STUDI PENGOLAHAN AIR MINUM DALAM KEMASAN DARI …

STUDI PENGOLAHAN AIR MINUM DALAM KEMASAN DARI

SUMBER MATA AIR KEBUN TAMBUNAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

TUGAS AKHIR

RENDY PRAYUDHI UTAMA

140407007

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK


2018

Universitas Sumatera Utara

STUDI PENGOLAHAN AIR MINUM DALAM KEMASAN DARI

SUMBER MATA AIR KEBUN TAMBUNAN


TUGAS AKHIR

RENDY PRAYUDHI UTAMA

140407007

TUGAS AKHIR INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK


2018




i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan

karunia-Nya yang begitu besar kepada penulis, maka pada kesempatan kali ini penulis

dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul Studi Pengolahan Air Minum Dalam

Kemasan Dari Sumber Mata Air Kebum Tambunan Universitas Sumatera Utara.

Pemilihan judul tersebut dilatarbelakangi oleh adanya potensi mata air di Kebun

Tambuna USU untuk dijadikan air baku AMDK.

Ucapan terima kasih atas bantuan dan motivasi sehingga tugas akhir dapat diselesaikan

dengan baik kepada:

1. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc sebagai dosen pembimbing I yang telah

memberikan dorongan, arahan, moril dan materil dalam penyelesaian tugas akhir

ini.

2. Bapak Ivan Indrawan, S.T., M.T sebagai dosen pembimbing II yang telah

menyisihkan waktu dan kesempatan untuk membimbing penulis di sela-sela

aktivitas beliau.

3. Ibu Ir. Netti Herlina, M.T, selaku ketua Jurusan Program Studi Teknik Lingkungan

Universitas Sumatera Utara.

4. Ibu Isra Suryati, S.T., M.Si sebagai koordinator tugas akhir yang telah memberikan

nasehat-nasehat serta bimbingan kepada penulis, juga sebagai dosen pembanding

dalam tugas akhir saya.

5. Bapak Muhammad Faisal S.T, M.T sebagai dosen penguji yang telah memberi

bimbingan dan masukan untuk tugas akhir ini.

6. Bapak/ibu staf pengajar Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Universitas Sumatera

Utara.

7. Ayahanda Sudarso Edi Prayitno, Ibunda Sri Hartini, Kakek H.Rasikun, Nenek

Hj.Sarmi yang selalu memberikan motivasi kepada penulis untuk menyelesaikan

tugas akhir ini.

8. Rekan-rekan seperjuangan Nasri, Roby, Rawi, Amry, Dwiki, Febrian, Abraham,

Pinem yang telah setia menemani penulis saat suka maupun duka selama kuliah di

Teknik Lingkungan.


ii

9. Kak Nurhayani Simamora, S.H. yang telah membantu dan memberikan tips dan trik

dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

10. Rekan tugas akhir Ferry Hasibuan Teknik Sipil 2014 yang banyak berkontribusi

dalam pengumpulan data serta pengerjaan laporan tugas akhir ini.

11. Rekan rekan Teknik Lingkungan 2014 yang menjadi tempat keluh dan kesah penulis

selama masa kuliah.

12. Seluruh pihak yang yang telah membantu yang tidak mungkin disebutkan satu per

satu.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, baik isi maupun

sistematikanya. Oleh karena itu, terhadap segala kekurangan dengan tangan terbuka

penulis mengharapkan saran dan kritik dari semua pihak demi perbaikan pada masa

yang akan datang.

Medan, Agustus 2018

Rendy Prayudhi Utama


iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR i

DAFTAR ISI iii

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vii

DAFTAR LAMPIRAN ix

ABSTAK x

ABSTRACT xi

BAB I PENDAHULUAN I-1

1.1. Latar Belakang I-1

1.2. Perumusan Masalah I-3

1.3. Tujuan Penelitian I-3

1.4. Ruang Lingkup I-3

1.5. Manfaat Penelitian I-4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA II-1

2.1 Pengertian Air II-1

2.2 Air Mata Air II-2

2.3 Air Minum II-2

2.4 Karakteristik Air II-2

2.4.1 Karakteristik Air Berdasarkan Fisik II-2

2.4.2 Karakteristik Air Berdasarkan Kimia II-4

2.4.3 Karakteristik Air Berdasarkan Mikrobiologis II-7

2.5 Karakteristik Air Minum II-8

2.6 Proses Pengolahan Air Minum II-9

2.6.1 Filtrasi II-9

2.6.2 Membran II-9

2.6.3 Desinfeksi Dengan Ozon II-14

2.6.4 Desinfeksi Dengan Ultraviolet II-14

BAB III METODOLOGI PERANCANGAN III-1

3.1 Gambaran UmumLokasi Perancangan III-1

3.2 Langkah Perancangan III-3


iv

3.2.1 Pengumpulan Data dan Informasi III-3

3.2.1.1 Tahap Persiapan III-3

3.2.1.2 Tahap Pengumpulan Data III-4

3.2.1.3 Cara Pengoperasian Alat Ukur Kualitas AIr III-4

3.2.3 Perancangan III-7

BAB IV KONDISI EKSISTING DAN KAPASITAS PRODUKSI IV-1

4.1 Kondisi Topografi di Sekitar Sumber Air Baku IV-1

4.2 Debit Pada Sumber Air Baku IV-1

4.2.1 Pengukuran Debit Dengan Metode Volume IV-2

4.2.2 Pengukuran Debit Dengan Metode Kecepatan Aliran IV-3

4.3 Kualitas Pada Sumber Air Baku IV-3

4.3.1 Uji Kualitas Air Baku Secara In-Situ IV-4

4.3.2 Uji Laboratorium Kualitas Air Baku IV-4

4.4 Civitas Akademika Universitas Sumatera Utara IV-5

4.5 Target Pasar dan Kapasitas Produksi AMDK IV-6

4.5.1 Prakiraan Kebutuhan Air Minum di Daerah Sasaran IV-7

4.5.2 Kapasitas Produksi Mesin AMDK IV-8

4.6 Rencana Produksi dan Harga AMDK IV-9

4.6 Analisa Break Event Point (BEP) IV-10

BAB V ANALISA DAN PERHITUNGAN PERANCANGAN V-1

5.1 Desain Perpipaan dan Bak Penampungan V-1

5.2 Perhitungan Headloss dan Jenis Pompa V-6

5.3 Unit Pengolahan Air Minum Dalam Kemasan V-10

5.3.1 Sand Filter V-11

5.3.2 Carbon Filter V-12

5.3.3 Filtrasi Menggunakan Membran V-13

5.3.3.1 Menggunakan modul Reverse Osmosis V-13

5.3.3.2 Menggunakan modul Ultrafiltrasi V-18

5.3.4 Desinfeksi Ultraviolet V-17

5.3.5 Tangki Penampung V-18

5.3.6 Mesin Filling Galon dan Botol V-19


v

5.4 Analisa Alternatif Pengolahan V-20

5.5 Pemanfaatan Air Buangan Reverse Osmosis V-21

5.6 Layout Pabrik Air Minum Dalam Kemasan V-22

5.7 Standar Kualitas Produksi Air Minum V-22

5.8 Proses Pengolahan Pada Beberapa Industri AMDK V-24

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN VI-1

6.1 Kesimpulan VI-1

6.2 Saran VI-1

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagian Bagian Membran II-13

Gambar 3.1 Lokasi Mata Air III-1

Gambar 3.2 Lokasi Instalasi Pengolahan AMDK III-2

Gambar 3.3 Profil Memanjang dari Rencana Tapak Ke Mata Air III-2

Gambar 3.4 Lubang Mata Air III-3

Gambar 3.5 Diagram Alir Perancangan III-8

Gambar 3.6 Diagram Alir Penulisan Laporan III-9

Gambar 4.1 Profil Memanjang Area Darat Sungai IV-1

Gambar 4.2 Skema Break Event Point Untuk Pasar USU IV-11

Gambar 4.3 Skema Break Event Point Untuk Dua Kali Pasar USU IV-11

Gambar 5.1 Diagram Alir Proses Pengolahan Air Alternatif I V-2

Gambar 5.2 Diagram Alir Proses Pengolahan Air Alternatif II V-3

Gambar 5.3 Diagram Alir Proses Pengolahan Air Alternatif III V-4

Gambar 5.4 Sketsa Perpipaan Dan Bak Penampungan V-5

Gambar 5.5 Diagram Moody V- 8

Gambar 5.6 Grafik Performa Pompa V-10

Gambar 5.7 Tabung Sand Filter V-12

Gambar 5.8 Spektrum Filtrasi V-15

Gambar 5.9 Modul Ultrafiltrasi V-17

Gambar 5.10 Modul Ulraviolet V-18

Gambar 5.11 Layout Pabrik AMDK V-18


vii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Baku Mutu AMDK Sesuai SNI 01-3553-2006 II-8

Tabel 2.2 Perbandingan Reverse Osmosis, Ultrafiltrasi dan Mikrofiltrasi II-14

Tabel 3.1 Parameter Uji Laboratorium III-5

Tabel 4.1 Pengukuran Debit Mata Air Metode Tampung IV-2

Tabel 4.2 Pengukuran Debit Mata Air Metode Kecepatan Aliran IV-3

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran In-Situ IV-4

Tabel 4.4 Hasil Uji Laboratorium IV-4

Tabel 4.5 Jumlah Civitas Akademika Universitas Sumatera Utara IV-5

Tabel 4.6 Asumsi Kehadiran Civitas Akademika USU IV-7

Tabel 4.7 Asumsi Kebutuhan AMDK Berdasarkan Kategori Konsumen IV-7

Tabel 4.8 Kebutuhan AMDK Civitas Akademika USU IV-8

Tabel 4.9 Konsumsi Jenis-jenis AMDK di Kampus USU IV-8

Tabel 4.10 Target Pemasaran AMDK di Kampus USU IV-8

Tabel 4.11 Kapasitas Efektif Produksi AMDK IV-9

Tabel 4.12 Presentase Produksi AMDK IV-9

Tabel 4.13 Rencana Harga dan Penjualan AMDK IV-9

Tabel 4.14 Rencana Produksi AMDK untuk Target Pasar USU IV-10

Tabel 4.15 Laba Produksi untuk Target Pasar USU IV-11

Tabel 4.16 Rencana Produksi AMDK untuk Dua Kali Target Pasar USU IV-10

Tabel 4.17 Laba Produksi untuk Dua Kali Target Pasar USU IV-11

Tabel 5.1 Nilai Kekasaran Permukaan Pada Jenis-Jenis Pipa V-7

Tabel 5.2 Spesifikasi Pompa V-10

Tabel 5.3 Perbandingan Membran Ultrafiltrasi dan Reverse Osmosis V-14

Tabel 5.4 Perhitungan Penggunaan Membran Reverse Osmosis V-15

Tabel 5.5 Konfigurasi Membran Reverse Osmosis V-16

Tabel 5.6 Permeat Flow dan Tekanan di Setiap Elemen V-16

Tabel 5.7 Spesifikasi Teknis Membran Reverse Osmosis V-16


viii

Tabel 5.8 Spesifikasi Teknis Membran Ultrafiltrasi V-17

Tabel 5.9 Spesifikasi Teknis Modul Ultraviolet V-18

Tabel 5.10 Rekapitulasi Kebutuhan Tangki V-19

Tabel 5.11 Rencana Produksi AMDK Kapasitas 4000l/jam V-19

Tabel 5.12 Spesifikasi Mesin Filling AMDK V-20

Tabel 5.13 Standar Kualitas Air Minum Berdasarkan SNI 01-3553-2006 V-23

Tabel 5.14 Proses Pengolahan Pada Beberapa Industri AMDK V-24


ix

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Peta Topografi Daerah Sekitar Mata Air.

Lampiran 2. Denah Bak Penampung.

Lampiran 3. Hasil Uji Laboratorium Kualitas Air Baku.

Lampiran 4. Spesifikasi dan Performa Pompa.

Lampiran 5. Peraturan Menteri Perindustrian RI Nomor 96/M-IND/PER/12/2011.

Lampiran 6. Foto Dokumentasi


ABSTRAK

Air minum dalam kemasan menurut Standar Nasional Indonesia 01-3553-2006 tentang air

minum dalam kemasan adalah air baku yang telah diproses, dikemas, dan aman diminum

mencakup air mineral dan air demineral. USU sebagai PTN-BH memiliki kewenangan

untuk mengelola keuangan secara mandiri. Mata air di Kebun Tambunan USU dapat

digunakan sebagai sumber baku air minum dalam kemasan dengan pengolahan yang tepat

dan efisien. Menentukan alternatif proses pengolahan air baku menjadi air minum kemasan.

Menentukan kapasitas produksi air minum kemasan yang dapat diproduksi dengan sumber

air baku yang ditinjau dari kebutuhan target pasar. Lokasi perancangan instalasi

pengolahan air minum berada di Kebun Tambunan USU yang terletak di Desa Perkebunan

Tambunan, Kecamatan Salapian, Kabupaten Langkat. Air baku untuk air minum dalam

kemasan tersebut diperoleh dari mata air yang terletak pada koordninat 3°26'36.7"LU

98°20'10.0"BT. Total seluruh mahasiswa USU adalah 52.440 orang, total seluruh dosen

adalah 1.504 orang, dan total seluruh pegawai adalah 1.962 orang. Kebutuhan harian untuk

pangsa pasar Universitas Sumatera Utara adalah sebesar 13.349 liter/ hari. Sesuai dengan

Peraturan Menteri Perinduslrian RI Nomor:96/IND/PER/12/2011 tentang air minum dalam

kemasan. Setiap pabrik pengolahan air minum dalam kemasan harus memiliki prefilter,

filter karbon aktif, mikrofilter dan desinfeksi. Filter dengan multimedia filter dirancang

untuk menurunkan kekeruhan dan koloid. Filter tersebut dapat menghilangkan partikel

hingga 10 mikron. Filter karbon merupakan metode karbon aktif dengan media granular

(Granular Activated Carbon) merupakan proses filtrasi yang berfungsi untuk

menghilangkan bahan-bahan organik, desinfeksi, serta menghilangkan bau dan rasa yang

disebabkan oleh senyawa-senyawa organik. Proses membran Ultrafiltrasi (UF) merupakan

upaya pemisahan dengan membran yang menggunakan gaya dorong beda tekanan sangat

dipengaruhi oleh ukuran dan distribusi pori membran. Reverse osmosis merupakan proses

pemisahan berbagai pencemar dari dalam air dengan cara melewatkan air pada suatu

membran yang bersifat semipermeabel.

Kata kunci: Air Minum, Filter, Mata Air, Reverse Osmosis, Ultrafiltrasi.


ABSTRACT

Bottled drinking water according to Indonesian National Standard 01-3553-2006

concerning bottled drinking water is raw water that has been processed, packaged, and safe

to drink including mineral water and demineralized water. USU as PTN-BH has the

authority to manage finances independently. The spring in USU's Tambunan Garden can

be used as a standard source of bottled drinking water with proper and efficient processing.

Determine alternative processing of raw water into bottled water. Determine the production

capacity of bottled drinking water that can be produced with raw water sources in terms of

the needs of the target market. The design location of the drinking water treatment plant is

located at USU's Tambunan Garden located in the Kebun Tambunan Village, Salapian

Subdistrict, Langkat Regency. The raw water for drinking water in the package is obtained

from the spring which is located on the coordinate 3 ° 26'36.7 "LU 98 ° 20'10.0" BT. The

total number of USU students was 52,440 people, the total number of lecturers was 1,504

people, and the total of all employees was 1,962 people. The daily requirement for the

market share of the University of North Sumatra is 13,349 liters / day. In accordance with

the Regulation of the Minister of Industry and Trade No. 96 / IND / PER / 12/2011

concerning bottled drinking water. Each packaged drinking water treatment plant must

have a prefilter, activated carbon filter, microfilter and disinfection. Filters with multimedia

filters are designed to reduce turbidity and colloids. The filter can remove particles up to

10 microns. Carbon filter is a method of activated carbon with granular media (Granular

Activated Carbon) is a filtration process that serves to remove organic materials,

disinfection, and eliminate odors and flavors caused by organic compounds. Ultrafiltration

membrane process (UF) is an attempt to separate the membrane which uses a pressure

thrust force is strongly influenced by the size and pore distribution of the membrane.

Reverse osmosis is the process of separating various pollutants from the water by passing

water on a semipermeable membrane.

Keywords: Drinking Water, Filter, Spring, Reverse Osmosis, Ultrafiltration.


I-1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan vital makhluk hidup. Proses kehidupan tidak dapat berjalan

tanpa adanya air yang memadai. Kebutuhan utama untuk terselenggaranya kesehatan

yang baik ialah tersedianya air dari aspek kuantitas, kualitas, dan kontinuitas. Konsumsi

air meningkat pesat dalam 50 tahun terakhir yang sebanding dengan penurunan mutu air

(Asmadi, dkk. 2011). Air yang dibutuhkan ialah air bersih, hygiene, dan memenuhi

persyaratan, yaitu air yang berkualitas dalam aspek fisik, kimia dan bebas dari

mikroorganisme, tidak berwarna, tawar dan tidak berbau (Soemirat, 2001).

Berdasarkan peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001 Tentang

Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, klasifikasi mutu air

ditetapkan menjadi 4 (empat) kelas yaitu :

1. Kelas satu, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum, dan

atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan

tersebut;

2. Kelas dua, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi

air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan


tersebut ;

3. Kelas tiga, air yang peruntukannya digunakan untuk pembudidayaan ikan air tawar,

peternakan, air untuk mengairi pertanarnan dan atau per,untukan lain yang

mempersyaratkan mutu air yang sarna dengan kegunaan tersebut;

4. Kelas empat, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi pertanaman dan


tersebut.

Air minum harus memenuhi syarat–syarat yang mencakup sifat–sifat fisika, kimia dan

mikrobiologi. Syarat ini harus sesuai dengan standar yang telah dikeluarkan oleh

Depatemen Kesehatan sesuai dengan Peraturan Menteri Kesehatan No. 492 tahun 2010

tentang Persyaratan Kualitas Air Minum.


I-2

Untuk keperluan air minum, maka sumber air baku yang dapat digunakan untuk

kebutuhan air minum dapat terdiri dari mata air, air permukaan (sungai, danau, waduk,

dll.), air tanah (sumur gali, sumur bor) maupun air hujan. Dari segi kualitas air, kualitas

mata air relatif jernih dibandingkan dengan kualitas sumber air tanah dari air permukaan

pada umumnya, dengan demikian mata air lebih baik digunakan dibandingkan dengan air

permukaan. Namun demikian keberadaan mata air ini pada saat ini terus berkurang

keberadaannya. Air tanah, yang umumnya mempunyai kandungan besi dan mangan

relatif lebih besar dari sumber air yang lain, pemakaiannya juga sudah harus mulai

dikurangi atau dihentikan sehubungan dengan masalah penurunan muka tanah (Hartono,

2016).

Air minum dalam kemasan menurut Standar Nasional Indonesia 01-3553-2006 tentang

air minum dalam kemasan adalah air baku yang telah diproses, dikemas, dan aman

diminum mencakup air mineral dan air demineral. Air minum dalam kemasan harus

memenuhi syarat-syarat standar kualitas air. Syarat tersebut berupa standar fisik, kimia

dan mikrobiologi.

Berdasarkan data Asosiasi Perusahaan Air Minum Dalam Kemasan Indonesia

(ASPADIN), pasar industri AMDK di Indonesia beberapa tahun terakhir ini semakin

berkembang seiring meningkatnya kebutuhan masyarakat. Dilihat dari sisi volume,

konsumsi AMDK menyumbang sekitar 85% total konsumsi minuman ringan di

Indonesia. Sementara itu, nilai pasar (penjualan) industri AMDK nasional pada 2013

diperkirakan sebesar USD1.676 juta. Nilai pasar (penjualan) industri AMDK

diperkirakan tumbuh rata-rata 11,1% per tahun hingga 2017 (Mandiri, 2015).

Menurut Peraturan Majelis Wali Amanat Universitas Sumatera Utara Nomor 16 Tahun

2014 tentang statuta usu, pada pasal 23 ayat 2 USU memiliki kewenangan untuk

mengelola keuangan secara mandiri, transparan, dan akuntabel. Mata air di Kebun

Tambunan USU dapat digunakan sebagai sumber baku air minum dalam kemasan dengan

pengolahan yang tepat dan efisien. Sehingga produk air minum dalam kemasan (AMDK)

dapat sesuai dengan kualitas air minum untuk kemudian dipasarkan dan menjadi sumber

pemasukan keuangan bagi Universitas Sumatera Utara.


I-3

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang permasalahan diatas, maka dapat diperoleh rumusan

masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana karakteristik sumber air baku di mata air Kebun Tambunan USU?

2. Bagaimana menentukan kapasitas produksi yang sesuai dengan ketersediaan air baku

dan target pasar?

3. Bagaimana proses pengolahan yang terjadi pada setiap unit pengolahan?

4. Bagaimana rancangan pengolahan air baku menjadi air minum dalam kemasan?

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan yang ingin dicapai oleh penulis yaitu :

1. Mengetahui karakteristik air baku di mata air Kebun Tambunan USU.

2. Menentukan kapasitas produksi air minum kemasan yang dapat diproduksi dengan

sumber air baku yang ditinjau dari kebutuhan target pasar.

3. Menentukan alternatif proses pengolahan air baku menjadi air minum kemasan.

4. Merancang unit pengolahan untuk mengolah air baku menjadi air minum dalam

kemasan.

1.4 Ruang Lingkup

Adapun ruang lingkup penelitian ini akan dibatasi pada masalah sebagai berikut:

1. Air baku yang digunakan adalah mata air yang terletak di Kebun Tambunan USU yang

terletak pada koordinat 3°26'36.7"LU 98°20'10.0"BT.

2. Perancangan unit pengolahan air minum dalam kemasan dirancang sesuai karakteristik

air baku.

3. Target pasar yang ingin dicapai adalah sivitas akademika Universitas Sumatera Utara

4. Karakteristik air yang ingin dicapai sesuai PERMENKES 492 Tahun 2010 tentang air

minum.

5. Unit pengolahan yang dirancang dari bangunan penangkap mata air, proses

pengolahan air, hingga proses pengemasan menjadi air minum dalam kemasan

(AMDK).

6. Perancangan tidak mencakup rencana anggaran biaya (RAB).


I-4

1.5 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Diketahuinya karakteristik air pada mata air Kebun Tambunan USU.

2. Diketahuinya unit-unit pengolahan air yang tepat untuk mengolah air baku menjadi air

minum kemasan berdasarkan karakteristik air baku tersebut.

3. Diketahuinya proses pengolahan air di setiap unit yang direncanakan.

4. Sebagai referensi bagi pihak Universitas Sumatera Utara untuk merencanakan

pembuatan air kemasan dari air baku tersebut.


II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Air

Air merupakan bagian dari ekosistem secara keseluruhan. Keberadaan air di suatu

tempat yang berbeda membuat air bisa berlebih dan bisa berkurang sehingga dapat

menimbulkan berbagai persoalan. Untuk itu, air harus dikelola dengan bijak

dengan pendekatan terpadu secara menyeluruh. Terpadu berarti keterikatan

dengan berbagai aspek. Untuk sumber daya air yang terpadu membutuhkan

keterlibatan dari berbagai pihak (Kodoatie, 2008).

Air juga mempunyai karakteristik khusus yaitu karakteristik fisika dan

karakteristik kimia. Karakteristik fisika air meliputi kekeruhan, suhu, warna,

residu terlarut, residu tersuspensi, bau, dan rasa. Kekeruhan dapat terjadi karena

bahan organik maupun anorganik, seperti limbah industri, limbah domestik,

dan lumpur. Suhu akan mempengaruhi jumlah oksigen terlarut, karena oksigen

akan mudah terurai pada suhu tinggi. Semakin tinggi suhu air maka jumlah

oksigen terlarut akan semakin rendah. Warna pada air dipengaruhi oleh

adanya organisme, bahan berwarna yang tersuspensi dan senyawa-senyawa

organik. Air memiliki bau dan rasa karena pengaruh organisme seperti alga,

bau dan rasa juga dapat timbul karena adanya senyawa H2S dalam bentuk gas

yang merupakan hasil penguraian senyawa organik yang berlangsung secara

anaerob. Sedangkan karakteristik kimia air meliputi : DO (Dissolved Oxygent),

COD (Chemical Oxygent Demand), BOD (Biological Oxygent Demand), pH

(Effendi, 2007).

Air bersih dibutuhkan dalam pemenuhan kebutuhan manusia untuk melakukan

segala kegiatan sehingga perlu diketahui bagaimana air dikatakan bersih dari

segi kualitas dan bisa digunakan dalam jumlah yang memadai dalam kegiatan

sehari-hari manusia. Ditinjau dari segi kualitas, ada bebarapa persyaratan yang

harus dipenuhi, diantaranya kualitas fisik yang terdiri atas bau, warna dan rasa,

kualitas kimia yang terdiri atas pH, kesadahan dan sebagainya serta kualitas biologi

dimana air terbebas dari mikroorganisme penyebab penyakit. Agar kelangsungan

hidup manusia dapat berjalan lancar, air bersih juga harus tersedia dalam


II-2

jumlah yang memadai sesuai dengan aktifitas manusia pada tempat tertentu

dan kurun waktu tertentu (Gabriel, 2001).

2.2 Air Mata Air

Mata air adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan tanah.

Kuantitas mata air yang keluar dari dalam tanah hampir tidak terpengaruh musim,

kualitasnya juga sama dengan air tanah dalam (Totok Sutrisno, 2002).

2.3 Air Minum

Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010, air

minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan

yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum.

Menurut Permendagri No. 23 tahun 2006 tentang Pedoman Teknis dan Tata Cara

Pengaturan Tarif Air Minum pada Perusahaan Daerah Air Minum, Departemen

dalam Negeri Republik Indonesia, air minum adalah air yang melalui

proses pengolahan atau tanpa pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan

dan dapat langsung diminum.

2.4 Karakteristik Air

2.4.1 Karakteristik Air Berdasarkan Parameter Fisik

Karakteristik air berdasarkan parameter fisik terdiri dari (Gabriel, 2001) :

a. Suhu

Suhu air maksimum yang diizinkan oleh Kementrian Kesehatan RI

NO.492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum adalah

suhu udara ± 30C. Penyimpangan terhadap ketetapan ini akan mengakibatkan

meningkatnya daya/tingkat toksisitas bahan kimia atau bahan pencemaran dalam

air serta pertumbuhan mikroba dalam air.

b. Warna

Banyak air permukaan khususnya yang berasal dari daerah rawa rawa

seringkali berwarna sehingga tidak dapat diterima oleh masyarakat baik untuk

keperluan rumah tangga maupun keperluan industri, tanpa dilakukannya

pengolahan untuk menghilangkan warna tersebut. Bahan bahan yang


II-3

menimbulkan warna tersebut dihasilkan dari kontak antara air dengan reruntuhan

organis yang mengalami dekomposisi.

c. Bau

Bau pada air minum dapat dideteksi dengan menggunakan hidung. Tujuan deteksi

bau pada air minum yaitu untuk mengetahui ada bau atau tidaknya bau yang berasal

dari air minum yang disebabkan oleh pencemar. Apabila air minum memiliki bau

maka dapat dikategorikan sebagai air minum yang tidak memenuhi syarat dan

kurang layak untuk di manfatkan sebagai air minum. Pada persyaratan air bersih

yaitu harus tidak boleh ada bau. Karena bau pada air disebabkan adanya benda asing

yang masuk kedalam air sehingga terlarut dan terurai didalam air lalu dapat

mengganggu kesehatan apabila dikonsumsi (Soesanto ,1997).

d. Rasa

Biasanya rasa dan bau terjadi bersama-sama, yaitu akibat adanya

dekomposisi bahan organik dalam air. Seperti pada bau, air yang memiliki rasa juga

dapat mengganggu estetika. Rasa pada air dapat ditimbulkan oleh beberapa hal

yaitu adanya gas terlarut seperti H2S, organisme hidup, adanya limbah padat dan

limbah cair dan kemungkinan adanya sisa-sisa bahan yang digunakan untuk

disinfektan seperti klor. Rasa pada air minum diupayakan netral atau tawar,

sehingga dapat diterima oleh para konsumen air minum (Soesanto,1997)

e. Kekeruhan

Air dikatakan keruh apabila air tersebut mengandung begitu banyak

partikel bahan yang tersuspensi sehingga memberikan warna/rupa yang

berlumpur dan kotor. Bahan-bahan yang menyebabkan kekeruhan ini meliputi

tanah liat, lumpur, bahan bahan organik yang tersebar dan partikel-partikel

kecil lain yang tersuspensi.


II-4

2.4.2 Karakteristik Air Berdasarkan Parameter Kimia

Karakteristik air berdasarkan parameter fisik terdiri dari:

a. Derajat Keasamaan (pH)

pH merupakan istilah yang digunakan untuk menyatakan intensitas keadaan asam

atau basa sesuatu larutan. Sebagai satu faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi

pertumbuhan atau kehidupan mikroorganisme dalam air, secara empirik pH yang

optimum untuk tiap spesifik harus ditentukan. Kebanyakan mikroorganisme

tumbuh terbaik pada pH 6,0-8,0 meskipun beberapa bentuk mempunyai pH

optimum rendah 2,0 dan lainnya punya pH optimum 8,5. Pengetahuan pH ini sangat

diperlukan dalam penentuan range pH yang akan diterapkan pada usaha

pengelolaan air bekas yang menggunakan proses-proses biologis. Pengaruh yang

menyangkut aspek kesehatan dari penyimpanan standar kualitas air minum dalam

pH ini yaitu bahwa pH yang lebih kecil dari 6,5 dan lebih besar dari 9,2 akan dapat

menyebabkan korosi pada pipa-pipa air dan menyebabkan beberapa senyawa

menjadi racun, sehingga menggangu kesehatan (Susilawati, 2011).

b. Total Padatan Terlarut (Total Dissolve Solid)

TDS (Total Dissolve Solid) yaitu ukuran zat terlarut (baik itu zat organik maupun

anorganik) yang terdapat pada sebuah larutan. Umumnya berdasarkan definisi di

atas seharusnya zat yang terlarut dalam air (larutan) harus dapat melewati saringan

yang berdiameter 2 mikrometer (2×10-6 meter). Aplikasi yang umum digunakan

adalah untuk mengukur kualitas cairan biasanya untuk pengairan, pemeliharaan

aquarium, kolam renang, proses kimia, dan pembuatan air mineral. Setidaknya, kita

dapat mengetahui air minum mana yang baik dikonsumsi tubuh, ataupun air murni

untuk keperluan kimia misalnya pembuatan kosmetika, obat-obatan, dan makanan

(Kusnaedi, 2006).

Banyak zat terlarut yang tidak diinginkan dalam air. Mineral, gas, zat organik yang

terlarut mungkin menghasilkan warna, rasa dan bau yang secara estetis tidak

menyenangkan. Beberapa zat kimia mungkin bersifat racun, dan beberapa zat

organik terlarut bersifat karsinogen yaitu zat yang dapat menyebabkan penyakit

kanker. Cukup sering, dua atau lebih zat terlarut khususnya zat terlarut dan anggota


II-5

golongan halogen akan bergabung membentuk senyawa yang bersifat lebih dapat

diterima daripada bentuk tunggalnya (Susilawati, 2011).

c. Konduktivitas

Nilai konduktivitas merupakan ukuran terhadap konsentrasi total elektrolit didalam

air. Kandungan elektrolit yang pada prinsipnya merupakan garam-garam yang

terlarut dalam air, berkaitan dengan kemampuan air didalam menghantarkan arus

listrik. Semakin banyak garam-garam yang terlarut semakin baik daya hantar listrik

air tersebut. Air suling yang tidak mengandung garam-garam terlarut dengan

demikian bukan merupakan penghantar listrik yang baik. Selain dipengaruhi oleh

jumlah garam-garam terlarut, konduktivitas juga dipengaruhi oleh nilai temperatur

(Kusnaedi,2006).

d. Zat Organik

Adanya zat organik di dalam air disebabkan karena air buangan dari rumah tangga,

industri, kegiatan pertanian dan pertambangan. Zat organik di dalam air dapat

ditentukan dengan mengukur angka permangantnya (KMnO4). Di dalam standar

kualitas, ditentukan maksimal angka permangantnya 10mg/l (Susilawati, 2011).

e. Kimia Anorganik

Kimia anorganik terdiri atas :

1. Calcium (Ca)

Adanya Ca dalam air sangat dibutuhkan dalam jumlah tertentu, yaitu untuk

pertumbuhan tulang dan gigi. Sedangkan bila telah melewati ambang batas, kalsium

dapat menyebabkan kesadahan, kesadahan dapat berpengaruh secara ekonomis

maupun terhadap kesehatan yaitu efek korosif dan menurunnya efektifitas dari kerja

sabun. Standar yang ditetapkan Departemen Kesehatan (Depkes) sebesar 75-200

mg/l. Sedangkan WHO interregional water study group adalah sebesar 75-150

mg/l.


II-6

2. Tembaga (Cu)

Ukuran batas ada atau tidaknya tembaga adalah 0,05-1,5 mg/l. Dalam jumlah kecil

Cu sangat diperlukan untuk pembentukan sel darah merah, sedangkan dalam jumlah

yang besar dapat menyebabkan rasa yang tidak enak di lidah, disamping dapat

menyebabkan kerusakan pada hati.

3. Sulfida (S2 atau H2S)

H2S sangat beracun dan berbau busuk, oleh karena itu zat ini tidak boleh terdapat

dalam air minum. Dalam jumlah besar dapat menimbulkan atau memperbesar

keasaman air sehingga menyebabkan korosifitas pada pipapipa logam.

4. Amonia (NH3)

Bahan ini sangat berbau yang sangat menusuk hidung atau baunya sangat tajam

sehingga tidak boleh sama sekali dalam air minum.

5. Magnesium (Mg)

Efek yang ditimbulkan oleh Mg sama dengan kalsium yaitu menyebabkan

terjadinya kesadahan. Dalam jumlah kecil Mg dibutuhkan oleh tubuh untuk

pertumbuhan tulang, sedang dalam jumlah yang lebih besar dari 150 mg/l dapat

meyebabkan rasa mual

6. Besi (Fe)

Besi adalah metal berwarna putih keperakan, liat dan dapat dibentuk. Di alam

didapat sebagai hematit. Di dalam air minum Fe menimbulkan rasa, warna

(kuning), pengendapan pada dinding pipa, pertumbuhan bakteri besi dan

kekeruhan. Besi dibutuhkan oleh tubuh dalam pembentukan hemoglobin.

7. Cadmium (Cd)

Dalam standar kualitas ditetapkan konsentrasi maksimal 0,01 mg/l. Apabila

cadmium melebihi standar, maka cadmium tersebut akan terakumulasi dalam

jaringan tubuh sehingga mengakibatkan penyakit.

8. Mangan (Mn)

Tubuh manusia membutuhkan mangan rata-rata 10 mg/l sehari yang dapat dipenuhi

dari makanan. Tetapi mangan bersifat toxis terhadap alat pernafasan. Standar

kualitas menetapkan: kandaungan mangan di dalam air 0,05-05 mg/l.


II-7

9. Air Raksa (Hg)

Raksa merupakan logam berbentuk cair dalam suhu kamar yang bersifat toksis. Di

dalam standar ditetapkan sebesar 0,001 mg/l. Jika dalam air terdapat air raksa lebih

dari standar, akan menyebabkan: - Keracunan sel-sel tubuh - Kerusakan ginjal, hati

dan syaraf - Keterbelakangan mental dan cerebral polcy pada bayi.

10. Seng (Zn)

Satuan yang dipergunakan adalah mg/l dengan batas antara 1,0 sampai 15 mg/l. Zn

dapat menyebabkan hambatan pada pertumbuhan anak. Akan tetapi apabila

jumlahnya besar dapat menimbulkan rasa pahit dan sepat pada air minum.

11. Arsen

Arsen dapat diperbolehkan dalam air paling banyak sebesar 0,05 mg/l. Jika dalam

jumlah yang banyak dapat menyebabkan gangguan pada sistem pencernaan, kanker

kulit, hati dan saluran empedu.

12. NO3

Batas maksimum NO3 dalam air minum adalah sebesar 20mg/l. Jumlah nitrat yang

besar cenderung berubah menjadi nitrit, yang dapat bereaksi langsung dengan

hemoglobine yang dapat menghalangi perjalanan oksigen di dalam tubuh.

13. Sulfat

Kadar yang dianjurkan 200-400 mg/l, apabila jumlahnya besar dapat bereaksi

dengan ion natrium atau magnesium dalam air sehingga membentuk garam natrium

sulfat atau magnesium sulfat yang dapat menimbulkan rasa mual.

2.4.2 Karakteristik Air Berdasarkan Parameter Mikrobiologis

Bakteri yang digunakan sebagai indikator mikrobiologis pada air minum adalah E.

coli , E.coli adalah bakteri Gram negatif berbentuk batang yang tidak membentuk

spora yang merupakan flora normal di usus. Meskipun demikian, beberapa jenis E.

coli dapat bersifat patogen, yaitu serotipe-serotipe yang masuk dalam golongan

E.coli Enteropatogenik, E.coli Enteroinvasif, E.coli Enterotoksigenik dan E.coli

Enterohemoragik . Jadi adanya E. coli dalam air minum menunjukkan bahwa air

minum tersebut pernah terkontaminasi kotoran manusia dan mungkin dapat

mengandung patogen usus. Parameter persyaratan bakteriologis air minum menurut


II-8

Kementrian Kesehatan RI NO.492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan

kualitas air minum yaitu jumlah maksimum E.coli dan total bakteri Coliform per

100 ml sampel.

2.5 Karakteristik Air Minum

Air minum adalah air yang digunakan untuk konsumsi manusia. Menurut

Kementrian Kesehatan RI NO.492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan

kualitas air minum, syarat-syarat air minum adalah tidak berasa, tidak berbau, tidak

berwarna, tidak mengandung mikroorganisme melebihi 100 ml per sampel. Air

minum adalah air yang melalui proses pengolahan ataupun tanpa proses

pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum

(Keputusan Menteri Kesehatan Nomor 907 Tahun 2002 Tentang Syarat – Syarat

dan Pengawasan Kualitas Air Minum).

Adapun karakteristik air minum dalam kemasan (AMDK) yang sesuai dengan

Standar Nasional Indonesia (SNI) 01-3553-2006 tentang air minum dalam kemasan

dapat dilihat pada tabel 2.1

Tabel 2.1 Baku Mutu AMDK yang sesuai dengan SNI 01-3553-2006

No Parameter Satuan Baku Mutu

1 Bau - Tidak Berbau

2 Rasa - Tidak Berasa

3 Warna Unit Pt-Co Maks. 5

4 Kekeruhan Ntu Maks 3

5 pH - 6.0-8,5

6 Zat Organik mg/l Maks. 10

7 Nitrat (NO3) mg/l Maks. 45

8 Nitrit (NO2) mg/l Maks. 3

9 Amonium (NH4) mg/l Maks. 0,15

10 Sulfat (SO4) mg/l Maks. 200

11 Klorida (Cl) mg/l Maks. 250

12 Flourida (F) mg/l Maks. 1

13 Sianida (Sn) mg/l Maks. 0,05

14 Besi (Fe) mg/l Maks. 0,1

15 Mangan (Mn) mg/l Maks. 0,4

16 Klor Bebas (Cl2) mg/l Maks. 0,1

17 Kromium (Cr) mg/l Maks. 0,005

18 Barium (Ba) mg/l Maks. 0,7

19 Boron (Br) mg/l Maks. 0,3


II-9

20 Selenium (Se) mg/l Maks. 0,01

21 Timbal (Pb) mg/l Maks. 0,05

22 Tembaga (Cu) mg/l Maks. 0,5

23 Kadmium (Cd) mg/l Maks. 0,03

24 Raksa (Hg) mg/l Maks. 0,001

25 Perak (Ag) - -

26 Kobalt (Co) - -

27 Bakteri E. Colli APM/100 mL <2 Sumber : BSN, 2006

2.6 Proses Pengolahan Air Minum

2.6.1 Filtrasi

Filtrasi merupakan proses pemisahan antara padatan / koloid dengan suatu cairan.

Untuk penyaringan air olahan yang mengandung padatan dengan ukuran seragam

dapat digunakan saringan medium tunggal, sedangkan untuk penyaringan air yang

mengandung padatan dengan ukuran yang berbeda dapat digunakan tipe saringan

multi medium (Hardjasoemantri, 1995).

Media filter merupakan alat filtrasi yang mampu memisahkan campuran solid dan

liquid dengan media atau porous sehingga dapat memisahkan padatan tersuspensi

yang paling halus penyaringan ini merupakan proses pemisahan antara

padatan atau koloid dengan cairan, dimana prosesnya bisa dijadikan

sebagai proses awal.

Oleh karena air olahan yang akan disaring berupa cairan yang mengandung

butiran halus atau bahan-bahan yang larut dan menghasilkan endapan, maka

bahan-bahan tersebut dapat dipisahkan dari cairan melalui filtrasi. Apabila air

olahan mempunyai padatan yang ukuran seragam maka saringan yang digunakan

adalah single medium. Jika ukuran beragam maka digunakan saringan dual

medium atau three medium (Hardjasoemantri, 1995).

2.6.2 Membran

Membran merupakan sekat yang bersifat selektif permeable yang bias

memisahkan dua fasa. Pada dasarnya pemisahan membran adalah berdasarkan

ukuran partikelnya. Selain itu membran juga dapat didefinisikan sebagai suatu

media berpori berbentuk seperti tabung atau film tipis, bersifat semipermeabel

(Widianto, 2008).


II-10

Ditinjau dari bahannya membran terdiri dari bahan alami dan bahan sintetis.

Bahan alami adalah bahan yang berasal dari alam misalnya pulp dan

kapas, sedangkan bahan sintetis dibuat dari bahan kimia, misalnya polimer.

Membran berfungsi memisahkan material berdasarkan ukuran dan bentuk

molekul, menahan komponen dari umpan yang mempunyai ukuran lebih

besar dari pori-pori membran dan melewatkan komponen yang mempunyai

ukuran yang lebih kecil. Larutan yang mengandung komponen yang tertahan

disebut konsentrat dan larutan yang mengalir disebut permeat. Filtrasi dengan

menggunakan membran selain berfungsi sebagai sarana pemisahan juga

berfungsi sebagai sarana pemekatan dan pemurnian dari suatu larutan yang

dilewatkan pada membran tersebut.

Proses pemisahan dengan membran yang memakai gaya dorong berupa

beda tekan umumnya dikelompokan menjadi empat jenis, diantaranya

mikromembran, ultramembran, nanomembran dan Reverse Osmosis (A.J.

Hartomo, 2006).

A. Karakteristik Membran

Kinerja membran atau efisiensi membran dapat ditentukan oleh beberapa

parameter, yaitu kandungan air, ukuran dan jumlah pori, ketebalan membran, luas

membren fluks dan rejeksi (Mulder, 1996).

1. Kandungan Air

Kandungan air merupakan tingkat kemampuan membran untuk menyerap air,

yang dapat ditentukan dengan persamaan (Mulder, 1996) :

𝐻 = 𝑊𝑚𝑏 − 𝑊𝑚𝑘

𝑊𝑚𝑏 𝑥 100%...............................................(2.1)

Dimana :

Wmb : Berat Membran Basah (gr)

Wmk : Berat Membran Kering (gr)

H : Kandungan Air (%)


II-11

2. Ukuran dan Jumlah Pori

Pada proses menggunakan membran, ukuran dan jumlah pori merupakan faktor

yang harus dipertimbangkan. Ukuran pori akan menentukan sifat Selektifitas

membran yaitu kemampuan dari membran untuk menahan molekul– molekul zat

terlarut, sehingga tidak ada yang lolos menembus pori membran. Sedangkan

jumlah pori menentukan sifat Permeabilitas membran yaitu kemudahan

membran untuk melewatkan molekul – molekul air, dimana jika Permeabilitas

membran yang dihasilkan tinggi, maka membran layak digunakan

(Mulder, 1996).

3. Ketebalan Membran

Merupakan salah satu karakteristik membran yang diukur untuk mengetahui

laju permeasi membran (Mulder, 1996).

4. Luas Membran

Dibuat disesuaikan dengan alat yang digunakan, dimana pengukuran

panjang dan lebar membran dapat dengan manual (Mulder, 1996).

5. Fluks Volume (Jv)

Didefinisikan sebagai zat yang dapat menembus membran tiap satuan luas

membran persatuan waktu. Dimana fluks dapat dinyatakan dengan persamaan

(Mulder, 1996) :

𝐽𝑣 =𝑉

𝐴.𝑡.........................................................................(2.2)

Dimana :

Jv : Fluks Volume

A : Luas Permukaan

V : Volume Permeat

t : Waktu Proses


II-12

6. Rejeksi

Rejeksi menunjukan besarnya kandungan garam yang tertahan pada permukaan

membran yang tidak menembus membran dapat dinyatakan dengan persamaan

(Mulder, 1996) :

𝑅 = (1 −𝑐𝑝

𝑐𝑓) 𝑥 100%..................................................(2.3)

Dimana :

R : Rejeksi (%)

Cp : Konsentrasi Solute dalam Permeat (ppm)

Cf : Konsentrasi Solute dalam Umpan (ppm)

Jika koefisien rejeksi yang diperoleh cukup besar, maka air bersih yang

dihasilkan cukup murni (Mulder, 1996).

B. Faktor- Faktor yang Mempengaruhi Kinerja Membran

Pembuatan membran mempunyai spesifikasi khusus tergantung untuk apa

membran tersebut digunakan dan spesifikasi apa produk yang diharapkan.

Beberapa faktor yang mempengaruhi dalam penggunaan membran

diantaranya sebagai berikut (A.J. Hartomo, 2006) :

1. Ukuran Molekul

Ukuran molekul membran sangat mempengaruhi kinerja membran. Pada

pembuatan mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi mempunyai spesifikasi khusus. Sebagai

contoh untuk membran protein kedele yang dihidrolisis menggunakan

ukuran membran dalam satuan Molecular weight cut-off (MWCO) yaitu 5000

MWCO, 10.000 MWCO dan 50.000 MWCO.

2. Bentuk Molekul

Bentuk dan konfigurasi macromolekul mempunyai efek pada kekuatan

ion, temperature dan interaksi antar komponen. Perbedaan bentuk ini khusus pada

kondisi dibawah permukaan membran. Hal ini dapat terlihat dalam penggunaan

membran pada protein dan dextrin.


II-13

3. Bahan Membran

Perbedaan bahan membran akan berpengaruh pada hasil rejection dan distribusi

ukuran pori. Sebagai contoh membran dari polysulfone dan membran dari selulosa

asetat, kedua membran ini menunjukkan rendahnya deviasi antara kedua

membran dan ini mempunyai efek pada tekanan membran. Selain itu

mempunyai efek pada tingkat penyumbatan (fouling) pada membran.

4. Karakteristik Larutan

Pada umumnya berat molekul larutan garam dan gula mempunyai berat molekul

yang kecil dari ukuran pori membran. Karakteristik larutan ini mempunyai efek

pada permeability membran.

5. Parameter operasional

Jenis parameter yang digunakan pada operasional umumnya terdiri dari

tekanan membran, permukaan, temperature dan konsentrasi serta parameter

tambahan adalah : pH, ion strength dan polarisasi. Jenis parameter yang

digunakan pada operasional umumnya terdiri dari tekanan membran, permukaan

membran, temperature dan konsentrasi serta parameter tambahan adalah : pH,

kekuatan ion dan polarisasi.

Membran memiliki bagian-bagian yang dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Bagian-bagian Membran

Sumber: http://www.jualmesinromurah.com/p/filter-reverse-osmosis.html

Teknik pemisahan menggunakan membran umumnya berdasarkan ukuran partikel

dan berat molekul dengan gaya dorong berupa beda tekan, medan listrik, dan

beda konsentrasi. Proses pemisahan dengan membran yang memakai gaya dorong


II-14

berupa beda tekan umumnya dikelompokan menjadi tiga jenis, diantaranya

Mikromembran, Ultramembran, dan Reverse Osmosis.

Tabel 2.2 Pembandingan Reverse Osmosis (RO), Ultrafiltrasi, dan Mikrofiltrasi

Reverse Osmosis (RO) Ultrafiltrasi (UF) Mikrofiltrasi (MF)

Perlu perlakuan Koloid

Beroperasi pada air

berkoloid

Cepat recovery karena

koloid

Tekanan tinggi (10-30 bar) Tekanan rendah (1-6 Bar) Tekanan rendah (2-6 bar)

Energi Tinggi Energi Rendah Energi Rendah

Recovery Rendah (50 - 80%) Recovery hingga 95% Recovery 100%

Toleransi pH 2-11 Toleransi pH 1-13 Toleransi 1-13

Suhu operasi maksimal 400C Suhu Sampai 800C Dapat dengan suhu tinggi

Sumber : Hartomo. A.J 2006

2.6.3 Desinfeksi Dengan Ozon

Desinfeksi adalah proses yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme

patogen yang terdapat di dalam air baku yang masuk ke dalam instalasi pengolahan

air minum. Proses ini tidak berlaku bagi mikroorganisme yang berada dalam bentuk

spora. Terdapat berbagai metode untuk melakukan desinfeksi, antara lain dengan

penggunaan zat pengoksidasi (ozon, halogen, senyawa halogen), kation dari logam

berat (perak, emas, merkuri), senyawa organik, senyawa berbentuk gas, dan

pengolahan fisik (panas, UV, pH) (Reynolds, 1982).

Hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan desinfektan yang akan digunakan

adalah kemampuan desinfektan untuk memerangi kontaminasi yang terjadi setelah

pengolahan pada sistem ditribusi air sehingga desinfektan yang terpilih harus

memiliki kekuatan desinfeksi yang tersisa di dalam air selama proses distribusi

terjadi.

Ozon merupakan senyawa oksigen yang terbentuk dari tiga atom oksigen (O3) dan

mempunyai sifat sebagai oksidator kuat. Secara alamiah ozon terbentuk melalui dua

cara yaitu melalui bantuan radiasi sinar ultraviolet matahari pada atmosfer bumi

dan kilat yang terjadi di udara. Proses ozonisasi dalam pengolahan air minum

dilakukan berdasarkan prinsip pembentukan ozon secara alamiah. Melalui dua cara

diatas, ikatan atom dari 3 molekul oksigen (O2) akan terpecah dan membentuk 2

molekul ozon (O3). Ikatan atom yang membentuk ozon sangat lemah sehingga ozon

yang terbentuk dapat cepat kembali menjadi oksigen (O2). Hal ini menyebabkan

ozon mempunyai sifat oksidator yang kuat (Reynolds, 1982).


II-15

2.6.4 Desinfeksi Dengan Ultraviolet

Salah satu metode pengolahan air adalah dengan penyinaran sinar ultraviolet

dengan panjang gelombang pendek yang memiliki daya inti mikroba yang kuat.

Cara kerjanya adalah dengan absorbsi oleh asam nukleat tanpa menyebabkan

terjadinya kerusakan pada permukaan sel. Air dialirkan melalui tabung dengan

lampu ultraviolet berintensitas tinggi, sehingga bakteri terbunuh oleh radiasi sinar

ultraviolet, harus diperhatikan bahwa intensitas lampu ultraviolet yang dipakai

harus cukup, untuk sanitasi air yang efektif diperlukan intensitas sebesar 30.000

mW sec/cm2 (Micro Watt detik per sentimeter persegi) (Wandrival dkk, 2012).

Radiasi sinar ultraviolet dapat membunuh semua jenis mikroba bila intensitas dan

waktunya cukup, tidak ada residu atau hasil samping dari proses penyinaran dengan

ultraviolet, namun agar efektif, lampu ultraviolet (UV) harus dibersihkan secara

teratur dan harus diganti paling lama satu tahun. Air yang akan disinari dengan UV

harus tetap melalui filter halus dan karbon aktif untuk menghilangkan partikel

tersuspensi, bahan organik, Fe atau Mn jika konsentrasinya cukup tinggi

(Sembiring, 2008).


III-1

BAB III

METODOLOGI PERANCANGAN

3.1 Gambaran Umum Lokasi Perancangan

Lokasi perancangan instalasi pengolahan air minum berada di Kebun Tambunan

USU yang terletak di Desa Perkebunan Tambunan, Kecamatan Salapian,

Kabupaten Langkat. Air baku untuk air minum dalam kemasan tersebut diperoleh

dari mata air yang terletak pada koordninat 3°26'36.7"LU 98°20'10.0"BT. Lokasi

air baku dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Sumber: Google Earth, 2018

Untuk menuju ke lok asi sumber air baku, harus melalui jalan setapak yang curam

±80 m dari bidang yang datar. Area disekitar sumber air baku adalah kebun sawit

milik Universitas Sumatera Utara. Instalasi pengolahan air minum dalam kemasan

direncanakan dibangun pada bidang yang datar tersebut. Untuk lebih jelasnya dapat

dilihat pada Gambar 3.2 dan 3.3.

Gambar 3.1 Lokasi Mata Air di Kebun Tambunan USU


III-2

Sumber: Google Earth, 2018

Daerah sekitar mata air cukup datar, tidak seterjal jalan dari bidang datar menuju

ke area mata air. Pada Gambar 3.4 adalah mata air yang direncanakan menjadi

sumber air baku.

Gambar 3.2 Lokasi Instalasi Pengolahan AMDK yang direncanakan

Gambar 3.3 Profil Memanjang dari Rencana Tapak ke Mata Air


III-3

3.2 Langkah-langkah Perancangan

Dalam pelaksanaan perancangan yang berlangsung secara bertahap, penulis

melakukan tahapan atau langkah sebagai berikut:

3.2.1 Pengumpulan Data dan Informasi

Tahap-tahap yang digunakan dalam pengumpulan data dan informasi adalah:

3.2.1.1 Tahap Persiapan

Tahap ini dimaksudkan untuk mempermudah penulis dalam melaksanakan

penelitian, seperti pengumpulan data, analisis serta penyusunan laporan. Tahap

persiapan meliputi:

a. Studi pustaka dimaksudkan untuk mendapatkan arahan dan wawasan

sehingga mempermudah dalam pengumpulan data, analisis data maupun

dalam perancangan.

Gambar 3.4 Lubang Mata Air


III-4

b. Observasi lapangan dilakukan untuk mengetahui bagaimana kondisi lokasi

perancangan, sehingga dapat dilakukan analisis secara tepat sesuai dengan

kebutuhan serta kondisi lahan.

3.2.1.2 Tahap Pengumpulan Data

Untuk kebutuhan perancangan maka dibutuhkan data-data berupa data primer dan

sekuder. Pengumpulan data dilakukan dengan melakukan observasi langsung

dilapangan serta mengumpulkan data dari sumber terkait. Adapun data sekunder

dan primer yang dimaksud yaitu :

1. Data Sekunder

a. Kondisi eksisting lapangan (Luas wilayah dan Topografi)

Data kondisi eksisting lapangan disekitar mata air, dibutuhkan untuk menentukan

lokasi unit pengolahan air minum.

b. Data Civitas Akademika Universitas Sumatera Utara

Civitas akademika Universitas Sumatera Utara merupakan target pemasaran air

minum dalam kemasan. Data ini diperlukan untuk menghitung debit yang akan

diolah untuk memenuhi kebutuhan pasar.

Data civitas akademika yang dimasukan dalam target pemasaran adalah mahasiswa,

dosen dan pegawai. Data didapat dari peta usu yang didownload di http://usu.ac.id.

Kemudian setiap mahasiwa, dosen dan pegawai diprakirakan konsumsi air minum

dalam kemasannya berdasarkan asumsi kehadiran dan asumsi kebutuhan air minum

dalam kemasan berdasarkan kategori konsumen di Universitas Sumatera Utara.

2. Data Primer

a. Kualitas Air Baku

Penyediaan air bersih, selain kuantitasnya, kualitasnya pun harus memenuhi

standar yang berlaku. Dalam hal air bersih, sudah merupakan praktek

umum bahwa dalam menetapkan kualitas dan karakteristik dikaitkan dengan

suatu baku mutu air tertentu (standar kualitas air). Untuk mendapatkan

karakteristik air baku maka dilakukan pengujian secacara In-Situ dan uji

laboratorium. Uji in-situ dilakukan dengan alat Lutron WA-2015 dan Lutron


http://usu.ac.id/

III-5

TU-2016. Parameter yang diuji secara in-situ yaitu suhu, kekeruhan, TDS dan

pH.

Pada uji laboratorium terdapat beberapa parameter fisika dan kimia yang di uji

sesuai dengan baku mutu Permenkes 492 tahun 2010 tentang persyaratan

kualitas air minum. Pengujian dilakukan di BTKLPP Medan. Parameter yang

diuji dapat dilihat pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2 Parameter Uji Laboratorium

Bau Amonia Nikel

Rasa Besi Selenium

Total Padatan Terlarut (TDS) Mangan Alumunium

Warna Seng Natrium

Kekeruhan Kadmium Kromium

Suhu Amonia Nikel

pH Timbal Flourida

Nitrit Air Raksa Sulfat

Klorida Arsen Nitrat

Kesadahan (CaCO3) Barium Sianida

pH Tembaga Detergen

Nitrit Timbal Zat Anorganik

b. Debit Air Baku

Pengukuran metode volume ini dilakukan dengan cara mencatat waktu yang

diperlukan untuk mengisi tempat ukur debit yang volumenya telah diketahui

(SNI 7831:2012). Debit dapat dihitung dengan persamaan beikut :

𝑄 = 𝑉

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

Dimana :

Q = Debit (m3/s)

V = Volume air yang dimasukkan ke dalam bak selama t detik (m3)

t = Waktu yang dibutuhkan untuk memasukkan fluida (detik)


III-6

Pengukuran debit alternatif dengan menggunakan pelampung, stopwatch, dan

mistar. Cara pengukurannya yaitu dengan menentukan bidang aliran yang akan

diukur menjadi satuan luas, lalu mengukur kecepatan aliran dengan cara

menghanyutkan pelampung yang diukur dengan stopwatch. Lalu hitunglah

besarnya debit dengan cara mengkalikan luas dengan kecepatan aliran (Asdak,

1995).

Q = v . A.......................................................................................(3.2)

dimana : Q = Debit aliran (liter/detik)

v = Kecepatan aliran (m/detik)

A = Luas bidang aliran (𝑚2)

3.2.1.3 Cara Pengoperasian Alat Ukur Kualitas Air

Uji in-situ dilakukan dengan alat Lutron WA-2015 dan Lutron TU-2016. Parameter

yang diuji secara in-situ yaitu suhu, kekeruhan, TDS dan pH. Berikut adalah metode

pengoperasian alat ukur kualitas air secara singkat.

1. Turbiditimeter

Prinsip umum dari alat turbidimeter adalah sinar yang datang mengenai suatu

partikel ada yang diteruskan dan ada yang dipantulkan, maka sinar yang diteruskan

digunakan sebagai dasar pengukuran. Alat akan memancarkan cahaya pada media

atau sampel, dan cahaya tersebut akan diserap, dipantulkan atau menembus media

tersebut. Cahaya yang menembus media akan diukur dan ditransfer ke dalam

bentuk angka. Sebelum digunakan alat harus dikalibrasi terlebih dahulu. Berikut

adalah cara kalibrasi alat Lutron TU-2016.

a. Siapkan larutan kalibrasi 0 NTU dan 100 NTU.

b. Hidupkan alat dengan menekan tombol PWR.

c. Tekan tombol CAL selama 10 dekit hingga terdapat tulisan 0,00 di layar

d. Masukkan larutan 0 NTU

e. Setelah selesai kalibrasi larutan 0 NTU, di layar akan terdapat tulisan 100.

f. Masukkan larutan 100 NTU


III-7

g. Setelah selesai dikalibrasi, maka alat turbidimeter dapat digunakan dengan

sampel yang ingin diuji kekeruhannya.

2. Alat ukur pH, DO, Suhu dan TDS.

Alat yang digunakan dalam pengujian ini yaitu alat Lutron WA-2015. Alat ini

menggunakan probe sesuai dengan parameter yang ingin diuji. Dalam pengujian

yang dilakukan dilapangan digunakan oxygen probe, conductivity probe,

temperature probe dan pH. Berikut adalah cara penggunaan alat Lutron WA-2015

secara singkat.

a. Masukan probe sesuai parameter yang ingin diuji kedalam alat.

b. Ubah mode alat kedalam paramater yang ingin diuji.

c. Air sampel yang diuji dimasukkan kedalam gelas ukur atau suatu wadah.

d. Masukkan probe kedalam wadah tersebut hingga pengukuran dilayar stabil dan

tidak berubah-ubah lagi.

3.2.3 Perancangan

Seluruh data atau informasi yang telah terkumpul kemudian diolah atau dianalisis

dan disusun untuk mendapatkan perancangan instalasi air minum dalam kemasan

yang dapat memenuhi baku mutu serta efisien. Gambar 3.5 merupakan gambaran

umum unit yang akan dirancang untuk memenuhi kriteria perancangan instalasi air

minum dalam kemasan.


III-8

Untuk memudahkan penulis dalam melaksanakan perancangan ini, penulis juga

menggunakan metode bentuk diagram alir dari tahap persiapan, proses

pengumpulan data, hingga proses perancangan dan penulisan laporan beserta data

data yang dibutuhkan dalam perancangan. Diagram alir tersebut dapat dilihat pada

Gambar 3.6.

Tangki Penampung

Carbon Filter

Sand Filter

Membran Filter

Reverse Osmosis Ultrafiltrasi

Ultraviolet

Air Baku

Output

Gambar 3.5 Diagram Alir Perancangan

Bak Penampung

Tangki Penampung

Mesin Filling


III-9

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Perumusan Masalah

Data Primer

1. Kualitas Air Baku

2. Data Debit Air Baku

Studi literatur

Mulai

Gambar 3.6 Diagram Alir Penulisan Laporan

Perhitungan Kebutuhan Pasar

Pengumpulan Data

Perhitungan Desain

Penyusunan Laporan

Data Sekunder

1. Data Topografi

2. Data Jumlah Sivitas Akademika USU


IV-1

BAB IV

KONDISI EKSISTING DAN KAPASITAS PRODUKSI

4.1 Kondisi Topografi di Sekitar Sumber Air Baku di Kebun Tambunan

Beda ketinggian area mata air dengan bidang datar di area patok BPN yaitu 45 m.

Jarak dari bidang datar yaitu area patok BPN menuju ke area sumber mata air sejauh

80 m. Profil memanjang dari area patok BPN menuju ke area bibir sungai dapat

dilihat pada Gambar 4.1. Untuk peta topografi daerah sekitar mata air dapat dilihat

pada Lampiran 1.

Gambar 4.1 Profil Memanjang Area Sekitar Sumber Mata Air

4.2 Debit Pada Sumber Air Baku di Kebun Tambunan

4.2.1 Pengukuran Debit Dengan Metode Volume

Pengukuran metode volume ini dilakukan dengan cara mencatat waktu yang

didiperlukan untuk mengisi tempat ukur debit yang volumenya telah diketahui (SNI

7831:2012). Dikarenakan dasar aliran yang berbatu dan menurun dan tidak

memungkinkan aliran mata air untuk dibuat pancuran. Maka aliran ditampung

terlebih dahulu menggunakan kantung plastik kemudian dipindahkan ke dalam

wadah yang telah diketahui volumenya.

Rumus yang digunakan untuk menghitung volume wadah adalah sebagai berikut :

𝑉 = 1

3 𝜋 𝑡 (𝑅2 + 𝑅𝑟 + 𝑟2).............................................................................(4.1)


IV-2

Keterangan : t = tinggi tempat ukur debit (cm)

R = Jari jari atas tempat ukur debit (cm)

r = Jari jari bawah tempat ukur debit (cm)

Volume total tempat ukur debit :

𝑉 = 1

3 𝜋 𝑡 (𝑅2 + 𝑅𝑟 + 𝑟2)

𝑉 = 1

3 3,14 𝑥 23 (292 + (29 𝑥 20) + 202)

𝑉 = 43837,54 𝑐𝑚3 = 43,84 𝐿

Pengukuran dilakukan dengan durasi 1 detik, setelah 1 detik air dipindahkan ke

ember untuk dilihat volumenya. Hasil pengukuran debit menggunakan metode

volume dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Pengukuran Debit Mata Air Metode Tampung

No Tinggi Wadah Saat Percobaan

Waktu Tinggi Air (cm) Volume Air (cm3)

1 1 detik 8,2 15.579,26

2 1 detik 9,3 17.669,16

3 1 detik 10,3 19.569,07

4 1 detik 10,2 19.379,08

5 1 detik 9,7 18.429,12

6 1 detik 10,2 19.379,08

7 1 detik 9,8 18.619,11

8 1 detik 8,7 16.529,21

9 1 detik 8 15.199,28

10 1 detik 10,4 19.759,06

11 1 detik 9 17.099,19

12 1 detik 10,1 19.189,09

13 1 detik 8,7 16.529,21

14 1 detik 10,3 19.569,07

15 1 detik 10,4 19.759,06 Sumber: Hasil Perhitungan, 2018

Dari 15 kali pengukuran diatas maka didapat debit rata – rata 18,15 Liter/detik


IV-3

4.2.2 Pengukuran Debit Dengan Metode Kecepatan Aliran

Pengukuran debit dengan metode kecepatan aliran merupakan proses pengukuran

dan perhitungan kecepatan aliran, kedalaman dan lebar aliran serta perhitungan luas

penampang basah untuk menghitung debit dan pengukuran tingggi muka airnya

(Asdak, 1995). Rumus yang digunakan adalah :

𝑄 = ∑ (𝐴 𝑥 𝑉) .......................................................................................(4.2)

Keterangan : Q = debit (m3/det)

A = luas bagian penampang basah (m2)

V = kecepatan aliran rata-rata pada luas bagian penampang basah

(m/det).

Debit diukur menggunakan media tinta, dikarenakan dasar aliran berbatu dan tidak

rata. Hasil pengukuran dengan metode kecepatan aliran dapat dilihat pada Tabel

4.2.

Tabel 4.2 Pengukuran Debit Mata Air Metode Kecepatan Aliran

Vr (m/dtk) A

r (m

2

) Q (m3

/dtk) Q (l/dtk)

0.86 0.021 0.018 18.154

Sumber: Hasil Perhitungan, 2018

4.3 Kualitas Air Pada Sumber Air Baku

Kualitas air perlu diketahui untuk dapat memperkirakan jenis instalasi yang

diperlukan untuk mengolah air agar siap digunakan. Sumber air baku yang

digunakan untuk air minum dalam kemasan (AMDK) yaitu air mata air Kebun

Tambunan Universitas Sumatera Utara. Sumber air baku tersebut telah di uji

kualitas fisik dan kimianya baik secara in-situ dan uji laboratorium. Pengujian

secara in-situ dilakukan di lokasi sumber air baku dengan alat ukur kualitas air. Uji

laboratorium dilakukan melalui pemeriksaan di Balai Teknik Kesehatan

Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP) terhadap sampel sumber air

yang diperoleh di lapangan.


IV-4

4.3.1 Uji Kualitas Air Baku Secara In-Situ

Pengujian dilakukan menggunakan alat Lutron WA-2015 dan Lutron TU-2016

yang telah dikalibrasi terlebih dahulu. Hasil pengujian dibandingkan dengan baku

mutu PERMENKES 492 tahun 2010 tentang persyaratan kualitas air minum dan

SNI 3552-2006 tentang air minum dalam kemasan. Untuk hasil pengujian In-Situ

dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Hasil Pengukuran In-Situ

No Parameter Hasil Baku Mutu

Satuan Keterangan

Permenkes

492/2010

SNI 3552-

2006

1 pH 6,90 6,5 - 8,5 6,0 - 8,5 -

Memenuhi baku

mutu

2

TDS (Total

Dissolved Solid) 98 500 500 mg/l

Memenuhi baku

mutu

3

DO ( Dissolved

Oxygen) 5,9 - - mg/l -

4 Suhu 25 - 28,3 Suhu udara ±3 - °C -

5 Kekeruhan 0,19 5 1,5 NTU

Memenuhi baku

mutu Sumber: Hasil Perhitungan, 2018

4.3.2 Uji Laboratorium Kualitas Air Baku

Sampel diambil pada tanggal 20 Maret 2018, pengujian sampel dilakukan di

laboratorium BTKLPP Medan. Pengujian sampel di laboratorium dilakukan selama

20 hari kerja. Hasil pengujian dibandingkan dengan baku mutu PERMENKES 492

tahun 2010. Untuk hasil pengujian laboratorium dapat dilihat di Tabel 4.4.

Tabel 4.4 Hasil Uji Laboratorium

No Parameter Satuan Baku Mutu Hasil Analisa Keterangan

A Fisika

1 Bau - Tidak

Berbau

Tidak Berbau Memenuhi baku mutu

2 Rasa - Tidak Berasa Tidak Berasa Memenuhi baku mutu 3 Total Padatan

Terlarut (TDS)

mg/l 500 157 Memenuhi baku mutu

4 Warna Skala

TCU

15 <0,2 Memenuhi baku mutu

5 Kekeruhan NTU 5 0,92 Memenuhi baku mutu 6 Suhu °C Suhu Udara

±3

24 Memenuhi baku mutu


IV-5

No Parameter Satuan Baku Mutu Hasil Analisa Keterangan

B Kimia

1 Nitrit mg/l 3 0,0019 Memenuhi baku mutu 2 Klorida mg/l 250 0,6248 Memenuhi baku mutu 3 Kesadahan

(CaCO3)

mg/l 500 68 Memenuhi baku mutu

a. Kimia Anorganik

1 Besi mg/l 0,3 0,00084 Memenuhi baku mutu 2 Mangan mg/l 0,4 0,00044 Memenuhi baku mutu 3 Seng mg/l 3 0,00023 Memenuhi baku mutu 4 Kadmium mg/l 0,003 0,00009 Memenuhi baku mutu 5 Timbal mg/l 0,01 0,00022 Memenuhi baku mutu 6 Barium mg/l 0,7 0,00029 Memenuhi baku mutu 7 Tembaga mg/l 2 0,00003 Memenuhi baku mutu 8 Nikel mg/l 0,07 0,00016 Memenuhi baku mutu 9 Alumunium mg/l 0,2 0,2128 Memenuhi baku mutu 10 Natrium mg/l 200 7,28243 Memenuhi baku mutu 11 Kromium mg/l 0,05 0,00005 Memenuhi baku mutu 12 Flourida mg/l 1,5 0,28 Memenuhi baku mutu 13 Sianida mg/l 0,07 0,003 Memenuhi baku mutu b. Kimia Organik

1 Detergen mg/l 0,05 <0,05 Memenuhi baku mutu 2 Zat Anorganik mg/l 10 4,108 Memenuhi baku mutu

Sumber : BTKLPP Medan,2018

4.4 Civitas Akademika Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara terdiri dari 15 Fakultas, dan 164 Program Studi yang

didalamnya terdapat Mahasiswa, Dosen, Pegawai, dan Staff akademik lainnya.

Berikut ini adalah Jumlah civitas akademika USU tahun 2018 yang dapat dilihat

pada Table 4.5.

Tabel 4.5 Jumlah Civitas Akademika Universitas Sumatera Utara

Fakultas Total

Mahasiswa Dosen Pegawai

FK 6.130 367 118

FH 4.585 120 70

FP 3.974 156 65

FT 4.539 228 92

FEB 6.743 114 54

FKG 1.877 104 79

FIB 4.851 178 42

FMIPA 4.043 170 54


IV-6

Sumber : http://buku-el.usu.ac.id/2018/01/06/buku-panduan-2/#dflip-df_289/1/

Berdasarkan Tabel 4.5, maka dapat disimpulkan bahwa total seluruh mahasiswa

adalah 52.440 orang, total seluruh dosen adalah 1.504 orang, dan total seluruh

pegawai adalah 1.962 orang.

4.5 Target Pasar dan Kapasitas Produksi AMDK

Analisis aspek pasar meliputi prakiraan kebutuhan air minum dalam kemasan di

daerah kampus Universitas Sumatera Utara. Dalam penelitian kali ini, sesuai

dengan batasan masalah pada Bab I yaitu mengenai target pemasaran hanya ditinjau

pada civitas akademika USU. Maka dari itu penulis mengumpulkan data kebutuhan

konsumsi air minum dalam kemasan di beberapa sampel kantor, fakultas, dan

kantin-kantin yang berada dalam kawasan kampus USU. Serta memprakirakan

kebutuhan air minum dalam kemasan mingguan kemudian di hitung kebutuhan

harian dari jumlah kebutuhan per minggu.

4.5.1. Prakiraan Kebutuhan Air Minum Dalam Kemasan di Daerah Sasaran

Kebutuhan air minum dalam kemasan dihitung melalui pendekatan kebutuhan air

minum rata-rata setiap orang per hari yaitu 2 liter/hari. Diasumsikan yaitu

kebutuhan air minum di Universitas Sumatera Utara terpenuhi oleh produk air

minum dalam kemasan sebesar 60%. Penulis mengasumsikan persentase dosen

yang hadir ke kampus adalah 40% dari jumlah dosen dikarenakan dosen tidak setiap

hari berada dikampus, dosen biasanya hadir dikampus untuk mengisi kuliah, rapat

maupun keperluan lainya. Untuk kehadiran mahasiswa setiap harinya 55% dari

Fakultas Total

Mahasiswa Dosen Pegawai

FISIP 4.436 113 54

FKM 3.344 59 41

FARMASI 1.488 72 41

F.PSI 1.026 59 30

F.KEP 1.445 40 35

FASILKOM 2.042 34 32

F.KEHUTANAN 806 34 13

TOTAL 52.440 1.504 1.962


IV-7

jumlah mahasiwa karena tidak setiap hari dalam seminggu mahasiswa hadir ke

kampus untuk kuliah, mahasiwa juga biasanya tidak banyak menghabiskan waktu

di kampus dalam sehari. Kehadiran pegawai 90% dari seluruh pegawai karena

hampir setiap hari dalam seminggu pegawai wajib hadir untuk memenuhi urusan

administrasi, kebersihan, maupun tugas lain pegawai tersebut, pegawai juga

menghabiskan waktu lebih banyak di kampus jika di bandingkan dengan dosen dan

mahasiwa. Perkiraan kehadiran setiap harinya dapat dilihat pada tabel 4.6.

Tabel 4.6 Asumsi Kehadiran Civitas Akademika USU

No. Kehadiran setiap hari Persentase

1. Dosen 40%

2. Mahasiswa 55%

3. Pegawai 90%

Sumber: Hasil Analisis, 2018

Selain itu, penulis juga mengasumsikan dosen hanya memenuhi kebutuhan air

minum kemasan harianya dikampus sebanyak 40%, mahasiswa sebanyak 50% dan

pegawai sebanyak 70%. Penulis mengasumsikan berdasarkan waktu rata-rata

dosen, mahasiswa, maupun pegawai berada di kampus. Untuk asumsi kebutuhan

AMDK berdasarkan kategori konsumen dapat dilihat pada tabel 4.7.

Tabel 4.7 Asumsi Kebutuhan AMDK Berdasarkan Kategori Konsumen

No. Kebutuhan AMDK di Kampus per hari Persentase

1. Dosen 40%

2. Mahasiswa 50%

3. Pegawai 70%

Sumber: Hasil Analisis, 2018

Maka berdasarkan asumsi-asumsi diatas dapat disimpulkan bahwa kebutuhan air

minum dalam kemasan orang/liter/hari di Universitas Sumatera Utara dapat dilihat

pada Tabel 4.8.


IV-8

Tabel 4.8 Kebutuhan AMDK Civitas Akademika USU (liter/tahun)

No. Kategori

Konsumen

Jumlah

(orang)

Kebutuhan Air Minum

liter/hr liter/tahun

1. Dosen 1.504 289 69.304

2. Mahasiswa 52.440 17.305 4.153.248

3. Pegawai 1.952 1.476 354.171

Total 55.896 19.070 4.576.723 Sumber: Hasil Perhitungan, 2018

Dalam penelitian ini, produk air minum dalam kemasan yang dipasarkan pada

Kawasan kampus USU berupa galon 19 L, botol 600 mL, dan gelas 240 mL. Maka

setelah dilakukannya survei penjualan air minum dalam kemasan di kawasan

Universitas Sumatera Utara, penjualan masing-masing jenis air minum dalam

kemasa dapat dilihat pada Tabel 4.9.

Tabel 4.9 Konsumsi Jenis-Jenis AMDK di Kampus USU (liter/tahun)

No. Kemasan Unit/minggu Unit per tahun Liter per tahun

1. Galon 4.447 213.456 4.055.664

3. Botol 600 ml 8.628 414.144 248.486,40

4. Cup (gelas) 20.736 995.328 238.878,72

Total 4.543.029 Sumber: Hasil Perhitungan, 2018

Selanjutnya untuk target pemasaran, penulis merencanakan 70% dari kebutuhan air

minum di kawasan Universitas Sumtera Utara terpenuhi. Untuk lebih jelasnya dapat

dilihat pada Tabel 4.10.

Tabel 4.10 Target Pemasaran AMDK di Kampus USU

No. Kategori

Konsumen

Jumlah

(orang)

Target Penjualan AMDK 70%

liter/hr liter/tahun

1. Dosen 1.504 202 48.513

2. Mahasiswa 52.440 12.114 2.907.274

3. Pegawai 1.952 1.033 247.920

Total 55.896 13.349 3.203.706 Sumber: Hasil Perhitungan, 2018

4.5.2 Kapasitas Produksi Mesin AMDK

Kebutuhan harian untuk pangsa pasar Universitas Sumatera Utara adalah sebesar

13.349 liter/ hari. Mesin AMDK direncanakan akan di distribusikan ke area-area

yang dilewati saat proses distribusi yaitu wilayah Langkat hingga ke Universitas

Sumatera Utara, namun untuk tahap awal hanya untuk kebutuhan pasar Universitas

Sumatera Utara saja. Oleh karena itu direncanakan kapasitas mesin AMDK


IV-9

direncanakan sebesar 2 kali kebutuhan USU yaitu 4.000 liter/jam. Instalasi

pengolahan AMDK direncanakan akan bekerja selama 8 jam setiap harinya selama

5 hari kerja. Volume yang dhasilkan pengolahan AMDK dapat dilihat pada Tabel

4.11 berikut.

Tabel 4.11 Kapasitas efektif produksi AMDK

No. Uraian Volume

Liter / jam liter /hari kerja liter / tahun kerja

1. Kapasitas Mesin 4.000 32.000 7.680.000


4.6 Rencana Produksi dan Harga AMDK

Berdasarkan tabel 4.9 tentang konsumsi jenis-jenis AMDK kampus USU liter/hari,

maka rencana produksi AMDK untuk daerah Universitas Sumatera Utara dapat

dilihat pada Tabel 4.12.

Tabel 4.12 Persentase Produksi AMDK

No. Kemasan

(unit)

Persentase

Kemasan Produksi (liter)

Produksi

(Unit)

1 Galon 19 L 85% 3.400 179

2 Botol 600 mL 10% 400 667

3 Botol 330 mL 5% 200 606

Total 100% 4.000 1.679


Berdasarkan harga AMDK yang beredar di pasaran dan rata rata biaya produksi.

Maka rencana harga dan laba penjualan AMDK dapat dilihat pada Tabel 4.13.

Tabel 4.13 Rencana Harga dan Laba Penjualan AMDK

No. Kemasan

(unit)

Harga

(Rp/unit)

Harga

Rp/liter

Harga

Rp/Pack

Biaya

Produksi

Rp/Pack

Laba

Rp/Pack

1 Galon 19 L 10000 526 10.000 4.000 6.000

2 Botol 600

mL 1500 2.500 36.000 31.000 5.000

3 Botol 330

mL 1000 3.000 24.000 20.000 4.000



IV-10

4.7 Analisa Break Even Point (BEP)

Dalam menganalisa BEP dianggap bahwa biaya operasional telah termasuk dalam

biaya produksi dan produk seluruhnya terjual sesuai target pasar. Analisa BEP di

asumsikan dengan modal awal Rp.3.700.000.000 untuk target pasar Universitas

Sumatera Utara dan Rp.5.000.000.000 untuk target pasar 2 kali Universitas

Sumatera Utara.

Modal digunakan untuk pembangunan pabrik, pembersihan lahan, dan alat alat

operasional untuk kebutuhan produksi AMDK. Penambahan modal untuk target

pasar 2 kali Universitas Sumatera Utara dialokasikan untuk penambahan unit

distribusi, biaya operasional dan peralatan lain yang diperlukan untuk

meningkatkan kapasitas produksi. Untuk perhitungan laba pertahun dari hasil

produksi adalah sebagai berikut.

1. Target pasar Universitas Sumatera Utara

Untuk target pasar Universitas Sumatera Utara target produksi yang direncanakan

adalah sebesar 1.669 liter/ jam. Untuk rencana jenis AMDK yang akan diproduksi


Tabel 4.14 Rencana Produksi AMDK untuk Target Pasar USU

No. Kemasan

(unit)

Persentase

Kemasan

Produksi

(liter)

Produksi

(Unit)

Produksi

(Pack

/jam)

Pack

per hari

1 Galon 19 L 85% 1.419 75 75 600

2 Botol 600

mL 10% 167 278

12 93

3 Botol 330

mL 5% 84 253

11 84

Total 100% 1.669 606 97 777 Sumber: Hasil Perhitungan, 2018

AMDK jenis botol 600 ml dalam satu pack berjumlah 24 botol, sedangkan AMDK

jenis botol 330 ml dalam satu pack berjumlah 24 botol. Keuntungan yang diperoleh

dari produksi AMDK berdasarkan tabel 4.14, dapat dilihat pada tabel 4.15.


IV-11

Tabel 4.15 Laba Produksi AMDK untuk Target Pasar USU

No. Kemasan

(unit)

Produksi

Harian Laba Harian Laba Mingguan Laba Tahunan

1 Galon 19 L 600 Rp.3.600.000,00 Rp.18.000.000,00 Rp.864.000.000,00

2 Botol 600

mL 93 Rp.463.611,11 Rp.2.318.055,56 Rp.111.266.666,67

3 Botol 330

mL 84 Rp.337.171,72 Rp.1.685.858,59 Rp.80.921.212,12

Total Laba Tahunan Rp.1.056.187.878,79

Dari laba yang dihasilkan pada tabel 4.15 maka dapat diprakirakan break event

point (BEP) terjadi pada 3,5 tahun produksi dengan target pasar Universitas

Sumatera Utara. Berikut adalah skema break event point (BEP) yang dapat dilihat

pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Skema Break Event Point Untuk Pasar USU


Sumber: Hasil perhitungan, 2018

3,7 M

1,01 M 1,01 M 1,01 M

Rupiah

Tahun 5 4 3 2 1 0 BEP

Pada 3,5 Tahun

Keterangan :

: Investasi

: Laba

1,01 M 1,01 M


IV-12


2. Target pasar 2 kali Universitas Sumatera Utara

Untuk target pasar Universitas Sumatera Utara target produksi yang direncanakan

adalah sebesar 4.000 liter/ jam. Untuk rencana jenis AMDK yang akan diproduksi

dapat dilihat pada tabel 4.16.

Tabel 4.16 Rencana Produksi AMDK untuk Dua Kali Target Pasar USU

No. Kemasan

(unit)

Persentase

Kemasan Produksi (liter)

Produksi

(Unit)

1 Galon 19 L 85% 3.400 179

2 Botol 600 mL 10% 400 667

3 Botol 330 mL 5% 200 606

Total 100% 4.000 1.679


AMDK jenis botol 600 ml dalam satu pack berjumlah 24 botol, sedangkan AMDK

jenis botol 330 ml dalam satu pack berjumlah 24 botol. Keuntungan yang diperoleh

dari produksi AMDK berdasarkan tabel 4.16, dapat dilihat pada tabel 4.17 berikut.

Tabel 4.17 Laba Produksi AMDK untuk Dua Kali Target Pasar USU

No. Kemasan

(unit)

Produksi

Harian Laba Harian Laba Mingguan Laba Tahunan

1 Galon 19 L 1432 Rp.8.589.473,68 Rp.42.947.368,42 Rp.2.061.473.684,21

2 Botol 600 mL 222 Rp .1.111.111,11 Rp.5.555.555,56 Rp.266.666.666,67

3 Botol 330 mL 202 Rp.808.080,81 Rp.4.040.404,04 Rp.193.939.393,94

Total Laba Tahunan Rp.2.522.079.744,82

Dari laba yang dihasilkan pada Tabel 4.17 maka dapat diprakirakan break event

point (BEP) terjadi pada 1,9 tahun produksi dengan target pasar dua kali Universitas

Sumatera Utara. Berikut adalah skema break event point (BEP) yang dapat dilihat

pada Gambar 4.3.


IV-13

Gambar 4.3 Skema Break Event Point Untuk Dua Kali Pasar USU


5 M

Rupiah

Tahun 5 4 3 2 1 0

BEP

Pada 1,9 Tahun Keterangan :

: Investasi

: Laba

2,43 M 2,43 M 2,43 M 2,43 M 2,43 M


V-1

BAB V

ANALISA DAN PERHITUNGAN PERANCANGAN

5.1 Rencana Pengolahan Air Minum Dalam Kemasan

Sistem pengolahan air minum harus direncanakan sedemikian rupa sehingga

memenuhi syarat kualitas, kuantitas, dan kontinuitas dalam penyediaan air minum.

Maka dari itu perlu direncanakan sistem perpipaan dari sumber mata air hingga

sampai ke pabrik air minum dalam kemasan.

Setelah itu langkah selanjutnya adalah membuat sketsa jalur pipa dan sketsa bak

penampungan air. Sketsa ini adalah bagian dari proses desain yang penting, dimana

besar diameter pipa dan jenis pipa yang digunakan mempengaruhi headloss yang

dihasilkan. Serta proses perjalanan air di bak penampungan sebelum akhirnya

didistribusikan ke unit pengolahan AMDK untuk diolah menjadi AMDK siap

konsumsi. Terdapat tiga alternatif pengolahan air minum dalam kemasan yaitu

1. Pada alternatif I air baku diproses menggunakan sand filter, carbon filter,

dan unit ultrafiltrasi kemudian air diproses melalui unit reverse osmosis.

Setelah melalui proses tersebut kemudian dilakukan desinfeksi dengan

sinar ultraviolet.

2. Pada alternatif II air baku diproses menggunakan sand filter dan carbon

filter, kemudian air diproses melalui unit reverse osmosis. Setelah melalui

proses tersebut kemudian dilakukan desinfeksi dengan sinar ultraviolet.

3. Pada alternatif III air baku diproses menggunakan sand filter dan carbon

filter, kemudian air diproses melalui unit ultrafiltrasi. Setelah melalui

proses tersebut kemudian dilakukan desinfeksi dengan sinar ultraviolet.

Untuk ilustrasi alur proses pengolahan alternatif I-III, diagram alir alternatif proses

pengolahan tersebut dapat dilihat pada Gambar 5.1-5.3.


V-2

Keterangan :

Gambar 5.1 Diagram Alir Proses Pengolahan Air Alternatif II Sumber : Hasil Perencanaan, 2018

Air Baku

Air Hasil Pengolahan

Air Buangan


V-3

Keterangan :

Gambar 5.2 Diagram Alir Proses Pengolahan Air Alternatif II Sumber : Hasil Perencanaan, 2018

Air Baku


Air Buangan


V-4

Keterangan :

Air Baku


Air Buangan

Gambar 5.3 Diagram Alir Proses Pengolahan Air Alternatif III Sumber : Hasil Perencanaan, 2018


V-5

Air dari sumber mata air ditangkap menggunakan pipa dengan diameter 6” untuk

dialirkan ke bak penampungan, pipa 6” digunakan agar air pada mata air dapat

tertangkap seluruhnya, kemudian secara gravitasi dialirkan menuju ke bak

penampungan. Lalu didalam bak penampungan air ditampung sebelum nantinya

dialirkan ke pabrik AMDK menggunakan pipa dengan diameter 2” menuju proses

pengolahan. Pemilihan diamater pipa 2” berdasarkan perhitungan trial and error,

untuk mendapatkan headloss terkecil. Sketsa perpipaan dan bak penampungan

dapat dilihat pada Gambar 5.4.

Gambar 5.4 Sketsa perpipaan dan bak penampungan Sumber : Hasil Perencanaan, 2018

Aliran mata air

menuju sungai

Penyokong pipa

Pipa Intake 6”

Pipa 2”

Menuju Pabrik


V-6

Pada pengolahan reverse osmosis diperkirakan memiliki recovery rate 40% maka

dibutuhkan air baku sebesar 10 m3 untuk menghasilkan air hasil olahan sebesar 4

m3. Berikut adalah perhitungan bak penampung.

Debit Mata Air = 18,15 l/detik

Debit yang dibutuhkan = 2,77 l/detik

Waktu detensi (Dirjen Cipta Karya) = 5 – 15 menit (digunakan 15 menit)

Diameter pipa intake = 6 inch

Diameter pipa outlet = 2 inch

Maka perhitungan dimensi bak penampung adalah sebagai berikut.

Vbak penampung = Debit kebutuhan x Waktu Detensi

= 2,77 liter/detik x 900 detik

= 2.493 liter ≈ 2,5 m3

Bak penampung diletakkan dibawah bangunan dengan atap pelindung agar air tidak

terganggu oleh air hujan, sampah organik seperti daun-daun dan ranting pohon.

Sketsa atap pelindung bak penampungan dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Untuk gambar desain bak penampung dapat dilihat di Lampiran 2.

5.2 Perhitungan Head Loss dan Penentuan Jenis Pompa.

Berdasarkan Gambar 4.1 profil memanjang daerah sekitar mata air diketahui bahwa

beda ∆H = 45 m, dan L = 80 m. Maka, jarak dari area mata air menuju ke pabrik

AMDK adalah

P = √452 + 802 = 92 m

Jalur menuju ke pabrik AMDK dari area mata air tidak seluruhnya dapat dilewati

pipa. Oleh karena itu dibutuhkan penambahan safety factor penambahan panjang

pipa sebesar 1,6 kali jarak dari area mata air ke pabrik AMDK. Penambahan

panjang pipa berdasarkan asumsi setelah observasi di lapangan. Maka panjang pipa

adalah

𝑃𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑝𝑖𝑝𝑎 = 1,6 𝑥 92 𝑚 = 147,2 ≈ 150𝑚

Pipa yang dibutuhkan untuk mengalirkan air dari bak penampung menuju ke pabrik

AMDK adalah sepanjang 150 m. Sedangkan material pipa yang digunakan adalah


V-7

berjenis galvanis untuk pipa terekspos dengan kekasaran permukaan dapat dilihat

pada Tabel 5.1.

Tabel 5.1 Nilai kekasaran permukaan pada jenis-jenis pipa

No Material e (mm) e (inch)

1 Beton 0.3 – 3.0 0.012 – 0.12

2 Besi tuang 0.26 0.010

3 Besi galvanis 0.15 0.006

5 Besi komersial 0.045 0.0018 Sumber : Streeter.dkk, 2002

Jumlah gate valve sebanyak 3 buah. Untuk asumsi jumlah total elbow long threaded

900 sebanyak 17 buah. Asumsi elbow berdasarkan pengamatan langsung

dilapangan, gate valve diletakkan pada intake dan outlet pada bak penampung serta

pada pipa outlet sebelum menuju ke proses pengolahan. Dengan Koefisien

kehilangan energi untuk setiap elbow sebesar 0,7 dan gate valve sebesar 0,15.

Debit yang dibutuhkan untuk pengolahan adalah sebagai berikut

Q = 10.000 liter/jam

Q = 10 𝑚3/jam

Q = 0,0027 𝑚3/detik,

Pipa yang digunakan dari bak penampungan menuju ke instalasi adalah pipa 2 inci

(60 mm)

V = 𝑄

𝐴

V = 4 . 0,0027 𝑚3/detik

3,14 .0,05082 𝑚² = 1,33 m/detik

1. Major Losses

Selanjutnya dicari Major Losses dari total pipa dengan data-data sebagai berikut

Panjang pipa (L) = 150 m

Kecepatan aliran (V) = 1,33 m/detik

Diameter pipa (D) = 0,0508 m

Percepatan gravitasi = 9,81 m/s²

Kekasaran permukaan ( e/D) = 0,00015 m/0,06 m = 0,0029


V-8

Suhu air T = 20°C ʋ = 1 x 10−6 m²/detik

Nilai bilangan Reynold adalah NR = (1,33 x 0,0508) : 1 x 10−6 = 6,77 x 104

Gambar 5.5 Diagram Moody

Didapat nilai f dari Diagram Moody sebesar 0,027

Maka frictionloss Mayor (ℎ𝑓) adalah

ℎ𝑓 = 𝑓𝐿

𝑑 𝑉2

2𝑔

ℎ𝑓 = 0,027150

0,0508

1,332

2 . 9,81

ℎ𝑓 = 7,21 m

2. Minor Losses

- Elbow

Jumlah elbow (n) = 17

KL = 0,7

Maka frictionloss minor elbow (ℎ𝐿) adalah

Marks Reynolds Number independence


V-9

ℎ𝐿 = 𝑛 𝑘𝐿 𝑉2

2𝑔

ℎ𝐿 = 17 . 0,7 .1,332

2 . 9,81

ℎ𝐿 = 0,362 m

- Gate Valve

Jumlah gate valve (n) = 3

KV = 0,15

Maka frictionloss gate valve (ℎ𝑣) adalah

ℎ𝑣 = 𝑛 𝑘𝑣 𝑉2

2𝑔

ℎ𝑣 = 3 . 0,15 .1,332

2 . 9,81

ℎ𝑣 = 0,014 m

Dari perhitungan frictionloss yang terjadi pada mayor dan minor adalah 7,21 +

0,362 + 0,014 = 7,586 m ≈ 8 m. Elevasi pada bak penampung adalah 0 m, dan

elevasi pada pabrik AMDK adalah 45 m (sesuai dengan beda tinggi elevasi), maka

berdasarkan persamaan Bernouli dapat disimpulkan bahwa.

LhhP

g

Vh

P

g

V 2

2

2

21

1

2

1

22

Total Headloss adalah = ∆H + frictionloss pipa = 45 m + 8 m = 53 m.

Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan Total Head 53 m dan Debit 10 m³/jam

menggunakan pipa dengan ukuran diameter 2 inchi. Maka jenis pompa yang

diperlukan adalah pompa dengan estimasi jumlah head ± 53 m untuk debit sebesar

10 m3. Spesifikasi pompa terpilih dapat dilihat pada Tabel 5.2.


V-10

Tabel 5.2 Spesifikasi Pompa

Jenis Pompa Multistage Booster Pump

Dimensi 210mm x 199mm x 490mm

Kecepatan pompa untuk debit terpilih 3480 rpm

Material Stainless Steel

Sumber : Groundfos.com

Untuk grafik performa pompa dapat dilihat pada Gambar 5.6.

Gambar 5.6 Grafik Performa Pompa Sumber : Groundfos.com

Pada gambar 5.6 terdapat beberapa kurva yaitu

1. Kurva berwarna biru merupakan kurva performa pompa menunjukkan

performa maksimum pompa terhadap head dan debit yang mampu dipompa.

2. Kurva berwarna merah merupakan kurva sistem menunjukkan head dan

kapasitas debit yang sesuai dengan kondisi operasi yang diinginkan.

5.3 Unit Pengolahan Air Minum Dalam Kemasan

Sesuai dengan Peraturan Menteri Perindustrian RI Nomor:96/IND/PER/12/2011

tentang air minum dalam kemasan. Setiap pabrik pengolahan air minum dalam

kemasan harus memiliki prefilter, filter karbon aktif, mikrofilter dan desinfeksi.

Berikut adalah rencana pengolahan Air Minum Dalam Kemasan di Kebun

Tambunan USU.


V-11

5.3.1 Sand Filter

Filter multimedia biasanya digunakan jika Silt Density Indeks (SDI) lebih besar

dari 3 atau kekeruhannya lebih besar dari 2 NTU. Biasanya Filter Multimedia ini

dipakai sebagai pre-treatment dari reverse osmosis atau ion exchange untuk

mencegah fouling / kebuntuan (Ohmi, 1993).

Filter dengan multimedia filter dirancang untuk menurunkan kekeruhan dan koloid.

Filter tersebut dapat menghilangkan partikel hingga 10 mikron. Jika ada koagulan

ditambahkan maka kemampuan menghilangkan partikelnya menurun hingga 1 – 2

mikron. Filter ini biasanya dapat mengeliminasi hingga 50% dari partikel 10 – 15

mikron. Kekeruhan maksimal untuk pretreatment ini sampai dengan 10 NTU, jika

lebih dari 10 NTU maka filter akan terlalu sering di backwash (Kucera, 2010).

Debit yang dibutuhkan untuk produksi ialah 10 m3/jam. Maka dipilih tabung filter

ukuran diameter 16 inch yang digunakan untuk menyimpan berbagai media filter

berupa silica sand dan gravel. Tabung filter ini terbuat dari bahan mild steel

berkekuatan tinggi, dapat digunakan untuk kapasitas laju air maksimal 10 m3/jam

pada proses pengolahan air. Untuk gambar tabung filter dapat dilihat pada gambar

5.9. Spesifikasi teknis tangki filter adalah sebagai berikut.

Spesifikasi Tabung Filter :

Material = Mild Steel

Outlet = 1,5 inch

Ukuran Diameter = 760 mm x 1200 mm

Volume = 1410 liter

Debit = 10 m3/jam

Media Filter = Silica Sand 275 kg

Media Filter Support = Gravel 75 kg

Pada tabung media terdapat satu pipa inlet, satu pipa outlet, serta satu pipa untuk

kebutuhan backwash. Terdapat juga manhole untuk mengganti media filter, serta

satu salurain pembuang dibawah media filter, untuk lebih jelasnya dapat dilihat

pada Gambar 5.7.


V-12

Gambar 5.7 Tabung Sand Filter Sumber: http://banyuteknusantara.produkanda.com/sell/index.php?itemid=103269

5.3.2 Carbon Filter

Filter karbon merupakan metode karbon aktif dengan media granular (Granular

Activated Carbon) merupakan proses filtrasi yang berfungsi untuk menghilangkan

bahan-bahan organik, desinfeksi, serta menghilangkan bau dan rasa yang

disebabkan oleh senyawa-senyawa organik. Selain fungsi tersebut juga digunakan

untuk menyisihkan senyawa-senyawa organik dan menyisihkan partikel-partikel

terlarut (Saifudin 2005).

Debit yang dibutuhkan untuk produksi ialah 10 m3/jam. Dibutuhkan satu buah

tabung untuk filter carbon dengan kapasitas flowrate 10 m3/jam. Filter ini berisi 200

kg karbon aktif untuk menyisihkan senyawa organik dan menyisihkan partikel

terlarut. Untuk ilustrasi tangki carbon filter dapat dilihat pada Gambar 5.7, karena

tangki yang digunakan sejenis hanya berbeda dimensi dan media filternya saja.

Spesifikasi Tabung Filter :

Debit = 10 m3/jam

Material = Mild Steel

Dimensi = 700mm x 1220mm

Piping System = PVC atau Galvanis

Outlet = 1,5 inch


V-13

Volume Tangki = 470 liter

Filter Media = Karbon Aktif 200 kg

5.3.3 Filtrasi Menggunakan Membran

Membran didefinisikan sebagai suatu media berpori, berbentuk film tipis, bersifat

semipermeabel yang berfungsi untuk memisahkan partikel dengan ukuran

molekuler (spesi) dalam suatu sistem larutan. Spesi yang memiliki ukuran yang

lebih besar dari pori membran akan tertahan sedangkan spesi dengan ukuran yang

lebih kecil dari pori membran akan lolos menembus pori membran (Kesting, RE,

2000).

Proses pemisahan dengan membran dapat terjadi karena adanya perbedaan ukuran

pori, bentuk, serta struktur kimianya. Membran demikian biasa disebut sebagai

membran semipermiable, artinya dapat menahan spesi tertentu, tetapi dapat

melewatkan spesi yang lainnya. Fasa campuran yang akan dipisahkan disebut

umpan (feed), hasil pemisahan disebut sebagai permeat (Pratomo, 2003).

a. Ultrafiltrasi

Proses membran Ultrafiltrasi (UF) merupakan upaya pemisahan dengan membran

yang menggunakan gaya dorong beda tekanan sangat dipengaruhi oleh ukuran dan

distribusi pori membran (Malleviale,1996). Proses pemisahan terjadi pada partikel-

partikel dalam rentang ukuran koloid. Membran ini beroperasi pada tekanan antara

1-5 bar dan batasan permeabilitasnya adalah 10 – 50 l/m2.jam.bar (Mulder, 1996).

b. Reverse Osmosis

Reverse osmosis merupakan proses pemisahan berbagai pencemar dari dalam air

dengan cara melewatkan air pada suatu membran yang bersifat semipermeabel,

kualifikasi jenis membran ini hanya melewatkan atom yang sangat kecil dan

kelompok atom seperti molekul air, molekul organik kecil, gas, serta ion yang telah

terhidrasi tidak mampu melewati membran.

Jika pada proses osmosis yang terjadi adalah perpindahan pelarut dari larutan yang

lebih encer (potensial kimia rendah) ke larutan yang lebih pekat (potensial kimia

tinggi), sedangkan pada proses reverse osmosis yang terjadi adalah sebaliknya;

pelarut dipaksa berpindah dari larutan pekat ke larutan yang lebih encer dengan

bantuan tekanan. Umumnya besar tekanan yang diberikan minimal 3 kali lipat


V-14

tekanan osmosis larutan. Karena pori membran yang digunakan sangat kecil,

mendekati dense, maka mekanisme pemisahan yang terjadi tidak berdasarkan

ukuran molekul tetapi lebih berdasarkan mekanisme solution – diffusion. Membran

yang digunakan umumnya bersifat asimetrik (Kucera, 2010). Perbandingan antara

membran reverse osmosis dengan ultrafiltrasi dapat dilihat pada Tabel 5.3.

Tabel 5.3. Perbandingan Membran Ultrafitrasi dan Reverse Osmosis

Ultrafiltrasi Reverse Osmosis

Pemisahan makromolekul

Pemisahan larutan BM

rendah (garam, glukosa,

laktosa, mikropolutan

Tekanan osmotik dapat

diabaikan

Tekanan osmotik tinggi

(1– 25 bar)

Tekakan transmembran

rendah (1-5 bar)

Tekakan transmembran

tinggi (10 - 60 bar)

Struktur membran asimetrik Sruktur membran asimetrik

Ketebatal layer pemisah

aktual: Simetrik: 0,1 –1,0

m

Ketebatal layer pemisah

aktual: Simetrik: 0,1 –1,0

m

Pemisahan akibat perbedaan

ukuran

Pemisahan akibat perbedaan

kelarutan dan difusivitas

Ultrafiltrasi dan reverse osmosis juga memiliki perbedaan dari partikel yang dapat

di filternya. Berikut adalah spektrum filtrasi yang dapat dilihat pada Gambar 5.8.

Sumber: ariefm.lecture.ub.ac.id/files/2013/01/7.-Teknologi-Membran.ppt


V-15

Sumber : Hasil Perhitungan, 2018

Gambar 5.8 Spektrum Filtrasi Sumber : Osmonic, Inc, 1996

Berdasarkan Tabel 5.3 membran ultrafiltrasi memiliki tekanan transmembran yang

lebih kecil dibandingkan reverse osmosis, yang kemudian akan berpengaruh pada

penggunaan pompa bertekanan tinggi untuk operasinya, membran ultrafiltrasi

umumnya memiliki harga yang lebih murah.

5.3.3.1 Menggunakan Reverse Osmosis.

Debit yang akan diolah adalah sebesar 10 m3 dimana recovery rate untuk modul

reverse osmosis adalah 40% untuk menjaga membran agar tetap pada performa

maksimal dalam waktu yang lama dan mencegah fouling. Untuk perhitungan debit

reverse osmosis dapat dilihat pada Tabel 5.4.

Tabel 5.4 Perhitungan Penggunaan Membran Reverse Osmosis

Menentukan kualitas air, dan debit yang

diinginkan.

Air yang akan diolah ialah air mata air dengan Silt

Density Index (SDI) <3, total debit yang

diinginkan ialah 4 m3/jam / 32 m3/hari.

Menentukan konfigurasi aliran dan banyak

stage.

Jenis aliran feed yang dipilih ialah continious

dengan sistem single stage.

Recovery membran.

Diasumsikan 40% recovery rate untuk hasil

pengolahan maka untuk mendaparkan debit 4 m3

dibutuhkan kapasitas proses pengolahan sebesar

10 m3..


V-16

Untuk konfigurasi dan proyeksi performa reverse osmosis, digunakan software

IMSDesign. Untuk konfigurasi dan performa membran dapat dilihat pada Tabel 5.5

dan 5.6. Serta spesifikasi membran reverse osmosis dapat dilihat pada Tabel 5.7

Tabel 5.5 Konfigurasi Membran Reverse Osmosis

Tahap

Debit

Hasil

Debit /

Vessel Flux Tekanan Flux Beta Perm. Tipe

Elemen

Banyak

Elemen

Konfigurasi

Elemen Feed Conc Max TDS

m3/h m3/h m3/h lmh bar lmh mg/l

1-1 4 2,5 1,5 21 2 28,5 1,09 6,6

ESPA4-

4040 24 4 x 6M Sumber: IMSDesign, 2018

Tabel 5.6 Permeate Flow dan Tekanan di Setiap Elemen

Pass -

Stage

Nomor

Elemen

Tekanan

Air Masuk

Pressure

Drop

Tekanan

Osmotik

Debit

Permeate

Flux

Permeate Beta

bar bar bar m3/h lmh

1-1 1 3,9 0,45 0,1 0,2 28,5 1,09

1-1 2 3,5 0,39 0,1 0,2 25,1 1,09

1-1 3 3,1 0,35 0,2 0,2 22,1 1,08

1-1 4 2,7 0,31 0,2 0,2 19,4 1,08

1-1 5 2,4 0,27 0,2 0,1 17 1,07

1-1 6 2,2 0,25 0,2 0,1 14,8 1,07 Sumber: IMSDesign, 2018

Tabel 5.7 Spesifikasi Teknis Membran Reverse Osmosis

Tipe Membran Spiral Wound

Temperatur Operasi Maksimum 1130F (450C)

Tekanan Operasi Maksimum 600 psig (41 bar)

Debit maksimum air masuk 16 gpm (3.6 m3/hr)

Penurunan Tekanan Maksimum 13 psig (0.9 bar)

Range pH, untuk operasi 2 – 11

Range pH, untuk membersihkan 1 - 13

Batas Maksimal Silt Density Index (SDI) SDI < 5

Sumber : Hydranautic, 2018

5.3.3.2 Menggunakan Modul Utrafiltrasi

Modul ultrafiltrasi yang dipilih menggunakan membran UF-8040 yang berjumlah 6 buah.

Modul ini memiliki kemampuan filtrasi hingga 10 m3/jam. Modul ultrafiltrasi juga

memiliki serangkaian komponen yang dapat dilihat pada gambar 5.9 tabel 5.8.


V-17

Sumber: www.indiamart.com/proddetail/10m3-per-hour-uf.html

Gambar 5.9 Modul Ultrafiltrasi

Tabel 5.8 Spesifikasi Teknis Membran Ultrafiltrasi

No Produk Model Kuantitas

1 Pompa CHL12-30 (50Hz) 1 unit

2 Sitem Ultrafiltrasi 10.0m3/h 1 unit

Membran Ultrafiltrasi UF-8040 6 unit

Flow meter LZS-65 2 unit

Sistem pengontrol Elektronik 1 unit

Pipa UPVC 1 unit

Frame 1 unit

5.3.4 Desinfeksi Ultraviolet

Salah satu metode pengolahan air adalah dengan penyinaran sinar ultraviolet

dengan panjang gelombang pendek yang memiliki daya inti mikroba yang kuat.

Cara kerjanya adalah dengan absorbsi oleh asam nukleat tanpa menyebabkan

terjadinya kerusakan pada permukaan sel. Air dialirkan melalui tabung dengan

lampu ultraviolet berintensitas tinggi, sehingga bakteri terbunuh oleh radiasi sinar

ultraviolet, harus diperhatikan bahwa intensitas lampu ultraviolet yang dipakai

harus cukup, untuk sanitasi air yang efektif diperlukan intensitas sebesar 30.000

MW sec/cm2 (Micro Watt per sentimeter persegi).

Radiasi sinar ultraviolet dapat membunuh semua jenis mikroba bila intensitas dan

waktunya cukup, tidak ada residu atau hasil samping dari proses penyinaran dengan

ultraviolet, namun agar efektif, lampu ultraviolet (UV) harus dibersihkan secara

teratur dan harus diganti paling lama satu tahun. Air yang akan disinari dengan UV


V-18

harus tetap melalui filter halus dan karbon aktif untuk menghilangkan partikel

tersuspensi, bahan organik, Fe atau Mn jika konsentrasinya cukup tinggi

(Sembiring, 2008).

Pemilihan modul ultraviolet berdasarkan debit yang dihasilkan dari modul tersebut.

Maka spesifikasi alat yang dipakai dapat dilihat pada Tabel 5.9.

Tabel 5.9 Spesifikasi Teknis Modul Ultraviolet

Debit Desinfeksi 22 GPM (83 l/m) (5 m3/jam)

Dimensi (76 cm x 10 cm)

Konsumsi Daya 83W

Berat 13 lbs (5.9 kg)

Gambar modul ultraviolet dapat dilihat pada Gambar 5.10.

Gambar 5.10 Modul Ultraviolet Sumber: dir.indiamart.com/impcat/industrial-uv-water-purifier.html

5.3.5 Tangki Penampung

Sebelum memasuki proses pengepakan menjadi AMDK gelas, botol dan galon air

hasil pengolahan ditampung terlebih dahulu di tangki penampungan. Tangki

penampungan juga digunakan untuk menampung air setelah melalui proses sand

filter dan carbon filter, bak penampung digunakan untuk mengontrol debit dan

kualitas air yang keluar dari sand filter dan carbon filter sebelum masuk ke


V-19

membran filter. Tangki direncanakan dapat menampung debit air selama ±15 menit

dan sesuai dengan volume tangki yang beredar di pasaran. Rekapitulasi penggunaan

tangki penampung yang disarankan dapat dilihat pada Tabel 5.10.

Tabel 5.10 Rekapitulasi Kebutuhan Tangki

Letak Tangki Penampung Debit Volume Tangki

Penampung air baku 10.000 l/jam 2.500 l

Penampung hasil sand dan carbon

filter

10.000 l/jam 2.500 l

Penampung hasil Reverse Osmosis 4.000 l/jam 2.500 l

Penampung hasil Ultrafiltrasi 10.000 l/jam 2.500 l


Bahan dari tangki dipilih menggunakan bahan stainles steel, agar tahan terhadap

korosi dan tidak berlumut.

5.3.6 Mesin Filling Galon, Botol dan Cup

Setelah selesai diolah, air dimasukan kedalam kemasan. Terdapat tiga buah produk

AMDK yang direncanakan yaitu galon 19 l, botol 600 ml, dan botol 330 ml. Pada

tabel 5.11 adalah target produksi yang ingin dicapai untuk kapasitas produksi 4000

l/jam.

Tabel 5.11 Rencana Produksi AMDK Kapasitas 4000 l/jam

No. Kemasan (unit) Persentase Kemasan Produksi

(liter)

Produksi

(Unit)

1 Galon 19 L 85% 3.400 179

2 Botol 600 mL 10% 400 667

3 Botol 330 mL 5% 200 606

Total 100% 4.000 1.679

Sumber : Hasil perhitungan, 2018

Untuk memproduksi produk yang direncanakan pada Tabel 5.11 maka dibutuhkan,

mesin filling galon dan mesin filling botol. Mesin yang dibutuhkan sesuai dengan

kapasitas produksi dapat dilihat pada Tabel 5.12.


V-20

Tabel 5.12 Spesifikasi Mesin Filling AMDK

Jenis Mesin Produksi yang ingin

dicapai (Unit/jam)

Kapasitas Mesin

(Unit/jam)

Mesin Pengisi Galon

Otomasis (CHM-240)

179 100 - 240

Mesin Filling Botol

Otomatis

1273 1800

Sumber : Hasil Analisis, 2018

Mesin filling galon, botol, dan gelas direncanakan untuk kapasitas produksi 4000l/

yaitu kapasitas produksi maksimal. Untuk produksi sesuai dengan pasar USU

tinggal menyesuaikan saja sesuai Tabel 4.14.

5.4 Analisa Alternatif Pengolahan

Terdapat 3 alternatif pengolahan yang disarankan untuk pengolahan AMDK di

Kebun Tambunan USU yaitu

1. Alternatif I: Air baku diproses menggunakan sand filter, carbon filter, dan

unit ultrafiltrasi kemudian air diproses melalui unit reverse osmosis. Setelah

melalui proses tersebut kemudian dilakukan desinfeksi dengan sinar

ultraviolet.

2. Alternatif II: Air baku diproses menggunakan sand filter dan carbon filter,

kemudian air diproses melalui unit reverse osmosis. Setelah melalui proses

tersebut kemudian dilakukan desinfeksi dengan sinar ultraviolet.

3. Alternatif III: Air baku diproses menggunakan sand filter dan carbon filter,

kemudian air diproses melalui unit ultrafiltrasi. Setelah melalui proses

tersebut kemudian dilakukan desinfeksi dengan sinar ultraviolet.

Pada proses reverse osmosis digunakan membran yang tidak berpori sehingga

pemisahan yang terjadi tidak melalui pori seperti proses ultrafiltrasi tetapi

berdasarkan kemampuan air melarut pada membran. Air yang dihasilkan dari

proses reverse osmosis jauh lebih murni dari air yang dihasilkan proses ultrafiltrasi

karena proses reverse osmosis mampu memisahkan pencemar pada air hingga level

ion.


V-21

Kinerja reverse osmosis dalam jangka panjang sangat ditentukan oleh proses

pretreatment sebelum reverse osmosis. Konfigurasi unit-unit pretreatment yang

tepat diharapkan dapat menghasilkan kualitas air yang memenuhi spesifikasi

sebagai air umpan unit reverse osmosis sehingga kinerja sistem secara keseluruhan

menjadi optimum. Kombinasi teknologi membran ultrafiltrasi sebagai pretreatment

dan reverse osmosis merupakan alternatif paling baik yaitu pada alternatif I.

Apabila unit reverse osmosis bermasalah pabrik tetap dapat beroperasi

menggunakan unit ultrafiltrasi seperti pada alternatif III.

5.5 Pemanfaatan Air Buangan Reverse Osmosis

Berdasarkan hasil observasi langsung dilapangan dari berbagai sumber yang

menjual serta menggunakan alat reverse osmosis untuk air minum dalam kemasan,

air yang terbuang dari proses reverse osmosis digunakan kembali untuk mencuci

galon, menyiram tanaman, maupun mencuci kendaraan.

Air yang dihasilkan dari buangan reverse osmosis dalam sehari yaitu

6.000𝑙

𝑗𝑎𝑚𝑥 8 = 48.000 𝑙/ℎ𝑎𝑟𝑖

Air buangan tersebut dimanfatkan kembali sebanyak 25% yaitu 12.000 liter per

hari. Air ditampung dalam bak penampung sebesar 12 m3 kemudian digunakan

untuk kebutuhan mencuci galon, menyiram tanaman disekitar pabrik, maupun

mencuci kendaraan truk distribusi. Sisa dari air buangan tersebut dikembalikan ke

aliran sungai.


V-22

5.6 Layout Pabrik Air Minum Dalam Kemasan

Pabrik air minum dalam kemasan direncanakan dibangun pada lahan seluas 31 x

22 m. Lahan untuk fasilitas pengolahan air mineral seluas 20 x 16 m. Skema layout

pabrik dapat dilhat pada Gambar 5.11.

Gambar 5.11 Layout Pabrik AMDK

5.7 Standar Kualitas Produksi Air Minum

Standar kualitas air minum direncanakan sesuai SNI 01-3663-2006 tentang air

minum dalam kemasan. Produk-produk AMDK komersil lainya juga

menggunakan standar kulaitas tersebut agar produk dapat dijual ke pasaran.

Standar kualitas yang ingin dicapai dapat dilihat pada Tabel 5.13.

air buangan reverse

osmosis

Pengolahan air

mineral Tangki air baku


V-23

Tabel 5.13. Standar Kualitas Air Minum Berdasarkan SNI 01-3553-2006

No Parameter Satuan Air Mineral

1 Bau - Tidak berbau

2 Rasa - Tidak berasa

3 Warna Unit Pt-Co Maks. 5

4 Kekeruhan Ntu Maks. 3

5 pH - 6,0 – 8,5

6 Zat Organik mg/l Maks. 10

7 Nitrat (NO3) mg/l Maks. 45

8 Nitrit (NO2) mg/l Maks. 3

9 Ammonium (NH4) mg/l Maks. 0,15

10 Sulfat (SO4) mg/l Maks. 200

11 Klorida (Cl) mg/l Maks. 250

12 Flourida (F) mg/l Maks. 1

13 Sianida (Sn) mg/l Maks. 0,05

14 Besi (Fe) mg/l Maks. 0,1

15 Mangan (Mn) mg/l Maks. 0,4

16 Klor Bebas (Cl2) mg/l Maks. 0,1

17 Kromium (Cr) mg/l Maks. 0,005

18 Barium (Ba) mg/l Maks. 0,7

19 Boron (Br) mg/l Maks. 0,3

20 Selenium (Se) mg/l Maks. 0,01

21 Timbal (Pb) mg/l Maks. 0,05

22 Tembaga (Cu) mg/l Maks. 0,5

23 Kadmium (Cd) mg/l Maks. 0,03

24 Raksa (Hg) mg/l Maks. 0,001

25 Perak (Ag) mg/l -

26 Kobalt (Co) mg/l -

27 Bakteri E. Colli APM/100 ml < 2

Sumber : BSN, 2006


V-24

5.8 Proses Pengolahan Pada Beberapa Industri AMDK

Pada proses pengolahan air minum dalam kemasan dapat terjadi perbedaan pada

proses pengolahan, tergantung dari jenis dan karakteristik air baku, serta kualitas

yang ingin dicapai. Berikut beberapa studi mengenai pengolahan AMDK yang


Tabel 5.14. Proses Pengolahan Pada Beberapa Industri AMDK

No Perusahaan /

Merk Dagang

Sumber

Air

Pengolahan Yang

Dilakukan

Sumber

1 PT. Indotirta Jaya

Abadi (Semarang)

Air Artesis Air artesis - bak

penampung –

klorinasi – Filter

Mikron – sand filter

– carbon filter – RO -

Filling

Hakiki

Pratiwi

(2013)

Laporan

Kerja

Praktek

2 PT. Tirta Yakin

Sejahtera

(Pandaan, Jawa

Timur)

Air artesis

pegunungan

arjuna

Air baku – sand filter

– carbon filter –

cartridge filter –

desinfeksi UV –

filling.

Erna

Sanjaya,

Mery

Angeline

(2012)

Laporan

Kerja

Praktek

3 CV. Intan Mulia

(Banyuwangi)

Air baku – sand filter

– carbon filter –

cartridge filter –

desinfeksi ozon –

filling.

Silvy, Rike

Ratnasari

(2013)

Laporan

Kerja

Praktek

4 Air Minum Isi

Ulang RO (Segar

Water)

Air Sumur Air Baku – filter I –

Filter II – Reverse

Osmosis – UV –

Tangki Penampung

Pemilik

Depot

(2018)

Studi

Lapangan


VI-1

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

1. Berdasarkan hasil pengujian secara in-situ dan uji laboratorium, air baku di mata

air Kebun Tambunan USU telah memenuhi baku mutu sesuai dengan

PERMENKES 492 tahun 2010 tentang air minum.

2. Kebutuhan air minum dalam kemasan untuk civitas akademika USU sebagai

target pemasaran adalah 3.203.706 liter per tahun atau 13.349 liter per hari.

Kapasitas produksi air minum dalam kemasan yang ingin dicapai ialah 4000 m3

per jam.

3. Alternatif pengolahan terpilih dengan menggunakan ultrafiltrasi dan reverse

osmosis. Dengan menggunakan alternatif ini diharapkan umur membran reverse

osmosis dapat bertahan lama karena air terlebih dahulu dilakukan pretreatment

menggunakan ultrafiltrasi. Apabila unit reverse osmosis bermasalah pabrik

AMDK tetap dapat beroperasi menggunakan ultrafiltrasi.

4. Pengolahan air kemasan di kebun tambunan USU direncanakan menggunakan

sand filter, carbon filter, ultrafiltrasi, reverse osmosis, dan di desinfeksi

menggunakan ultraviolet. Pengolahan air minum dalam kemasan direncanakan

memiliki 3 alternatif pengolahan yaitu menggunakan reverse osmosis,

ultrafiltrasi dan ultrafiltrasi dengan reverse osmosis.

6.2 Saran

1. Mata air merupakan sumber air yang biasanya kualitasnya baik, oleh karena itu

penggunaan mata air harus dijaga agar tidak merusak kelestarian mata air

tersebut.

2. Sebaiknya dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai recovery rate dari

membran reverse osmosis terkhusus untuk pengolahan air minum.


DAFTAR PUSTAKA

Asdak, Chay. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta :

Gadjah Mada University Press.

Asmadi., Khayan., dan Kasjono, Heru Subaris. 2011. Teknologi Pengolahan Air

Minum. Gosyen; Yogyakarta.

Al, Heru Pratomo, 2003. Pembuatan dan Karakterisasi Membran Komposit Polisulfat

Selulosa Asetat Untuk Proses Ultrafiltrasi. Jurnal Pendidikan Kimia FMIPA

UNY. Karangmalang Yogyakarta.

Arie Febrianto. Teknologi Membran. http://ariefm.lecture.ub.ac.id/files/2013/01/7.-

Teknologi Membran.ppt. Diakses pada 10 Juli 2018.

Awaluddin. N., 2007. Teknologi Pengolahan Air Tanah Sebagai Sumber Air Minum

Hartono, D.M, 2016 Enggineer Weekly Mengelola Air Bersih Persatuan Insinyur

Indonesia. Jakarta Pusat

Badan Standarisasi Nasional. SNI Nomor 01-3553-2006 tentang Air Minum Dalam

Kemasan

Banyutek Nusantara. Sand Filter 10 m3. http:// banyuteknusantara.produkanda.com

/sell/index.php?itemid=103269. Diakses pada 10 Juli 2018.

Departemen Kesehatan, PERMENKES RI No.416/MENKES/PER/IX/1990 tentang

persyaratan kualitas air bersih, www.depkes.go.id,

Departemen Kesehatan, PERMENKES RI No.492/MENKES/PER/VI/2010 tentang

persyaratan kualitas air bersih, www.depkes.go.id,

Gabriel. J. F. 2001. Fisika Lingkungan. Jakarta: Penerbit Hipokrates.

Groundfos, Product Selection Tool. https://product-selection.grundfos.com/product-

detail.productdetail.html?from_suid=153410808647707744102796967688&pump

systemid=406524404&qcid=422295166. Diakses pada 15 Agustus 2018.

Hadisusanto, Nugroho. 2011. Aplikasi Hidrologi. Malang : Jogja Mediautama.

Harto, Sri. 1993. Analisis Hidrologi. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama.

Hartomo, A.J., Widiatmoko M.C. 2006. Teknologi Membran Pemurnian Air.

Yogyakarta : Andi Offset.

Hardjasoemantri, Koesnadi.1995.Hukum Perlindungan Lingkungan: Koservasi Sumber

Daya Alam Hayati dan Ekosistemnya.Yogyakarta: Gadjah Mada University

Press

Indiamart, 10m3 per Hour UF System. https://www.indiamart.com/proddetail/10m3-per-

hour-uf-system-7445549930.html. Diakses pada 10 Juli 2018.


http://www.depkes.go.id/

http://www.depkes.go.id/

https://product-selection.grundfos.com/product-detail.productdetail.html?from_suid=153410808647707744102796967688&pumpsystemid=406524404&qcid=422295166



https://www.indiamart.com/proddetail/10m3-per-hour-uf-system-7445549930.html

https://www.indiamart.com/proddetail/10m3-per-hour-uf-system-7445549930.html

Indiamart, Industrial UVWater Purifier. https://www.indiamart.com/proddetail/

industrial-uv-water-purifier-12803113673.html. Diakses pada 10 Juli 2018.

Kesting. R. E. 2000. Synthetic Polymeric Membranes. New York : Mc Graw Hill Book

Company

Kucera, Jane. 2010 Reverse Osmosis Design, Process and Application For Enggineer.

New York. Willy Book Company

Kusnaedi, 2006. Mengolah Air Gambut dan Kotor untuk Air Minum, Penebar

Swadaya, Jakarta

Kodoatie, Robert J. dan Roestam Sjarief, 2008. Pengelolaan Sumber Daya Air Terpadu

Edisi Revisi. Penerbit Andi.Yogyakarta.

Mandiri, 2016. Mandiri Industri Update Vol.16 Tahun 2016. Mandiri Institute.

Mulder, M., 1996, Basic principles of membrane technology, 2nd ed., Kluwermn

Academic Publisher, Dordrecht.

Nanawi, G. 2001. Kualitas Air dan Kegunaannya di Bidang Pertanian. Jakarta :

Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan.

Saifudin, MR dan Astuti, D. 2005. Kombinasi Media Filter untuk Menurunkan Kadar

Besi (Fe). Jurnal Penelitian Sains & Teknologi, Vol. 6, No. 1, 2005: 49 – 64.

Sembiring. 2008. Keanekaragaman dan distribusi udang serta kaitannya dengan faktor

fisik kimia di Perairan Pantai Labu Kabupaten Deli Serdang [tesis]. Sekolah

Pascasarjana Biologi. Universitas Sumatera Utara. Medan.

Susilawati., 2011. Pengolahan Limbah Cair Industri Perkebunan dan Air Gambut

Menjadi Air Bersih. USU Press. Medan

Soesanto, Sri.S, 1997. Cara Menghilangkan Rasa Dan Bau Pada Pengolahan Air

Minum. Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan. Jakarta.

Streeter, V. L. & E. Benjamin Wylie. 2002. “Mekanika Fluida Jilid 2”, Erlangga,

Jakarta

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001 Tentang Pengelolaan

dan Pengendalian Kualitas Air

Peraturan Majelis Wali Amanat Universitas Sumatera Utara Nomor 16 tahun 2016

tentang Statuta USU.

Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia. 2010. Persyaratan Kualitas Air

Minum. Republik Indonesia: Peraturan Menteri Kesehatan.

Ohmi, Tadahiro, 1993. Ultraclean Technology Handbook, Marcell Dekker


https://www.indiamart.com/

Oriental Water, Mesin Reverse Osmosis. http://www.jualmesinromurah.com/p/filter-

reverse-osmosis.html. Diakses pada 19 Juni 2018

Reynolds, 1982, Unit Operation and Processes In Environmental Engineering”, Texas

A&M University. Brook/Cole Engineering Division, California.

Soemirat, J. 2014. Kesehatan Lingkungan. Gajah Mada University Press. Yogyakarta

Soemirat, J. 2001. Toksikologi Lingkungan. Gajah Mada University Press. Yogyakarta

Totok Sutrisno, 2002. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Jakarta : Rineka Cipta

Wenten, I.G.; Khoiruddin; Hakim,A.N.;(2014).“Pengantar Teknologi Membran.”Teknik

Kimia ,Institut Teknologi Bandung.


http://www.jualmesinromurah.com/p/filter-reverse-osmosis.html

http://www.jualmesinromurah.com/p/filter-reverse-osmosis.html

STUDI PENGOLAHAN AIR MINUM DALAM KEMASAN DARI …

Documents