BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Water Treatment Plant atau lebih populer dengan akronim WTP adalah

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Water Treatment Plant (WTP) Water Treatment Plant atau lebih populer dengan akronim WTP adalah bangunan utama pengolahan air bersih dengan cara tertentu dengan tujuan agar mendapatkan air dengan kualitas yang bagus dan seperti yang diharapkan. Bagi perusahaan-perusahaan besar untuk proses produksi tentunya tak lepas dari penggunaan air yang cukup besar dan dengan kualitas yang bagus. Kualitas air yang tidak bagus secara tidak langsung akan mengakibatkan rusaknya alat-alat yang proses kerjanya bersinggungan langsung dengan air. Memang kerusakan ini tidak dapat terdeteksi secara langsung, biasanya akan terdeteksi dalam jangka waktu tertentu.. Biasanya bagunan ini terdiri dari 4 bagian, yaitu : bak koagulasi, bak flokulasi, bak sedimentasi, dan bak filtrasi. 2.2.Pengelolaan Pengelolaan diartikan sebagai suatu rangkaian pekerjaan atau usaha yang dilakukan oleh sekelompok orang untuk melakukan serangkaian kerja dalam mencapai tujan tertentu. Menurut Wardoyo (1980:41) memberikan definisi sebagai berikut pengelolaan adalah suatu rangkai kegiatan yang berintikan perencanaan, pengorganisasian penggerakan dan pengawasan dalam mencapai tujuan yang telah ditetapkan sebelumnya.menurut Harsoyo (1977:121) pengelolaan adalah suatu istilah yang berasal dari kata kelola mengandung arti serangkaian usaha yang II - 1

2 bertujuan untuk mengali dan memanfaatkan segala potensi yang dimiliki secara efektif dan efisien guna mencapai tujuan tertentu yang telah direncanakan sebelumnya.dari uraian diatas dapatlah disimpulkan bahwa yang dimaksud dengan pengelolaan adalah suatu rangkaian kegiatan yang berintikan perencanaan, pengorganisasian, penggerakan dan pengawasan yang bertujuan menggali dan memanfaatkan sumber daya alam yang dimiliki secara efektif untuk mencapai tujuan organisasi yang telah ditentukan Definisi Air Bersih Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari dan akan menjadi air minum setelah dimasak terlebih dahulu. Sebagai batasannya, airbersih adalah air yang memenuhi persyaratan bagi sistem penyediaan air minum. Adapun persyaratan yang dimaksud adalah persyaratan dari segikualitas air yang meliputi kualitas fisik, kimia, biologi dan radiologis, sehingga apabila dikonsumsi tidak menimbulkan efek samping (Ketentuan Umum Permenkes No.416/Menkes/PER/IX/1990). 2.4.Persyaratan dalam Penyediaan Air Bersih Sistem penyedian air bersih harus memenuhi beberapa persyaratan utama. Persyaratan tersebut meliputi persyaratan kualitatif, persyaratan kuantitatif dan persyaratan kontinuitas. II - 2

3 Persyaratan Kualitatif. Persyaratan kualitas menggambarkan mutu atau kualitas dari air baku air bersih. Persyaratan ini meliputi persyaratan fisik, persyaratan kimia, persyaratan biologis dan persyaratan radiologis. Syarat-syarat tersebut berdasarkan Permenkes No.416/Menkes/PER/IX/1990dinyatakan bahwa persyaratan kualitas air bersih adalah sebagai berikut: a. Syarat-syarat fisik. Secara fisik air bersih harus jernih, tidak berbau dan tidak berasa. Selain itu juga suhu air bersih sebaiknya sama dengan suhu udara atau kurang lebih 25oC, dan apabila terjadi perbedaan maka batas yang diperbolehkan adalah 25oC ± 3oC. b. Syarat-syaratKimia. Air bersih tidak boleh mengandung bahan-bahan kimia dalam jumlah yang melampaui batas. Beberapa persyaratan kimia antara lain adalah : ph, total solid, zat organik, CO2agresif, kesadahan, kalsium (Ca), besi (Fe), mangan (Mn), tembaga (Cu), seng (Zn), chlorida (Cl), nitrit, flourida (F), serta logam berat. c. Syarat-syaratbakteriologis danmikrobiologis. Air bersih tidak boleh mengandung kuman patogen dan parasitik yang mengganggu kesehatan. Persyaratan bakteriologis ini ditandai dengan tidak adanya bakteri E. coli atau Fecal coli dalam air. II - 3

4 d. Syarat-syarat Radiologis. Persyaratan radiologis mensyaratkan bahwa air bersih tidak boleh mengandung zat yang menghasilkan bahan-bahan yang mengandung radioaktif, seperti sinar alfa, beta dan gamma Persyaratan Kuantitatif (Debit). Persyaratan kuantitas dalam penyediaan air bersih adalah ditinjau dari banyaknya air baku yang tersedia. Artinya air baku tersebut dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan sesuai dengan kebutuhan daerah dan jumlah penduduk yang akan dilayani. Persyaratan kuantitas juga dapat ditinjau dari standar debit air bersih yang dialirkan ke konsumen sesuai dengan jumlah kebutuhan air bersih. Debit aliran (Q) adalah jumlah aliran air (volume) yang mengalir melalui suatu penampang dalam waktu tertentu, umumnya dinyatakan dalam satuan volume/waktu yaitu (m 3 /detik). Pengukuran debit pada waktu-waktu tertentu dapat digunakan sebagai bahan analisisyang dapat dinyatakan dengan persamaan : Q = A. V dimana : Q = debit air (m 3 /detik atau m 3 /jam) A = luas penampang air (m 2 ) V = kecapatan airmelalui penampang tersebut (m/detik) II - 4

5 Dalam fluida ideal dimana kekentalan fluida mendekati nol maka tidak terjadi gesekan atara fluida dengan dinding saluran atau antar butir fluidanya. Kecepatan aliran v adalah sama disetiap titik pada penampang lintang Persyaratan Kontinuitas. Air baku untuk air bersih harus dapat diambil terus menerus dengan fluktuasi debit yang relatif tetap, baik pada saat musim kemarau maupun musim hujan. Kontinuitas juga dapat diartikan bahwa air bersih harus tersedia 24 jam per hari, atau setiap saat diperlukan, kebutuhan air tersedia. Akan tetapi kondisiideal tersebut hampir tidak dapat dipenuhi pada setiap wilayah di Indonesia, sehingga untuk menentukan tingkat kontinuitas pemakaian air dapat dilakukan dengan cara pendekatan aktifitas konsumen terhadap prioritas pemakaian air. Prioritas pemakaian air yaitu minimal selama 12 jam per hari, yaitu pada jam-jam aktifitas kehidupan, yaitu pada pukul WIB. Kontinuitas aliran sangat penting ditinjau dari dua aspek. Pertama adalah kebutuhan konsumen. Sebagian besar konsumen memerlukan air untuk kehidupan dan pekerjaannya, dalam jumlah yang tidak ditentukan. Karena itu, diperlukan pada waktu yang tidak ditentukan.karena itu, diperlukan reservoir pelayanan dan fasilitas energi yang siap setiap saat. Sistem jaringan perpipaan didesain untuk membawa suatu kecepatan aliran tertentu. Kecepatan dalam pipa tidak boleh melebihi 0,6 1,2 m/dt. Ukuran pipa harus tidak melebihi dimensi yang diperlukan dan juga tekanan dalam sistem harus tercukupi. Dengan analisis jaringan pipa distribusi, dapat ditentukan dimensi atau ukuran pipa yang diperlukan sesuai dengan tekanan minimum II - 5

6 yang diperbolehkan agar kuantitas aliran terpenuhi Kebutuhan Air Bersih Kebutuhan air bersih adalah banyaknya air yang diperlukan untuk melayani penduduk yang dibagi dalam dua klasifikasi pemakaian air, yaitu untuk keperluan domestik (rumah tangga) dan non domestik.target pelayanan harus mengacu pada Millenium Development Goals (MDGs) Kabupaten Aceh Barat di mana daerah perkotaan harus sudah terlayani 60% dari jumlah penduduk. Dalam melayani jumlah cakupan pelayanan penduduk akan air bersih sesuai target, maka direncanakan kapasitas sistem penyediaan air bersih yang dibagi dalam dua klasifikasi pemakaian air, yaitu untuk keperluan domestik (rumah tangga) dan non domestik Kebutuhan Air Bersih Untuk Domestik (Rumah Tangga). Menurut Anonimus, (1990) menyatakan bahwa kebutuhan domestik dimaksudkan adalah untuk memenuhi kebutuhan air bersih bagi keperluan rumah tangga yang dilakukan melalui Sambungan Rumah (SR) dan kebutuhan umum yang disediakan melalui fasilitas Hidran Umum (HU). Pada Tabel 2.1 dibawah ini menunjukkan besar debit domestik yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan domestik diperhitungkan terhadap beberapa faktor: a. Jumlah penduduk yang akan dilayani menurut target tahapan perencanaan sesuai dengan rencana cakupan pelayanan. b. Tingkat pemakaian air bersih diasumsikan tergantung pada kategori daerah dan jumlah penduduknya. II - 6

7 Tabel 2.1 Kebutuhan Air Bersih Berdasarkan Jenis Kota dan Jumlah Penduduk. Kategori Kota Jumlah Penduduk (orang) Konsumsi Air (lt/org/hari) Metropolitan > Besar Sedang Kecil Sumber : kimpraswil, Kebutuhan Air Bersih Untuk Non Domestik. Menurut Anonimus, (1990), kebutuhan air bersih non domestik dialokasikan pada pelayanan untuk memenuhi kebutuhan air bersih berbagai fasilitas sosial dan komersial yaitu fasilitas pendidikan, peribadatan, pusat pelayanan kesehatan, instansi pemerintahan dan perniagaan. Besarnya pemakaian air untuk kebutuhan non domestik diperhitungkan 20% dari kebutuhan domestik Kebutuhan Air Rata-Rata. Menurut Anonimus, (1990), dalam Standar Kriteria Desain Sistem Penyediaan Air Bersih menyatakan bahwa kebutuhan rata-rata distribusi air bersih perharinya adalah jumlah kebutuhan air untuk keperluan domestik (rumah tangga) ditambahkan dengan kebutuhan air untuk keperluan non domestik. II - 7

8 Qr = Qd + Qnd... (1.1) Keterangan: Qr = Kebutuhan air rata-rata (ltr/dtk). Qd = Kebutuhan air untuk keperluan domestik (ltr/dtk). Qnd = Kebutuhan air untuk keperluan non domestik (ltr/dtk). Berdasarkan Anonimus, (1990) dalam Standar Kriteria Desain Sistem Penyediaan Air Bersih, kebutuhan air pada hari maksimum (Qm) adalah pemakaian air harian rata-rata tertinggi dalam satu tahun yang diasumsikan sebesar 110% dari kebutuhan rata-rata Tipe-tipe Aliran 1. Aliran Laminer Dalam aliran laminer partikel-partikel fluidanya bergerak di sepanjang lintasan-lintasan lurus, sejajar dalam lapisan atau laminae. Besarnya kecepatan-kecepatan dari laminae tang berdekatan tidak sama. Aliran laminer di atur oleh hukum yang menghubungkan tegangan geser kelaju perubahan bentuk sudut, yaitu hasil kali kekentalan fluida dan gradien kecepatan. 2. Aliran Turbulen Dalam aliran turbulen partikel-partikel bergerak secara serampangan kesemua arah tidaklah mungkin untuk menjejaki gerakan sebuah partikel itu sendiri. II - 8

9 2.7. Instalasi Pengolahan Air (IPA) Bersih Untuk Instalasi Pengolahann Air Bersih diperlukan beberapa unit sebagai berikut : 1. Intake Beberapaa lokasi intake pada sumber air yaitu intake sungai, intake danau dan waduk, dan intake air tanah. Jenis jenis intake, yaitu intake tower, shore intake, intake crib, intake pipe atau conduit, infiltration gallery, sumur dangkal dan sumur dalam (Kawamura, 1991, diacu dalam Darmasetiawan 1990) ). 2. Aerasi Gambar 2.1.Proses Aerasi Aerasi digunakan untuk menyisihkan gas yang terlarut di air permukaan atau untuk menambah oksigen ke air untuk megubah substansi yang di permukaan menjadi suatu oksida.dalam keadaan teroksidasi, besi dan II - 9

10 mangan terlarut di air.bentuk senyawaa dengan larutan ion, keduanyaterlarut pada bilangan oksidasi +2, yaitu Fe e 2+ dan Mn 2+. Ketika kontak dengan oksigen atau oksidator lain, besi dan mangan akan teroksidasii menjadi valensi yang lebih tinggi, bentuk ion kompleks baru tidak larut ke tingkat yang cukup besar. Oleh karena itu, mangan dan besi dihilangkan dengan pengendapan setelah aerasi. Ada 4 tipe aerator yang sering digunakan, yaitu gravity aerator, spray aerator, air diffuser, danmechanical aerator. Fungsi dari proses aerasi adalah menyisihkan methane, menyisihkan karbon dioksida, menyisihkan gas gas lain (Fair, 1968, diacu dalam Nur Fajri 2007) 3. Koagulasi Gambar 2.2.Proses Koagulasi Secara Mekanis dengan mesin pemutar Pada proses koagulasi, koagulan dicampur dengan air baku selama beberapa saat hingga merata. Setelah pencampuran ini, akan terjadi destabilisasi koloid yang ada pada air baku. Koloid yang sudah kehilangan muatannya atau terdestabilisasi mengalami saling tarik menarik sehingga cenderung untuk membentuk gumpalan yang menentukan keberhasilan suatu prosess koagulasi lebih besar. Faktor yaitu jenis koagulan yang yang digunakan, dosiss pembubuhan koagulan, dan pengadukan dari bahan kimia (Martin D, 2001, diacu dalam Sutrisno, 2002) ). Pengadukan cepat dapat II - 10

11 dilakukan dengann cara: pengadukan secara hidrolis (terjunan dan pengadukan dalam pipa) dan pengadukann secara mekanik. 4. Flokulasi Gambar 2.3.Proses Flokulasi Flok-flokk kecil yang sudah terbentuk di koagulator diperbesar disini. Faktor-faktor yang mempengaruhi bentuk flok yaitu kekeruhan pada air baku, tipe dari suspended solids, ph, alkalinitas, bahan koagulan yang dipakai, dan lamanya pengadukan (Sutrisno, 2002). Beberapa tipe flokulator adalah channel floculator (buffle channel horizontal, buffle channel vertikal, buffle channel vertikal dengan diputar, melalui plat berlubang, dalam Cone, dan dengan pulsator) ), pengadukan secara mekanik, pengadukann melalui media, pengadukan secara pneumatic (dengan udara). 5. Sedimentasi Gambar 2.4.Proses sedimentasii II - 11

12 Sedimentasi adalah pemisahan partikel secara gravitasi. Pengendapan kandungan zat padat di dalam air dapat digolongkan menjadi pengendapan diskrit (kelas 1), pengendapan flokulen (kelas 2), pengendapan zone, pengendapan kompresi/tertekan (Martin D, 2001; Peavy, 1985; Reynolds, 1977) ). Jenis bak pengendap adalah bak pengendap aliran batch dan bak pengendap dengan aliran kontinu. 6. Filtrasi Gambar 2.5.Unit Filtrasi Proses filtrasi adalah mengalirkan air hasil sedimentasi atau air baku melalui media pasir. Proses yang terjadi selama penyaringan adalah pengayakan (straining), flokulasi antar butir, sedimentasi antar butir, dan proses biologis.dilihat dari segi desain kecepatan, filtrasi dapat digolongkan menjadi saringan pasir cepat (filter bertekanann dan filter terbuka) dan saringan pasir lambat (Martin D, 2001). Setelah filter digunakan beberapa saat, filter akan mengalami penyumbatan. Untuk itu perlu pembersihan, yang dapat dilakukan dengan pencucian dengan udaraa dan pencucian dengan air (pencucian permukaan filter dengan penyemprotan dan pencucian dengan backwash). Sedangkan tenaga untuk pencucian dapat dilakukan dengann cara II - 12

13 pompa (memompa air yang ada di reservoir penampung ke dasar filter), menggelontor air yang ada di reservoir atas (elevated tank) secara gravitasi ke dasar filter, dan menggelontor air yang ada di filter sebelahnya ke filter yang sudah jenuh (interfilter). 7. Desinfeksi Desinfeksi air bersih bertujuan membunuh bakteri patogen yang ada dalam air. Desinfektan air dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu: :pemanasan, penyinaran antara lain dengann sinar UV, ion-ion logam antaraa lain dengan copper dan silver, asam atau basa, senyawa-senyawa kimia, dan chlorinasi (Sutrisno, 2002). Proses desinfeksi dengan klorinasi diawali dengan penyiapan larutan kaporit dengann konsentrasi tertentu serta penetapan dosis klor yang tepat. Metode pembubuhan dengan kaporit yang dapat diterapkan sederhanaa dan tidak membutuhkan tenaga listrik tetapi cukup tepat pembubuhannya secara kontinu adalah: metoda gravitasi dan metode dosing proporsional (Martin D 2001, diacu dalam Perdana Adiarsa 2007) ). 8. Reservoir Sumber : Google Gambar 2.6.Reservoir Air Bersih II - 13

14 Reservoir digunakan pada sistem distribusi untuk meratakan aliran, untuk mengatur tekanan, dan untuk keadaan darurat. Jenis pompa penyediaan air yang banyak digunakan adalah: jenis putar (pompa sentrifugal, pompa diffuser atau pompa turbin meliputi pompa turbin untuk sumur dan pompa submersible untuk sumur dalam), pompa jenis langkah positif (pompa torak, pompa tangan, pompa khusus meliputi pompa vortex atau pompa kaskade, pompa gelembung udara atau air lift pump, pompa jet, dan pompa bilah). Efisiensi pompa umumnya antara 60 sampai 85% (Noerbambang, 2000) Kerangka Berpikir Dengan semakin berkembangnya lingkup industri dan perumahan di Indonesia, tak terhindarkan lagi bahwa masyarakat semakin memikirkan standar kualitas yang tinggi baik dari segi kesehatan, ekonomi dan segi yang lain. Oleh karena itu pihak yang terkait perlu memikirkan aspek apa saja yang bisa dikembangkan baik segi teknologi maupun ekonomi. Instalasi Pengolahan Air (IPA) Bersih merupakan salah satu sarana infrastruktur yang memiliki peran cukup penting dalam memenuhi kebutuhan air bersih di suatu kawasan industri dan perumahan, tak terkecuali di kawasan industri dan perumahan JABABEKA. dengan menerapkan sitem Water Ttreatment Plant (WTP), Instalasi Pengolahan Air (IPA) Bersih yang dilakukan secara terpadu dan mandiri ini mencakup segala kebutuhan air bersih baik untuk industri dan perumahan yang terdapat di kawasan JABABEKA. Sedikitnya ada beberapa faktor yang menyebabkan penurunan kualitas dan kuantitas air bersih : perilaku pemakaian air bersih pada individu pelanggan, II - 14

15 zona distribusi yang berbeda-beda, baik pelanggan industri maupun perumahan. Perilaku pemakaian bisa terjadi mengingat konsumsi dari tiap kepala pada satu rumah atau industri berbeda-beda. Zona distribusi yang berbeda-beda menyebabkan aliran air yang dipasok juga mengalami perbedaaan, hal ini secara tidak langsung mempengaruhi pasokan air bersih ke masing-masing zona. Terjadinya masalah penurunan kualitas dan kuantitas air bersih tentu menjadi problematika tersendiri bagi pihak penanggung jawab kawasan Jababeka, terlebih lagi, ini menyangkut tingkat kepuasaan pelanggan di kawasan Jababeka yang mulai berkembang. Studi mengenai pengelolaan air bersih, yang didalamnya juga mencakup parameter kualitas, kuantias dan tingkat kebutuhan air bersih, kiranya dapat dilaksanakan dengan baik dan teliti. Tentunya butuh kordinasi yang intensif antara penulis, penanggung jawab WTP dan pelanggan mengenai studi ini, karena kordinasi ini nantinya akan sangat bermanfaat bagi pihak-pihak yang terkait dalam menangani masalah tersebut. II - 15