PROSES PENGOLAHAN AIR BAKU MENJADI AIR BERSIH PADA PDAM TIRTANADI IPA DELI TUA

Transkripsi

1 PROSES PENGOLAHAN AIR BAKU MENJADI AIR BERSIH PADA PDAM TIRTANADI IPA DELI TUA LAPORAN Ditulis untuk Menyelesaikan Mata Kuliah Tugas Akhir Semester VI Pendidikan Program Diploma III oleh: DEDDY H SEMBIRING TOMI SIMANGUNSONG NIM NIM PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014

2 ABSTRAK Air merupakan kebutuhan yang sangat vital bagi kehidupan semua makhluk hidup. Seiring dengan perkembangan peradaban dan pertumbuhan penduduk, pencemaran dan pengotoran terhadap air juga bertambah. Padahal kualitas air tersebut merupakan hal yang sangat penting karena berhubungan dengan kesehatan manusia. Untuk itu dibutuhkan suatu pengolahan air yang tepat agar kualitas air minum dan air bersih dapat terpenuhi. Baik instalasi-instalasi pengolahan air bersih atau teknik pengolahannya perlu diperhatikan, demi kelancaran pelaksanaan dan mutu yang dihasilkannya, inilah yang mendorong penulis memilih topik pembahasan dalam laporan ini. Teknik bahasan ini dititik beratkan pada proses pengolahan air bersih mulai dari air baku yang diambil dari Sungai Deli hingga menjadi air bersih yang dapat dipergunakan oleh konsumen. Tujuan utama penulisan laporan ini untuk mengetahui bagaimana proses pengolahan air bersih pada PDAM Tirtanadi Instalasi Delitua. Dari hasil pengamatan diperoleh: 1) Pengambilan air baku diambil dari sungai Deli; 2) Air dialirkan ke RWT dan akan dilakukan penginjeksian larutan tawas; 3) Kemudian air dialirkan Clarifier untuk proses pembentukan flok (flokulasi); 4) Proses sedimentasi yang dilakukan di bak sedimentasi untuk pengendapan flok; 5) Proses filtrasi yang dilakukan di filter untuk menyaring kotoran-kotoran kecil yang masih terdapat pada air; 6) Penginjeksian larutan klor pada pipa yang mengalirkan air dari filter ke reservoir; 7) Penyimpanan air hasil pengolahan di reservoir; 8) Pendistribusian air ke konsumen. Sistem jaringan Transmisi/Distribusi dilakukan dengan system pemompaan baik dari IPA maupun Reservoar Distribusi serta Proses pengolahan air bersih pada PDAM Tirtanadi telah memenuhi syarat yang terdapat pada PERMENKES RI No. 492/MENKES/PER/2010 di dalam pengujian Laboratorium. Kata Kunci : Pengolahan, Proses, Air Bersih iv

3 KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan kasih-nya memberikan pengetahuan, pengalaman, kekuatan, dan kesempatan kepada penulis, sehingga mampu,menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Penulisan Tugas Akhir ini adalah salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan pendidikan program Diploma III Politeknik Negeri Medan, dengan judul Proses Pengolahan Air Baku menjadi Air Bersih pada IPA Deli Tua. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis mengalami masalah dan hambatan, namun berkat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, maka penulisan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Atas bantuan yang penulis terima dengan ketulusan hati, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak M. Syahruddin, S.T. M.T, Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Abdul Basir, S.T. M.T, Pudir I Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Abdul Rahman, Pudir II Politeknik Negeri Medan; 4. Ibu Delisma Siregar, S.T. M.T, Pudir III Politeknik Negeri Medan; 5. Bapak Ir. Samsudin Silaen, M.T, Ketua Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Medan; 6. Bapak Ir. Sudarto, M.T, Kepala Program Studi Teknik Sipil. 7. Bapak Drs. Yulfalentino,M.T, Dosen Pembimbing, yang telah meluangkan waktu kepada penulis dalam penulisan Tugas Akhir ini; 8. Bapak Sopar Parulian Sihombing, S.T, M.T, Wali Kelas SI-6D; 9. Seluruh staf pengajar Politeknik Negeri Medan yang telah berjasa dalam mendidik dan memberikan keterampilan kepada penulis. 10. Seluruh pihak dari PDAM Tirtanadi IPA Deli Tua 11. Ibu Lelly, selaku pembimbing lapangan pada PDAM IPA Deli Tua; 12. Orang tua serta keluarga penulis yang telah memberikan dorongan moral dan material sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir. 13. Teman-teman khususnya SI-6D yang telah ikut membantu menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. v

4 Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kesilapan dalam menyusun Laporan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi menyempurnakan Laporan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun semua pihak yang membacanya, terutama yang berkecimbung di dunia pendidikan dalam bidang Teknik Sipil. Medan, Agusutus 2014 Hormat kami penulis, Deddy H. Sembiring Tomi Simangunsong NIM NIM vi

5 DAFTAR ISI Halaman LEMBARAN PERSETUJUAN... LEMBAR PENGESAHAN... LEMBAR PERSEMBAHAN... ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv v vii xii xii xiv BAB I. PENDAHULUAN 1 A. Latar Belakang Pemilihan Judul... 1 B. Topik Pembahasan... 4 C. Tujuan Pembahasan... 4 D. Manfaat Penelitian... 4 E. Teknik Pengumpulan Data... 5 F. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan, Penulisan Laporan Tugas Akhir... 6 G. Sitematika Penulisan... 7 BAB II. TINJAUAN UMUM PROYEK 8 A. Sejarah Singkat PDAM TIRTANADI... 8 B. Letak Geografis Perusahaan C. Visi dan Misi PDAM Tirtanadi D. Struktur Organisasi Perusahaan E. Instalasi Pengolahan Air IPA Deli Tua F. Batasan Masalah BAB III. TINJAUAN KEPUSTAKAAN 20 A. Definisi B. Sumber Air Baku vii

6 1. Air Laut Es Air Permukaan a. Air Sungai b. Air Rawa/Danau Air Tanah a. Air Tanah Dangkal b. Air Tanah Dalam Mata Air C. Pengertian Air Bersih dan Air Minum Definisi Air Bersih a. Konsumtif b. Non Konsumtif c. Pengendalian Definisi Air Minum D. Syarat-Syarat Air Bersih Persyaratan Kualitatif a. Syarat-Syarat Fisik b. Syarat-Syarat Kimia ). ph ). Zat Padat Total ). Zat Organik Sebagai KMnO ). Kesadahan Total ). Kalsium ). Besi dan Mangan ). Tembaga ). Seng ). Chlorida ). Nitrit ). Florida ). Logam-Logam Berat c. Syarat-Syarat Biologis viii

7 d. Syarat-syarat Radiologis Persyaratan Kuantitatif Persyaratan Kontinuitas E. Pengolahan Air Bersih Proses Koagulasi-flokulasi a. Proses koagulasi b. Proses Flokulasi Proses Sedimentasi a. Pengertian Proses Sedimentasi b. Tujuan Proses Sedimentasi Proses Filtrasi a. Definisi b. Prinsip Filtrasi ). Penyaringan Mekanis ). Pengendapan ). Aksi Biologis ). Aksi Elektrolit c. Pasir untuk Filtrasi ). Ukuran Efektif ). Keseragaman Pasir ). Ketebalan lapisan pasir ). Sifat-sifat Fisika Pasir ). Macam-macam Pasir Filter ). Kerikil (Gravel) d. Macam-macam Filter ). Penyaringan Pasir Lambat ). Penyaringan Pasir Cepat Desinfeksi F. Sistem Pendistribusian Sistem Distribusi Gravitasi Sistem Pemompaan Sistem Gabungan.. 48 ix

8 G. Kapasitas dan Tenaga Pompa H. Pembuangan Lumpur Instalasi Pengolahan BAB IV. PEMBAHASAN A. Unit-Unit Pengolahan Air Bendungan Intake Raw Water Tank (RWT) Raw Water Pump (RWP) Spitler Box Clearator Filter Reservoir Finish Water Pump (FWP) Sludge Lagoon Monitoring Sistem (SCADA) Bahan Produksi a. Liquid Chlorine b. Tawas/Alum c. Kapur/Soda Ash Pemeriksaan Kualitas Air B. Sumber Air Baku C. Proses Produksi Air Bersih Tahap Penyedian Air Tahap Pengolahan Air D. Hasil Proses Pengolahan Air Bersih Melalui Pengujian Laboratorium E. Sistem Transmisi dan Distribusi Sistem Transmisi Sistem Distribusi x

9 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN. 74 A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR KEPUSTAKAAN LAMPIRAN-LAMPIRAN DAFTAR TABEL 1. Jadwal Laporan Tugas Akhir... 6 xi

10 2. Tabel III.1 Persyaratan Kualitas Air Minum Parameter Wajib Tabel III.2 Persyaratan Kualitas Air Minum Parameter Tambahan Tabel III.3 Sifat-Sifat Umum Koagulasi dalam Pengolahan Tabel III.4 Persen Distribusi Ukuran Pasir Proses Filtrasi Tabel III.5 Tingkatan Lapisan Kerikil Pada Proses Filtrasi Tabel III.6 Ukuran Saringan Filter Tabel III.7 Tekanan Jenuh Uap Air Tabel III.8 Faktor-Faktor Kehilangan Tekanan Pada Pipa Tabel III.9 Metode-Metode Yang Digunakan Untuk Proses Pembuangan lumpur Tabel IV.1 Identifikasi Hasil Kualitas Air Baku Tabel IV.2 Identifikasi Hasil Kualitas Air Reservoir DAFTAR GAMBAR xii

11 1. Gambar III.1 Proses Pembersihan Sendiri Pada Air Permukaan Gambar III.2 Skema Rangkaian Proses Slow Sand Filter Gambar III.3 Skema Rangkaian Proses Rapid Sand Filter Gambar IV.1 Bendungan Gambar IV.2 Pintu Intake Gambar IV.3 Raw Water Tank Gambar IV.4 Raw Water Pump Gambar IV.5 Spitler Box Gambar IV.6 Clearator Gambar IV.7 Filter Gambar IV.8 Reservoir Gambar IV.9 Finish Water Pump Gambar IV.10 Sludge Lagoon Gambar IV.11 Monitoring SCADA Gambar IV.12 Hasil Olahan Air Tiap-Tiap Unit Pengolahan Gambar IV.13 Lay-Out Sistem Pengolahan Air IPA Deli Tua Gambar IV.14 Skema Proses Pengolahan Air Gambar IV.15 Skema Bangunan Proses Pengolahan IPA Deli Tua DAFTAR LAMPIRAN xiii

12 1. Lampiran 1: Daftar Asistensi 2. Lampiran 2: Foto-Foto Dokumentasi 3. Lampiran 3: Data-Data Perusahaan xiv

13 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Pemilihan Judul Air merupakan kebutuhan pokok bagi kehidupan makhluk hidup, karena kehidupan di dunia tak dapat berlangsung terus tanpa tersedianya air yang cukup. Menurut Khayan, SKM, M.Kes., dari keseluruhan air yang ada di atas dan di dalam bumi, 97% dari padanya terdapat di dalam laut dan lautan yang bergaram, dan 2,25% terdapat di dalam salju dan es. Jumlah air tawar yang tersedia dan siap dipakai manusia sangat terbatas, tetapi kebutuhan akan air ini selalu meningkat karena meningkatnya populasi dan kegiatan manusia di segala bidang. Air merupakan salah satu jenis sumber daya alam yang memiliki fungsi sangat penting bagi kehidupan manusia, serta untuk memajukan kesejahteraan umum sehingga merupakan modal dasar dan faktor utama pembangunan. Air juga merupakan komponen lingkungan hidup yang penting bagi kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainnya. Itu bisa dilihat dari fakta bahwa 70 persen permukaan bumi tertutup air dan dua per tiga tubuh manusia terdiri dari air. (Sumber: Asmadi,dkk. Teknologi Pengolahan Air Minum) Kebutuhan yang pertama bagi terselenggaranya kesehatan yang baik adalah tersedianya air yang memadai dari segi kuantitas dan kualitasnya yaitu memenuhi syarat kebersihan dan keamanan. Selain itu, air bersih tersebut juga harus tersedia secara kontinyu, menarik dan dapat diterima oleh masyarakat agar mendorong masyarakat untuk memakainya. Apabila tidak demikian, masyarakat akan memakai air yang kurang atau tidak bersih, yang berasal dari sumber lain yang tidak terjamin kualitas dan penyediaannya. Melalui penyediaan air bersih baik dari segi kualitas maupun kuantitasnya di suatu daerah, maka penyebaran penyakit menular dalam hal ini adalah penyakit perut diharapkan bisa ditekan seminimal mungkin. Penurunan penyakit perut ini didasarkan atas pertimbangan bahwa air merupakan salah satu mata rantai penularan sakit perut. Kesehatan seseorang sangat dipengaruhi oleh adanya kontak manusia tersebut dengan makanan dan minuman. 1

14 Peningkatan kualitas air minum dengan jalan mengadakan pengelolaan terhadap air yang akan digunakan sebagai air minum dengan mutlak diperlukan terutama apabila air tersebut berasal dari air permukaan. Pengelolaan yang dimaksud biasanya dimulai dari yang sangat sederhana sampai pada pengolahan yang mahir/lengkap, sesuai dengan tingkat kekotoran dari sumber asal air tersebut. Semakin kotor semakin berat pengelolaan yang dibutuhkan, dan semakin banyak ragam zat pencemar akan semakin banyak pula teknik-teknik yang diperlukan untuk mengolah air tersebut. Akhir-akhir ini sulit untuk mendapatkan air bersih. Penyebab susahnya mendapatkan air bersih adalah adanya pencemaran air yang disebabkan oleh limbah industri, rumah tangga, dan limbah pertanian. Selain itu adanya pembangunan dan penjarahan hutan merupakan penyebab berkurangnya kualitas mata air karena pegunungan karena banyak bercampur dengan lumpur yang terkikis terbawa aliran air sungai. Akibatnya, air bersih terkadang menjadi barang langka. Selain itu, kebutuhan air minum di kota-kota besar semakin meningkat sejalan dengan perkembangan ekonomi maupun pertumbuhan penduduk. Demikian halnya terjadi di Kota Medan yang mengalami peningkatan kebutuhan air minum. Saat ini PDAM Tirtanadi merupakan penyedia air minum di Kota Medan yang memanfaatkan air baku dari mata air Sibolangit, Sungai Belawan dan Sungai Deli. Air baku ini lah yang diolah sebagai air minum di Kota Medan. Salah satu cara untuk menanggulangi kebutuhan air minum yaitu dengan cara memanfaatkan air baku yang didapat dari sungai. Sungai merupakan sumber air baku yang potensial bagi industri dan masyarakat perkotaan pada umumnya, sehingga banyak industri berdiri di sepanjang sungai agar dapat memperoleh air baku yang baik dan murah. Air baku adalah air beserta senyawa lain yang terlarut dan tersedia dalam jumlah besar. Air baku sering dipakai sebagai salah satu bahan dasar yang dipergunakan oleh perusahaan air minum, kemudian diolah sebagai air bersih yang layak. Air tersebut harus terlebih dahulu diolah di dalam wadah pengolahan air sebelum didistribusikan kepada pengguna. Variasi sumber air akan mengandung 2

15 senyawa yang berbeda, maka sudah menjadi kewajiban pengelola air untuk menjadikan air aman untuk dikonsumsi, yaitu air yang tidak mengandung bahan berbahaya untuk kesehatan berupa senyawa kimia untuk mikroorganisme. PDAM IPA Deli Tua merupakan salah satu unit pengolah air milik PDAM Tirtanadi. Proses pengolahannya mengandalkan aliran Sungai Deli yang nantinya akan diproses melalui tahap-tahap pengolahan air minum untuk kebutuhan masyarakat Kota Medan dan sekitarnya. Pada PDAM Deli Tua ini, air baku yang sudah menjadi air bersih akan di kirim ke PDAM Pusat untuk didistribusikan kepada pelanggan. Tujuan dari sistem penyediaan air bersih adalah menyediakan jumlah air yang cukup untuk kebutuhan masyarakat sesuai dengan tingkat kemajuan dan perkembangan daerah pelayanan. Air bersih untuk kebutuhan sehari-hari merupakan salah satu kebutuhan utama masyarakat di daerah perkotaan. Untuk memenuhi kebutuhan air bersih tersebut di daerah perkotaan dibangun beberapa pengolahan air bersih yang dikelola oleh Badan Usaha Milik Daerah yaitu Perusahaan Air Minum. Instansi ini kemudian yang bertugas untuk mempersiapkan air bersih dan mendistribusikannya kepada masyarakat sebagai konsumen, akan tetapi masih sulit memenuhi kebutuhan masyarakat. Hal ini disebabkan keterbatasan akan kualitas air baku,kuantitas dan kapasitas produksinya. Dengan bertambahnya jumlah penduduk, maka kebutuhan akan air semakin meningkat tajam. Kawasan perkotaan dengan tingkat pembangunan yang pesat dan pertumbuhan penduduk yang tinggi, air bersih merupakan barang yang langka dan mahal. Karena selain disebabkan oleh semakin tingginya kebutuhan akan air, juga terjadi penurunan kualitas dan kuantitas air. Ada banyak cara untuk pengolahan air untuk keperluan air bersih, tergantung pada jenis senyawa atau partikel yang terdapat di dalam air yang akan diolah dan jenis sumber bahan baku air. Dengan modifikasi pengolahan air dan pemilihan serta penambahan bahan pengendap yaitu Gas Clorine dan Tawas yang tepat dapat menambah efisiensi pengolahan air bersih. Kemudian air akan di 3

16 saring pada Filter untuk memisahkan pasir dan bebatuan yang terdapat pada air tersebut. Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas, Penulis tertarik ingin melihat bagaimana proses pengolahan air bersih yang melalui tahap-tahap pengolahan air minum, maka Penulis mengambil judul laporan Tugas Akhir PROSES PENGOLAHAN AIR BAKU MENJADI AIR BERSIH PADA PDAM TIRTANADI IPA DELI TUA. B. Topik Pembahasan Topik pembahasan atau permasalahan yang dibahas dalam laporan Tugas Akhir ini adalah: 1. Bagaimana proses pengolahan air baku menjadi air bersih pada PDAM IPA Deli Tua? 2. Bagaimana sistem transmisi dan pendistribusian air bersih sampai ke konsumen? C. Tujuan Pembahasan Tujuan pembahasan dalam laporan Tugas Akhir ini adalah: 1. Mengetahui unit-unit pengolahan air baku. 2. Mengetahui proses pengolahan air baku menjadi air bersih. 3. Mengetahui sistem transmisi dan distribusi air bersih. D. Manfaat Penelitian Manfaat Teoritis: 1. Sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan diploma III Politeknik Negeri Medan Jurusan Teknik Sipil. 2. Menambah wawasan dan pengetahuan bagi penulis tentang proses pengolahan air baku menjadi air bersih. 3. Memberikan bahan masukan bagi mahasiswa yang juga akan membahas masalah yang sama, agar kiranya dapat ditarik kesimpulan dan saran yang mungkin bermanfaat pada masa yang akan datang. 4

17 E. Teknik Pengumpulan Data Teknik pengumpulan data yang kami lakukan adalah: 1. Metode penelitian Kepustakaan (library research) Penelitian kepustakaan adalah penelitian yang bertujuan untuk mengumpulkan data-data dan informasi dengan bantuan berbagai materi yang terdapat dalam ruang perpustakaan seperti buku buku, majalah, brosur, dokumen, catatan kuliah, dan lainnya. 2. Dokumentasi Dokumentasi berasal dari kata dokumen yang artinya barang barang tertulis. Di dalam melaksanakan metode dokumentasi, peneliti menyelidiki benda- benda tertulis seperti buku - buku, majalah, dokumen peraturan peraturan, notulen rapat, catatan harian dan sebagainya. Penelitian dilakukan dengan cara mengumpulkan data data dan dokumen dokumen dari perusahaan, kemudian diolah dan dianalisis lebih lanjut untuk memperoleh data yang diperlukan sehingga akan diperoleh gambaran yang jelas mengenai objek penelitian. 3. Metode Pengolahan Data Untuk pengolahan data yang terkumpul, penulis menggunakan metode deskriptif kuantitatif. Kuantitatif adalah data yang berbentuk angka atau data kuantitatif yang diangkakan. Sumber data yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari kata sekunder. Data sekunder adalah data yang sudah berupa publikasi atau data yang sudah dikumpulkan oleh pihak/instansi yang terkait. 5

18 F. Jadwal Persiapan, Pelaksanaan, dan Penulisan Laporan Tugas Akhir Jadwal Pelaksanaan Penulisan Tugas Akhir dimulai dari tanggal 19 Mei sampai tanggal 12 Juni NO KEGIATAN BULAN MEI JUNI JULI AGUSTUS 1 A. PERSIAPAN Survei lokasi untuk tempat pelaksanaan TA, dan mendapatkan judul TA 2 Mendapat dosen pembimbing TA 3 Mendapat izin tempat pengambilan TA 4 Bimbingan untuk pelaksanaan TA dari Dobing B. PELAKSANAAN 5 Pengumpulan data 6 Melengkapi data 7 Bimbingan untuk pengolahan data C. PELAPORAN 8 Bimbingan untuk penulisan BAB I dan II 9 Penulisan BAB I dan II 10 Koreksi dan perbaikan BAB I dan II 11 Penulisan BAB III 12 Bimbingan untuk koreksi dan perbaikan BAB III 13 Bimbingan untuk penulisan BAB IV 14 Penulisan BAB IV 15 Bimbingan untuk koreksi dan perbaikan BAB IV 16 Bimbingan untuk penulisan BAB V 17 Penulisan BAB V 18 Bimbingan untuk koreksi dan perbaikan BAB V 21 Bimbingan tahap akhir 22 Penyempurnaan Laporan tugas Akhir 6

19 G. Sistematika Penulisan Dalam garis besarnya, penulisan tugas akhir ini dibagi menjadi lima bab. Penjelasan secara singkat mengenai isi tiap bab diuraikan dalam sistematika penulisan sebagai berikut: BAB I: PENDAHULUAN Dalam bab ini penulis akan menguraikan tentang latar belakang pemilihan judul, mengidentifikasi permasalahan yang ada, menjelaskan tujuan dan manfaatnya, serta metode penelitian yang dilakukan. Pada akhir bab ini penulis juga menjelaskan sistematika kegiatan dan penulisan tugas akhir. BAB II: TINJAUAN UMUM MENGENAI PERUSAHAAN Pada bab ini, penulis akan menguraikan sejarah singkat perusahaan, ruang lingkup kegiatan, batasan masalah, keunggulannya, dan struktur organisasi perusahaan. BAB III: TINJAUAN PUSTAKA Dalam bab ini diuraikan tentang teori-teori yang mendasari dan berkaitan dengan judul penulisan tugas akhir. BAB IV: PEMBAHASAN Bab ini berisikan tentang hasil pengumpulan data dan pengolahan data yang dijelaskan secara terinci. BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN Dalam bab ini penulis menarik kesimpulan dan saran sebagai masukan kepada Perusahaan. 7