MAKALAH AIR SUMUR ARTESISDisusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Teknologi Air

Disusun Oleh: Nungki Primastuti Paradigma Carlo Giovani Pramitha Rosyidhi Rangga Warsita Aji Rohmat Figi Arto (L2C008140) (L2C008142) (L2C008143) (L2C008145) (L2C008148)

TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2011

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan yang sangat vital bagi kehidupan manusia. Karena itu jika kebutuhan akan air tersebut belum tercukupi maka dapat memberikan dampak yang besar terhadap kesehatan maupun sosial. Pengadaan air bersih di Indonesia khususnya untuk skala yang besar masih terpusat di daerah perkotaan, dikelola oleh Perusahaan Air Minum (PAM) kota yang bersangkutan. Namun demikian secara nasional jumlahnya masih belum mencukupi dan dapat dikatakan relatif kecil. Untuk daerah yang belum mendapakan pelayanan air bersih dari PAM umumnya mereka menggunakan air tanah (sumur). Permasalahan yang timbul yakni sering dijumpai kualitas air tanah yang digunakan masyarakat kurang memenuhi syarat sebagai air minum yang sehat bahkan di beberapa tempat bahkan tidak layak untuk diminum. Air yang layak diminum mempunyai standar persyaratan tertentu yakni persyaratan fisis, kimiawi dan bakteriologis yang merupakan satu kesatuan. Jika ada satu parameter yang tidak memenuhi syarat maka air tersebut tidak layak untuk diminum. Pemakaian air minum yang tidak memenuhi standar kualitas tersebut dapat menimbulkan gangguan kesehatan, baik secara langsung maupun tidak langsung. Air tanah sering mengandung zat besi (Fe) dan Mangan (Mn) cukup besar. Adanya kandungan Fe dan Mn dalam air menyebabkan warna air tersebut berubah menjadi kuning-coklat setelah beberapa saat kontak dengan udara. Disamping dapat mengganggu kesehatan juga menimbulkan bau yang tidak sedap serta menyebabkan warna kuning pada dinding bak serta bercak-bercak kuning pada pakaian. Oleh karena itu menurut MenKes RI No 416/MENKES/PER/1990, kadar Besi (Fe) dalam air minum maksimum yang diperbolehkan adalah 1 mg/liter, dan kadar Mangan (Mn) yang diperbolehkan adalah 0,5 mg/liter. Untuk menanggulangi masalah tersebut, salah satu teknologi alternatif yakni dengan cara mengolah air tanah atau air sumur sehingga didapatkan air dengan kualitas yang memenuhi syarat kesehatan. Unit alat tersebut terdiri dari, pompa air baku, filter bertekanan, filter mangan zeolit, filter karbon aktif, catridge filter dan sterilisator untra violet. Unit alat tersebut dapar dirancang sesuai dengan kapasitas yang diinginkan.

1.2. Tujuan Makalah ini bertujuan untuk menelaah mengenai air sumur artesis dan metode untuk mengolah air sumur menjadi air yang layak untuk dikonsumsi masyarakat. 1.3. Manfaat Dengan adanya makalah ini diharapkan akan dapat memberikan tambahan ilmu dan informasi pada masyarakat tentang air sumur artesis dan metode-metode dalam pengolahan air sumur artesis menjadi air yang layak untuk dikonsimsi.

BAB II ISI II. 1. Air Sumur Artesis Sumur adalah sumber air buatan yang berbentuk saluran/lubang yang dibuat jauh ke dalam tanah untuk mengambil air yang berada di dalam tanah dengan kedalaman dibawah water table dan proses pengambilannya dengan menggunakan alat tertentu. Air sumur artesis adalah air yang letaknya sangat jauh di dalam tanah serta berada diantara dua lapisan kedap air. Pengambilan air sumur artesis atau air tanah dalam harus menggunakan bor dan memasukan pipa dengan kedalamanya, sehingga dalam suatu kedalaman (biasanya antara 100 - 300 m) akan didapatkan suatu lapis air (Totok Sutrisno dan Eni Suciastuti, 1996).

Gambar. Letak Sumur Artesis

II. 2. Persyaratan Air Dalam program kesehatan lingkungan dikenal adanya dua jenis air yang dari aspek kesehatan layak digunakan masyarakat untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari, yaitu air minum dan air bersih. Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 416/Menkes/Per/IX/1990 tentang pengawasan dan syarat-syarat kualitas air yang disebut sebagai air minum adalah air yang memenuhi syarat kesehatan yang dapat langsung diminum, sedangkan yang disebut sebagai air bersih adalah air yang memenuhi syarat

kesehatan, yang harus dimasak terlebih dahulu sebelum diminum. Syarat kesehatan dimaksud meliputi syarat-syarat fisika, kimia, mikrobiologi dan radioaktifitas. Menurut peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 416/

Menkes/Per/IX/1990, air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum setelah dimasak. Air bersih didapat dari sumber mata air yaitu air tanah, sumur, air tanah dangkal, sumur artesis atau air tanah dalam. Air bersih ini termasuk golongan B yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum. Kualitas air bersih apabila ditinjau berdasarkan kandungan bakterinya menurut SK. Dirjen PPM dan PLP No. 1/PO.03.04.PA.91 dan SK JUKLAK PKA Tahun 2000/2001, dapat dibedakan ke dalam 5 kategori sebagai berikut: 1) Air bersih kelas A ketegori baik mengandung total koliform kurang dari 50 2) Air bersih kelas B kategori kurang baik mengandung koliform 51-100 3) Air bersih kelas C kategori jelek mengandung koliform 101-1000 4) Air bersih kelas D kategori amat jelek mengandung koliform 1001-2400 5) Air bersih kelas E kategori sangat amat jelek mengandung koliform lebih 2400 Berikut ini disajikan tabel persyaratan kualitas air bersih menurut MenKes RI No 416/MENKES/PER/1990: No 1 2 3 4 5 6 Bau Jumlah zat padat terlarut (TDS) Kekeruhan Rasa Suhu Warna Kimia Kimia Anorganik Air raksa Arsen Besi Fluorida Parameter Fisika Satuan mg/I. Skala NTU C Skala TCU Kadar maksimum 1.500 25 Suhu udara (3 C) 50 Keterangan Tidak berbau Tidak berasa -

1 2 3 4

mg/I. mg/I. mg/I. mg/I.

0,001 0,05 1,0 1,5

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1

Kadmium Kesadahan Khlorida Kromium, Val 6 Mangan Nitrat, sebagai N Nitrit, sebagai N PH Selenium Seng Sianida Sulfat Timbal Kimia Organik Aldrin dan Dieldrin Benzene Benzon (a) pyrene Chlordane (total isomer) Chloroform 2,4-D DDT Detergen 1,2 Dichloroethane 1,1 Dichloroethane Heptachlor dan Heptachlor epoxide Hexachlorobenzene Gamma-HCH (Lindane) Methoxyclor Penthacholorphenol Pestisida Total 2.4.6 trichlorophenol Zat Organik (KmnO4) Mikrobiologi Koliform tinja

mg/I. mg/I. mg/I mg/l. mg/l. mg/I. mg/I. mg/I. mg/I. mg/I. mg/I. mg/I. mg/I. mg/I. mg/I. mg/I. mg/l. mg/I. mg/I. mg/I. mg/l. mg/I. mg/I. mg/I. mg/l mg/I. mg/I. mg/I. mg/l. mg/l. mg/l. Jml/100 ml

0,005 500 600 0,05 0,5 10 1.0 6,5-9,0 0,01 15 0,1 400 0,05 0,0007 0,01 0,00001 0,007 0,03 0,10 0,03 0,5 0,01 0,0003 0,003 0,00001 0,004 0,10 0,01 0,10 0,01 10 50 Bukan air

pemipaan 2 Total koliform Keterangan: mg TCU NTU : Miligram : True Color Unit : Nephelometric Turbidity Unit Jml/100 ml 10 Air Pemipaan

II. 2. Kualitas Air Sumur Artesis Secara umum kualitas air sumur artesis mempunyai karakteristik tertentu yang berbeda dengan air sumur dangkal. Air tanah pada umumnya jernih, namun sering mengandung mineral-mineral atau garam-garam yang cukup tinggi, sebagai akibat dari pengaruh batuan di bawah tanah yang dilalui oleh air tanah. Pada air sumur dangkal, kualitas dan kuantitasnya dipengaruhi oleh kondisi lingkungan di permukaan, dalam hal kuantitas sangat dipengaruhi oleh curah hujan, sedangkan kualitasnya dipengaruhi oleh kondisi sanitasi disekitarnya. Berikut ini adalah data kualitas sumur artesis sampel yang diambil dari Kelurahan Sukorejo, Kecamatan Gunung Pati, Semarang. Tabel. Kualitas Air Sumur Artesis secara Fisika No 1 2 3 4 5 Parameter Warna (Skala TCU) Rasa Bau Temperatur (C) Kekeruhan (Skala TCU) Hasil 792 Tidak Berasa Tidak Berbau 28,2 12,1 Baku mutu Permenkes No.416/Menkes/Per/IX/1990 50 Tidak Berasa Tidak Berbau Suhu Udara +/- 3 25

6 Zat Padat Terlarut 825 1500 (Sumber : Hasil pemeriksaan Air Balai Laboratorium Kesehatan Provinsi Jawa Tengah, 2010)

Tabel. Kualitas Air Sumur Artesis secara Kimia Hasil (dalam mg/l) 0,0005 0,001 2,06 0,001 103,38 500 0,7 1,13 0,063 7,45 0,239 0,002 204,17 0,003 0,002 1,01 Baku mutu Permenkes No.416/Menkes/Per/IX/1990 (dalam mg/l) 0,001 0,05 1,0 1,5 500 600 0,5 10 1,0 6,5-9,0 15 0,1 400 0,5 0,05 10

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Parameter Air Raksa Arsen Besi Kadmium Kesadahan Klorida Mangan (Mn) Nitrat sbg N (NO-N) Nitrit, sbg N ((NO2-N) pH Seng (Zn) Sianida (CN) Sulfat (SO4) Detergen Timbal (Pb) Zat organik (KmnO4)

17 Kromium, Valensi 6 (Cr6+) 0,001 0,05 (Sumber : Hasil pemeriksaan Air Balai Laboratorium Kesehatan Provinsi Jawa Tengah, 2010)

Tabel. Kualitas Air Sumur Artesis secara Biologi No 1 Parameter Total koliform Hasil 240 Kadar maksimum yang diperbolehkan Perpipaan Non Perpipaan < 10 < 50

2 Koliforin tinja 240 < 10 < 50 (Sumber : Hasil pemeriksaan Air Balai Laboratorium Kesehatan Provinsi Jawa Tengah, 2010) Dari data-data diatas, dapat diketahui permasalahan pada air sumur artesis di kelurahan Sukorejo, kecamatan Gunung Pati, Semarang adalah tingkat kekeruhan airnya yang sudah melebihi ambang batas, masih tingginya kandungan besi (Fe) dan Mangan (Mn) di dalam air, serta tingginya kandungan koliform dalam air.

II. 3. Pengolahan Air Sumur Menjadi Air Bersih Untuk menangani masalah diatas, kami menawarkan solusi agar air sumur artesis tersebut bisa menjadi air yang layak digunakan untuk masyarakat sekitar. Keuntungan tambahan dari metode yang kami tawarkan adalah air bersih yang dihasilkan dari proses pengolahan dapat langsung digunakan sebagai air minum tanpa melalui proses pemasakan terlebih dahulu. Berikut ini adalah proses pengolahannya (kapasitas 10.000 liter/hari:a.

Air dari sumur artesis dipompa menggunakan pompa jet sambil diinjeksi dengan larutan klorin atau kaporit menggunakan pompa dosing, lalu dialirkan ke tanki reaktor. Alat yang digunakan: - Pompa Air Baku Spesifikasi alat: Power Pressure Suction head Jumlah Gambar. Pompa Air Baku - Pompa Dosing Spesifikasi: Tekanan Kapasitas Jumlah Gambar. Pompa Dosing - Tanki Reaktor : 7 Bar : 4,7 liter/jam : 1 unit : 250 watt : 4 Bar (max) : 9 meter : 1 unit

Spesifikasi: Kapasitas Ukuran Jumlah : 0,5 1 m3/jam : 63 cm 120 cm : 1 unit

Gambar. Tanki Reaktor Bahan yang digunakan: - Kaporit

Gambar. Kaporit

Fungsi pembubuhan kaporit adalah untuk mengoksidasi zat besi atau mangan menjadi bentuk oksida yang tidak larut dalam air sehingga dapat dipisahkan dengan penyaringan, serta membunuh kuman atau bakteri coli. Reaksi oksidasi besi atau mangan oleh klorin atau kaporit adalah sebagai berikut: 2Fe2+ + Cl2 + 6H2O Mn2+ + Cl2 + 2H2O 2Fe(OH)3 + 2Cl- + 6H+ MnO2 + 2Cl- + 4H+

Klorin (Cl2) dan hipoklorit (OCl-) adalah merupakan bahan oksidator yang kuat sehingga meskipun pada kondisi pH rendah dan oksigen terlarut sedikit, dapat mengoksidasi dengan cepat. Berdasarkan reaksi tersebut di atas, maka untuk mengoksidasi setiap 1 mg/l mangan dibutuhkan 1,29 mg/l klorin. Tetapi pada prakteknya,

pemakaian klorin ini lebih besar dari kebutuhan teoritis karena adanya reaksi-reaksi samping yang mengikutinya.b. Dari tanki reaktor air dialirkan ke rangkaian alat saringan pasir cepat, filter mangan zeolit

dan filter karbon aktif.

Gambar. Rangkaian Alat Saringan Pasir Cepat, Filter Mangan Zeolit, dan Filter Karbon Aktif Alat yang digunakan:

Saringan Pasir Cepat (sand filter) Spesifikasi Alat Saringan Pasir Cepat: -

Tekanan Kapasitas Ukuran Pipa Outlet/Inlet Sistem Media filter Media penahan Jumlah

: 3 Bar : 1,4 1,8 m3/jam : 10 inchi 120 cm : inchi : Semi automatic backwash : Pasir Silika : Gravel : 1 unit

-

Saringan pasir cepat berfungsi untuk menyaring oksida besi atau oksida mangan yang terbentuk di dalam tanki reaktor. Filter mangan zeolit Spesifikasi Alat Filter Mangan Zeolit: -

Tekanan Kapasitas Ukuran Pipa Outlet/Inlet Sistem Media filter Media penahan Jumlah

: 3 Bar : 1,4 1,8 m3/jam : 10 inchi 120 cm : inchi : Semi automatic backwash : Mangan Zeolit : Gravel : 1 unit

-

Filter mangan zeolit berfungsi untuk menghilangkan zat besi atau mangan yang belum sempat teroksidasi oleh klorin atau kaporit. Mangan seolit berfungsi sebagai katalis dan pada waktu yang bersamaan besi dan mangan yang ada di dalam air teroksidasi menjdai bentuk ferri-oksida dan manganoksida yang tak larut dalam air. Reaksinya adalah sebagai berikut: K2Z.MnO.Mn2O7 + 4Fe(HCO3)2 K2Z + 3MnO2 + 2Fe2O3 + 8CO2 + 4H2O

K2Z.MnO.Mn2O7 + 2Mn(HCO3)2 K2Z + 5MnO2 + 4CO2 + 2H2O Reaksi penghilangan besi dan mangan dengan zeolit tidak sama dengan proses pertukaran ion, tetapi merupakan reaksi dari Fe2+ dan Mn2+ dengan oksida mangan tinggi (higher mangan oxide). Filtrat yang dihasilkan mengandung ferri-oksida dan mangan-oksida yang tidak larut dalam air dan dapat dipisahkan dengan pengendapan dan penyaringan. Selama proses berlangsung, kemampuan reaksi semakin berkurang dan akhirnya menjadi jenuh. Untuk regenerasinya dapat dilakukan dengan menambahkan larutan Kaliumpermanganat ke dalam mangan zeolite (K2Z.MnO.Mn2O7).

Filter karbon aktif Spesifikasi Alat Filter Karbon Aktif:

-

Tekanan Kapasitas Ukuran Pipa Outlet/Inlet Sistem Media filter Media penahan Jumlah

: 3 Bar : 1,4 1,8 m3/jam : 10 inchi 120 cm : inchi : Semi automatic backwash : Karbon Aktif : Gravel : 1 unit

-

Filter karbon aktif ini berfungsi untuk menghilangkan polutan mikro misalnya zat organik, deterjen, bau, senyawa fenol, logam berat dan lain-lain. Pada saringan karbon aktif ini terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan zat-zat yang akan dihilangkan oleh permukaan karbon aktif. Apabila seluruh permukaan karbon aktif sudah jenuh atau sudah tidak mampu lagi menyerap maka proses penyerapan akan berhenti, dan pada saat ini karbon aktif harus digati dengan karbon aktif yang baru.c.

Air dialirkan ke filter catridge. Spesifikasi Alat: Kapasitas Tekanan Inlet/outlet Diameter Pori : 120 Liter/ menit : 125 Psi (maksimum) : inchi : 0,5 mikron

Gambar. Filter Catridge Filter catridge berfungsi untuk menghilangkan sisa partikel padatan yang ada di dalam air, sehingga air menjadi benar-benar jernih.

d. Air dialirkan ke sterilisator ultraviolet

Spesifikasi Alat: - Kapasitas : 5 ton/hari - Power - Jumlah : 40 watt : 1 unit

Gambar Sterisator Ultraviolet Sterilisator ultraviolet berfungsi untuk membunuh seluruh bakteri atau

mikroorganisme yang ada di dalam air. Air yang keluar dari sterilisator ultraviolet merupakan air hasil olahan yang dapat diminum langsung. Berikut ini adalah gambar lengkap proses pengolahan air sumur menjadi air minum: Gambar. Desain alat proses pengolahan air sumur menjadi air minum

BAB III PENUTUP

3.1

Kesimpulan Berdasarkan sampel air sumur artetis yang diambil (dari kelurahan Sukorejo,

kecamatan Gunung Pati, Semarang) diketahui bahwa kualitas air sumur artetisnya masih memiliki tingkat kekeruhan yang melebihi ambang batas, kadar Fe dan Mn yang tinggi, serta kandungan koliform yang juga sangat tinggi. Oleh karena itu air tersebut belum layak untuk dikategorikan sebagai air bersih dan air minum. Perlu beberapa proses pengolahan agar air tersebut dapat menjadi air yang layak untuk menjadi air minum. 3.2 Saran Diharapkan peran serta aktif dari masyarakat serta pemerintah untuk menjaga, merawat dan mengupayakan ketersediaan sumber air bersih bagi seluruh warga masyarakat di Indonesia. Perlu adanya inovasi-inovasi baru dalam rangka pengolahan air bersih secara terpadu yang semakin sederhana sehingga dapat dengan mudah diterapkan oleh masyarakat luas.

DAFTAR PUSTAKA

http://acehpedia.org/Air_Tanah (diakses tanggal 23 November 2011) http://syadiashare.com/jenis-jenis-air.html (diakses tanggal 23 November 2011) Said Nusa, Dwi Heru. 1999. Cara Pengolahan Air Sumur Untuk Kebutuhan Air Minum. Jakarta.