-
1
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan salah satu sumber daya alam yang sangat diperlukan
untuk
kebutuhan hidup orang banyak, termasuk seluruh makhluk hidup.
Oleh sebab itu,
sumber daya air yang ada harus dilindungi agar pemanfaatannya
dapat dirasakan
dengan baik oleh manusia serta makhluk hidup yang lainnya.
Pemanfaatan air
dalam berbagai kepentingan harus dilakukan dengan bijaksana.
Permasalahan
utama saat ini yaitu yang berfokus pada sumber daya air yang
meliputi kualitas air
yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus menerus
meningkat
dan kualitas air untuk kebutuhan domestik yang semakin
menurun.
Hingga saat ini, Indonesia telah memiliki peraturan yang telah
diatur dalam
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 20 Tahun 1990
Tentang
Pengendalian Pencemaran Air. Pemerintah juga telah mencanangkan
program-
program penataan lingkungan yang pada dasarnya berkaitan dengan
upaya
pengelolaan sumber daya air dan sumber daya alam lainnya, dalam
rangka
pengendalian dampak lingkungan. Jonggol merupakan sebuah kawasan
yang
dulunya sempat ingin dijadikan sebagai calon ibukota Republik
Indonesia.
Berlokasi di propinsi Jawa Barat dengan letak yang strategis
yaitu 50 km dari
ibukota kab. Bogor, 60 km dari ibukota negara Jakarta, dan 156
km dari ibukota
provinsi Bandung.
-
2
Wilayah Jonggol memiliki luas wilayah 12,586 ha dengan jumlah
penduduk
97.025 jiwa (tahun 2012). Salah satu permasalahan pengelolaan
kualitas sumber
daya air yang terdapat di sebuah kawasan pesantren Madinatul
Quran, yang
berlokasi di Jonggol, Bogor. Sumber air yang digunakan untuk
kebutuhan para
santri dilingkungan pesantren adalah bersumber dari mata air
yang terdapat
disekitar kawasan pesantren tersebut.
Karena sumber mata air yang dihasilkan terletak didaerah
perbukitan, maka
kualitas air akan bercampur dengan tanah sehingga warna dari air
yang ditampung
untuk kebutuhan MCK (mandi, cuci, kakus) agak keruh. Gambaran
mengenai
sumber aliran air yang digunakan dan penyimpanan bak penampungan
sumber air
dapat dilihat pada Gambar 1.1 dan Gambar 1.2 berikut ini.
Gambar 1.1 Sumber aliran air
-
3
Gambar 1.2 Bak penampungan air
1.2 Rumusan Masalah
Adapum rumusan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini
adalah sebagai
berikut:
a. Memberikan sebuah upaya untuk memenuhi kebutuhan air di
kawasan
Pesantren Madinatul Quran.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penilitian ini adalah sebagai berikut:
a. Penelitian meneliti air baku dikawasan pesantren madinatul
quran;
b. Parameter yang diuji yaitu pH, kekeruhan, warna, bau, rasa,
dan kadar besi
(Fe);
c. Merancang sistem filtrasi sederhana dengan sistem saringan
pasir lambat up
flow dengan berbagai alternatif penyaringan.
-
4
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian yang ingin dicapai adalah sebagai berikut:
a. Bagaimana memurnikan air baku yang menjadi kebutuhan
sehari-hari para
santri di pondok pesantren Madinatul Quran;
b. Bagaimana kefektifan filter penyaringan dalam memurnikan air
baku dengan
berdasarkan parameter ph, Fe, kekeruhan, bau, rasa, dan
warna;
c. Bagaimana mengupayakan sebuah teknologi pemurnian air yang
ditinjau dari
segi aspek teknis, lingkungan, ekonomi dan sosial.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang akan dirasakan dengan penerapan sistem pemurnian
air ini
kedepannya dapat meningkatkan jumlah santri yang akan menimba
ilmu
dipesantren nantinya karena dengan fasilitas air bersih yang
menyehatkan untuk
para santri. Selain itu manfaat yang dirasakan oleh masyarakat
sekitar ialah dapat
dimanfaatkan untuk dikonsumsi dan juga sebagai kebutuhan air
lainnya. Dan
terciptanya lingkungan yang sehat disekitar kawasan wisata
islami ini.
-
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penilitian Terdahulu
Penelitian tentang pemurnian air sudah sangat banyak dibahas dan
dengan
berbagai metode yang digunakan seperti yang dilakukan oleh (Mary
S., 2012),
mengenai pengolahan air melalui media filter pasir kuarsa dengan
menganalisa
keefektifan pasir kuarsa yang terdapat pada sungai Malimpung
untuk menurunkan
kadar ph, kekeruhan, warna, bau, dan rasa dalam air dengan
saringan single
medium. Selain itu penelitian mengenai penyaringan air tanah
juga dilakukan
oleh (Abdur rahman,2004) yaitu dengan menggunakan media zeolit
alami untuk
menurunkan kadar besi dan mangan yaitu dengan merancang sebuah
kolom gelas
yang berisi zeolit untuk menyaring air tanah.
Penelitian lain tentang pemurnian air juga dilakukan oleh
(Yusminar, dkk, 2010)
yaitu dengan mengolah air gambut dengan menggunakan bentonit.
Prosesnya
dengan menyaring air gambut yang merupakan air permukaan dari
tanah
bergambut dengan menggunakan metode gabungan yaitu metode
adsorpsi,
koagulasi-sedimentasi, dan filtrasi. Selain itu penelitian yang
dilakukan oleh
(Sukmayanti A., dkk, 2008) mengenai pengembangan model proses
filtrasi dan
disinfeksi yang akan mempengaruhi kualitas air minum isi ulang.
Dimana
penelitian ini membahas mengenai penggunaan filtrasi karbon dan
pasir silika
sebagai filtrasi akan berpengaruh dalam menurunkan/mengurangi
jumlah zat
-
6
padat yang terlarut, kekeruhan, warna, zat padat terlarut, serta
besi dan sulfat.
Sementara itu penelitian mengenai penyediaan air bersih yaitu
dengan
menggunakan air laut di pesisir pantai Kenjeran Surabaya pernah
dilakukan oleh
(Irman J.K., 2008), yaitu dengan menggunakan filter tembikar,
yang dimana filter
tembikar ini akan digunakan untuk pengolahan air yang telah
tercemar oleh
bakteri e.coli, logam berat, warna, dan kekeruhan.
Untuk penelitian menggunakan media filter saringan pasir lambat
pernah
dilakukan oleh (Safira, 2009) yaitu dengan menguji kehandalan
dari sistem
saringan pasir lambat dalam pengolahan air. Dimana penilitian
ini bertujuan untuk
mengukur kinerja dari sebuah sistem penyaringan dengan melihat
kehandalannya
dalam pengolahan air murni dan mencari faktor-faktor pembatas
dalam
pengelohan air dengan menggunakan sistem saringan pasir
lambat.
Penelitian oleh (Pangidoan, 2013) yang juga menggunakan media
saringan pasir
lambat untuk mengolah air bersih dilingkungan kampus Universitas
Pasir
Pengaraian dengan sistem up flow. Di mana penelitian ini
merancang sebuah
model penyaringan pasir dengan sistem up flow untuk menyaring
air dengan
menggunakan media pasir dan kerikil. Penelitian menggunakan
saringan pasir
lambat dengan dua tingkat pernah dilakukan oleh (Nisaul M.,
2009) yaitu dengan
cara melakukan tahap penyisihan besi-mangan, kekeruhan dan warna
pada kondisi
aliran tak jenuh pada air sungai cikapundung.
-
7
Berdasarkan parameter yang digunakan dalam penelitian pemurnian
air oleh peneliti terdahulu dan yang akan digunakan oleh
penulis
untuk kedepannya dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut ini.
Tabel 2.1 Matriks Penelitian
No. Variabel Penlitian
Metode Penyaringan Air
Saringan
Pasir Lambat
Filter
Pasir
Kuarsa
Zeolit alami Saringan
Bentonit
Filter Karbon Filter
Tembikar
1 Aspek Teknis
Penelitian ini,
(Safira Astari,
2009)
(Pangidoan,
2013)
(Nisaul M.,
2009)
(Mary S., 2012)
(Abdurahman, 2004)
(Yusminar, dkk., 2010)
(Sukmayanti A., 2008)
(Irman, J.K., 2008)
2 Aspek Lingkungan
Penelitian ini
3 Aspek Ekonomi Penelitian ini
4 Aspek Sosial Penelitian ini
-
8
8
Berdasarkan beberapa penelitian yang telah penulis kutip diatas,
dengan ini
penulis menyatakan bahwa tesis Perancangan Sistem Pemurnian Air
di Kawasan
Pesantren Madinatul Quran Jonggol Bogor merupakan karya penulis
yang
dimana penelitiannya tidak hanya membahas tentang bagaimana
merancang
sebuah sistem pemurnian air tetapi juga dari sebuah sistem ini
nantinya akan
terkait dengan integrasi sistem yang ada dilingkungan kawasan
wisata islami ini
kedepannya, sehingga bagi para santri serta masyarakat sekitar
akan saling
bersinergi dalam memanfaatkan sistem pemurnian air ini untuk
kedepannya.
-
9
BAB III
LANDASAN TEORI
3.1 Sumber Daya Air
Sumber daya air yang terdiri atas sumber air dan daya air yang
merupakan sebuah
karunia dari Tuhan Yang Maha Esa yang akan memberikan manfaat
yang besar
untuk mewujudkan terciptanya kesejahteraan untuk masyarakat dari
berbagai
bidang seperti sosial, ekonomi, budaya, politik, maupun bidang
ketahanan
nasional.
Hefni (2003) menyebutkan bahwa pengelolaan terhadap sumber daya
air sangat
penting dan pemanfaatan secara berkelanjutan dengan tingkat mutu
yang
diinginkan. Salah satu langkah pengelolaan yang dilakukan yaitu
dengan metode
pemantauan dan interpretasi data terhadap kualitas air, yang
mencakup kualitas
fisika, kimia, dan biologi.
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 20 tahun 1990
tentang
Pengendalian Pencemaran Air mendefinisikan beberapa peristilahan
sebagai
berikut:
a. Air, yang meliputi semua air yang terdapat di dalam dan atau
berasal dari
sumber air yang terdapat di atas permukaan tanah;
b. Kualitas air, yaitu sifat air dan kandungan makhluk hidup,
zat, energi, atau
komponen lain di dalam air. Kualitas air dinyatakan dengan
beberapa
-
10
parameter, yaitu parameter fisika (suhu, kekeruhan, padatan
terlarut, dan
sebagainya), parameter kimia (pH, oksigen terlarut, BOD, kadar
logam, dan
sebagainya), dan parameter biologi (keberadaan plankton,
bakteri, dan
sebagainya);
c. Pencemaran air, yaitu yang termasuk atau dimasukkannya
makhluk hidup, zat,
energi, dan atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan
manusia sehingga
kualitas air menurun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan
tidak lagi
berfungsi sesuai dengan peruntukannya.
3.2 Penjernihan Air
Prinsip dasar penjernihan air di sebuah kawasan khususnya di
pedesaan yang
meliputi berbagai aspek yang harus dipenuhi diantaranya sebagai
berikut:
a. Bersifat tepat guna dan sesuai dengan kondisi, lingkungan
fisik, maupun sosial
budaya masyarakat setempat;
b. Pengoperasiannya mudah dan sederhana;
c. Bahan-bahan yang digunakan mudah dan sederhana;
d. Bahan-bahan yang digunakan berharga murah;
e. Bahan-bahan yang digunakan tersedia di lokasi dan mudah
diperoleh;
f. Efektif, memiliki daya pembersih yang besar untuk memurnikan
air.
Alamsjah (2006), mengemukakan bahwa prinsip penyaringan
(filtrasi) merupakan
sebuah proses untuk memisahkan antara padatan/koloid dengan
cairan. Proses
-
11
penyaringan bisa merupakan proses awal (primary treatment) atau
penyaringan
dari proses sebelumnya.
Apabila air olahan mempunyai padatan dengan ukuran seragam,
saringan yang
digunakan adalah single medium. Sebaliknya bila ukuran padatan
beragam,
digunakan saring dual medium atau three medium. Penyaringan air
olahan yang
mengandung padatan dilakukan dengan cara membuat saringan
bertingkat, yaitu
saringan kasar, saringan sedang, sampai saringan halus.
Untuk merancang sebuah sistem penyaringan ini perlu penelitian
terlebih dahulu
terhadap beberapa faktor diantaranya sebagai berikut (Kusanaedi,
2010):
a. Jenis limbah padat (terapung atau tenggelam);
b. Ukuran padatan; ukuran yang terkecil dan ukuran yang
terbesar;
c. Perbandingan ukuran kotoran padatan besar dan kecil;
d. Debit air olahan yang akan diolah.
Berikut merupakan beberapa karakteristik atau kriteria
pengamatan untuk
memastikan apakah suatu sumber daya air itu bersih atau tidak.
Dengan berbagai
kriteria seperti warna, rasa, bau, kekeruhan, pH (derajat
keasaman), dan kadar besi
(Fe).
3.3 Warna
Hefni (2003) menyebutkan bahwa warna perairan dikelompokkan
menjadi dua,
yaitu warna sesungguhnya (true color) dan warna tampak (apparent
color).
-
12
Warna sesungguhnya ialah warna yang hanya disebabkan oleh
bahan-bahan kimia
terlarut. Pada penentuan warna sesungguhnya, bahan-bahan
tersuspensi yang
dapat menyebabkan kekeruhan dipisahkan terlebih dahulu. Warna
tampak adalah
warna yang tidak hanya disebabkan oleh bahan terlarut, tetapi
juga oleh bahan
tersuspensi. Standar warna yang ditetapkan berdasarkan Peraturan
Pemerintah
Republik Indonesia No. 20 Tahun 1990 Tentang Pengendalian
Pencemaran Air
adalah berwarna bening dengan skala TCU 15.
3.4 Bau
Bau suatu perairan dapat disebabkan oleh adanya dekomposisi
zat-zat organik
pada suatu perairan yang dapat menimbulkan gas-gas. Gas yang
keluar dari hasil
dekomposisi bukan saja menimbulkan bau yang kurang sedap tetapi
adakalanya
dapat mematikan biota yang ada di dalamnya. Standar bau air yang
ditetapkan
berdasarkan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 20 Tahun
1990
Tentang Pengendalian Pencemaran Air adalah air tidak berbau.
3.5 Rasa
Parameter ini erat kaitannya dengan pengujian parameter warna
dan bau sehingga
seringkali pada pelaksanaannya digabungkan. Rasa suatu perairan
dalam kondisi
baik yaitu berasa hambar, bila suatu perairan sudah berwarna
kurang baik atau dan
bau kurang sedap secara otomatis akan mempunyai rasa yang kurang
enak.
Standar rasa air yang ditetapkan berdasarkan Peraturan
Pemerintah Republik
-
13
Indonesia No. 20 Tahun 1990 Tentang Pengendalian Pencemaran Air
adalah
tidak berasa atau hambar.
3.6 Kekeruhan
Kekeruhan dapat mempengaruhi masuknya sinar matahari ke dalam
air. Sinar
matahari sangat diperlukan oleh organisme yang berada di dalam
perairan untuk
proses metabolisme. Bila suatu perairan keruh maka sinar
matahari yang masuk
akan sedikit karena terpencar-terpencar oleh adanya partikel
yang terlarut, dan
bila air tidak keruh maka sinar matahari yang masuk akan
banyak.
Kekeruhan dapat dipakai sebagai indikasi kualitas suatu
perairan. Air alami dan
air buangan yang mengandung koloid dapat memudarkan sinar
sehingga dapat
mengurangi transmisi sinar. Kekeruhan dapat mengurangi proses
fotosintesis
tanaman dalam air. Misalnya vegetasi perairan berakar dan
ganggang, mengurangi
pertumbuhan tanaman dan mengurangi produktifitas ikan. Standar
kekeruhan air
yang ditetapkan berdasarkan Peraturan Pemerintah Republik
Indonesia No. 20
Tahun 1990 Tentang Pengendalian Pencemaran Air dengan batas
maximal
bernilai 25 NTU.
3.7 pH (derajat keasaman)
Novita (2011) menyebutkan bahwa pH adalah derajat keasaman yang
digunakan
untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki
oleh suatu
larutan. Ia didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion
hidrogen (H+) yang
-
14
terlarut. Standar pH air yang ditetapkan berdasarkan Peraturan
Pemerintah
Republik Indonesia No. 20 Tahun 1990 Tentang Pengendalian
Pencemaran Air
yaitu antara 6,5 8,5.
3.8 Besi (Fe)
Besi merupakan suatu elemen kimiawi yang dapat ditemui disemua
tempat
dibumi, pada semua lapisan geologis, dan semua badan air. Dengan
adanya unsur-
unsur besi yang terdapat dalam air diperlukan oleh tubuh untuk
metabolisme.
Dinyatakan pula dalam kandungan besi dalam air yaitu bersumber
dari dalam
tanah sendiri di samping itu dapat pula berasal dari sumber
lain, diantaranya dari
larutan pipa besi, reservoir air dari besi atau endapan-endapan
buangan industri.
Standar kadar besi dalam air yang ditetapkan berdasarkan
Peraturan Pemerintah
Republik Indonesia No. 20 Tahun 1990 Tentang Pengendalian
Pencemaran Air
yaitu sebanyak 0,3 mg/l. Apabila konsentrasi besi yang terlarut
dalam air telah
melebihi batas yang telah ditetapkan, maka akan menyebabkan
berbagai
permasalahan yang diantaranya sebagai berikut :
a. Gangguan teknis.
Endapan Fe (OH) yang bersifat korosif terhadap pipa dan akan
mengendap di
saluran pipa, sehingga akan mengakibatkan saluran pipa menjadi
buntu dan
efek yang ditimbulkan seperti mengotori bak yang terbuat dari
seng,
mengotori wastafel, dan kloset
b. Gangguan fisik
Gangguan fisik yang akan ditimbulkan yaitu adanya besi yang
terlarut dalam
air yaitu akan timbulnya warna, rasa, dan bau. Air yang
terkontaminasi dengan
-
15
besi akan terasa tidak enak dan berbau karena konsentrasi besi
yang terlarut
>0,1 mg/L.
c. Gangguan kesehatan
Senyawa besi yang terdapat dalam tubuh manusia jumlahnya kecil,
fungsi dari
senyawa besi dalam tubuh ini akan membantu proses pembentukan
sel-sel
darah merah yang dimana tubuh manusia memerlukan 7-35 mg/hari
yang
sebagian besar diperoleh dari air. Apabila zat besi (fe) yang
melebihi dosis
yang dikonsumsi oleh tubuh manusia akan berdampak pada
kesehatan.
Dampak kesehatan yang ditimbulkan karena dosis fe yang
berlebihan dalam
tubuh akan tidak dapat mengsekresi Fe yang akan berakibat
apabila mendapat
transfusi darah maka warna kulitnya akan menjadi hitam karena
akumulasi Fe.
Selain itu, air minum yang mengandung besi cenderung menimbulkan
rasa
mual apabila dikonsumsi, dan apabila dosis yang dikonsumsi cukup
besar
maka akan merusak dinding usus.
3.9 Penyaringan (filtrasi)
Penyaringan merupakan sebuah proses pemisahan antara
padatan/koloid dengan
cairan. Proses penyaringan dapat dikategorikan sebagai proses
awal (primary
treatment) atau penyaringan dari proses sebelumnya. Bahan
padatan yang pada
umumnya dapat dilihat langsung terapung seperti potongan kayu
atau potongan
sayuran. Bahan padatan yang berupa logam, tulang, bulu atau daun
dapat disaring
secara kasar atau sedang dengan melalui proses awal (primary
treatment).
-
16
Apabila air yang akan disaring berupa cairan yang mengandung
butiran halus,
maka sebelum proses penyaringan sebaiknya dilakukan koagulasi
atau netralisasi
yang menghasilkan endapan.
3.10 Sedimentasi
Sedimentasi merupakan proses pengendapan bahan padatan yang
terdapat pada air
olahan. Proses sedimentasi bisa terjadi bila air mempunyai berat
jenis dari air
sehingga tenggelam. Prinsip sedimentasi adalah pemisahan bagian
padat dengan
memanfaatkan gaya gravitasi sehingga bagian yang padat berada
pada dasar
pengendapan sedangkan air murni berada di atas.
3.11 Saringan Pasir Lambat
Saringan pasir lambat (SPL) atau slow sand filter (SSF) yang
telah lama dikenal
di Eropa sejak awal tahun 1800an. Dalam memenuhi kebutuhan akan
air bersih,
saringan pasir lambat dapat digunakan dalam menyaring air keruh
ataupun air
kotor. Saringan pasir lambat sangat cocok dalam memenuhi
kebutuhan air bersih
dalam komunitas skala kecil atau skala rumah tangga. Ini karena
debit air yang
dihasilkan oleh SPL relatif kecil.
Saringan pasir lambat merupakan sebuah proses filtrasi yang
berupa wadah yang
diisi pasir dengan ukuran tertentu dan berfungsi untuk menyaring
serta
menurunkan tingkat kekeruhan air karena dengan adanya peran
mikroorganisme
sehingga akan menghasilkan air yang bersih.
-
17
Saringan pasir lambat proses pengerjaannya sederhana, murah
dalam pembelian
bahan bakunya, serta dapat dipercaya sebagai salah satu metode
pembersihan
persediaan air bersih. Dalam saringan pasir lambat, air yang
mengalir berdasarkan
gravitasi yang melalui pasir halus dengan kecepatan yang rendah.
Untuk kondisi
rata-rata harian yang dihasilkan berkisar antara 0,1-0,4
m3/m
2/jam (kecepatan
rendah). Dengan lapisan filter yang telah tersusun dari pasir
halus dengan
diameter efektif berkisar 0,15-0,35 mm dengan materi tersuspensi
dan koloid dari
air baku akan tertahan di lapisan teratas filter yang akan
mengakibatkan
penyumbatan. Hal ini akan menyebabkan filter harus dibersihkan
agar berfungsi
kembali seperti semula dengan cara membuang/mengangkat lapisan
kotor
penyumbat (kotoran) sedalam satu sampel atau beberapa
sentimeter. (Huisman,
1975)
Berdasarkan jenisnya, saringan pasir lambat digolongkan sebagai
berikut:
a. Saringan pasir lambat model down flow atau konvensional
Saringan pasir lambat dengan menggunakan sistem aliran
penyaringan dari
atas ke bawah. Keuntungan dari sistem penyaringan down flow ini
antara lain
tidak memerlukan tekanan untuk menaikkan air dikarenakan air
akan turun
sesuai dengan adanya gaya gravitasi. Untuk kelemahan dari sistem
ini yaitu
memerlukan perawatan yang lebih, karena mengharuskan untuk
pencucian
media pasir dengan cara manual yaitu mengeluarkan media pasir
kemudian
dikeringkan dan dipasang kembali.
-
18
b. Saringan pasir lambat model up flow
Saringan pasir lambat dengan menggunakan sistem aliran
penyaringan dari
bawah ke atas. Keuntungan dari sistem up flow ini yaitu
menghasilkan aliran
air tenang sehingga proses penyaringan lebih baik, unsur-unsur
yang akan
disaring akan dipengaruhi gaya gravitasi sehingga tetap berada
dibawah, dan
apabila saringan kotor maka proses pencucian akan terjadi dengan
sendirinya
yaitu dengan cara membuka kran pembuangan, proses ini dinamakan
sebagai
pencucian balik (back wash). Sedangkan kelemahan dari sistem
penyaringan
up flow ini adalah penempatan sumber air harus lebih tinggi atau
letak
reservoar harus lebih tinggi dari pipa.
3.12 Faktor Yang Mempengaruhi Penyaringan
Adapun berbagai faktor yang mempengaruhi proses penyaringan
adalah sebagai
berikut:
a. Susunan lapisan pasir
Susunan lapisan pasir yang mencakup dari luas permukaan pasir
yang akan
digunakan serta ketebalan lapisan pasir yang berstandar dan akan
digunakan
dimedia penyaring yaitu antara 50-60 cm. Sedangkan untuk
diameter pasir
yang digunakan dalam saringan pasir lambat antara 0,3-1 mm. Dan
lama
pemakaian dari media saring yang harus disesuaikan dengan
kebutuhan, yaitu
dengan melakukan pembersihan secara rutin agar dapat
memaksimalkan
proses penyaringan untuk kedepannya.
-
19
b. Suhu air
Temperatur atau suhu air akan sangat mempengaruhi dalam
penerimaan air
oleh masyarakat, selain itu akan mempengaruhi reaksi kimia
dalam
pengolahan air apabila temperatur air tersebut sangat
tinggi.
c. Kecepatan penyaringan
Tingkat kecepatan penyaringan akan mempengaruji penggunaan
filter, untuk
memperpanjang masa penggunaan filter maka diperlukan pengaturan
tekanan
pada lapisan pasir yaitu dengan cara menambahkan ketinggian air
diatas
media saring. Kecepatan penyaringan air pada proses saringan
pasir lambat
yaitu berkisar antara 0,1-0,2 m/jam, ini dikarenakan proses
penyaringan
saringan pasir lambat ini tanpa mengalami pengolahan terlebih
dahulu
sehingga prosesnya lama.
d. Kualitas air baku
Apabila kualitas air baku mempunyai kekeruhan yang relatif
tinggi maka
diperlukan proses pendahuluan berupa penyaringan.
Adapun contoh skema dari saringan pasir lambat dapat dilihat
pada Gambar 3.1
berikut ini:
-
20
(Sumber: Nusa Idaman Said, 1996)
Gambar 3.1 Proses Saringan Pasir Lambat
3.13 Elemen Saringan Pasir Lambat
Adapun elemen terpenting yang digunakan dalam proses saringan
pasir lambat
adalah sebagai berikut:
a. Aliran air baku
Aliran air dalam proses saringan pasir lambat harus
diperhatikan, karena
sistem saringan ini apabila aliran air yang dialirkan terlalu
deras akan
mengakibatkan filter penyaring seperti pasir akan tercampur
dengan air.
b. Lapisan pasir
Tingginya lapisan pasir menjadi perhatian penting dalam
penyaringan
saringan pasir lambat. Standar tinggi lapisan pasir pada filter
saringan pasir
lambat berkisar antara 50-60 cm.
-
21
c. Kerikil;
Lapisan kerikil memiliki peranan dalam hal menyaring
kotoran/padatan yang
terdapat pada air.
d. Pengaturan aliran air di dasar saringan
Aliran air pada dasar saringan penting untuk mengatur proses
pengurasan atau
pencucian filter saringan serta mengatur aliran air yang akan
dilalui oleh filter.
3.14 Mekanisme Penyaringan Saringan Pasir Lambat
Mekanisme proses untuk penyaringan air bersih dimana air baku
yang bersumber
pada sungai atau mata air akan dialirkan ke tangki penerima,
kemudian dialirkan
ke bak pengendap tanpa memakai zat kimia, ini bertujuan untuk
mengendapkan
kotoran yang terdapat dalam air baku. Selanjutnya dialirkan ke
penyaringan
dengan proses saringan pasir lambat setelah itu dialirkan ke
dalam bak
penampung air bersih. Air baku yang dialirkan ke saringan pasir
lambat akan
menyaring kotoran-kotoran yang ada didalamnya akan tertahan pada
media pasir
dikarenakan adanya akumulasi kotoran baik dari zat organik
maupun anorganik
pada media filternya akan membentuk sebuah lapisan (film)
biologis.
Dengan adanya lapisan ini, maka selain hasil penyaringan air
secara fisika juga
dapat menghilangkan (impuritis) secara biokimia. Kadar ammonia
dengan
konsentrasi yang rendah, zat besi, mangan, dan zat-zat yang
menimbulkan bau
pada air dapat dihilangkan dengan proses ini, sehingga proses
pengolahan air ini
dapat dinilai sebagai kualitas yang baik.
-
22
Pengolahan air baku ini sangat sesuai untuk kualitas kekeruhan
air yang rendah
dan relatif tetap, biaya operasional yang dikeluarkan rendah
dikarenakan proses
pengendapan tanpa bahan kimia dan proses pencucian media filter
juga lebih
mudah.Untuk proses disinfeksi/penghilangan kuman yang terkandung
dalam air
dapat menggunakan berbagai cara seperti proses klorinisasi,
brominasi, ozonisasi,
penyinara ultraviolet, ataupun menggunakan aktif karbon. Apabila
ingin
dikonsumsi, sebaiknya air hasil dari penyaringan ini dimasak
terlebih dahulu
hingga mendidih sebelum dikonsumsi.
3.15 Definisi Sistem
Definisi sistem yang dikemukakan oleh (Maryono, A., 2011)
merupakan suatu
keterpaduan (wholism) antar elemen-elemen (sub-sistem) yang
saling berinteraksi,
berintegrasi, berbagi, bersinergi, dan berkolaborasi untuk suatu
tujuan tertentu
dengan proses mekanisme metabolisme loop-feedback
input-process-output
tertentu dengan target produk dan waktu pencapaian tertentu
dengan adanya
mekanisme kontrol perencanaan, pelaksanaan, dan evaluasi secara
kontinyu yang
bersifat terbuka serta mempunyai batasan-batasan tertentu dan
berada atau terkait
dengan lingkungan tertentu.
3.16 Pola Pikir Sistem
Maryono, 2011 menyebutkan bahwa pengembangan suatu sistem
membutuhkan
suatu pola pikir untuk menyelesaikan permasalahan sebuah sistem.
Salah satu
pola pikir sistem yang dikembangkan yaitu pola pikir
integralistik yang
-
23
merupakan sebuah pola pikir yang mengaitkan antara satu
permasalahan dengan
permasalahan yang lain, semakin banyak yang terkait dengan
permasalahan
tersebut dengan kaitan yang logis dan realistis, maka semakin
bagus pula
penyelesaian masalah yang akan diusulkan.
Sebagai contoh sebuah permasalahan tentang pemenuhan kebutuhan
air bersih di
suatu kawasan atau lingkungan tertentu. Di mana sebuah kawasan
yang
kesehariannya bergantung untuk penggunaan air baku dari sungai.
Kondisi sungai
yang tercemar dan kotor sangat tidak layak untuk kesehatan
karena air sungai
telah terkontaminasi bakteri dan zat pencemar lainnya seperti
limbah domestik
maupun limbah rumah tangga. Untuk mewujudkan pemenuhan akan
kebutuhan
air yang bersih dan layak diperlukan berbagai elemen-elemen
pendukung yang
membantu terselesaikannya masalah tersebut, diantaranya faktor
dari kesadaran
masyarakat sekitar untuk menjaga lingkungannya yaitu dengan
tidak membuang
sampah di sumber air seperti sungai. Selain itu peran serta
masyarakat untuk
menyadari pentingnya dalam menjaga kelestarian disekitar
sungai.
3.17 Pendekatan Sistem
Pendekatan sistem yang akan dilakukan dalam upaya penerapan
sebuah proses
pemurnian air bersih di kawasan wisata islami pesantren
madinatul quran dan
masyarakat sekitarnya yaitu dengan cara melakukan sosialisasi
tentang pentingnya
sebuah kualitas air yang bersih untuk kesehatan serta dengan
memperkenalkan
sebuah teknologi sederhana untuk memurnikan air. Pengenalan
teknologi ini harus
-
24
mencakup sistem masyarakat disana, dari segi kemampuan
masyarakat untuk
mengembangkan teknologi tersebut, hingga ketersediaan bahan baku
untuk
penerapan teknologi pemurnian air tersebut.
Peran serta masyarakat dan para santri akan membantu mewujudkan
kualitas air
bersih dan layak digunakan untuk kebutuhan sehari-hari. Untuk
proyeksi
kedepannya kawasan pesantren akan menjadi sebuah kawasan wisata
islami yang
nantinya fasilitas untuk ketersediaan air bersih sangat vital
bagi pengunjung
wisatawan dan juga bagi para santri dan masyarakat
sekitarnya.
3.18 Kebutuhan Air
Menurut WHO (World Health Organization) kebutuhan air seseorang
tidak dapat
diprediksi, sebagai contoh untuk kebutuhan mencuci pakaian
ataupun mencuci
tangan dan kaki. Walaupun secara umum kebutuhan akan penggunaan
air setiap
orang berbeda-beda, tetapi perkiraan untuk pengelompokan
kebutuhan air dapat
digolongkan seperti kebutuhan air untuk minum tentunya lebih
sedikit dan lebih
bersih dibandingkan dengan kebutuhan mandi atau cuci
pakaian.
Kebutuhan penggunaan air dikelompokkan dari yang terpenting dan
akan menjadi
sebuah hirarki berbentuk piramida hirarki kebutuhan minimal air.
Pengelompokan
kebutuhan air yang paling utama berada paling atas karena
merupakan sebuah
kebutuhan yang wajib karena alasan untuk bertahan hidup dalam
jangka waktu
yang pendek yaitu kebutuhan untuk konsumsi air minum.
-
25
Teori yang diterapkan oleh Abraham Maslow mengenai hirariki
kebutuhan air
dapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut ini.
Gambar 3.2 Hirarki kebutuhan air (sumber: WHO, minimum water
requirment)
Dari penjelsan gambar hirarki kebutuhan di atas, dapat
dijelaskan untuk
menghitung kebutuhan air dalam suatu kawasan dengan
memperkirakan
banyaknya jumlah air yang akan digunakan. Sebagai contoh dalam
sebuah
kawasan pesantren dengan perkiraan kasar jumlah santri yang
menggunakan air
dikawasan tersebut adalah 100 orang dan melihat kebutuhan untuk
bertahan hidup
yang dikategorikan meminum air untuk konsumsi dan kebutuhan
memasak, dan
kebutuhan untuk membersihkan badan seperti mandi dan buang air
sehingga
dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 3.1 berikut ini.
...........................(3.1)
-
26
3.19 Studi Kelayakan
Studi kelayakan merupakan suatu kegiatan analisis yang cermat
sistemis dan
menyeluruh mengenai faktor-faktor atau aspek yang dapat
mempengaruhi
kemungkinan berhasilnya (layaknya) pelaksanaan atas sebuah
gagasan usaha.
Dalam melakukan sebuah studi kelayakan, hendaknya terlebih
dahulu ditentukan
aspek-aspek kelayakan apa saja yang akan dikaji.
Salah satu aspek yang terpenting dalam sebuah studi kelayakan
sebuah
pengembangan kawasan di Pesantren Madinatul Quran dan dalam
pengembangan
sebuah teknologi pemurnian air bersih nantinya akan mencakup
berbagai aspek
yang diantaranya aspek teknis dan teknologi, aspek lingkungan,
dan aspek
ekonomi dan sosial. Penjelasan mengenai berbagai kelayakan yang
terkait dapat
dilihat sebagai berikut.
a. Aspek teknis dan teknologi
Menurut (Veronika, 2009) aspek teknis merupakan aspek yang
berkaitan
dengan pengoperasian atau pembangunan suatu proyek secara
teknis. Studi
aspek teknis dan teknologi akan menjelaskan kebutuhan apa saja
yang
diperlukan serta bagaimana teknis atau proses suatu produksi
yang akan
dilaksanakan untuk kedepannya;
-
27
b. Aspek lingkungan
Dalam peninjauan dari aspek lingkungan, dilakukan sebuah analisa
mengenai
dampak lingkungan yang mungkin terjadi dengan adanya sebuah
kegiatan
indusri ini (Makarina, 2006). Dampat yang akan timbul ada yang
langsung
mempengaruhi dan pada suatu kegiatan atau akan terlihat pada
masa yang
akan datang (Elvira).
c. Aspek ekonomi dan sosial
Menurut (Nia, 2013), aspek ekonomi dan sosial merupakan pengaruh
yang
akan terjadi khusunya dibidang perekonomian masyarakat dan
bidang sosial
kemasyarakatan. Setiap usaha yang dijalankan akan memberikan
dampak
yang positif dan negatif bagi berbagai pihak.
Bagi masyarakat, adanya investasi yang ditinjau dari aspek
ekonomi akan
memberikan peluang untuk meningkatkan pendapatan, sedangkan
bagi
pemerintah akan memberikan pemasukan berupa pendapatan baik
bagi
pemerintah pusat maupun pemerintah daerah.
-
28
BAB IV
METODOLOGI PENELITIAN
4.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian mengenai perancangan sistem pemurnian air ini
dilakukan di kawasan
pondok pesantren Madinatul Quran Jonggol, Bogor. Waktu
penelitian akan
dimulai pada bulan Maret 2014 sampai dengan bulan Mei 2014.
Adapun
gambaran lokasi pondok pesantren Madinatul Quran dapat dilihat
pada Gambar
4.1berikut ini.
Gambar 4.1 Lokasi Penelitian (Sumber: Google Earth)
4.2 Bahan dan Alat Penelitian
Adapun bahan dan alat yang akan digunakan selama penelitian ini
adalah sebagai
berikut:
-
29
a. Sampel air baku di kawasan Pondok Pesantren Madinatul
Quran
Air baku yang digunakan oleh para santri dan masyarakat sekitar
merupakan
air yang bersumber dari mata air sodong di kawasan pegunungan,
Jonggol,
Kab. Bogor;
b. Alat yang akan digunakan adalah sebagai berikut :
Alat filtrasi Saringan Pasir Lambat model up flow;
pH meter;
Turbidity meter
Phenantroline spectrofotometer (ferrover)
Botol Sampel
Styrofoam
Stopwatch
4.3 Tahap Penelitian
4.3.1 Pengujian sampel air baku
Menguji sampel air baku yang ada di lokasi dengan parameter pH
(derajat
keasaman), kekeruhan, bau, rasa, warna, serta kadar besi (Fe)
yang terkandung
dalam air.
4.3.2 Pemasangan Saringan Pasir Lambat
Pemasangan saringan pasir lambat untuk menyaring air baku yang
bersumber
pada aliran air yang kemudian dipompa menuju tandon air dan
kemudian
diteruskan kedalam filter penyaringan. Adapun proses saringan
pasir lambat
-
30
menggunakan sistem up flow, untuk gambaran skemanya dapat
dilihat pada
Gambar 4.2 berikut ini.
Air baku
Gambar 4.2 Skema Penyaringan Saringan Pasir Lambat
4.3.3 Pengujian Sampel Filtrasi
Hasil sampel air yang telah di filtrasi kemudian akan di uji
dengan parameter pH
(derajat keasaman), kekeruhan, bau, rasa, warna, serta kadar
besi (Fe) yang
terkandung dalam air. Dan memberikan alternatif untuk media
saring yang efektif
untuk hasil penyaringan air yang baik
4.3.4 Perbandingan Hasil Uji Sampel
Membandingkan hasil sampel awal sebelum filtrasi dan sesudah
filtrasi untuk
mengetahui bagaimana kefektifan sistem filter dalam meningkatkan
kualitas air
baku.
Tandon
air
Bak
Penampungan
Air Bersih
-
31
4.3.5 Analisa dan Pembahasan
Analisa dan pembahasan mengenai data sampel air yang diuji,
selain itu menguji
keefektifan saringan filter yang digunakan yaitu dengan
membandingkan filter
mana yang efektif digunakan serta menghitung kebutuhan air yang
akan
digunakan. Adapun alternatiif saringan filter adalah sebagai
berikut:
a. Saringan filter yang terdiri dari kerikil dan pasir
b. Saringan filter yang terdiri dari kerikil, pasir, dan
ijuk;
c. Saringan filter yang terdiri dari kerikil, pasir, arang
tempurung kelapa.
Selain itu, analisa yang akan dilakukan nantinya berupa studi
kelayakan terhadap
berbagai aspek yang terkait dalam pengembangan teknologi
pemurnian air ini
yang diantaranya kelayakan dari segi teknis dan produksi,
kelayakan dari segi
lingkungan, serta kelayakan dari segi ekonomi sosial.
4.3.6 Kesimpulan dan Saran
Memberikan kesimpulan akhir dari penelitian yang dijalankan
berdasarkan pada
tujuan awal yang telah ditetapkan. Serta memberikan saran untuk
kemajuan
penelitian yang berikutnya yang lebih baik.
4.4 Variabel Penelitian
Adapun variabel penelitian yang dibahas adalah sebagai
berikut:
a. Variabel bebas, yaitu berupa kualitas air baku yang akan
diuji untuk dilakukan
filtrasi baik yang sebelum maupun yang sesudah;
-
32
b. Variabel terikat, yaitu berupaparameter uji yang akan
digunakan untuk
mengukur kualitas sampel air seperti ph, kekeruhan, bau, rasa,
warna, dan
kadar besi (fe). Serta menguji kefektifan filter yang digunakan
dengan
lamanya proses filtrasi dengan rentan waktu 5 menit, 10 menit,
dan 15 menit.
3.5 Diagram Alir Proses Penelitian
Adapun diagram alir proses penelitian dapat dilihat pada Gambar
3.2 berikut ini.
Standar Peraturan Pemerintah
No. 20 Tahun 1990 tentang
Pengendalian dan Pencemaran
Air
Identifikasi Data yang
dibutuhkan Data Primer:
- Data Sampel Air Baku; - Data Sampel Air Baku
setelah tahap filtrasi.
Data Sekunder:
- Data Santri dan Masyarakat di kawasan pesantren Madinatul
Quran;
- Referensi Buku, Jurnal, dan Internet.
Pra Survei Penelitian
Kualitas Air Baku yang terdapat di
kawasan Pesantren Madinatul Quran
Kebutuhan air yang digunakan di
kawasan Pesantren Madinatul Quran
Analisa Teknis
3 alternatif filter : 1. Kerikil Pasir 2. Kerikil Pasir
Ijuk 3. Kerikil Pasir
Arang Tempurung Kelapa
Pengujian Sampel Air Baku di
Laboratorium
Proses Filtrasi
Saringan Pasir Lambat
Pengujian Sampel Air Filtrasi
di Laboratorium
1
-
33
A
Gambar 3.3 Diagram Alir Proses Penelitian
Analisa Kebutuhan Air Bersih yang akan digunakan di
kawasan
Pesantren Madinatul Qur,an
Kesimpulan dan Saran
Alternatif Penyaringan yang
efektif memurnikan air
Analisa dan Pembahasan
Penelitian
Analisa Lingkungan
Analisa Ekonomi dan Sosial
Analisa Perhitungan Kelayakan Ekonomi
1
-
34
4.6 Jadwal Penelitian
Adapun uraian jadwal penelitian dapat dilihat pada Tabel 4.1
berikut ini.
Tabel 4.1 Jadwal Penelitian
No Kegiatan Bulan 2014
Januari Februari Maret April Mei
1 Pra Survei Penelitian
2 Penyusunan Proposal
3 Seminar Proposal
4 Revisi
5 Tahap Penelitian
6 Pengambilan sampel air baku untuk diuji
7
Pengujian proses
pemurnian air menggunakan saringan
pasir lambat
8 Pengujian air filtrasi
9 Analisa kebutuhan air
10 Analisa efektifitas filter Saringan Pasir Lambat
11
Analisa pendekatan
sistem melalui studi feasibility study
9 Asistensi Dengan
Dosen Pembimbing
10 Seminar Kemajuan
11 Seminar Hasil
12 Revisi
13 Ujian Tesis
DAFTAR PUSTAKA
Alegantina, S., 2008, Pengembangan Model Proses Filtrasi dan
Disinfeksi Yang
Mempengaruhi Kualitas Air Minum Isi Ulang, Media Litbang
Kesehatan
Volume XVIII Nomor 3 Tahun 2008.
Astari, S., 2014,Kehandalan Saringan Pasir Lambat Dalam
Pengolahan Air,
Institut Teknologi Bandung, Bandung.
-
35
Debora, N., 2011, Peningkatan Kualitas Air Bersih Berbahan Baku
Air Sungai
Mahakam Samarinda Memakai Serbuk Kelor (Moringa Oleivera)
dan
Arang Tempurung Kelapa, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Effendi, H., 2003, Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber
Daya dan
Lingkungan Perairan, Kanisius, Yogyakarta.
Huisman, L., 1975, Slow Sand Filter, Daft University of
Technology,
Netherlands.
Idaman Said, N., 1996, Teknologi Pengolahan Air Bersih Dengan
Proses
Saringan Pasir Lambat Up Flow.
Makhmudah, N., 2009, Penyisihan Besi-Mangan, Kekeruhan dan
Warna
Menggunakan Saringan Pasir Lambat Dua Tingkat Pada Kondisi Air
Tak
Jenuh, Studi Kasus Air Sungai Cikapundang, Institut Teknologi
Bandung,
Bandung.
Maryono, A., 2011, Pola Pikir Sistem The Power of Systemic
Thinking,
Lembaga ECO COMM INDONESIA, Eco Engineering and Community
Empowerment, Sleman, Yogyakarta.
-
36
Pangidoan, 2013, Pengolahan Air Bersih di Lingkungan Kampus
Universitas
Pasir Pengaraian Dengan Sistem Up Flow, Universitas Pasir
Pengaraian,
Riau.
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 20 Tahun 1990,
Tentang
Pengendalian Pencemaran Air.
Rahman, A., 2004, Penyaringan Air Tanah Dengan Zeolit Alami
Untuk
Menurunkan Kadar Besi dan Mangan, Departemen Kesehatan
Lingkungan,
Universitas Indonesia, Depok.
Sutrisno, T., 1996, Teknologi Penyediaan Air Bersih, Rineka
Cipta, Jakarta.
WHO (World Health Organization), Minimum Water Quantity Needed
for
Domestic Uses, WHO/SEARO Technical Notes for Emergencies
http://aimyaya.com/menghitung_perkiraan_kebutuhan_minimal_air/,
diposting
oleh aimyaya, diunduh pada tanggal 20 Februari 2014, 14.23
WIB.