Penggunaan Filter Tembikar Untuk Meningkatkan Kualitas Air Tanah Dangkal Dekat Sungai (Studi Kasus Air Sumur Dekat Sungai Kalimas, Surabaya)

Transkripsi

1 SEMINAR HASIL TUGAS AKHIR Penggunaan Filter Tembikar Untuk Meningkatkan Kualitas Air Tanah Dangkal Dekat Sungai (Studi Kasus Air Sumur Dekat Sungai Kalimas, Surabaya) Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2010 Disusun oleh: GIGIH ARDITYAWAN PRATAMA

2 BAB I PENDAHULUAN LATAR BELAKANG PERUMUSAN MASALAH RUANG LINGKUP TUJUAN MANFAAT

3 LATAR BELAKANG Untuk memenuhi kebutuhan air, manusia dapat memakai air tanah yang umumnya baik dari segi fisik, kimia maupun bakteriologisnya. Menurut M. Sarwoko (1985), pengaruh iklim dan beban kerja mempengaruhi penggunaan air oleh manusia. Tubuh manusia secara normal memerlukan sekitar 3 10 l/org/hari, yang sebagian besar dari kebutuhannya diperoleh dari makanan. Sedangkan untuk keperluan sehari-hari seperti memasak, mencuci, dan lain - lain dibutuhkan l/org/hari (Al-layla, 1978). Air tanah dekat sungai terkadang tercemar karena rembesan air sungai ke dalam air tanah.

4 LATAR BELAKANG Ada beberapa parameter yang biasanya belum dapat dipenuhi air tanah dekat sungai yaitu Kekeruhan, Warna, Zat Organik Kandungan Besi (Fe), Kandungan Mangan (Mn), Bakteri Coliform. Menurut standar air minum yang ditetapkan oleh KEPUTUSAN MENTERI KESEHATAN RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990 Pada tanggal 3 September Dari hasil beberapa penelitian terdahulu menyatakan bahwa filter tembikar mampu menurunkan kandungan bakteri coli sampai 99,7% (shinta, 1997), logam berat (Cu dan Cr) masing - masing 97, 1% dan 96,5% (Nurhayanti,1997), kekeruhan dan warna 96,58% dan 45% (Djono, 1997).

5 PERUMUSAN MASALAH 1. Bagaimana kemampuan filter tembikar sebagai media pengolah air tanah dangkal agar memenuhi standar KepMenKesNo.907/MENKES/ SK/VII/ Apakah komposisi arang sebagai bahan campuran pembuat tembikar yang paling tepat untuk membentuk pori-pori filter yang paling sesuai agar dapat meningkatkan kualitas air tanah dangkal berdasarkan parameter yang diambil. 3. Mencari head optimum agar filter tembikar bekerja dengan baik.

6 RUANG LINGKUP Sampel air yang digunakan berasal dari air tanah (air sumur) dekat sungai di daerah jagir tepatnya di depan Hotel Novotel Surabaya. Bahan campuran pembuat tembikar adalah arang. Penelitian ini menggunakan skala laboratorium Teknik Lingkungan ITS. Media Filter yang digunakan Keramik (tembikar) dengan sistem gravitasi. Parameter yang digunakan sesuai dengan standar dari KEPMENKES RI No 907/MENKES/SK/VII/2002, yakni : Kekeruhan, Warna, Zat organik, Besi (Fe), Mangan (Mn), dan Bakteri Coliform

7 RUANG LINGKUP Variable yang digunakan : Variasi adonan pembuat tembikar dengan komposisi bahan keramik:arang = 10:1,5, dan variasi bahan keramik:arang = 10:0,5 Variasi head dengan menggunakan ketinggian gedung laboratorium teknik lingkungan ITS yakni dengan ketinggian 4 m dan 8 m.

8 TUJUAN PENELITIAN 1. Untuk mengetahui kemampuan filter tembikar sebagai media pengolah air tanah dangkal agar memenuhi standar KepMenKesNo.907/MENKES/SK/VII/ Untuk mengetahui komposisi arang sebagai bahan campuran pembuat tembikar yang paling tepat untuk membentuk pori-pori filter yang paling sesuai agar dapat meningkatkan kualitas air tanah dangkal berdasarkan parameter yang diambil. 3. Untuk mengetahui head optimum agar filter tembikar bekerja dengan baik.

9 MANFAAT PENELITIAN 1. Dapat diketahui kemampuan filter keramik (tembikar) dapat meningkatkan kualitas air tanah dangkat dekat sungai menjadi lebih baik sesuai dengan parameter yang diambil. 2. Dapat dijadikan alternatif masyarakat dekat sungai untuk mereduksi sesuai parameter yang diambil. 3. Dapat dijadikan dasar untuk penelitian selanjutnya.

10 BAB II TINJAUAN PUSTAKA AIR TANAH TINJAUAN KESEHATAN TERHADAP PARAMETER FILTRASI PENGERTIAN TEMBIKAR DAN PEMBUATAN TEMBIKAR

11 AIR TANAH Air tanah yaitu sumber air yang terdapat dibawah permukaan tanah dan dapat diperoleh melalui sumur dalam bentuk air sumur, Air tanah mengandung sejumlah mineral, seperti : kalsium, khlorida, mangan, besi dan sebagainya (Wardhana,2000). Ada beberapa macam air tanah yaitu : o Air tanah dangkal o Air tanah dalam o Mata air o Air resapan

12 TINJAUAN KESEHATAN TERHADAP PARAMETER Tinjauan Kesehatan Terhadap Parameter Fisik Pada Air o Kekeruhan o Warna Tinjauan Kesehatan Terhadap Parameter Mikrobiologi Pada Air o Bakteri Coliform Tinjauan Kesehatan Terhadap Parameter Kimia Pada Air o Kandungan Besi (Fe) o Kandungan Mangan (Mn) o Zat Organik

13 FILTRASI Filtrasi adalah proses pemisahan antara padatan dan cairan, dengan cara melewatkan cairan pada media berpori (serapan), untuk memisahkan zat padat tersuspensi yang ada dalam air (Reynolds, 1982). Ada beberapa mekanisme filtrasi, yaitu: 1. Mechanical Straining 2. Sedimentasi 3. Adsorpsi 4. Aktifitas Kimia 5. Aktifitas Biologi

14 PENGERTIAN TEMBIKAR DAN PEMBUATAN TEMBIKAR Keramik (Tembikar) ialah bahan keramik / tembikar bersifat ringan, keras, tahan cuaca, tahan api, dan tahan korosi. Cara pembuatan tembikar ialah 1. Pengolahan Bahan Baku 2. Proses Pembentukan Tembikar 3. Pengeringan 4. Pembakaran

15 KERANGKA PENELITIAN SKETSA REAKTOR PENELITIAN LOKASI SAMPLING

16 Ide Tugas Akhir : PENGGUNAAN FILTER TEMBIKAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS AIR TANAH DANGKAL DEKAT SUNGAI (STUDI KASUS AIR SUMUR DEKAT SUNGAI DAERAH JAGIR, SURABAYA) Penentuan variasi - Variasi susunan bahan campuran yaitu arang dengan bahan keramik : arang yaitu 10 : 1,5, dan 10 : 0,5. - Variasi head 4m, dan 8m. Studi Literatur Persiapan Penelitian AA BB

17 AA BB Persiapan Alat dan Bahan : Reaktor, Air Sampel, Media Tembikar, Bahan Kimia. Analisa Awal : Besi (Fe), Mangan (Mn), Bakteri E. Coli, Zat Organik, Kekeruhan, dan Warna Pelaksanaan Penelitian Analisa dan Pembahasan Meliputi proses analisis parameter dan pembahasan data Kesimpulan dan Saran Penyusunan Laporan

18

19 Lokasi sampling Hotel Novotel Gambar Lokasi Sampling Gambar Lokasi Sumur

20 BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ANALISA AWAL WARNA KEKERUHAN ZAT ORGANIK BESI (Fe) MANGAN (Mn) BAKTERI COLIFORM KECEPATAN FILTRASI POROSITAS PERMEABILITAS

21 BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ANALISA AWAL Air sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil dari daerah jagir depan Hotel Novotel. Tabel Hasil Penelitian Awal No Parameter Satuan KEPMENKES RI NOMOR 907/MENKES/SK/VII/2002 Hasil analisa air sampel 1 Warna PtCo 15 38,26 2 Kekeruhan NTU 5 33,38 3 Besi Mg/l 0,3 2,83 4 Mangan Mg/l 0,1 4, Kandungan organik Total Bakteri coliform Sumber : Hasil Analisa Mg/l 10 46,77 Jumlah/100 ml sampel 0 920

22 WARNA WARNA Air sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil dari daerah jagir depan Hotel Novotel. Tabel Hasil Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Warna) Influen Head 4m 5% Head 4m 15% Head 8m 5% Head 8m 15% Ptco akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan 38,26 4 m (ca 5%) Ptco 4 m (ca 5%) (%) 4 m (ca 15%) Ptco 4 m (ca 15%) (%) 8 m (ca 5%) Ptco 8 m (ca 5%) (%) 8 m (ca 15%) Ptco 8 m (ca 15%) (%) Sumber : Hasil Analisa 2,70 92,93 4,93 87,12 2,70 92,93 2,70 92,93 Tabel Hasil Analisa, Grafik Efisiensi, Grafik Penurunan Parameter Warna

23 WARNA Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Warna) Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Warna)

24 KEKERUHAN KEKERUHAN Air sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil dari daerah jagir depan Hotel Novotel. Tabel Hasil Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Kekeruhan) Influen Head 4m 5% Head 4m 15% Head 8m 5% Head 8m 15% NTU akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan 33,38 4 m (ca 5%) NTU 4 m (ca 5%) (%) 4 m (ca 15%) NTU 4 m (ca 15%) (%) 8 m (ca 5%) NTU 8 m (ca 5%) (%) 8 m (ca 15%) NTU 8 m (ca 15%) (%) 0,62 98,14 0,97 97,11 0,28 99,17 0,97 97,11 Sumber : Hasil Analisa Tabel Hasil Analisa, Grafik Efisiensi, Grafik Penurunan Parameter Kekeruhan

25 KEKERUHAN Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Kekeruhan) Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Kekeruhan)

26 ZAT ORGANIK ZAT ORGANIK Air sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil dari daerah jagir depan Hotel Novotel. Tabel Hasil Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter KMnO 4 ) Influen Head 4m 5% Head 4m 15% Head 8m 5% Head 8m 15% mg/l akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan 46,77 4 m (ca 5%) mg/l 4 m (ca 5%) (%) 4 m (ca 15%) mg/l 4 m (ca 15%) (%) 8 m (ca 5%) mg/l 8 m (ca 5%) (%) 8 m (ca 15%) mg/l 8 m (ca 15%) (%) 6,32 86,49 3,16 93,24 4,42 90,54 1,58 96,62 Sumber : Hasil Analisa Tabel Hasil Analisa, Grafik Efisiensi, Grafik Penurunan Parameter Zat Organik

27 ZAT ORGANIK Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter KMnO 4 ) Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter KMnO 4 )

28 BESI (Fe) BESI (Fe) Air sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil dari daerah jagir depan Hotel Novotel. Tabel Hasil Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Besi) Influen Head 4m 5% Head 4m 15% Head 8m 5% Head 8m 15% mg/l akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan 2,83 4 m (ca 5%) mg/l 4 m (ca 5%) (%) 4 m (ca 15%) mg/l 4 m (ca 15%) (%) 8 m (ca 5%) mg/l 8 m (ca 5%) (%) 8 m (ca 15%) mg/l 8 m (ca 15%) (%) Sumber : Hasil Analisa 0,01 99,80 0,01 99,80 0,01 99,80 0,01 99,80 Tabel Hasil Analisa, Grafik Efisiensi, Grafik Penurunan Parameter Besi (Fe)

29 BESI (Fe) Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Besi) Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Besi)

30 MANGAN (Mn) MANGAN (Mn) Air sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil dari daerah jagir depan Hotel Novotel. Tabel Hasil Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Mangan) Influen Head 4m 5% Head 4m 15% Head 8m 5% Head 8m 15% mg/l akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan 4,82 4 m (ca 5%) mg/l 4 m (ca 5%) (%) 4 m (ca 15%) mg/l 4 m (ca 15%) (%) 8 m (ca 5%) mg/l 8 m (ca 5%) (%) 8 m (ca 15%) mg/l 8 m (ca 15%) (%) 0,09 98,23 0,06 98,75 0,11 97,71 0,09 98,23 Sumber : Hasil Analisa Tabel Hasil Analisa, Grafik Efisiensi, Grafik Penurunan Parameter Mangan (Mn)

31 MANGAN (Mn) Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Mangan) Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Mangan)

32 BAKTERI COLIFORM BAKTERI COLIFORM Air sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil dari daerah jagir depan Hotel Novotel. Tabel Hasil Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Bakteri Coliform) Influen Head 4m 5% Head 4m 15% Head 8m 5% Head 8m 15% MPN/ akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan akhir penurunan 100ml 4 m (ca 5%) 4 m (ca 15%) 8 m (ca 5%) 8 m (ca 15%) 4 m (ca 5%) 4 m (ca 8 m (ca 5%) 8 m (ca jumlah/ jumlah/ jumlah/ jumlah/ 920 (%) 15%) (%) (%) 15%) (%) 100ml 100ml 100ml 100ml Sumber : Hasil Analisa Tabel Hasil Analisa, Grafik Efisiensi, Grafik Penurunan Parameter Bakteri Coliform

33 BAKTERI COLIFORM Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Mangan) Gambar Efisiensi Terbaik Filtrasi pada Semua Head dan Semua Campuran (Parameter Mangan)

34 KECEPATAN FILTRASI KECEPATAN FILTRASI Air sampel berupa air tanah (sumur) dekat sungai diambil dari daerah jagir depan Hotel Novotel. Kemudian kecepatan filtrasi ini Dihitung dengan menghitung luas permukaan tembikar Setelah itu bisa menghitung kecepatan filtrasi. Luas permukaan filter = Luas Selimut Tabung + Luas Selimut Setengah Bola = (2 π r t) + (1/2 x 4 π r 2 ) = 2 π (r 2 + r t) Tabel Luas Permukaan Filter Komposisi A (m 2 ) Tembikar dengan campuran (5%, dan 0, % Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2009.

35 KECEPATAN FILTRASI Kecepatan filtrasi = volume( l) waktu( jam) xluas( m2) Grafik Kecepatan Filtrasi Campuran 5% dan 15% pada head 4 m Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2009.

36 KECEPATAN FILTRASI Kecepatan filtrasi = volume( l) waktu( jam) xluas( m2) Grafik Kecepatan Filtrasi Campuran 5% dan 15% pada head 8 m Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2009.

37 POROSITAS Volume Air = Berat basah( gr) Berat ker ing( gr) ρ air( gr 3 ) cm Volume Total = ((Volume Tabung Luar + Volume ½ Lingkaran Luar) - (Volume Tabung Dalam + Volume ½ Lingkaran Dalam)) Volume Solid = Volume Total Volume Air Porositas = n = Vv / V Tabel Data Porositas Filter Variasi Vair Vsolid Vtotal Porositas Campuran Arang 5% 32, , ,11 0,0452 Campuran Arang 15% 25, , ,11 0,0356 Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2009

38 PERMEABILITAS Permeabilitas = Q L A h t Dimana, K = Koefisien rembesan Q = Volume air yang tertampung pada gelas ukur h = Selisih tinggi head air dengan tampungan L = Panjang contoh tembikar yang dites A = Luas penampang tembikar t = Waktu Tabel Data Permeabilitas Filter Variasi Campuran Arang 5% Campuran Arang 15% Permebilitas 0, cm/s 0, cm/s Sumber : Hasil Penelitian dan Perhitungan, 2009

39 KESIMPULAN 1. Dengan hasil diatas ini dapat disimpulkan bahwa filter tembikar ini dapat bekerja dengan baik dan hasil filtrasinya memenuhi standar KepMenKesNo.907/MENKES/SK/ VII/ Dalam penelitian ini filter tembikar dengan campuran 5% dengan head 8 meter itu menunjukkan filter tembikar yang bekerja dengan optimum. 3. Arang disini berfungsi dengan baik karena membentuk pori dengan baik meskipun dalam waktu pencampuran bahan keramik dengan bahan pencampur yaitu arang mixingnya dilakukan manual dan pori yg dibentuk arang dapat memfiltrasi dengan baik dan air sample yg semula belum memenuhi standar KepMenKesNo.907/MENKES/SK/VII /2002 menjadi memenuhi KepMenKesNo.907/MENKES/SK/ VII/2002.

40 SARAN 1. Untuk mengetahui kemampuan optimal filter tembikar arang dalam mengolah warna, kekeruhan, kandungan besi (Fe), kandungan mangan (Mn), dan bakteri coliform perlu dilakukan penelitian terhadap variasi dimensi tabung filter tembikar arang yang berbeda. 2. Untuk mengetahui kemampuan optimal filter tembikar terhadap penurunan dapat dilakukan penelitian lanjutan terhadap variasi head yang lebih tinggi lagi. Dengan lebih tinggi kemungkinan waktu clogging atau penyumbatan lebih lama dan juga hasil penurunan akan semakin tinggi. 3. Dilakukan mixing media pencampur dengan bahan tembikar agar media pencampur dapat bercampur jadi satu dengan bahan keramik dan agar homogen.

41 41