BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Air 1. Pengertian air a. Pengertian air minum Air minum adalah air yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. 8) b. Pengertian air bersih Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. 7) 2. Sumber air Sumber air terdiri atas : a. Air hujan Air hujan jumlahnya sangat terbatas, dipengaruhi antara lain oleh musim, jumlah, intensitas dan distribusi hujan. Hal tersebut juga dipengaruhi oleh letak geografis suatu daerah dan lain-lain. Kualitas air hujan sangat dipengaruhi oleh kualitas udara dan atmosfir di daerah tersebut. b. Air permukaan Air permukaan berupa aliran sungai, danau atau kolam yang biasanya terdapat di daerah permukiman penduduk, namun hampir terpolusi, kadang begitu berat tingkat pencemarannya. Sumber seperti ini hanya digunakan tidak ada alternatif sumber air lainnya. 9) c. Air tanah Air tanah adalah air yang bergerak dalam tanah, terdapat di antara butir butir tanah atau dalam retakan bebatuan. Air tanah lebih banyak tersedia dari pada air hujan. Ciri ciri air tanah yaitu memiliki suspended solids rendah dan dissvolved solids tinggi. 3) 3. Kualitas air bersih
Dari segi kualitas air bersih harus memenuhi persyaratan seperti tertuang dalam Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor: 416/Menkes/Per/IX/1990 kualitas air yang digunakan sebagai keperluan hidup sebaiknya memenuhi persyaratan secara fisik, kimia, bakteriologis, radioaktivitas, 5) antara lain sebagai berikut : a. Persyaratan fisik Persyaratan fisik adalah persyaratan air yang dapat di indra, baik dengan indera penglihatan, penciuman, maupun indera perasa, meliputi 1) Air harus jernih, bersih dan tidak berwarna. 2) Tidak berbau dan tidak mempunyai rasa apapun misalnya pahit, asin, manis atau getir 3) Suhu air kira kira sama dengan suhu ruang, sehingga air bersih tidak terlalu dingin tetapi memberikan rasa segar. b. Persyaratan kimia Persyaratan kimia air bersih adalah persyaratan yang menyangkut kadar zat kimia dalam air. Air bersih tidak boleh mengandung zat zat yang dapat mengganggu kesehatan atau zat korosif yang dapat merusak pipa air bersih. 10) c. Persyaratan bakteriologis Tidak mengandung bakteri patogen misalnya bakteri golongan coli, salmonella typhi, vibrio cholera. Tidak mengandung bakteri nonpatogen seperti actinomycetes, phytoplankton coliform. 11) d. Persyaratan Radioaktif. Zat radioaktif dalam jumlah banyak dapat menimbulkan efek terhadap kesehatan, hal ini dapat dikendalikan apabila pengendalian buangan zat radioaktif dilaksanakan dengan ketat. Besar kecilnya masalah ini tergantung pada kadar magnifikasi, peran organisme dalam rantai makanan, serta lamanya waktu paruh zat radioaktif. 12) B. Air tanah. Air tanah terdiri dari air sumur dangkal, air sumur dalam, dan mata air. 4) 1. Air sumur dangkal
Air sumur dangkal terjadi karena daya proses peresapan air dari permukan tanah. Lumpur akan tertahan, demikian pula dengan sebagian bakteri, sehinggan air tanah akan jernih tetapi lebih banyak mengandung zat kimia (garam garam yang terlarut) karena melalui lapisan tanah yang mempunyai unsur unsur kimia tertentu untuk masing masing lapisan tertentu. 2. Air tanah dalam Air tanah dalam yaitu air yang terdapat setelah lapisan rapat air yang pertama. Untuk air tanah dalam tidak dipengaruhi oleh musim atau lingkungan, tetapi oleh tanah yang dilaluinya kemungkinan mengandung zat mineral seperti besi ( Fe ), mangan ( Mn ), kalsium ( Cu ) dan CO 2 agresif. Air tanah dalam merupakan pilihan yang lebih baik untuk penyediaan air bersih bagi masyarakat, karena pada umumnya air tersebut tidak memerlukan pengolahan intensif dan pengoperasiannya hanya terbatas pada pemompaan dan mungkin Desinfeksi dan Chlorinasi. 3. Mata air Adalah Air tanah yang keluar dengan sendirinya kepermukan tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam, hampir tidak terpengaruh oleh musim dan kualitas/kualitasnya sama dengan keaadaan air dalam. 1) C. Pengolahan air Pengolahan air adalah usaha usaha yang dilakukan untuk merubah sifat suatu zat. Hal ini sangat penting sekali dalam air minum, karena dengan adanya pengolahan maka akan didapat air minum yang sesuai dengan standard air minum yang telah ditentukan. Pengolahan air terdiri dari : 1. Pengolahan secara fisik Ditujukan untuk mengurangi atau menghilangkan kotoran kotoran kasar, penyisihan lumpur dan pasir serta mengurangi kadar zat zat organik yang ada dalam air baku. 13)
a. Penyaringan Penyaringan merupakan proses pemisahan antara padatan atau koloid dengan cairan. Proses penyaringan bisa merupakan proses awal ( Primary teatment ) atau penyaringan dai proses sebelumnya. Bahan padatan umumnya dapat dilihat langsung terapung seperti potongan kayu atau potongan sayuran. Bahan padatan berupa logam, tulang, bulu dan daun dapat disaring secara kasar atau sedang melalui proses awal (Primary treatment). Apabila air olahan yang akan disaring berupa cairan yang mengandung butiran halus maka sebelum proses penyaringan sebaiknya dilakukan koagulasi atau netralisasi yang menghasilkan endapan. b. Sedimentasi ( pengendapan ) Merupakan proses pengendapan bahan padat dari air olahan. Proses sedimentasi bisa terjadi bila air mempunyai berat jenis lebih besar dari air sehingga tenggelam. Prinsip sedimentasi adalah Pemisahan bagian padat dengan menggunakan gaya gravitasi sehingga bagian yang padat berada di dasar pengendapan sedangkan air murni di atas. c. Absorbsi dan adsorbsi Absorbsi merupakan proses penyerapan bahan bahan tertentu. Dengan penyerapan tersebut air menjadi jernih karena zat zat yang ada di dalamnya diikat oleh absorben. Adsorbsi merupakan penangkapan ion ion bebas didalam air oleh adsorben. d. Elektrodialisis Elektrodialisis merupakan proses pemisahan ion ion yang larut di dalam air limbah dengan pemberian dua kutub listrik yang berlawanan dari arus searah. 11) 2. Pengolahan secara kimia
Pengolahan dengan menggunakan zat zat kimia untuk membantu proses pengolahan selanjutnya. Misalnya dengan pembubuhan tawas, kapur dalam proses pelunakannya dan lain lain. 3. Pengolahan secara bakteriologis Pengolahan untuk membunuh atau memusnahkan kuman kuman bakteri yang terkandung dalam air minum dengan jalan membubuhkan kaporit sebagai desinfektant atau dengan pemanasan sampai pada titik didih air dalam waktu beberapa saat. 13) D. Total zat padat terlarut (Total Dissoled solids) Bahan padat (solids) adalah bahan yang tertinggal sebagai residu pada penguapan dan pengeringan pada suhu 103 0 C 105 0 C, Dalam analisa air dikenal beberapa istilah tentang padatan ini, istilah istilah itu adalah: Dissolved solids dan undisolved solids Volatile solids dan fixed solids Settleable solids dan unsetleable solids. Sebagian besar bahan padat dalam bentuk terlarut (dissolved) yang terutama terdiri dari garam an organik, selain gas gas yang terlarut. Kandungan total solids pada portable water biasanya dalam range antara 20 1000 mg/l, dan sebagai pedoman, kekerasan dalam air akan meningkat dengan meningkatnya total solid. Tingginya atau besarnya angka total solids merupakan bahan pertimbangan dalam menentukan sesuai atau tidaknya air untuk penggunaan rumah tangga. 1) Jumlah zat padat terlarut ( TDS ) yang melebihi kadar maksimum air minum akan mengakibatkan pengaruh terhadap kesehatan antara lain rasa tidak enak di lidah, rasa mual yang diakibatkan NaSO 4 / MgO 4, penyakit jantung, dan toxemia pada wanita hamil. 3)
E. Saringan pasir lambat Saringan pasir lambat adalah suatu wadah yang di isi pasir dengan ukuran butiran tertentu dan berfungsi menyaring dan atau menurunkan kekeruhan yakni oleh karena adanya peran mikroorganisme. 7) Jenis saringan pasir lambat ada 2 macam yaitu: 1. Saringan pasir lambat Down Flow atau konvensional. Saringan pasir lambat yang menggunakan sistem penyaringan air dari atas ke bawah, yang pencucian media saring dan filternya dilakukan secara manual yakni dengan mengeruk lapian pasir bagian atas, kemudian dicuci dengan air bersih. 2. Saringan pasir lambat Up Flow Saringan pasir lambat dengan menggunakan sistem penyaringan dari bawah keatas, yang mempunyai keunggulan dalam hal pencucian media sarig yang lebih mudah dibandingkan dengan model saringan pasir lambat konvensional. Namun hasil yang didapat samadengan saringan pasir lambat konvensional. 6) Efisiensi penyaringan dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain: 1. Kualitas air baku Pada dasarnya makin baik kualitas air baku yang diolah, maka akan makin baik pula hasil penyaringan yang diperoleh. Kekeruhan air baku akan mempengaruhi panjang masa operasi pasir, apabila kekeruhan air baku tinggi maka perlu dilakukan pengolahan pendahuluan misalnya bak pengendapan. 2. Temperatur Efisiensi saringan juga dipengaruhi oleh temperatur karena temperatur mempengaruhi reaksi reaksi kimia serta metabolisme bakteri dan mikroorganisme lainnya selama penyaringan. Temperatur yang baik apabila aktifitas bakteri tinggi, dengan tingginya aktifitas bakteri maka terbentuklah lapisan lendir pada media filter sehingga partikel partikel yang lebih kecil dari partikel pasir dapat tertahan. 3. Kecepatan penyaringan Kecepatan penyaringan akan mempengaruhi masa operasi filter, agar masa operasi saringan dapat di perpanjang, diperlukan tekanan pada pada lapisan
pasir dengan menambah ketinggian air diatas lapisan media saring. 14) Kecepatan penyaringan pada saringan pasir lambat adalah 0,1-0,2 m 3 /m 2 /jam hal ini dikarenakan dalam penyaringan pasir lambat tanpa pengolahan terlebih dahulu sehingga membutuhkan waktu yang lama dalam proses penyaringan. 4. Susunan lapisan pasir a. Luas permukaan pasir Kehadiran lapisan tipis yang di sebut schmuzdecke yang berada di permukaan lapisan pasir dan di dalamnya terdapat berbagai macam jasad renik. Semakin luas permukan lapisan pasir maka semakin banyak lapisan schmuzdecke yang akan terbentuk. 15) b. Ketebalan lapisan pasir. Semakin tebal lapisan pasir, semakin luas permukaan partikel partikel dan semakin besar jarak yang harus di tempuh sehingga air yang di hasilkan semakin baik kualitasnya. Menurut F.G Winarno (1979) ketebalan lapisan pasir saringan pasir lambat adalah 40-120 cm. 18) c. Lama pemakaian saringan. Bila proses penyaringan sudah tidak lancar maka pasir harus di cuci kembali. d. Diameter butiran pasir Semakin kecil diameter butiran pasir menyebabkan semakin kecil celah celah butiran pasir makin kecil, sehingga akan mengakibatkan efektifitas penahanan partikel, ukuran efektifitas untuk diameter yang di gunakan dalam saringan pasir lambat antara 0,3 mm 1 mm e. Jenis pasir Jenis pasir yang baik adalah pasir yang mengandung senyawa kimia SiO 2 ( silika oksida ). Semakin tinggi kandungan SiO 2 dalam pasir akan semakin meningkatkan tingkat kekerasan pasir. 14) Elemen yang digunakan dalam saringan pasir lambat adalah sebagai berikut: 1. Aliran air baku 2. Lapisan pasir 3. Kerikil
4. Pengaturan aliran air di dasar saringan F. Mekanisme Penyaringan Air baku dialirkan kedalam tangki penerimaan, kemudian di alirkan kedalam bak pengendapan tanpa memakai zat kimia untuk pengendapan kotoran yang ada dalam air baku. Selanjutnya di lakukan penyaringan dengan saringan pasir lambat dan kemudian di alirkan ke bak penampungan air bersih. Jika air baku yang di alirkan ke saringan pasir lambat, maka kotoran-kotoran yang ada di dalamnya akan tertahan pada media pasir oleh karena adanya akumulasi kotoran baik dari zat organik maupun anorganik pada media filternya akan terbentuk lapisan (film) biologis. Dengan terbentuknya lapisan ini maka di samping proses penyaringan secara fisika dapat juga menghilangkan (impurities) secara biokimia. Biasanya ammonia dengan konsentrasi yang rendah, zat besi, mangan dan zat-zat yang menimbulkan bau dapat dihilangkan dengan cara ini. Hasil dengan cara pengolahan ini mempunyai kualitas baik. Cara ini sangat sesuai untuk pengolahan air baku yang mempunyai kekeruhan yang rendah dan relatif tetap. Biaya operasi rendah karena proses pengendapan biasanya tanpa bahan kimia dan proses pencucian media saring dengan mengeruk lapisan pasir bagian atas dan dicuci dengan air bersih. Tetapi jika kekeruhan air baku cukup tinggi, pengendapan dapat juga memakai bahan kimia (koagulan) agar beban filter tidak terlalu berat. 6) G. Kerangka Teori Berdasarkan tinjauan pustaka yang telah dipaparkan dibuat kerangka teori sebagai berikut : Gambar 1 Proses penyaringan air dengan metode saringan pasir lambat Limbah industri Gas terlarut Pembakaran timah Kadar zat padat terlarut air sumur tinggi Biologi Fiska Kimia
Sumber : 1), 3), 13), 11) H. Kerangka Konsep Variabel bebas Ketebalan lapisan pasir sebagai media saring (50cm, 60cm, 70cm, 80 cm) Variabel terikat Zat padat terlarut setelah proses penyaringan dengan saringan pasir lambat Variabel kendali Jenis pasir Lama pemakaian saringan Diameter pasir Luas permukaan saringan
I. Hipotesa Sesuai dengan tujuan di atas maka dapat dirumuskan suatu hipotesa yaitu ada pengaruh ketebalan lapisan pasir sebagai media saring dalam menurunkan jumlah zat padat terlarut pada air sumur.