MAKALAH

AIR SUMUR ARTESIS

Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Teknologi Air

Disusun Oleh:

Nungki Primastuti (L2C008140)

Paradigma Carlo Giovani (L2C008142)

Pramitha Rosyidhi (L2C008143)

Rangga Warsita Aji (L2C008145)

Rohmat Figi Arto (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 Parameter Satuan Kadar maksimum KeteranganFisika

1

2

3

4

5

6

Bau

Jumlah zat padat terlarut (TDS)

Kekeruhan

Rasa

Suhu

Warna

-

mg/I.

Skala NTU

-

° C

Skala TCU

-

1.500

25

-

Suhu udara (±3 °C)

50

Tidak berbau

-

-

Tidak berasa

-

-

KimiaKimia Anorganik

1

2

3

4

Air raksa

Arsen

Besi

Fluorida

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

Kadmium

Kesadahan

Khlorida

Kromium, Val 6

Mangan

Nitrat, sebagai N

Nitrit, sebagai N

PH

Selenium

Seng

Sianida

Sulfat

Timbal

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.

0,005

500

600

0,05

0,5

10

1.0

6,5-9,0

0,01

15

0,1

400

0,05Kimia Organik

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

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)

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.

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

10Mikrobiologi

1 Koliform tinja Jml/100 ml 50 Bukan air

2 Total koliform Jml/100 ml 10

pemipaan

Air Pemipaan

Keterangan:

mg : Miligram

TCU : True Color Unit

NTU : Nephelometric Turbidity Unit

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 Parameter HasilBaku mutu Permenkes

No.416/Menkes/Per/IX/19901

2

3

4

5

6

Warna (Skala TCU)

Rasa

Bau

Temperatur (°C)

Kekeruhan (Skala TCU)

Zat Padat Terlarut

792

Tidak Berasa

Tidak Berbau

28,2

12,1

825

50

Tidak Berasa

Tidak Berbau

Suhu Udara +/- 3

25

1500(Sumber : Hasil pemeriksaan Air Balai Laboratorium Kesehatan Provinsi Jawa Tengah, 2010)

Tabel. Kualitas Air Sumur Artesis secara Kimia

No ParameterHasil

(dalam mg/l)

Baku mutu Permenkes

No.416/Menkes/Per/IX/1990

(dalam mg/l)1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Air Raksa

Arsen

Besi

Kadmium

Kesadahan

Klorida

Mangan (Mn)

Nitrat sbg N (NOз-N)

Nitrit, sbg N ((NO2-N)

pH

Seng (Zn)

Sianida (CN)

Sulfat (SO4)

Detergen

Timbal (Pb)

Zat organik (KmnO4)

Kromium, Valensi 6 (Cr6+)

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

0,001

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

0,05 (Sumber : Hasil pemeriksaan Air Balai Laboratorium Kesehatan Provinsi Jawa Tengah, 2010)

Tabel. Kualitas Air Sumur Artesis secara Biologi

No Parameter HasilKadar maksimum yang diperbolehkan

Perpipaan Non Perpipaan1

2

Total koliform

Koliforin tinja

240

240

< 10

< 10

< 50

< 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 : 250 watt

Pressure : 4 Bar (max)

Suction head : 9 meter

Jumlah : 1 unit

Gambar. Pompa Air Baku

- Pompa Dosing

Spesifikasi:

Tekanan : 7 Bar

Kapasitas : 4,7 liter/jam

Jumlah : 1 unit

Gambar. Pompa Dosing

- Tanki Reaktor

Spesifikasi:

Kapasitas : 0,5 – 1 m3/jam

Ukuran : 63 cm – 120 cm

Jumlah : 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 2Fe(OH)3 + 2Cl- + 6H+

Mn2+ + Cl2 + 2H2O 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 : 3 Bar

- Kapasitas : 1,4 – 1,8 m3/jam

- Ukuran : 10 inchi – 120 cm

- Pipa Outlet/Inlet : ¾ inchi

- Sistem : Semi automatic backwash

- Media filter : Pasir Silika

- Media penahan : Gravel

- Jumlah : 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 : 3 Bar

- Kapasitas : 1,4 – 1,8 m3/jam

- Ukuran : 10 inchi – 120 cm

- Pipa Outlet/Inlet : ¾ inchi

- Sistem : Semi automatic backwash

- Media filter : Mangan Zeolit

- Media penahan : Gravel

- Jumlah : 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)2K2Z + 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 : 3 Bar

- Kapasitas : 1,4 – 1,8 m3/jam

- Ukuran : 10 inchi – 120 cm

- Pipa Outlet/Inlet : ¾ inchi

- Sistem : Semi automatic backwash

- Media filter : Karbon Aktif

- Media penahan : Gravel

- Jumlah : 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 : 120 Liter/ menit

Tekanan : 125 Psi (maksimum)

Inlet/outlet : ¾ inchi

Diameter Pori : 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 : 40 watt

- Jumlah : 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.