Teknologi Tepat Guna Pengolahan Air Sungai Menjadi Air Bersih

Jurnal Teknologi Lingkungan Lahan Basah, Vol. 11, No. 2, 2023: 442 – 449 Teknologi Tepat Guna Pengolahan Air Sungai Menjadi Air Bersih Andi Riski1* , Rizki Purnaini1 , dan Ulli Kadaria1 1.Jurusan Teknik Lingkungan Universitas Tanjungpura E-mail : andiriskii@student.untan.ac.id Abstract The availability and access to clean water is still a problem in West Kalimantan, one of which is at AlFatah Islamic Boarding School, Sungai Itik Village. Al-Fatah Islamic Boarding School uses water that comes from rainwater and river water for toilet purposes, but rainwater has not been able to meet the needs of clean water from a continuity aspect, while river water is from a quality aspect. Therefore, an appropriate clean water treatment technology is needed to process river water into clean water. The purpose of this research was to determine the quality of river water in front of the Al-Fatah Islamic Boarding School, and to design an appropriate water treatment technology based on the quality of the raw water used. The selected water treatment method is a complete treatment unit. Results of analysis of river raw water quality in front of the Al-Fatah Islamic Boarding School, Sungai Itik Village, pH 7.18, turbidity 6.89 NTU, color 109 TCU, TDS 603 mg/l, temperature 36℃, and total coliform 33 APM/100 ml. Water treatment with operating units and processes that have been designed is capable of processing raw water into clean water, pH value 6.8 mg/l, turbidity 1.8 NTU, color 2 TCU, TDS 872 mg/l, temperature 30.6 ℃, and total coliform of 0 APM/100 ml. Water treatment can be used to improve the quality of river water according to Water treatment can be used to improve river water quality to meet Permenkes No.2/MENKES/2023 standards. Keywords: river water, ponpes Al-Fatah, appropriate technology. Abstrak Ketersediaan dan akses air bersih masih menjadi persoalan di Kalimantan Barat, salah satunya di Ponpes Al-Fatah, Desa Sungai Itik. Ponpes Al-Fatah menggunakan air yang bersumber dari air hujan dan air sungai untuk keperluan MCK, namun air hujan belum bisa memenuhi kebutuhan air bersih dari aspek kontinuitas, sedangkan air sungai dari aspek kualitas. Oleh karena itu diperlukan teknologi pengolahan air bersih tepat guna yang bertujuan mengolah air sungai menjadi air bersih. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui kualitas air sungai didepan Ponpes Al-Fatah, dan merancang teknologi pengolahan air tepat guna berdasarkan kualitas air baku yang dimanfaatkan. Metode pengolahan air yang dipilih adalah unit pengolahan lengkap. Hasil Analisis kualitas air baku sungai didepan Ponpes Al-Fatah Desa Sungai Itik, pH 7,18, kekeruhan 6,89 NTU, warna 109 TCU, TDS 603 mg/l, suhu 36℃, dan total coliform 33 APM/100 ml. Pengolahan air dengan unit operasi dan proses yang sudah dirancang mampu mengolah air baku menjadi air bersih, nilai pH 6,8 mg/l, kekeruhan 1,8 NTU, warna 2 TCU, TDS 872 mg/l, suhu 30,6 ℃, dan total coliform sebesar 0 APM/100 ml. Pengolahan air dapat digunakan untuk memperbaiki kualitas air sungai memenuhi standar Permenkes No.2/MENKES/2023. Kata Kunci: air sungai, ponpes Al-Fatah, teknologi tepat guna. Submitted : 09-06-2023 Revised : 18-06-2023 Accepted : 20-06-2023 442 Jurnal Teknologi Lingkungan Lahan Basah, Vol. 11, No. 2, 2023: 442 – 449 PENDAHULUAN Air merupakan kebutuhan dasar yang sangat penting bagi manusia dan makhluk hidup lainnya. Seseorang tidak dapat bertahan hidup tanpa air, karena air merupakan salah satu kebutuhan pokok dalam kelangsungan hidup. Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Air bersih didapat dari berbagai macam sumber air, namun tidak semua air dapat memenuhi kebutuhan, karena banyak terjadi pencemaran yang disebabkan oleh manusia dan alam. Pondok Pesantren Al-Fatah belum mendapatkan akses terhadap air bersih dari pemerintah daerah sehingga saat ini pemenuhan kebutuhan air bersih diperoleh dari penampungan air hujan dan air permukaan, yaitu air Sungai Itik. Namun, air hujan belum bisa memenuhi kebutuhan air bersih dari aspek kontinuitas atau keberlanjutan dikarenakan belum tersedianya penampungan yang dapat menyediakan air sepanjang tahun, sedangkan air sungai yang dimanfaatkan masih tidak layak dari aspek kualitas, seperti berwarna kuning kecoklatan. Berdasarkan permasalahan tersebut, diperlukan sistem tepat guna pengolahan untuk mengolah air Sungai Itik sebagai air baku menjadi air bersih. Mengacu pada kualitas air baku yang digunakan dipilih metode pengolahan konvensional lengkap dengan modifikasi, bak koagulasi-flokulasi, bak sedimentasi dan bak filtrasi. Menurut penelitian Hamzani (2019) pada proses koagulasi-flokasi membantu memperbaiki parameter pH dan kekeruhan air sungai dengan efisiensi 47,82%, sehingga memenuhi persyaratan air bersih, sedangkan pada penelitian Andini (2017) proses koagulasiflokulasi, sedimentasi dan filtrasi membantu menurunkan 5 parameter pada air sungai yang melebihi standar baku mutu air bersih diantaranya Total Suspended Solid (TSS), kekeruhan, besi, mangan dan fecal coli. Tujuan penelitian yang akan dilakukan adalah mengetahui kualitas air baku yang ada di Pondok Pesantren Al-Fatah Desa Sungai Itik dan merancang teknologi tepat guna pengolahan air untuk Pondok Pesantren Al-Fatah Desa Sungai Itik. METODE PENELITIAN Perancangan pengolahan air di Pondok Pesantren Al-Fatah Desa Sungai Itik didasari oleh kualitas air Sungai Itik sebagai air baku yang digunakan. Data-data yang dibutuhkan untuk menunjang perancangan ini antara lain, kualitas air baku meliputi parameter pH, Kekeruhan, Warna, Zat Padat Terlarut, Suhu dan Total Koliform, penentuan dosis koagulan, pengukuran kecepatan aliran sungai untuk menentukan debit sungai. Adapun tahapan perancangan pengolahan air ini adalah sebagai berikut. A. Sampling Air Permukaan Pengambilan sampel mengacu pada SNI 6989.58:2008 tentang Metode Pengambilan Contoh Air Permukaan. Pengambilan sampel untuk pengujian total coliform mengacu pada SNI 6989.58:2008 tentang Metode Pengambilan Contoh Air Limbah, sampel diambil dengan metode Grab Sampling (contoh sesaat). B. Penentuan Dosis Koagulan Metode pengujian yang dilakukan untuk mengetahui dosis optimum koagulan yang digunakan adalah metode Jar Test berdasarkan SNI 19-6449-2000. C. Pengukuran Debit Metode pengukuran debit aliran yang digunakan pada perancangan instalasi pengolahan air ini adalah Velocity Area Method, dimana pengukuran kecepatan aliran air menggunakan pelampung dan luas penampang basah (A) ditetapkan berdasarkan pengukuran lebar permukaan air dan kedalaman air. 443 Jurnal Teknologi Lingkungan Lahan Basah, Vol. 11, No. 2, 2023: 442 – 449 D. Kebutuhan Air Kebutuhan air baku dititik beratkan pada penyediaan air baku untuk diolah menjadi air bersih. Perhitungan kebutuhan air ini mengacu pada SNI 03-7065 Tahun 2005 Tentang Tata Cara Perencanaan Plambing HASIL DAN PEMBAHASAN A. Kualitas Air Baku Air baku yang diolah berasal dari Sungai Itik yang berada di depan Ponpes Al-Fatah Desa Sungai Itik, Kecamatan Sungai Kakap, Kabupaten Kubu Raya. Sebelum melakukan pengambilan sampel air, terlebih dahulu menentukan debit sungai secara tidak langsung. Dari pengukuran didapatkan kecepatannya dengan nilai 0,06 m/s dan luas penampang basah yaitu 25,53 m2 sehingga debit pada sungai adalah 1,68 m3 /detik. Nilai tersebut kemudian disesuaikan dengan SNI 6989.58 Tahun 2008 tentang metode pengambilan contoh air sungai. Apabila debit sungai kurang dari 5 m3/detik, maka pengambilan sampel air dilakukan ditengah sungai dengan kedalaman 0,5 dari permukaan. Kualitas air baku disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Hasil Analisa Kualitas Air Baku No Parameter Satuan Air Baku Baku Mutu 1 pH - 7,18 6,5 - 8,5 2 Kekeruhan NTU 6,89 <3 3 Warna TCU 109 10 mg/L 603 < 300 Zat Padat Terlarut 4 (Total Dissolved Solid) 5 Suhu ℃ 36 Suhu udara ± 3 6 Total Coliform CFU/100mL 33 0 Sumber: Hasil Analisis, 2022 Hasil analisis menunjukkan kualitas air baku memiliki nilai yang lebih besar yang ditetapkan Permenkes No.2/MENKES/2023 kecuali untuk parameter pH masih memenuhi baku mutu. Maka daripada itu, dibutuhkan pengolahan yang tepat untuk menurunkan kadar parameter-parameter yang berada diatas kadar maksimum sehingga layak diperuntukkan untuk higiene dan sanitasi. Adapun pengolahan yang tepat untuk membantu menurunkan kadar kekeruhan dan warna yang melebihi baku mutu yaitu unit koagulasi, flokulasi dan sedimentasi. Sedangkan pengolahan yang tepat untuk menurunkan kadar parameter TDS dan Total Coliform pada air sungai adalah unit filtrasi dengan media kerikil dan pasir kerang. Dengan begitu, unit yang digunakan untuk mengolah air sungai menjadi air bersih dengan kadar parameter yang diperbolehkan sesuai Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 2 Tahun 2023 diantaranya unit koagulasi-flokulasi, sedimentasi, filtrasi dan reservoir. 444 Jurnal Teknologi Lingkungan Lahan Basah, Vol. 11, No. 2, 2023: 442 – 449 B. Penentuan Dosis Koagulan Proses penambahan dosis koagulan tawas melalui Jar Test ini dilakukan setiap 8 jam sekali, diawali dengan pengambilan air baku kemudian dilakukan pengukuran parameterparameter yang mempengaruhi tingkat kekeruhan air seperti pH, kekeruhan dan warna (Narita dkk., 2011). Jenis koagulan yang digunakan adalah Alumunium sulfat (Al2(SO4)3 atau biasa disebut dengan tawas. Tawas merupakan koagulan yang umum digunakan dalam pengolahan air. Jumlah pemakaian tawas tergantung pada kekeruhan air baku, semakin tinggi kekeruhan air baku maka semakin besar jumlah tawas yang dibutuhkan. Pemakaian tawas juga tidak terlepas dari sifat-sifat kimia yang dikandung oleh air baku (Pulungan, 2012). Berikut merupakan tabel hasil analisa uji Jar Test yang dilakukan pada bulan Agustus 2022: No Tabel 2. Hasil Analisa Uji Jar Test Air Baku Parameter Dosis Tawas (ppm) pH (mg/l) Kekeruhan (NTU) Warna (TCU) 1 10 6.8 2.61 12 2 20 3.8 1.85 2 3 30 3.5 2.27 9 4 40 3.5 2.31 8 5 50 3.4 1.8 4 6 60 3.4 2.48 9 Sumber: Hasil Analisis, 2022 Berdasarkan hasil uji jar test diatas dapat diketahui bahwa dosis optimum tawas yang digunakan adalah sebesar 10 ppm dengan pH 6,8, kekeruhan 2,61 dan nilai warna sebesar 12 TCU. C. Perhitungan Kebutuhan Air Perhitungan kebutuhan air pada peerencanaan ini mengacu pada SNI 03-7065 Tahun 2005 Tentang Tata Cara Perencanaan Plambing dimana kebutuhan air bersih untuk asrama adalah 120 liter/orang/hari. Kapasitas kebutuhan air bersih yang digunakan untuk memenuhi jumlah pemakai di Ponpes Al-Fatah adalah 3.000 liter/hari. D. Perhitungan Desain Instalasi Pengolahan Air (IPA) 1. Koagulasi – Flokulasi Instalasi Pengolahan Air (IPA) di Ponpes Al-Fatah memiliki unit koagulasi-flokulasi yang berada dalam satu tangki air. Perhitungan dimensi bak koagulasi-flokulasi berdasarkan suplai air dari sumber air baku terutama didasarkan pada fluktuasi kebutuhan air dan pemompaan yang disesuaikan dengan waktunya. Perhitungan dimensi bak pada perencanaan ini mengacu pada jurnal Noerbambang dkk (2005) tentang Perencanaan dan Pemeliharaan Sistem Plambing. Tangki koagulasi-flokulasi yang digunakan memiliki diameter 0.83 meter dan tinggi tangki 1.72 meter dengan kapasitas 800 liter. Bak pengolahan dilengkapi dengan pipa 3/4 inch berbentuk setengah lingkaran yang berada pada dalam bak. 445 Jurnal Teknologi Lingkungan Lahan Basah, Vol. 11, No. 2, 2023: 442 – 449 Bahan koagulan yang digunakan yaitu Aluminium sulfat (Tawas) sebanyak 1 liter larutan tawas dengan konsentrasi 1%. Pengadukan cepat guna mendistribusikan segera koagulan secara merata di dalam air. Kontak pertama koagulan dengan air adalah periode waktu yang singkat dari proses koagulasi, disebabkan oleh reaksi koagulan dengan air yaitu reaksi hidrolisa dan hanya terjadi dalam beberapa menit, oleh karenanya penyebaran koagulan harus dilakukan dengan cepat sehingga koagulan yang telah larut dapat menyebar secara merata.Setelah mengalami proses koagulasi, selanjutnya air baku mengalami proses flokulasi yaitu pengadukan lambat dimana flok tumbuh menjadi ukuran yang lebih besar dan efektif untuk diendapkan pada bak sedimentasi dengan cara dipompa dan dialirkan melalui bagian bawah bak sedimentasi dengan memanfaatkan desain bak. 2. Sedimentasi Unit sedimentasi yang dirancang dan digunakan menyesuaikan luas lahan, kapasitas dan efektifitas pengolahan memiliki jenis bak yang berbentuk selinder dengan bagian bawah berbentuk kerucut dimana terdapat pipa 6 inch yang berdiri ditenga tengah bak. Struktur unit ini berbahan fiber yang memiliki diameter atas 1,10 meter, diameter bawah 1,02 meter, tinggi 1,30 meter serta lebar aliran pipa yang berada ditengah-tengah bak yaitu 0.20 meter dengan kapasitas 1 m3 atau 1000 liter dan dilengkapi pipa pembuangan 3/4 inch yang berfungsi mengeluarkan endapan (backwashing). 3. Filtrasi Unit fltrasi yang digunakan adalah tipe rapid sand filter dengan pertimbangan rapid sand filter tidak memerlukan lahan yang luas namun membutuhkan backwash dalam pengoperasiannya. Bak filtrasi ini berbentuk selinder, memiliki ukuran dengan diameter 0.59 meter, tinggi 0.90 meter dengan kapasitas 200 liter dan dilengkapi dengan pipa lateral 3,4 inch yang berada bada lapisan bawah bak sebagai pipa inlet. Bak filtrasi memiliki dudukan setinggi 1.72 meter, dimana air yang sudah melewati proses filtrasi selanjutnya mengalir menuju bak reservoir dengan sistem gravitasi. Media yang digunakan pada bak filtrasi ini berupa kerikil dan pasir kerang dimana pada penyusunan media filter dimulai dari media krilik dengan tebal 20 cm, pasir kerang dengan tebal 40 cm dan ditutup dengan media kerikil kembali dengan tebal 10 cm. Fungsi media kerikil disini sebagai media penyangga dan penyaring kotoran-kotoran kasar dan menjadi celah agar air dapat mengalir. Menurut Rachmaniyah dan Darjati (2017), pasir kerang mampu menurunkan kekeruhan pada air sungai sebesar 88,9% dengan wkatu detensi 60 menit. 4. Reservoir Kapasitas tangki yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan air penghuni dalam waktu sehari yaitu 3.000 liter. Untuk menyesuaikan luas lahan dan penghematan biaya, maka tangki yang digunakan memiliki ukuran dan kapasitas yang sama dengan bak koagulasi-flokulasi dengan diameter 0.83 meter, tinggi bak 1.72 meter dengan kapasitas 800 liter. Tangki reservoir pada pengolahan ini bersifat penyimpanan sementara. Dimana air hasil olahan nantinya di alirkan ke kamar mandi, wc, keperluan higiene dan sanitasi lainnya, sehingga dapat memenuhi kebutuhan dalam sehari. Untuk memenuhi kebutuhan air bersih dalam waktu satu hari memerlukan 4 kali pengolahan dengan waktu 2-3 jam dalam sekali pengolahan. 446 Jurnal Teknologi Lingkungan Lahan Basah, Vol. 11, No. 2, 2023: 442 – 449 E. Kualitas Air Olahan Pengujian untuk penentuan dosis koagulan atau uji Jar Test dilakukan di Laboratorium Lingkungan Universitas Tanjungpura Pontianak, pengujian air sungai setelah pengolahan dilakukan di Laboratorium IPA Selat Panjang PERUMDA Tirta Khatulistiwa, sedanggkan pengujian air sungai setelah pengolahan khususnya untuk parameter Total Coliform dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Universitas Tanjungpura Pontianak. Parameter yang di uji antara lain pH, kekeruhan, warna, TDS, suhu, dan Total Coliform. Kualitas air pengolahan disajikan pada Tabel 3. Tabel 3. Perbandingan Kualitas Air Olahan dan Baku Mutu No Parameter Air Baku Air Olahan Baku Mutu Permenkes No. 2 Tahun 2023 Keterangan 1 pH 7,18 7,67 6,5-8,5 Memenuhi 2 Kekeruhan (NTU) 6,89 1,8 <3 Memenuhi 3 Warna (TCU) 109 2 10 Memenuhi 4 TDS (mg/l) 603 26 < 300 Memenuhi 5 Suhu (℃) 36 30,6 Suhu Udara ± 3 Memenuhi 6 Total Coliform (APM/100 ml) 33 0 0 Memenuhi Sumber: Hasil Analisis, 2022 Berdasarkan Tabel 4.3 menunjukkan bahwa semua parameter air olahan memenuhi standar baku mutu kualitas air bersih yang ditetapkan. Pada parameter pH mengalami kenaikan dari 7,18 menjadi 7,67. Hal ini dikarenakan pada proses koagulasi terdapat penambahan zat koagulan tawas yang menyebabkan pH air turun menjadi 6,8, hal ini dikarenakan bahan koagulan tawas bersifat asam (Wahyudin & Kiki, 2022). Setelah melalui proses filtrasi, pH kembali naik menjadi 7,67. Nilai kekeruhan mengalami penurunan sampai 1,8 NTU dengan nilai efektivitas sebesar 73,7%, hal ini dikarenakan adanya ion Al3+ pada bahan koagulan tawas yang cukup untuk mendestabilisasi koloid (Farodilah et al., 2018). Nilai warna mengalami penurunan yang besar sampai 2 TCU dengan nilai efektivitas sebesar 98,2%, nilai TDS mengalami penurunan yang cukup besar sampai 26 mg/l dengan nilai efektivitas sebesar 95,7% dan nilai total coliform mengalami penurunan sampai 0 APM/100ml dengan nilai efektivitas sebesar 100%. Dengan demikian unit pengolahan air yang telah dibangun dapat digunakan untuk memperbaiki kualitas air sungai yang menjadi salahsatu permasalahan bagi masyarakat di Ponpes Al-Fatah, Desa Sui Itik, Kecamatan Sungai Kakap, Kabupaten Kubu Raya. 447 Jurnal Teknologi Lingkungan Lahan Basah, Vol. 11, No. 2, 2023: 442 – 449 PENUTUP A. Kesimpulan Berdasarkan hasil perancangan Unit Pengolahan Air (IPA) di Desa Suingai Itik Kecamatan Sungai Kakap Kabupaten Kubu Raya dapat ditarik kesimpulan bahwa kualitas air baku di sungai depan Ponpes Al-Fatah Desa Sungai Itik diantaranya, parameter pH 7,18; parameter kekeruhan 6,89 NTU; parameter warna 109 TCU; parameter TDS 603 mg/l; parameter suhu 36℃; parameter Total Coliform 33 APM/100 ml. Parameter tersebut masih berada dalam standar kualitas air baku kelas II menurut Lampiran VI Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 22 Tahun 2021 tentang Penyelenggaraan Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup dan Instalasi Pengolahan Air (IPA) tepat guna untuk Ponpes Al-Fatah Desa Sungai Itik yang dirancang dengan kapasitas 3.000 liter/hari terdiri dari unit koagulasi-flokulasi, unit sedimentasi, dan unit filtrasi (saringan pasir cepat) menggunakan media pasir kerang dan kerikil. B. Saran Diperlukan parameter uji tambahan untuk mengetahui kualitas air sungai dengan maksimal. DAFTAR PUSTAKA Andini, D. 2017. Perencanaan Unit Pengolahan Air Bersih di Kecamatan Sumedang Selatan. Jurnal Reka Lingkungan, 5(2). Badan Standarisasi Nasional. 2000. SNI 19-6449-2000 Tentang Metode Pengujian Koagulasi. Badan Standarisasi Nasional: Jakarta. Badan Standarisasi Nasional. 2005. SNI 03-7065 Tahun 2005 Tentang Tata Cara Perencanaan Plambing. Badan Standarisasi Nasional: Jakarta. Badan Standarisasi Nasional. 2008. SNI 6989.58:2008 tentang Metode Pengambilan Contoh Air Limbah. Badan Standarisasi Nasional: Jakarta. Farodilah, I., Sunarti, R. N., Intan, Y. P., & Sari, R. V. (2018). Penentuan Konsentrasi Optimum Aluminium Sulfat dengan Metode Jar Test Pada Instalasi Pengolahan Air Minum ( IPA ) Di PDAM Tirta Musi Palembang. Seminar Nasional Sains Dan Teknologi Terapan, 80–86. Hamzani, S., & Raharja, M. 2019. Rekayasa proses koagulasi-flokulasi untuk pengolahan air sungai di Desa Lok Baintan Kabupaten Banjar. In Prosiding Seminar Nasional Lingkungan Lahan Basah (Vol. 4, No. 2, pp. 285-290). Nisa, N. I. F., & Aminudin, A. (2019). Pengaruh Penambahan Dosis Koagulan Terhadap Parameter Kualitas Air dengan Metode Jartest. JRST (Jurnal Riset Sains Dan Teknologi), 3(2), 61. Rachmaniyah, R., & Darjati, D. (2017). Pengaruh Diameter Kulit Kerang dalam Menurunkan Kekeruhan Air Sungai Kali Lamong. GLOBAL HEALTH SCIENCE, 2(4), 380-384. Sisnayati, dkk. 2021. Perbandingan Penggunaan Tawas Dan Pac Terhadap Kekeruhan Dan Ph Air Baku Pdam Tirta Musi Palembang. Jurnal Redoks, 6(2), 107-116. Suhendra, S., & Perdana, D. (2019). Efektifitas Penggunaan Pasir Kerang Sebagai Media Pengolahan Air Gambut Menjadi Air Bersih. Jurnal Teknologi Lingkungan Lahan Basah, 7(1), 020-028. Prasetya, P. E., & Saptomo, S. K. 2018. Perbandingan Kebutuhan Koagulan Al2 (So4) 3 dan PAC Untuk Pengolahan Air Bersih Di WTP Sungai Ciapus Kampus IPB Dramaga. Bumi Lestari J. Environ, 18(2), 75. 448 Jurnal Teknologi Lingkungan Lahan Basah, Vol. 11, No. 2, 2023: 442 – 449 Wahyudin, Hafis Kiki. "Optimalisasi Dosis Aluminium Sulfat dalam Metode Jar Test pada IPA di PDAM Tirta Prabujaya Kota Prabumulih." Jurnal Kolaboratif Sains 5.12 (2022): 834-838. 449