bab iv instalasi penjernihan air kel. 17

BAB IV

INSTALASI PENJERNIHAN AIR

4.1 Pendahuluan

Ada 3 macam sumber air, yaitu air hujan, air tanah, dan air permukaan. Air

hujan dan tanah lebih jernih jika dibandingkan dengan air permukaan karena air

hujan sebagian besar berasal dari air laut dan air permukaan yang menguap,

pada ketinggian tertentu mengalami kondensasi lalu jatuh ke bumi sebagai hujan.

Maka air hujan boleh dikatakan tidak mengandung garam-garam. Air tanah

didapat dengan cara pengeboran atau penggalian sumur.

Salah satu air permukaan adalah air sungai yang telah tercemar oleh

bahan-bahan tertentu yang bersifat fisik, kimiawi maupun biologis.

Supaya air dapat dikonsumsi secara langsung bagi kehidupan manusia, maka

air harus memenuhi syarat kesehatan antara lain :

a. Harus bersih, jernih, tidak berbau dan tidak berasa.

b. Tidak mengandung kuman-kuman penyakit yang berbahaya.

c. Tidak mengandung zat-zat yang berbahaya untuk kesehatan

Jika air tidak memenuhi persyaratan di atas maka perlu diadakan

pembersihan air. Pembersihan air terjadi karena proses alamiah sedangkan

pengolahan air dengan menggunakan bahan-bahan tertentu.

4.2 Jar Test atau Tes Bejana

Jar test atau tes bejana bertujuan untuk mengetahui kadar optimum bahan

koagulan (misalnya tawas) yang akan digunakan dalam proses penjernihan air

keruh. Hal ini disebabkan air keruh membutuhkan bahan koagulan yang tidak

sama banyak dalam mengendapkan lumpur koloid. Oleh karena itu setiap akan

menjernihkan air harus dicari dosis optimum yang akan digunakan supaya

hasilnya memuaskan.

39

BAB IV. Instalasi Penjernihan air 40

4.2.1 Maksud percobaan jar test

Maksud percobaan jar test adalah untuk menentukan kadar optimum tawas

dalam proses penjernihan air kotor.

4.2.2 Alat-alat yang digunakan :

Adapun alat yang dipergunakan dalam percobaan jar test ini terbagi atas

dua bagian, yaitu :

1. Sebagai pembanding :

a. Alat jar test dan alat pengaduk (iluminator floc).

b. Gelas beker 1 liter.

c. Spidol

2. Sebagai bahan percobaan :

a. Gelas beker 1 liter.

b. Pipet hisap 10 ml

c. Sendok/pengaduk

d. Botol reagen

e. Stop watch

f. Kerucut imhoff dan statif

g. Spidol

4.2.3 Reagen Yang Dibutuhkan

Reagen yang digunakan dalam jar test ini adalah larutan tawas dengan

dosis 1 ml larutan mengandung 40 mg tawas.

4.2.4 Cara kerja

Langkah- langkah yang digunakan dalam percobaan Jar Test untuk

membuat pembanding :

1. Mengisi 6 buah gelas beker yang telah disediakan dengan air keruh

masing-masing 1000 ml (1 liter).

2. Memberi kode 1 s/d 6.

Laboratorium Hidrolika dan Rekayasa Lingkungan FT-UAJY


3. Memasukan larutan tawas dari nomor 1 s.d. 6 masing-masing 0 ml,

2 ml, 4 ml, 6 ml, 8 ml, 10 ml.

4. Meletakkan air sampel tersebut pada alat iluminator floc dan

menghidupkan mesin pengaduk dengan kecepatan 100 rpm selama 1

menit, kemudian diperlambat menjadi 40 rpm selama 10 menit dan

terakhir diperlambat menjadi 10 rpm selama 5 menit. Setelah itu

didiamkan selama ± 15 menit supaya jonjotnya mengendap semua.

5. Setelah mengendap, diperiksa kejernihannya dengan cara memilih

hasil yang paling jernih. Hasil tersebut dicatat sebagai jumla tawas

yang dibubuhkan.

Langkah-langkah yang harus dilakukan dalam percobaan Jar Test :

1. Mengisi 6 buah gelas beker dengan air keruh 1000 ml, dan diberi kode

nomor 1 s.d. 6.

2. Memasukkan larutan tawas dari nomor 1 s.d. 6 masing-masing 0 ml,

2 ml, 4 ml, 6 ml, 8 ml, 10 ml.

3. Mengaduk dengan kecepatan 100 rpm selama 1 menit untuk reaksi air

kotor dan koagulan, kemudian diperlambat menjadi 40 rpm selama

10 menit untuk pembentukan jonjot, kemudian diperlambat lagi

menjadi 10 rpm selama 5 menit untuk pengendapan . Setelah itu

didiamkan sampai floc /jonjotnya mengendap.

4. Setelah mengendap , diperiksa kejernihannya, dengan cara memilih

hasil yang paling jernih. Hasil tersebut kemudian dicatat jumlah air

tawas yang dibubuhkan.

5. Air pada beker gelas yang memberikan hasil paling jernih kemudian

dimasukkan dalam kerucut Imhoff.

6. Contoh perhitungan :

Misalnya yang paling jernih tersebut adalah dengan larutan tawas x

ml, maka untuk menjernihkan air keruh tersebut diperlukan larutan

tawas x ml/liter. Karena 1 ml larutan tawas mengandung 40 mg tawas

padat, maka :

x ml = x . 40 mg = 40 x mg



Selanjutnya hasil dari jar test akan digunakan sebagai dasar pada penjernihan

air yang akan dilakukan.

4.3 Instalasi Penjernihan Air

Maksud dari percobaan instalasi penjernih air adalah untuk menjernihkan

air sungai menjadi air bersih atau air minum dengan menggunakan instalasi

penjernih air sederhana.

4.3.1 Macam-Macam Instalasi Penjernih Air

Instalasi penjernih air yang dikenal secara umum dapat dibagi atas dua

macam, yaitu :

1. Instalasi Modern

Menggunakan alat yang modern dan mahal, misalnya pulsator,

accelator, kolam dortmund serta bahan-bahan kimia pembunuh secara

otomatis. Peralatan dan mesin-mesinnya didatangkan dari Perancis,

Amerika dan Jepang sehingga biaya pembangunan sangat mahal.

2. Instalasi Sederhana

Menggunakan peralatan dan bangunan yang sederhana dengan biaya

pembangunan yang relatif murah (Contoh: Instalasi penjernihan air di

Laboratorium Hidrolika dan Rekayasa Lingkungan UAJY ). Untuk

hematnya, bak-bak tersebut tidak perlu memakai bahan kaca.

Pedoman :

Kebutuhan debit air minum dapat diperhitungkan, 1 l/detik dapat

mensuplai 1000 orang, untuk penduduk desa dapat mencapai 1500 - 2000 orang.

4.3.2 Maksud percobaan

Maksud percobaan adalah menjernihkan air sungai menjadi air bersih atau

air minum dengan menggunakan instalasi penjernihan air sederhana.

4.3.3 Alat-alat yang digunakan

1. Bak untuk menampung air

2. Pompa air

3. Meteran

4. Gelas ukur 500 ml



5. Gelas ukur 10 ml

6. DHL meter

7. Kertas pH

8. Stop watch

9. Alat pengaduk / magnetik stirer

10. Spidol

11. Tabung reaksi dan rak tabung reaksi

12. Botol reagen

13. Pipet tetes

14. Pipet hisap 1 ml

4.3.4 Reagen yang dibutuhkan

Reagen yang digunakan dalam percobaan instalasi penjernih air ini adalah:

1. Larutan tawas dengan dosis 1 ml larutan mengandung 40 mg tawas.

2. Larutan Standar Fe 0,01

3. Asam Sulfat 4 N ( H2SO4 4 N)

4. Larutan Kalium Permanganat 0,1 N ( KMnO4 0,1 N)

5. KCNS 20 %

Air sampel yang digunakan dalam percobaan diambil dari Selokan

Mataram.

4.3.5 Prinsip kerja instalasi penjernih air

Dalam proses penjernihan air dengan menggunakan instalasi penjernih

air di Laboratorium Teknik Penyehatan Fakultas Teknik Atmajaya Yogyakarta

dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :

a. Air sungai dimasukkan ke dalam bak pengendap pendahuluan. Air

didiamkan selama ± 7 - 8 jam, agar lumpur kasar mengendap lebih

dahulu.

b. Dari bak pengendap pendahuluan air dialirkan ke bak pencampur

yang sebelumnya dibubuhi bahan koagulan sesuai dengan dosis yang

ditentukan (dosis optimum). Penentuan dosis optimum berdasarkan

jar test.



c. Dari proses pengadukan pada bak pencampur akan dihasilkan proses

koagulasi yaitu terbentuknya butir-butir halus hasil reaksi bahan

koagulan dengan lumpur koloid yang terdapat dalam air sampel.

Butir-butir ini kemudian menjadi besar-besar dan berkelompok seperti

gumpalan yang disebut floc atau jonjot.

d. Floc atau jonjot yang terjadi kemudian diendapkan di bak pengendap.

e. Air dan sisa floc yang belum sempat mengendap terbawa aliran dan

masuk ke saringan pasir cepat.

f. Air keluar dari saringan pasir cepat masuk ke dalam reservoar

(bak cadangan air). Air yang keluar adalah air jernih tetapi belum

bersih, karena masih belum aman terhadap penyakit. Guna mematikan

kuman-kuman yang terdapat dalam air tersebut, perlu dibubuhi bahan

Desinfektans yaitu kaporit (CaOCl2) ke dalam air sebelum masuk

reservoar dengan dosis tertentu (1 - 5 mg/l).

4.3.6 Cara kerja

Langkah-langkah kerja yang harus dilakukan dalam melakukan percobaan

pada instalasi penjernih air sederhana ini adalah :

1. Hidupkan pompa dan ukur debit air yang keluar dari pompa.

2. Hitung debit tawas yang dibutuhkan.

3. Pompa dihidupkan dan catat waktunya untuk memompa air dari bak

pengendap pendahuluan menuju bak pencampur dan diberi bahan

koagulan.

4. Hidupkan magnetik stirer untuk mengaduk larutan dan hitung

kecepatan adukannya.

5. Amati dalam bak pengaduk, waktu terjadinya jonjot.

6. Catat waktu air meluap pada bak pengendap.

7. Hitung lama tinggal air di bak saringan pasir cepat.

8. Catat waktu air keluar di bak penampungan air.

9. Ukur semua dimensi dan sket/gambar bak instalasi penjernih air

sederhana.

10. Hitung lama proses penjernihan yang dilakukan.



11. Ukur kadar pH, Fe, dan DHL di bak I, II, III dan IV.

12. Berikan kesimpulan.

4.3.7 Hasil Penjernihan Air

No gelas 1 2 3 4 5 6

Tawas (ml) 0 2 4 6 8 10

Menit 10 20 30 40 50 60

Pengendapan

Lumpur (cm)17 3 4,5 5 5,05 5,1 5,25

Mesin 17 1,5 2,5 3 3,25 4 4

Dosis optimum tawas ( mg/det) 160

Debit air kotor ( ml/det ) 92,3

Debit larutan tawas ( ml/det ) 0,3692

No Parameter yang diperiksa Jam pH Fe DHL

1 Sebelum pembubuhan tawas 10:56 7 0,175 415

2 Mulai terjadi jonjot 12:02 7 0,175 452

3 Bak pengendap mulai meluap 12:35 7 0,125 450

4 Masuk reservoir 12:44 7 0 465

Lama menetap di saringan pasir (T)= 3 menit 5 detik



Grafik Pengendapan Lumpur

0 10 20 30 40 50 60 700

1

2

3

4

5

6

Grafik Pengendapan Lumpur

ManualMesin

Waktu ( menit )

Peng

enda

pan

( cm

)

4.3.8 Perhitungan Dimensi Bak

Dalam instalasi penjernih air terdapat empat bak. Adapun dimensi dari

masing-masing bak adalah sebagai berikut :

1. Bak pengendap pendahuluan

P = 40 cm

L = 40 cm

H = 75 cm

V = P x L x H

= 40 x 40 x 75

= 120000 cm3


75cm

40 cm

40 cm


2. Buffle Channel

P = 35 cm

L = 35 cm

H = 65 cm

H air = 53 cm

V = P x L x H

= 35 x 35 x 65

= 79625 cm3

V air = P x L x H air

= 35 x 35 x 53

= 64925 cm³

3. Bak pengendap

P = 80 cm

L = 62 cm

H = 90 cm

Hair = 80 cm

V = ( P x L x H )

= (60 x 62 x 90 )

= 446400 cm3

Vair = ( P x L x Hair )

= (62x 80 x 80)

= 396800 cm3


65 cm

35 cm

80 cm

62 cm

90 cm

80 cm

35 cm


4. Bak saringan pasir

P = 50 cm

L = 26,5 cm

H = 90 cm

Hpasir = 62 cm

V = P x L x H

= 50 x 26,5 x 90

= 119250 cm3

V spc =

Hpasirtspc

=

62185 = 0,335

cm❑

/ detik

5 . Bak penampung air bersih

P = 40 cm

L = 40 cm

H = 60 cm

V = P x L x H

= 40 x 40 x 60

= 96000 cm3

4.3.9 Perhitungan Lama Proses Penjernihan Air

t praktek = t masuk reservoir – t sebelum pembubuhan tawas

= 12:44 – 10:56

= 1 jam 48 detik

= 3648 detik

t teori =

( V1 + V2 )( Q1 + Q2 ) + tspc

=

( 64925+396800)( 92,3+ 0,3692 ) + 185 detik

= 5167,5077 detik


26,3 cm

90 cm

62 cm

50 cm

60 cm

40 cm40 cm


Keterangan :

V1 = volume air bak pencampur

Q1 = debit air kotor

V2 = volume air bak pengendap

Q2 = debit tawas

tspc = waktu menetap di saringan pasic cepat

Selisih t = │tpraktek – tteori│

= │3648 – 5167,5077│

= 1519,5077 detik

Kesimpulan : Karena ada selisih waktu 678,338023 detik, maka saringan pasir

berfungsi secara baik.

4.4 Kesimpulan

Dari hasil percobaan dan hasil pengamatan di atas kami dapat menyimpulkan

bahwa :

1. Air kotor dapat diproses menjadi air jernih dengan menggunakan

instalasi penjernihan air. Proses ini dapat menghilangkan/mengurangi

beberapa zat yang berbahaya (seperti Fe).

2. Air hasil penyaringan dari saringan pasir cepat belum layak untuk

dikonsumsi menjadi air minum langsung sebab belum diketahui kadar

unsur-unsur yang berbahaya bagi tubuh, serta kuman-kuman dan bakteri

yang ada dalam air sehingga diperlukan proses lebih lanjut agar layak

dipergunakan sebagai air minum.

3. Dari hasil percobaan didapat lama menetap 165 detik ( 2 menit 45 detik )

padahal syarat saringan pasir cepat 15 menit. Jadi saringan pasir cepat di

Laboratorium Rekayasa Lingkungan UAJY memenuhi syarat.

4. Dari hasil percobaan, terdapat perbedaan waktu 678,338023 detik dan

saringan pasir cepat memenuhi syarat (T = 15 ).



4.5 Saran-Saran

Dari hasil pengamatan dan kesimpulan di atas kami sarankan bahwa

1. Untuk penggunaan instalasi penjernihan air bersih (seperti yang terdapat

pada Laboratorium Hidrolika dan Rekayasa Lingkungan UAJY) di

pedesaan, perlu dipikirkan kembali mengenai konstruksi dari instalasi

penjernihan air tersebut supaya sesuai dengan kondisi dan keadaan di

pedesaan, seperti bak yang terbuat dari kaca dapat diganti dengan drum

atau bak yang terbuat dari pasangan batu bata.

2. Sistem pengadukan yang terdapat pada laboratorium yang menggunakan

buffle channel yaitu dengan mengusahakan membuat aliran dalam suatu

saluran dengan kemiringan tertentu dan diberi sekat – sekat di

sepanjang saluran sehingga terjadi proses pencampuran antara air dengan

bahan koagulan.

3. Agar memenuhi syarat dari segi material, maka harus dilakukan

pengeringan dan pembersihan pasir / material dalam saringan pasir cepat

sebelum digunakan.


bab iv instalasi penjernihan air kel. 17

Documents