 m < 0,75 m

- Lp = 0,1 m < 0,5 m

74

KriteriaDesain

NilaiDimensi

Bak Filtrasi

KriteriaDesain

NilaiKecepatan

Filtrasi

KriteriaDesain

NilaiMedia

Penyaring

Lebar Bak 3 1.3 3.5 4.5

Rasio P & L 1 1.07 1.8 2.8

Kedalaman 5.5 3 3 5

Luas Area 25 1.82

Normal 100 237.36

Backwash 475 474.725

pasir silika 0.75 0.5

kerikil 0.5 0.1

050

100150200250300350400450500

Axi

s Ti

tle

Chart Title

Tabel. 17. Hasil Perhitungan Kinerja Unit Filtrasi

No Parameter Kriteria Desain Nilai Keterangan

A Dimensi

1 Lebar 3 – 6 m 1,3 m Tidak sesuai

2 Rasio panjang & lebar 2:1 – 4:1 1,07 m Tidak sesuai

3 Kedalaman 5,5 – 7,5 3 m Tidak sesuai

4 Luas area 25 – 80 m² 1,82 m² Tidak sesuai

B Kecepatan filtrasi

1 Normal 100 – 475

m³/m². Hari

237,36 sesuai

2 Backwash 474,725 Sesuai

C Kedalaman

1 Media filter (pasir silika) 0,75 m 0,5 m Tidak sesuai

2 Media penyangga (kerikil) 0,5 m 0,1 m Tidak sesuai

Sumber : data hasil perhitungan

Sumber : hasil perhitungan

Gambar. 13. Grafik Perhitungan Kinerja Unit Filtrasi

75

o Lebar dan rasio panjang & lebar bak filter terlalu kecil dan tidak sesuai

kriteria desain, hal ini dapat mempengaruhi kecepatan filtrasi.

o Kedalaman bak tidak sesuai kriteria desain.

o Luas area bak filter tidak sesuai dengan kriteria desain.

o Kecepatan filtrasi (normal) sudah sesuai dengan kriteria desain. Kecepatan

ini merupakan salah satu parameter kunci yang digunakan untuk

menentukan luas permukaan bak. Semakin besar kecepatan filtrasi, maka

luas bak yang dibutuhkan semakin kecil.

o Unit filtrasi ini tidak dapat bekerja dengan baik saat backwash ( 2 unit tidak

beroperasi ) karena nilai kecepatan filtrasi pada saat backwash berdasarkan

perhitungan desain lebih besar diatas kriteria desain.

o Tebal media filter sedikit lebih besar dari kriteria desain, sedangkan tebal

media penyangga lebih kecil dari kriteria desain. Hal ini dapat berpengaruh

terhadap kualitas air produksi, dikhawatirkan pasir silika sebagai media

filter akan ikut terbawa dengan aliran air, karena media penyangga yang

digunakan terlalu tipis.

e. Reservoir

Reservoir digunakan untuk menampung air hasil olahan dari IPA

Tanralili dengan kapasitas tampung 200 m³. Air yang sudah diolah

disimpan untuk kemudian ditransfer kesistem distribusi.

Perhitungan parameter kinerja unit reservoir dengan

membandingkan kriteria desain yang berlaku. (hal. 41). Yaitu :

76

Geometrik bak reservoir

H = 2,5 m < 3 m

Hj = 0,25 cm < 30 cm

Kebutuhan efektif reservoir :

- Untuk kebutuhan operasional

Kebutuhan bahan kimia dan pencucian = 60 % dari air produksi.

Volume reservoir (V) = P x L x T

= 10 x 8 x 2,5 = 200 m³. Pers. (35)

Vops = 200 x 60 % = 120 m³ pers. (36)

- Presentase kebutuhan instalasi dari air produksi :

=

x 100 =

x 100 = 40 % pers. (37)

Waktu detensi reservoir

Td =

=

= 10000 dtk = 167 menit = 2,8 jam. Pers. (38)

Tabel. 18.Hasil Perhitungan Reservoir

Parameter Kriteria desain Nilai Keterangan

Waktu detensi >1 jam 2,8 jam Sesuai

Kompartemen >2 unit 1 unit Tidak sesuai

Kedalaman (H) 3 – 6 m 2,5 m Tidak sesuai

Tinggi jagaan (Hj) >30 cm 25 cm Tidak sesuai

Sumber : data hasi perhitungan

77

Sumber : hasil perhitungan

Gambar. 13. Grafik Perhitungan Bak Reservoir

o Reservoir dengan kapasitas 200 m3 digunakan untuk menampung air

olahan instalasi. Dari perhitungan diketahui kapasitas dan waktu detensi

reservoir 2 Jam masih sesuai dengan kriteria desain (>1 Jam), hal ini

memungkinkan air produksi tersimpan dalam waktu yang optimal dalam

reservoir sebelum didistribusikan kepada pelanggan.

1

2

3

0.3

2.8

1

2.5

0.25

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 1 2 3 4 5

kriteria desain

nilai desain

78

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari hasil analisa dan pembahasan kinerja unit proses Instalasi

Pengolahan Air (IPA) Tanralili, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Hasil evaluasi dan perhitungan masing-masing kinerja unit proses Instalasi

Pengolahan Air Tanralili, saat ini sudah dapat mengolah air sesuai dengan

syarat mutu, tetapi masih terdapat beberapa nilai desain pada unit-unit

kinerjaInstalasi yang tidak sesuai dengan kriteria desain yang berlaku, yaitu :

- Nilai Gtdpada unit koagulasi masih lebih kecil dari nilai kriteria desain

yang berlaku sehingga perlu dilakukan perubahan dan perhitungan kembali

pada dimensi bak, yaitu dengan menambah atau memperbesar dimensi bak

tersebut.

- Nilai Htot, td,& nilai Gtd pada bak flokulasi tidak sesuai dikarnakan masih

lebih kecil dari nilai kriteria desain yang berlaku.

- Untuk nilai bilangan Re dan Fr, Surface Loading Rate, dan Waktu Detensi

unit sedimentasi sudah sesuai kriteria desain. Hanya saja nilai rasio

panjang lebar, kecepatan pada settler, weir loading rate pada unit iniyang

belum sesuai dengan kriteria desain yang berlaku.

- Pada unit filtrasi parameter yang tidak sesuai dengan nilai kriteria desain

yaitu dimensi dan kedalaman filtrasi, untuk kecepatan filtrasi pada saat

normal dan backwash masih sesuai kriteria desain.

79

- Perhitungan bak reservoir untuk parameter kompartemen, kedalaman, dan

tinggi jagaan bak masih lebih kecil dari nilai kriteria desain yang berlaku,

sehingga nilai desain eksisting belum sesuai. Untuk waktu detensi bak

sudah sesuai dengan nilai 2,8 jam > 1 jam (kriteria desain).Debit optimum

masing–masing unit, yaitu debit dimana semua parameter kinerja masih

berada pada kriteria desain yaitu 20 liter/detik.

2. Sesuai dengan analisa hasil laboratorium, air yang telah diolah untuk

didistribusikan masih memenuhi syarat mutu yang ditetapkan oleh Peraturan

Mentri Kesehatan Nomor 907 Tahun 2002 tentang Persyaratan Kualitas Air

Minum.

B. Saran

Secara keseluruhan untuk parameter kinerja unit proses IPA Tanralili

yang tidak sesuai dengan kriteria desain yang berlaku perlu dilakukan perbaikan

dan perhitungan kembali untuk memaksimalkan kinerja unit instalasi sesuai

dengan standar kapasitas yang berlaku.

Untuk dapat memaksimalkan kinerja masing-masing unit proses

Instalasi, pada IPA tersebut maka sebaiknya :

- Melakukan perbaikan dan perhitungan kembali pada unit-unit proses

kinerja Instalasi, yang diketahui nilai hasil analisa dan perhitungan belum

sesuai dengan kriteria desain yang berlaku.