PENURUNAN KADAR BESI (FE) PADA AIR SUMUR SECARA PNEUMATIC SYSTEM (IRON (FE) REMOVAL IN DUG WELL BY PNEUMATIC SYSTEM) Benny Syahputra ABSTRAK

Transkripsi

1 PENURUNAN KADAR BESI (FE) PADA AIR SUMUR SECARA PNEUMATIC SYSTEM (IRON (FE) REMOVAL IN DUG WELL BY PNEUMATIC SYSTEM) Benny Syahputra ABSTRAK Air sumur yang berlokasi di Dukuh Siwarak, Kelurahan Kandri, Kec. Gunung Pati Kota Semarang, kandungan Fe nya masih melebihi batas maksimum yang diperbolehkan yaitu sebesar 1,6 mg/l, padahal batas maksimum yang diperbolehkan oleh Menteri Kesehatan No. 416/MENKES/PER/IX/1990 untuk kandungan Fe dalam air bersih tidak lebih dari 1 mg/l. Penelitian bertujuan untuk menurunkan kandungan Fe yang ada dalam air baku dengan proses aerasi menggunakan Pneumatic System, sehingga akan memenuhi batas maksimum untuk parameter Fe yang diperbolehkan, serta untuk mengetahui lama waktu injeksi udara yang efektif dan persentase (%) penurunan Fe dari pengolahan dengan variasi waktu. Penelitian dilakukan dengan menggunakan bak aerasi dari plastik, suplay injeksi udara dilakukan dengan Air Pump dengan aerator size 5 w, dengan variasi lama waktu injeksi udara mulai dari 5 menit, 10 menit, 15 menit, 20 menit dan 25 menit. Kemudian untuk penyadapan sampel dilakukan 3 kali untuk tiap-tiap perlakuan pengolahan dengan Pneumatic System yang selanjutnya dianalisis di laboratorium untuk diketahui penurunan dari masing-masing perlakuan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa persentase (%) penurunan Fe dalam air dengan diberi perlakuan dengan Pneumatic System tergantung pada lama waktu injeksi udara, lama waktu efektif yang mampu menurunkan kandungan Fe di bawah ambang batas dalam Pneumatic System adalah 20 menit, Persentase (%) penurunan Fe dengan Pneumatic System untuk lama waktu injeksi udara yang efektif sebesar 44,8 %, sehingga semakin lama waktu injeksi maka akan semakin besar penurunan kandungan Fe dalam air baku. Perlunya adanya penambahan unit pengolahan seperti saringan pasir lambat untuk lebih memperbesar persentase (%) penurunan kandungan Fe dalam air baku. Kata Kunci : Fe, Pneumatic System, injeksi udara, efektif, persentase (%) ABSTRACT Dug well which located in Siwarak, Kandri Village, Guning Pati District of Semarang, its Fe content still exceeds the maximum allowable limit that is equal to 1.6 mg / l, whereas the maximum limit allowed by the Minister of Health No. 416/MENKES/PER/IX/1990 for the content of Fe in clean water no more than 1 mg / l. The research aims to Fe removal content is in the water with aeration process using the Pneumatic System, which will meet the maximum limit allowed for the parameters of Fe, as well as to determine the duration of air injection is effective and the percentage (%) Fe reduction of processing time variation. The research was conducted by using a plastic tub of aeration, supply of air injection is done by Air Pump with aerator size 5 w, with time variation of air injection ranging from 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes and 25 minutes. Then for wiretaps were conducted 3 times for each processing treatment with Pneumatic System then analyzed in the laboratory to note a decrease of each treatment. The results showed that the percentage (%) decrease in Fe in water with treated with Pneumatic System depends on the length of time of air injection, an effective duration that can lower Fe content below the threshold in the Pneumatic System is 20 minutes Percentage (%) reduction of Fe by Pneumatic System for a long time an effective air injection by 44.8%, so the longer the time of injection, the greater decrease in Fe content in the raw water. The need for the addition of processing units such as slow sand filters to further increase the percentage (%) decrease in Fe content in the raw water. Keywords: Fe, Pneumatic System, air injection, effectively, the percentage (%)

2 I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Air adalah cairan yang tidak mempunyai rasa, warna dan bau. Dilihat dari berbagai sudut, air merupakan kebutuhan pokok untuk kelangsungan hidup manusia, terutama untuk memenuhi kebutuhan rumah tangga dan kebutuhan air dalam tubuh, contohnya sebagai air minum. Tidak semua air dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan, karena banyak terjadi pencemaran yang diakibatkan oleh manusia dan oleh alam. Air yang dapat memenuhi kebutuhan rumah tangga adalah air yang memenuhi standar kualitas air bersih. Hal ini sudah ditetapkan oleh Departemen Kesehatan berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor : 416/MENKES/PER/IX/1990. Air minum adalah air yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum tanpa mengalami pengolahan terlebih dahulu. Sedangkan air bersih adalah air yang dapat diminum setelah mengalami proses pengolahan terlebih dahulu. Air bersih didapat dari berbagai macam sumber air tanah. Namun demikian berbagai macam sumber yang ada tidak semuanya memenuhi persyaratan yang ada. Untuk mendapatkan air bersih seperti syarat yang ada, dapat dilakukan melalui pengolahan air baku. Jenis pengolahan yang dipilih berdasarkan keadaan fisik, kimiawi dan biologis. Tujuan diadakannya pengolahan adalah untuk mendapatkan hasil air yang memenuhi persyaratan kesehatan. Pemenuhan kebutuhan air bersih masyarakat Dukuh Siwarak Kelurahan Kandri Kec. Gunung Pati Kota Semarang diambil dari sumber air baku sumur. Berdasarkan informasi dari salah satu pegawai perusahaan daerah air minum (PDAM) Kota Semarang dan berdasarkan pengamatan serta hasil survei air sumur di daerah tersebut kualitas air baku yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan air bersih untuk parameter besi (Fe) masih tinggi. Hal ini dapat diketahui apabila air ini ditampung di bak mandi akan memberikan endapan dan noda kekuning-kuningan pada dinding kolam, begitu juga apabila dipergunakan untuk mencuci akan memberi noda kekuning-kuningan pada pakaian putih. Dari beberapa ciri di atas menunjukkan bahwa parameter kandungan Fe dalam air baku masih tinggi, dan berdasarkan analisis laboratorium kandungan Fe dalam air tersebut sebesar 1,6 mg/l (Lab.PDAM Kota Semarang, 2007). Hasil analisis laboratorium menunjukkan bahwa kandungan Fe dalam air baku sebesar 1,6 mg/l ini melebihi ambang batas Ketetapan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor : 416/MENKES/PER/IX/1990 sebesar 1 mg/l. Tingginya parameter Fe dalam air baku tersebut, harus diturunkan hingga mencapai ambang batas yang telah ditetapkan sehingga bisa digunakan untuk memenuhi kebutuhan. Untuk mencapai besarnya penurunan yang dikehendaki, banyak metode yang bisa diterapkan. Metode untuk memperbaiki kualitas air baku tersebut dapat dilakukan dengan langkah-langkah pendekatan teknologi air bersih, yaitu teknologi pengolahan untuk meminimalkan pencemaran yang akan menurunkan dampak penting negatif akibat masuk atau dimasukkannya unsur-unsur pencemar fisik, kimia, biologi dan atau radioaktif yang dapat menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan.

3 Ada beberapa cara untuk menurunkan kandungan Fe dalam air, akan tetapi dalam penelitian ini dipilih alat yang mudah dibuat, bahan-bahan mudah didapat, tidak membutuhkan tempat yang luas, serta dalam pengoperasiannya tidak membutuhkan keahlian khusus, sehingga sangat cocok untuk memenuhi kebutuhan rumah tangga. Berdasarkan pertimbangan ekonomis dan berbagai kemudahannya, maka dalam penelitian ini dipergunakan alat Pneumatic system. Pneumatic system atau sering disebut dengan proses aerasi yaitu menginjeksikan udara ke dalam air baku sehingga terjadi kontak antara air dengan udara yang bertujuan untuk menaikkan kandungan oksigen. Dalam proses mengkontakkannya dilakukan dengan cara memasukkan (injeksi) udara melalui dasar bak air yang akan diaerasi, sehingga terbentuk gelembung-gelembung udara yang memungkinkan terjadi kontak antara air dengan udara. Dalam percobaannya dilakukan dengan menggunakan variasi lama waktu injeksi udara. Hanya saja berapa lama waktu injeksi udara yang mampu menurunkan kadar besi sehingga memenuhi syarat Kesehatan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor : 416/MENKES/PER/IX/1990 sebesar 1 mg/l belum diketahui Tujuan Penelitian a. Mengkaji lama waktu injeksi udara yang efektif dalam menurunkan kandungan Fe sesuai dengan ambang batas. b. Mengkaji persentase penurunan kandungan Fe dalam air menggunakan alat Pneumatic system Manfaat Penelitian a. Memberikan masukkan kepada para pengelola air minum sebagai bahan pertimbangan dalam menurunkan parameter Fe dari air tanah. b. Memberi informasi kepada penduduk Dukuh Siwarak Kelurahan Kandri Kecamatan Gunung Pati Kota Semarang, tentang cara pengolahan air sumur yang mengandung besi (Fe). II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Besi (Fe) dalam Air Tanah Aliran air tanah merupakan perantara goelogi yang memberikan pengaruh unsurunsur kimia secara terus menerus terhadap lingkungan di sekelilingnya di dalam tanah. Lapisan-lapisan tanah yang dilewati air mengandung unsur-unsur kimia tertentu, salah satunya adalah persenyawaan besi. Besi (Fe) adalah elemen yang banyak di batuan dan merupakan salah satu elemen kimia yang dapat ditemui pada hampir setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologi dan semua badan air (Toth, 1984 dalam Kodoatie, 1996). Kandungan unsur kimia dalam air sangat tergantung pada formasi geologi tempat air itu berada dan formasi geologi tempat dilaluinya air. Sebagai Contoh, apabila selama perjalanannya air melalui suatu batuan yang mengandung besi, maka secara otomatis air akan mengandung besi, demikian juga untuk unsur-unsur yang lainnya. Besar kecilnya material terlarut tergantung pada lamanya air kontak dengan batuan. Semakin lama air kontak dengan batuan semakin tinggi unsurunsur yang terlarut di dalamnya. Kandungan unsur besi di air tanah, terutama di dalam air sumur banyak terjadi. Air tanah yang umumnya mempunyai konsentrasi

4 karbondioksida yang tinggi dapat menyebabkan kondisi anaerobik. Kondisi ini menyebabkan konsentrasi besi bentuk mineral tidak larut (Fe 3+ ) tereduksi menjadi besi yang larut dalam bentuk ion bervalensi dua (Fe 2+ ). Konsentrasi besi pada air tanah bervariasi mulai dari 0,01 mg/l - 25 mg/l (Akademi Teknik Tirta Wiyata, 2003). Pada air permukaan jarang ditemui kadar Fe melebihi 1 mg/l, tetapi di dalam air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi (Manahan, 1999). Konsentrasi Fe yang tinggi dapat dirasakan dan dapat menodai kain serta perkakas dapur. Pada air yang tidak mengandung oksigen seperti air tanah, besi berada sebagai Fe 2+ yang cukup tinggi, sedangkan pada air sungai yang mengalir dan terjadi aerasi, Fe 2+ teroksidasi menjadi (Fe(OH) 3 ), dimana (Fe(OH) 3 ) ini sulit larut pada ph 6 sampai 8. Besi dalam bentuk ion Fe 2+ sangat mudah larut dalam air. Oksigen yang terlarut akan mengoksidasi Fe 2+ menjadi Fe(OH) 3 yang merupakan endapan. Fe(OH) 3 atau salah satu jenis oksida yang merupakan zat padat dan dapat mengendap. Besi yang terlarut dalam bentuk Fe 2+ dalam air biasanya dihasilkan oleh pelepasan ion Fe 2+ dari bahan-bahan organik. Menurut Y.P Tirta Dharma (2002), kehadiran ion Fe 2+ yang terlarut dalam air dapat menimbulkan gangguan-gangguan seperti : a. Rasa dan bau logam yang amis pada air, disebabkan karena bakteri mengalami degradasi. b. Besi dalam konsentrasi yang lebih besar mg/l, akan memberikan suatu rasa pada air yang mengambarkan rasa metalik, astrinogent atau obat. c. Mengakibatkan pertumbuhan bakteri besi (Crenothrix dan Gallionella) yang berbentuk filamen. d. Menimbulkan warna kecoklat-coklatan pada pakaian putih. e. Meninggalkan noda pada bak-bak kamar mandi dan peralatan lainnya (noda kecoklatan disebabkan oleh besi). f. Dapat mengakibatkan penyempitan atau penyumbatan pada pipa. g. Endapan logan ini juga yang dapat memberikan masalah pada sistem penyediaan air secara individu (sumur). Beberapa usaha yang dapat dilakukan untuk menurunkan kadar besi terlarut adalah dengan proses : a. Oksidasi dari udara.oksidasi dengan udara dapat dilakukan dengan beberapa tipe, misalnya dengan menggunakan Cascade Aerator, Pneumatic system dan lain sebagainya. b. Klorinasi yang diikuti dengan proses filtrasi.klorin digunakan karena memiliki kecepatan oksidasi lebih besar dibanding dengan proses aerasi, dan mampu mengoksidasi besi yang berkaitan dengan zat organik, tapi kecepatan oksidasi berkurang. ph yang baik antara 8-8,3 oksidasi besi membutuhkan waktu menit. Selama proses oksidasi klorin, sisa klorin seharusnya dijaga sampai pada proses selanjutnya untuk mencegah terjadinya penurunan kondisi yang dapat menyebabkan terlarutnya kembali endapan. Pada umumnya proses standart penurunan kandungan Fe dan Mn menggunakan koagulasi, flokulasi, pengendapan, dan filtrasi dengan didahului proses preklorinasi. Dosis sisa klor yang dianjurkan minimum 0,5 mg/l.

5 Air baku yang mengandung besi dan mangaan < 0,5 mg/l dapat diturunkan dengan menggunakan ion exchange, selain itu unit ini juga mampu menghilangkan kesadahan. Proses ini biasanya digunakan dalam industri, kekurangannya antara lain : a. Bahan kimia mahal, korosif, bahaya dan buangan regeran sulit diolah; b. Unit yang otomatis memerlukan perawatan yang ahli dan unit yang tidak otomatis memerlukan operator yang terlatih dan perhatian yang serius. Menurut Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 416/MENKES/PER/IX/1990, kandungan besi yang diijinkan untuk air bersih sebesar 1 mg/l Aerasi Ada beberapa jenis aerasi yang biasa digunakan untuk pengolahan air minum adalah sebagai berikut : a. Cascade Aerator b. Multiple Plat Form Aerator c. Spray Aerator d. Pneumatic system e. Multiple Tray Aerator a. Cascade Aerator Merupakan salah satu dari tipe gravity aerator yaitu jenis aerasi yang cara kerjanya berdasarkan daya gravitasi. Air yang akan diaerasi akan mengalir secara gravitasi karena beda ketinggian dari step satu ke step yang lain dalam Cascade Aerator. Pada tiap step akan terjadi kontak antara Fe dalam air dengan oksigen sehingga terjadi reaksi oksidasi.pada dasarnya aerator ini terdiri atas 4-6 step, setiap step kira-kira ketinggian 30 cm dengan kapasitas kira-kira 0,01 m³/detik per m², untuk menghilangkan putaran (turbulen) guna menaikkan efisiensi aerasi, hambatan sering ditepi peralatan pada setiap step. Keuntungan Cascade ini adalah tidak memerlukan perawatan. b. Multiple Plat Form Aerator Merupakan proses aerasi dengan menjatuhkan air dari lempengan berbentuk lingkaran, yang disusun bertingkat dari lingkaran dengan diameter paling kecil seterusnya berurutan ke bawah hingga lempengan yang paling besar. Air yang jatuh dari lempengan satu ke lempengan yang lain akan terjadi kontak udara dengan air yang mengandung Fe sehingga terjadi reaksi oksidasi yang menghasilkan endapan besi (Fe) berwarna kekuning-kuningan. Total ketinggian jatuh 1,5 m yang dibagi 3-5 lempengan. Gambar dari proses aerasi menggunakan Multiple Plat Form Aerator dapat dilihat pada gambar 2.3 berikut : c. Spray Aerator Terdiri atas nosel penyemprot yang tidak bergerak (Stationary Nozzles), dihubungkan dengan kisi lempengan yang mana air disemprotkan ke udara sekeliling pada kecepatan 5-7 m/detik. Spray Aerator sederhana pengeluaran air melalui bawah batang-batang pendek dari pipa yang panjangnya 25 cm dan diameter mm. piringan melingkar ditempatkan beberapa sentimeter di bawah setiap ujung pipa, sehingga bisa terbentuk selaput air tipis melingkar yang selanjutnya menyebar menjadi tetasan-tetesan air yang halus. Nosel untuk Spray aerator bentuknya bermacam-macam, ada juga nosel yang berputar-putar. Untuk lebih jelasnya gambar dari proses aerasi

6 menggunakan Spray Aerator dapat dilihat pada gambar 2.4 berikut : berikutnya terjadi reaksi antara besi dalam air dengan udara yang ada disekitarnya. d. Pneumatic System Merupakan proses aerasi dengan menyemprotkan atau menginjeksikan udara melalui dasar dari bak air yang akan diaerasi, gelembung udara hasil injeksi udara melalui dasar bak aerasi akan naik ke atas dan akan kontak dengan Fe dalam air sehingga terjadi reaksi yang akan merubah bentuk Fe terlarut menjadi bentuk Fe tidak terlarut berupa endapan berwarna kekuning-kuningan. Menurut Syahreza (2006), Oksidasi Fe dengan cara aerasi dapat berjalan dengan baik pada ph 7,5 8 dalam waktu 15 menit. Efisiensi penurunan kandungan Fe dalam air dengan aerasi bisa mencapai %. e. Multiple Tray Aerator Multiple Tray Aerator susunannya mudah dan sederhana serta memerlukan ruang yang kecil. Jenis aerator ini terdiri atas 4-8 nampan (tray) dengan dasarnya penuh lobang. Melalui pipa berlobang air dibagi rata melalui atas tray, dari sini percikan-percikan kecil turun ke bawah dengan kecepatan kirakira 0,02 m³/detik per m² permukaan nampan (tray). Tetesan kecil menyebar dan dikumpulkan kembali pada setiap nampan (tray) berikutnya. Untuk penyebaran air yang lebih halus, nampan (tray) aerator bisa diisi dengan kerikil-kerikil kasar kira-kira setebal 5 cm. kadang-kadang digunakan lapisan batu arang yang bertindak sebagai katalisator (mempercepat reaksi) dan menaikkan penggumpalan besi dalam air. Untuk setiap tahap percikan air antara nampan (tray) satu dengan nampan (tray) III. METOE PENELITIAN 3.1. Bahan-bahan penelitian a. Air baku yang berasal dari air sumur. Sumur ini dimanfaatkan oleh masyarakat Dukuh Siwarak Kelurahan Kandri Kec. Gunung Pati Kota Semarang untuk memenuhi kebutuhan air bersih seharisehari, berdasarkan analisis laboratorium air baku ini mengandung kadar Fe yang melebihi ambang batas ketetapan Departemen Kesehatan berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor : 416/MENKES/PER/IX/1990. Permasalahan ini menimbulkan endapan noda kecoklatan pada pakaian putih, endapan pada dinding bak-bak mandi, penyempitan pada pipa oleh bakteri besi dan perubahan rasa pada air minum sehingga mengganggu estetika. b. Reagen Fe dan Aquades. Dalam penelitian ini kegunaan reagen Fe adalah sebagai reaktor dalam mendeteksi untuk mengetahui seberapa besar kandungan Fe dalam air tanah yang akan diteliti, sedangkan aquades adalah cairan yang digunakan untuk mencuci alat Cara Penentuan Sampel Dalam penentuan sampel air sumur yang akan diteliti, terlebih dahulu mendata jumlah sumur yang ada di lokasi penelitian dan mengklasifikasikkannya berdasarkan kedalamam sumur. Dalam pengelompokkannya dibagi menjadi 3 Cluster (C1, C2 dan C3). C1 mulai dari kedalaman sumur 0 sampai 5 meter, C2 mulai kedalaman 6 meter sampai 20 meter dan C3 dimulai dari kedalaman 21

7 meter sampai 80 meter. Selanjutnya untuk bisa mewakili dari populasi yang ada, dari masing-masing Cluster diambil secara purposive sampling satu sampel berdasarkan rata-rata kedalaman Claster untuk diteliti apakah mengandung Fe diatas ambang batas atau tidak, selanjutnya dari beberapa sampel yang positif mengandung Fe di atas ambang batas adalah sampel yang diambil untuk diujikan dengan alat Pneumatic system yang selanjutnya dianalisa di laboratorium untuk mengetahui penurunan kadar Fe setelah mengalami proses aerasi melalui alat Pneumatic system, sehingga dapat dicari berapa persentase (%) penurunan kadar Fe. Perlakuan dengan Pneumatic system menggunakan beberapa variasi lamanya waktu injeksi udara ke dalam air baku. Untuk mengetahui lama waktu injeksi udara yang efektif dan persentase (%) penurunan kandungan Fe dalam air baku dapat diketahui setelah dilakukan uji coba dari beberapa variasi waktu injeksi udara dalam air baku. Syahreza (2006), menyebutkan bahwa proses aerasi dapat berjalan dengan baik dalam waktu 15 menit, dari pernyataan ini dijadikan acuan untuk menentukan variasi lama injeksi udara dalam penelitian mulai dari lama waktu 5 menit, 10 menit, 15 menit, 20 menit dan 25 menit, sehingga lama waktu aerasi selama 15 menit menurut Syahreza berada diantara variasi tersebut. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui apakah proses aerasi dengan Pneumatic system lebih baik atau kurang baik di banding proses aerasi menurut Syahreza selama 15 menit dalam menurunkan kandungan Fe dalam air hingga memenuhi ambang batas maksimum. Proses penurunan kandungan Fe dengan Pneumatic system dikatakan lebih baik apabila penurunan kandungan Fe dalam air baku hingga ambang batas hanya membutuhkan waktu injeksi udara kurang dari 15 menit, dan dikatakan kurang baik apabila waktu yang dibutuhkan dalam menurunkan kandungan Fe melebihi 15 menit. Dari beberapa perlakuan menggunakan variasi lama waktu injeksi mulai dari 5 menit, 10 menit, 15 menit, 20 menit dan 25 menit, akan didapat hasil penurunan Fe dari masingmasing perlakuan. Hasil penurunan kadar Fe oleh masing-masing variasi lama waktu injeksi udara yang paling mendekati 1 mg/l yang akan disebut sebagai lamanya waktu injeksi yang efektif dalam menurunkan kadar Fe air baku sesuai Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor : 416/MENKES/PER/IX/1990 sebesar 1 mg/l. Penentuan sampel menggunakan purposive sampling, yang merupakan teknik pengambilan sampel yang dipilih dengan sengaja yang dianggap mewakili populasinya Metode Analisis Agar data yang ada dapat dimanfaatkan, maka harus dianalisis terlebih dahulu sehingga dapat dijadikan dasar pengambilan keputusan. Adapun metode analisis yang dapat digunakan sebagai berikut : a. Uji laboratorium, dari uji laboratorium akan diketahui hasil penurunan dari masingmasing perlakuan menggunakan variasi waktu injeksi udara. Dengan melihat hasil dari beberapa penurunan yang ada, maka dapat diambil kesimpulan untuk menentukan berapa waktu injeksi udara yang efektif. Adapun kriteria waktu injeksi udara yang efektif adalah lamanya waktu injeksi yang dapat menurunkan kadar Fe

8 dibawah ambang batas dan yang paling mendekati Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor : 416/MENKES/PER/IX/1990 sebesar 1 mg/l. b. Prosentase penurunan Fe, dari hasil analisis laboratorium akan diketahui besar penurunan kandungan besi dalam tiap-tiap perlakuan. Dengan besarnya penurunan kandungan besi tersebut akan diketahui persentase (%) penurunan Fe, yaitu nilai yang menunjukkan perbandingan antara besarnya nilai parameter yang masuk ke suatu proses dengan nilai yang keluar dari proses tersebut. Menurut Metcalf dan Eddy (1994) besarnya persentase (%) penurunan Fe dapat dirumuskan dengan rumus sebagai berikut : C1 C2 Persentase (%) = X C1 C 1 = Konsentrasi Masuk Proses C 2 = Konsentrasi Keluar Proses Pada proses penurunan kandungan besi dengan system alat Pneumatic system, prosentase penurunannya dapat ditunjukkan dengan menganalisis hasil penelitian tiap parameter besi pada masing-masing perlakukan variasi lama waktu injeksi udara, sehingga dapat dibuat suatu grafik yang menunjukkan hubungan antara lama waktu injeksi udara dengan penurunan kandungan Fe (%) dalam air hasil proses. IV. HASIL DAN ANALISIS Hasil penelitian kandungan Fe dari ketiga sampel air baku dengan kedalaman masing-masing 5 meter, 11 meter dan 72 meter, terlihat bahwa pada sumur dengan kedalaman 5 meter dan 11 meter kandungan Fe dalam air baku (0,2 mg/l dan 0,5 mg/l). Sehingga sudah sesuai dengan ambang batas ketetapan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor : 416/MENKES/PER/IX/1990 sebesar 1 mg/l. Namun demikian pada sumur dengan kedalaman 72 meter menunjukkan masih tingginya kadar Fe yang melebihi ambang batas. Tingginya kadar Fe ini perlu pengolahan sehingga mampu menurunkan kandungan Fe dalam air baku sehingga baik untuk pemenuhan kebutuhan rumah tangga. Pengolahan air baku yang mengandung Fe menggunakan alat Pneumatic system terlihat pada gambar 4.1 Gambar 4.1 Proses Aerasi menggunakan Pneumatic system Hasil penelitian air dengan parameter Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Tirta kadar Fe telah dilakukan di Laboratorium Moedal Kota Semarang menggunakan

9 Spektrometer dengan metode analisis FerroVer (nama reagen Fe), dengan uji coba Pneumatic system untuk menurunkan kadar besi (Fe) dalam air didapatkan hasil seperti pada tabel IV.1 Tabel IV.1 Hasil Analisis Kandungan Besi Dalam Air Hasil Pengolahan Dengan Pneumatic system. Perulangan I II III Kadar Fe (Satuan) mg/l mg/l mg/l Variasi Lama Injeksi Udara (Menit) Air Baku ,66 1,47 1,31 1,10 0,74 0,56 1,60 1,43 1,28 1,07 0,89 0,71 1,69 1,51 1,37 1,28 1,09 0,8 Rata-rata mg/l 1,65 1,47 1,32 1,15 0,91 0,69 Hasil tabel IV.1 didapat rata-rata perulangan I, II dan III, dari hasil rata-rata penurunan kandungan Fe menunjukkan bahwa semakin lama waktu injeksi udara ke dalam air baku yang mengandung Fe, penurunan kandungan Fe semakin besar hal ini sesuai dengan hipotesis yang menyebutkan bahwa semakin lama waktu injeksi udara dalam proses Pneumatic system, maka semakin besar penurunan kandungan Fe dalam air baku. Penurunan kandungan Fe menggunakan Pneumatic system dengan variasi lama waktu injeksi udara mulai dari 5 menit, 10 menit dan seterusnya sampai 25 menit menunjukkan hasil penurunan kandungan Fe yang terus menurun. Terlihat dari hasil penurunan kandungan Fe antar variasi waktu injeksi udara yang berbeda, yaitu penurunan kandungan Fe semakin besar seiring dengan penambahan waktu injeksi udara, kemudian untuk mempermudah dalam membaca dan mengetahui hasil penurunan kandungan Fe yang selalu bartambah seiring penambahan waktu injeksi udara dapat dibuat dalam bentuk grafik yang dihubungkan dengan persyaratan Peraturan Menteri Kesehatan No. 416/MENKES/PER/IX/1990 untuk air bersih, seperti pada gambar 4.2.

10 Berdasarkan hasil rata-rata analisis tabel IV.1 kemudian dihitung seberapa besar kemampuan Pneumatic system untuk menurunkan kandungan besi (Fe) dalam air baku yang ditunjukkan oleh besarnya nilai persentase (%) penurunan untuk tiap-tiap variasi lama waktu injeksi udara. Tabel IV.2. Persentase (%) Penurunan Kandungan Fe Setelah Pengolahan Dengan Variasi Lama Waktu Injeksi Udara. No Waktu Injeksi Udara (Menit) Rata-rata Kandungan Besi (mg/l) Persentase (%) 1 5 1,47 10, , ,15 30, ,91 44, ,69 58 Dari hasil perhitungan di atas penurunan kandungan besi pada tabel IV.2, kemudian dibuat dalam grafik yang dihubungkan dengan saat persentase (%) pengolahan memenuhi persyaratan air bersih menurut PERMENKES No : 416/MENKES/PER/IX/1990, seperti gambar 4.3. Hasil penelitian yang dianalisis di Laboratorium PDAM Tirta Moedal Kota Semarang, dalam proses aerasi dengan uji coba menggunakan alat Pneumatic system untuk variasi lama waktu injeksi udara, hasilnya menunjukkan adanya perubahan konsentrasi kandungan Fe. Hasil tersebut dapat dilihat pada tabel IV.1 sebagai hasil rata-rata perulangan I, II dan III. Hasil dari perulangan tersebut menunjukkan adanya perubahan nilai kandungan Fe dalam air baku setelah mengalami pengolahan yang selalu menurun untuk setiap kali penambahan waktu injeksi udara pada air baku. Hal ini lebih jelas terlihat pada grafik dalam gambar 4.2 dimana penurunan kandungan Fe mencapai dibawah ambang batas maksimum yang diperbolehkan

11 menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 416/KEPMENKES/IX/1990 untuk air bersih sebesar 1 mg/l. Keadaan yang demikian sesuai dengan teori aerasi menurut Agustjik (1991), menyebutkan bahwa sasaran utama aerasi adalah memaksimalkan kontak antara air dengan udara yang bertujuan menambah oksigen, sehingga semakin bertambahnya waktu injeksi udara ke dalam air baku akan semakin memaksimalkan terjadinya kontak air dengan udara sehingga oksigen terlarut akan semakin banyak. Untuk setiap proses lamanya waktu injeksi udara terdapat kontak antara gelembung udara dengan besi (Fe) yang larut dalam air, mengikuti reaksi sebagai berikut : 4 Fe 2+ + O OH H 2 O 4 Fe(OH) 3 (Degreemont, 1991), sehingga sesuai teori reaksi aerasi di atas yang mempunyai sasaran utama untuk memaksimalkan kesempatan kontak air dengan udara akan dapat diperbesar dengan menambah lama waktu injeksi udara ke dalam air baku, dan hasil yang dicapai menunjukkan bahwa dengan semakin lama waktu injeksi udara menunjukkan semakin besar pula penurunan kandungan Fe dalam air baku. Dari data hasil analisis terlihat lama waktu yang efektif hingga kandungan Fe memenuhi persyaratan sebesar 1 mg/l pada lama waktu injeksi udara 20 menit. Hal ini akan cukup baik untuk pemenuhan kebutuhan air bersih. Analisis kandungan Fe dalam air baku setelah proses aerasi menggunakan Pneumatic system dengan injeksi udara selama 20 menit, ternyata mampu menurunkan kandungan Fe hingga cukup baik untuk pemenuhan kebutuhan air bersih. Namun demikian proses aerasi ini lebih lama dibanding proses aerasi menurut Syahreza (2006), yang menyatakan bahwa aerasi akan berjalan baik dengan waktu 15 menit. Perbedaan selisih waktu ini dimungkinkan karena kurangnya injeksi udara ke dalam air baku pada saat proses aerasi menggunakan Pneumatic system berlangsung. Pelaksanaan penelitian yang dilakukan di luar ruangan sangat mempengaruhi hasil yang dicapai, selain aerasi injeksi udara dari dalam melalui pipa lewat dasar bak air baku juga disebabkan karena proses aerasi dari udara sekitar dimana apabila terjadi pergerakan udara disekitar juga akan memperbesar reaksi yang terjadi, hal yang demikian dapat dilihat pada Gambar 4.2 grafik hubungan perubahan Fe dalam air terhadap lama injeksi udara dalam proses pada alat Pneumatic system, pada lama injeksi udara 15 menit pada gambar 4.2 menunjukkan penurunan kandungan Fe yang lebih tajam hingga mencapai pada lama waktu injeksi udara 25 menit. Sedangkan untuk proses sebelumnya pada lama waktu injeksi 5 menit sampai 15 menit belum terjadi perubahan sampai di bawah ambang batas. Terlihat pada tabel IV.2 menunjukkan persentase (%) penurunan Fe hasil analisa rata-rata perulangan I, II dan III atau tingkat keberhasilan yang mampu dicapai oleh proses pengolahan dengan Pneumatic system menggunakan variasi lama waktu injeksi udara. Kemampuan proses aerasi dari rata-rata perulangan I, II dan III dengan variasi lama waktu injeksi udara adalah sebagai berikut : a. Untuk lama waktu injeksi udara 5 menit, kandungan Fe mampu diturunkan dari 1,65 mg/l menjadi 1,47 mg/l dengan persentase (%) penurunan 10,9 %.

12 b. Untuk lama waktu injeksi udara 10 menit, kandungan Fe mampu diturunkan dari 1,65 mg/l menjadi 1,32 mg/l dengan persentase (%) penurunan 20 %. c. Untuk lama waktu injeksi udara 15 menit, kandungan Fe mampu diturunkan dari 1,65 mg/l menjadi 1,15 mg/l dengan persentase (%) penurunan 30,3 %. d. Untuk lama waktu injeksi udara 20 menit, kandungan Fe mampu diturunkan dari 1,65 mg/l menjadi 0,91 mg/l dengan persentase (%) penurunan 44,8 %. e. Untuk lama waktu injeksi udara 25 menit, kandungan Fe mampu diturunkan dari 1,65 mg/l menjadi 0,69 mg/l dengan persentase (%) penurunan 58 %. Dari uraian di atas terlihat bahwa pada saat persentase (%) penurunan kandungan Fe terhadap pengolahan menggunakan alat Pneumatic system mencapai 44,8 % penurunan kandungan Fe sudah memenuhi ambang batas yang di perbolehkan, dan pada persentase (%) penurunan tersebut menggunakan lama waktu injeksi udara yang diujikan selama 20 menit. Waktu injeksi udara selama 20 menit merupakan waktu injeksi yang efektif dibanding dengan variasi lama waktu injeksi udara yang lain karena mampu menurunkan kandungan Fe sesuai ambang batas maksimum yang diperbolehkan menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 416/KEPMENKES/IX/1990 untuk air bersih sebesar 1 mg/l, sehingga cukup baik untuk pemenuhan kebutuhan air bersih masyarakat Dukuh Siwarak Kelurahan Kandri, Kecamatan Gunung Pati, Kota Semarang. V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Berdasarkan penelitian di lapangan dan hasil analisis laboratorium dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : a. Waktu injeksi udara dalam proses aerasi menggunakan Pneumatic system mempengaruhi persentase (%) penurunan kandungan Fe dalam air baku. Semakin lama waktu injeksi udara maka persentase (%) penurunan kandungan Fe dalam air baku semakin besar. b. Lama waktu yang efektif dalam Pneumatic system untuk menurunkan kandungan Fe adalah 20 menit sehingga dapat memenuhi ambang batas yang diperbolehkan berdasarkan PERMENKES No. 416/MENKES/PER/IX/1990 untuk air bersih sebesar 1 mg/l. c. Persentase (%) pada lama waktu yang efektif dalam menurunkan kandungan Fe hingga memenuhi ambang batas adalah 44,8 % Saran a. Perlunya adanya penambahan unit pengolahan seperti saringan pasir lambat untuk lebih memperbesar persentase (%) penurunan kandungan Fe dalam air baku. b. Untuk dapat memperpendek waktu injeksi hingga kandungan Fe dapat memenuhi ambang batas PERMENKES No. 416/MENKES/PER/IX/1990 dapat dilakukan dengan memperbesar daya dari Aerator Size. c. Agar persentase (%) penurunan kandungan Fe dapat diperbesar maka

13 harus memperlama waktu injeksi udara sehingga kontak Fe dalam air dengan udara maksimal. DAFTAR PUSTAKA Akademi Teknik Tirta Wiyata, Pelatihan Kualitas Air. Magelang. Kodoatie, J Pengantar Hidrologi. Edisi 1, Cet. 1. ANDI Yogyakarta : Yogyakarta. Toth, J The Role of Regional Gravity Flow in the Chemical and Thermal Evolution of Ground Water. American Conference on Hydrogeology. Practical Applications of Ground Water Geochemistry. Hitchon, Brian and Wallick, Edward 1. Alberta Research Council, Edmonton (ed). Banff, Alberta, Canada. Yayasan Pendidikan Tirta Dharma, Pelatihan Operator IPA Penghilangan Besi dan Mangan. Modul IPA 009. Yogyakarta.