PENURUNAN KADAR BESI (FE) PADA AIR SUMUR SECARA PNEUMATIC SYSTEM (IRON (FE) REMOVAL IN DUG WELL BY PNEUMATIC SYSTEM)
Benny Syahputra ABSTRAK Air sumur yang berlokasi di Dukuh Siwarak, Kelurahan Kandri, Kec. Gunung Pati Kota Semarang, kandungan Fe nya masih melebihi batas maksimum yang diperbolehkan yaitu sebesar 1,6 mg/l, padahal batas maksimum yang diperbolehkan oleh Menteri Kesehatan No. 416/MENKES/PER/IX/1990 untuk kandungan Fe dalam air bersih tidak lebih dari 1 mg/l. Penelitian bertujuan untuk menurunkan kandungan Fe yang ada dalam air baku dengan proses aerasi menggunakan Pneumatic System, sehingga akan memenuhi batas maksimum untuk parameter Fe yang diperbolehkan, serta untuk mengetahui lama waktu injeksi udara yang efektif dan persentase (%) penurunan Fe dari pengolahan dengan variasi waktu. Penelitian dilakukan dengan menggunakan bak aerasi dari plastik, suplay injeksi udara dilakukan dengan Air Pump dengan aerator size 5 w, dengan variasi lama waktu injeksi udara mulai dari 5 menit, 10 menit, 15 menit, 20 menit dan 25 menit. Kemudian untuk penyadapan sampel dilakukan 3 kali untuk tiap-tiap perlakuan pengolahan dengan Pneumatic System yang selanjutnya dianalisis di laboratorium untuk diketahui penurunan dari masing-masing perlakuan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa persentase (%) penurunan Fe dalam air dengan diberi perlakuan dengan Pneumatic System tergantung pada lama waktu injeksi udara, lama waktu efektif yang mampu menurunkan kandungan Fe di bawah ambang batas dalam Pneumatic System adalah 20 menit, Persentase (%) penurunan Fe dengan Pneumatic System untuk lama waktu injeksi udara yang efektif sebesar 44,8 %, sehingga semakin lama waktu injeksi maka akan semakin besar penurunan kandungan Fe dalam air baku. Perlunya adanya penambahan unit pengolahan seperti saringan pasir lambat untuk lebih memperbesar persentase (%) penurunan kandungan Fe dalam air baku. Kata Kunci : Fe, Pneumatic System, injeksi udara, efektif, persentase (%)
ABSTRACT
Dug well which located in Siwarak, Kandri Village, Guning Pati District of Semarang, its Fe content still exceeds the maximum allowable limit that is equal to 1.6 mg / l, whereas the maximum limit allowed by the Minister of Health No. 416/MENKES/PER/IX/1990 for the content of Fe in clean water no more than 1 mg / l. The research aims to Fe removal content is in the water with aeration process using the Pneumatic System, which will meet the maximum limit allowed for the parameters of Fe, as well as to determine the duration of air injection is effective and the percentage (%) Fe reduction of processing time variation. The research was conducted by using a plastic tub of aeration, supply of air injection is done by Air Pump with aerator size 5 w, with time variation of air injection ranging from 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes and 25 minutes. Then for wiretaps were conducted 3 times for each processing treatment with Pneumatic System then analyzed in the laboratory to note a decrease of each treatment. The results showed that the percentage (%) decrease in Fe in water with treated with Pneumatic System depends on the length of time of air injection, an effective duration that can lower Fe content below the threshold in the Pneumatic System is 20 minutes Percentage (%) reduction of Fe by Pneumatic System for a long time an effective air injection by 44.8%, so the longer the time of injection, the greater decrease in Fe content in the raw water. The need for the addition of processing units such as slow sand filters to further increase the percentage (%) decrease in Fe content in the raw water. Keywords: Fe, Pneumatic System, air injection, effectively, the percentage (%)
I. PENDAHULUAN
sumber air baku sumur. Berdasarkan informasi
1.1. Latar Belakang
dari salah satu pegawai perusahaan daerah air minum (PDAM) Kota Semarang dan
Air adalah cairan yang tidak mempunyai
berdasarkan pengamatan serta hasil survei air
rasa, warna dan bau. Dilihat dari berbagai
sumur di daerah tersebut kualitas air baku
sudut, air merupakan kebutuhan pokok untuk
yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan
kelangsungan hidup manusia, terutama untuk
air bersih untuk parameter besi (Fe) masih
memenuhi kebutuhan rumah tangga dan
tinggi. Hal ini dapat diketahui apabila air ini
kebutuhan air dalam tubuh, contohnya sebagai
ditampung di bak mandi akan memberikan
air minum.
endapan dan noda kekuning-kuningan pada
Tidak semua air dapat digunakan untuk
dinding
kolam,
begitu
juga
apabila
memenuhi kebutuhan, karena banyak terjadi
dipergunakan untuk mencuci akan memberi
pencemaran yang diakibatkan oleh manusia
noda kekuning-kuningan pada pakaian putih.
dan oleh alam. Air yang dapat memenuhi
Dari beberapa ciri di atas menunjukkan bahwa
kebutuhan rumah tangga adalah air yang
parameter kandungan Fe dalam air baku
memenuhi standar kualitas air bersih. Hal ini
masih
sudah ditetapkan oleh Departemen Kesehatan
laboratorium kandungan Fe dalam air tersebut
berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan
sebesar 1,6 mg/l (Lab.PDAM Kota Semarang,
Republik
2007).
Indonesia
Nomor
:
416/MENKES/PER/IX/1990.
syarat
kesehatan
langsung
diminum
tanpa
dan
Hasil
berdasarkan
analisis
analisis
laboratorium
menunjukkan bahwa kandungan Fe dalam air
Air minum adalah air yang kualitasnya memenuhi
tinggi,
dan
dapat
mengalami
pengolahan terlebih dahulu. Sedangkan air
baku sebesar 1,6 mg/l ini melebihi ambang batas Ketetapan Peraturan Menteri Kesehatan Republik
Indonesia
Nomor
:
416/MENKES/PER/IX/1990 sebesar 1 mg/l.
bersih adalah air yang dapat diminum setelah
Tingginya parameter Fe dalam air baku
mengalami proses pengolahan terlebih dahulu.
tersebut, harus diturunkan hingga mencapai
Air bersih didapat dari berbagai macam
ambang batas yang telah ditetapkan sehingga
sumber air tanah. Namun demikian berbagai
bisa digunakan untuk memenuhi kebutuhan.
macam sumber yang ada tidak semuanya
Untuk mencapai besarnya penurunan yang
memenuhi persyaratan yang ada.
dikehendaki,
Untuk mendapatkan air bersih seperti
diterapkan.
banyak
metode
Metode
yang
untuk
bisa
memperbaiki
syarat yang ada, dapat dilakukan melalui
kualitas air baku tersebut dapat dilakukan
pengolahan air baku. Jenis pengolahan yang
dengan langkah-langkah pendekatan teknologi
dipilih berdasarkan keadaan fisik, kimiawi dan
air bersih, yaitu teknologi pengolahan untuk
biologis.
meminimalkan
Tujuan
diadakannya
pengolahan
pencemaran
yang
akan
adalah untuk mendapatkan hasil air yang
menurunkan dampak penting negatif akibat
memenuhi persyaratan kesehatan.
masuk
Pemenuhan
kebutuhan
air
bersih
atau
pencemar
dimasukkannya
fisik,
kimia,
biologi
unsur-unsur dan
atau
masyarakat Dukuh Siwarak Kelurahan Kandri
radioaktif yang dapat menimbulkan dampak
Kec. Gunung Pati Kota Semarang diambil dari
negatif bagi lingkungan.
Ada beberapa cara untuk menurunkan kandungan Fe dalam air, akan tetapi dalam
1.3. Manfaat Penelitian a.
Memberikan
masukkan
penelitian ini dipilih alat yang mudah dibuat,
pengelola air minum
bahan-bahan
pertimbangan
mudah
didapat,
tidak
membutuhkan tempat yang luas, serta dalam pengoperasiannya
tidak
membutuhkan
kepada
para
sebagai bahan
dalam
menurunkan
parameter Fe dari air tanah. b.
Memberi
informasi
Dukuh
memenuhi
kebutuhan
Kecamatan Gunung Pati Kota Semarang,
Berdasarkan
pertimbangan
berbagai
kemudahannya,
tangga.
ekonomis maka
dan
Kelurahan
penduduk
keahlian khusus, sehingga sangat cocok untuk rumah
Siwarak
kepada
Kandri
tentang cara pengolahan air sumur yang
dalam
mengandung besi (Fe).
penelitian ini dipergunakan alat Pneumatic system.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Pneumatic system atau sering disebut dengan proses aerasi yaitu menginjeksikan
2.1. Besi (Fe) dalam Air Tanah Aliran air tanah merupakan perantara
udara ke dalam air baku sehingga terjadi kontak antara air dengan udara yang bertujuan untuk menaikkan kandungan oksigen. Dalam proses mengkontakkannya dilakukan dengan cara memasukkan (injeksi) udara melalui dasar bak air yang akan diaerasi, sehingga terbentuk gelembung-gelembung udara yang memungkinkan
terjadi
kontak
antara
air
dengan udara. Dalam percobaannya dilakukan dengan menggunakan variasi lama waktu injeksi udara. Hanya saja berapa lama waktu injeksi udara yang mampu menurunkan kadar besi sehingga memenuhi syarat Kesehatan Peraturan
Menteri
Kesehatan
Republik
Indonesia Nomor : 416/MENKES/PER/IX/1990 sebesar 1 mg/l belum diketahui.
goelogi yang memberikan pengaruh unsurunsur kimia secara terus menerus terhadap lingkungan di sekelilingnya di dalam tanah. Lapisan-lapisan
tanah
yang
dilewati
air
mengandung unsur-unsur kimia tertentu, salah satunya adalah persenyawaan besi. Besi (Fe) adalah elemen yang banyak di batuan dan merupakan salah satu elemen kimia yang dapat ditemui pada hampir setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologi dan semua badan air (Toth, 1984 dalam Kodoatie, 1996). Kandungan unsur kimia dalam air sangat tergantung pada formasi geologi tempat air itu berada dan formasi geologi tempat dilaluinya air.
Sebagai
Contoh,
apabila
selama
perjalanannya air melalui suatu batuan yang mengandung besi, maka secara otomatis air 1.2. Tujuan Penelitian a.
akan mengandung besi, demikian juga untuk
Mengkaji lama waktu injeksi udara yang efektif dalam menurunkan kandungan Fe sesuai dengan ambang batas.
b.
Mengkaji
persentase
material terlarut tergantung pada lamanya air kontak dengan batuan. Semakin lama air
penurunan
kandungan Fe dalam air menggunakan alat Pneumatic system.
unsur-unsur yang lainnya. Besar kecilnya
kontak dengan batuan semakin tinggi unsurunsur yang terlarut di dalamnya. Kandungan unsur besi di air tanah, terutama di dalam air sumur banyak terjadi. Air tanah yang umumnya mempunyai konsentrasi
karbondioksida
yang
tinggi
dapat
c.
Mengakibatkan pertumbuhan bakteri besi
menyebabkan kondisi anaerobik. Kondisi ini
(Crenothrix
menyebabkan konsentrasi besi bentuk mineral
berbentuk filamen.
3+
tidak larut (Fe ) tereduksi menjadi besi yang
d.
2+
larut dalam bentuk ion bervalensi dua (Fe ). Konsentrasi besi pada air tanah bervariasi
dan
Menimbulkan
Gallionella)
warna
yang
kecoklat-coklatan
pada pakaian putih. e.
Meninggalkan noda pada bak-bak kamar
mulai dari 0,01 mg/l - 25 mg/l (Akademi Teknik
mandi
Tirta Wiyata, 2003).
kecoklatan disebabkan oleh besi).
Pada air permukaan jarang ditemui
f.
kadar Fe melebihi 1 mg/l, tetapi di dalam air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi
dan
peralatan
lainnya
(noda
Dapat mengakibatkan penyempitan atau penyumbatan pada pipa.
g.
Endapan logan ini juga yang dapat
(Manahan, 1999). Konsentrasi Fe yang tinggi
memberikan
dapat dirasakan dan dapat menodai kain serta
penyediaan air secara individu (sumur).
perkakas
dapur.
Pada
air
yang
tidak
mengandung oksigen seperti air tanah, besi berada sebagai Fe
2+
yang cukup tinggi,
sedangkan pada air sungai yang mengalir dan terjadi
aerasi,
Fe
2+
teroksidasi
menjadi
(Fe(OH)3), dimana (Fe(OH)3) ini sulit larut pada pH 6 sampai 8. Besi dalam bentuk ion Fe
2+
sangat
mudah larut dalam air. Oksigen yang terlarut akan mengoksidasi Fe
2+
menjadi Fe(OH)3
yang merupakan endapan. Fe(OH)3 atau salah satu jenis oksida yang merupakan zat padat dan dapat mengendap. Besi yang terlarut dalam bentuk Fe
2+
dalam air biasanya dihasilkan oleh pelepasan 2+
ion Fe dari bahan-bahan organik. Menurut Y.P Tirta Dharma (2002), kehadiran ion Fe dapat
2+
yang terlarut dalam air
menimbulkan
gangguan-gangguan
seperti : a.
Rasa dan bau logam yang amis pada air, disebabkan karena bakteri mengalami degradasi.
b.
Besi dalam konsentrasi yang lebih besar mg/l, akan memberikan suatu rasa pada air yang mengambarkan rasa metalik, astrinogent atau obat.
masalah
pada
sistem
Beberapa usaha yang dapat dilakukan untuk menurunkan kadar besi terlarut adalah dengan proses : a. Oksidasi dari udara.Oksidasi dengan udara dapat
dilakukan
dengan
misalnya
dengan
Aerator,
Pneumatic
beberapa
menggunakan system
tipe,
Cascade dan
lain
sebagainya. b.
Klorinasi
filtrasi.Klorin
yang
diikuti
digunakan
dengan karena
proses memiliki
kecepatan oksidasi lebih besar dibanding dengan
proses
aerasi,
dan
mampu
mengoksidasi besi yang berkaitan dengan zat organik, tapi kecepatan oksidasi berkurang. pH yang baik antara 8-8,3 oksidasi besi membutuhkan waktu 15-30 menit. Selama proses oksidasi klorin, sisa klorin seharusnya dijaga sampai pada proses selanjutnya untuk mencegah terjadinya penurunan kondisi yang dapat
menyebabkan
terlarutnya
kembali
endapan. Pada umumnya proses standart penurunan menggunakan
kandungan
Fe
koagulasi,
dan
Mn
flokulasi,
pengendapan, dan filtrasi dengan didahului proses preklorinasi. Dosis sisa klor yang dianjurkan minimum 0,5 mg/l.
Air baku yang mengandung besi dan
guna menaikkan efisiensi aerasi, hambatan
mangaan < 0,5 mg/l dapat diturunkan dengan
sering ditepi peralatan pada setiap step.
menggunakan ion exchange, selain itu unit ini
Keuntungan
juga
memerlukan perawatan.
mampu
menghilangkan
kesadahan.
Cascade
ini
adalah
tidak
Proses ini biasanya digunakan dalam industri, b. Multiple Plat Form Aerator
kekurangannya antara lain : a. Bahan kimia mahal, korosif, bahaya dan buangan regeran sulit diolah;
proses
aerasi
dengan
menjatuhkan air dari lempengan berbentuk
b. Unit yang otomatis memerlukan perawatan yang ahli dan unit yang tidak otomatis memerlukan operator yang terlatih dan perhatian yang serius.
lingkaran,
yang
lingkaran
dengan
seterusnya
disusun
bertingkat
diameter
berurutan
ke
paling
bawah
dari kecil
hingga
lempengan yang paling besar. Air yang jatuh
Menurut Peraturan Menteri Kesehatan Republik
Merupakan
Indonesia
No.
416/MENKES/PER/IX/1990, kandungan besi yang diijinkan untuk air bersih sebesar 1 mg/l.
dari lempengan satu ke lempengan yang lain akan terjadi kontak udara dengan air yang mengandung
sehingga
terjadi
reaksi
oksidasi yang menghasilkan endapan besi (Fe)
2.2. Aerasi
Fe
berwarna
kekuning-kuningan.
Total
ketinggian jatuh 1,5 m yang dibagi 3-5
Ada beberapa jenis aerasi yang biasa
lempengan.
Gambar
dari
proses
aerasi
digunakan untuk pengolahan air minum adalah
menggunakan Multiple Plat Form Aerator
sebagai berikut :
dapat dilihat pada gambar 2.3 berikut :
a. Cascade Aerator b. Multiple Plat Form Aerator
c. Spray Aerator
c. Spray Aerator
Terdiri atas nosel penyemprot yang
d. Pneumatic system
tidak
e. Multiple Tray Aerator
bergerak
(Stationary
Nozzles),
dihubungkan dengan kisi lempengan yang mana air disemprotkan ke udara sekeliling
a. Cascade Aerator
pada kecepatan 5-7 m/detik. Spray Aerator Merupakan salah satu dari tipe gravity aerator yaitu jenis aerasi yang cara kerjanya berdasarkan daya gravitasi. Air yang akan diaerasi akan mengalir secara gravitasi karena beda ketinggian dari step satu ke step yang lain dalam Cascade Aerator. Pada tiap step akan terjadi kontak antara Fe dalam air dengan
oksigen
sehingga
terjadi
reaksi
oksidasi.Pada dasarnya aerator ini terdiri atas 4-6 step, setiap step kira-kira ketinggian 30 cm dengan kapasitas kira-kira 0,01 m³/detik per m², untuk menghilangkan putaran (turbulen)
sederhana pengeluaran air melalui bawah batang-batang
pendek
dari
pipa
yang
panjangnya 25 cm dan diameter 15-30 mm. piringan
melingkar
sentimeter
di
ditempatkan
bawah
setiap
beberapa
ujung
pipa,
sehingga bisa terbentuk selaput air tipis melingkar yang selanjutnya menyebar menjadi tetasan-tetesan air yang halus. Nosel untuk Spray aerator bentuknya bermacam-macam, ada juga nosel yang berputar-putar. Untuk lebih jelasnya gambar dari proses aerasi
menggunakan Spray Aerator dapat dilihat
berikutnya terjadi reaksi antara besi dalam air
pada gambar 2.4 berikut :
dengan udara yang ada disekitarnya.
d. Pneumatic System
III. METOE PENELITIAN
Merupakan
proses
aerasi
dengan
menyemprotkan atau menginjeksikan udara melalui dasar dari bak air yang akan diaerasi, gelembung udara hasil injeksi udara melalui dasar bak aerasi akan naik ke atas dan akan kontak dengan Fe dalam air sehingga terjadi reaksi yang akan merubah bentuk Fe terlarut menjadi bentuk Fe tidak terlarut berupa endapan
berwarna
kekuning-kuningan.
Menurut Syahreza (2006),
Oksidasi Fe
dengan cara aerasi dapat berjalan dengan baik pada pH 7,5 – 8 dalam waktu 15 menit. Efisiensi penurunan kandungan Fe dalam air
3.1. Bahan-bahan penelitian a. Air baku yang berasal dari air sumur. Sumur ini dimanfaatkan oleh masyarakat Dukuh Siwarak Kelurahan Kandri Kec. Gunung
Pati
Kota
Semarang
untuk
memenuhi kebutuhan air bersih seharisehari, berdasarkan analisis laboratorium air baku ini mengandung kadar Fe yang melebihi
ambang
Departemen
batas
Kesehatan
ketetapan berdasarkan
Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia
Nomor
:
416/MENKES/PER/IX/1990. Permasalahan ini menimbulkan endapan noda kecoklatan
dengan aerasi bisa mencapai 20-60 %.
pada pakaian putih, endapan pada dinding bak-bak mandi, penyempitan pada pipa
e. Multiple Tray Aerator
oleh bakteri besi dan perubahan rasa pada Multiple
Tray
Aerator
susunannya
mudah dan sederhana serta memerlukan ruang yang kecil. Jenis aerator ini terdiri atas 4-8 nampan (tray) dengan dasarnya penuh lobang. Melalui pipa berlobang air dibagi rata melalui atas tray, dari sini percikan-percikan kecil turun ke bawah dengan kecepatan kirakira 0,02 m³/detik per m² permukaan nampan (tray).
Tetesan
kecil
menyebar
air minum sehingga mengganggu estetika. b. Reagen Fe dan Aquades. Dalam penelitian ini kegunaan reagen Fe adalah sebagai reaktor
lebih halus, nampan (tray) aerator bisa diisi dengan kerikil-kerikil kasar kira-kira setebal 5 cm. kadang-kadang digunakan lapisan batu arang yang bertindak sebagai katalisator dan
untuk
mengetahui seberapa besar kandungan Fe dalam
air
tanah
yang
akan
diteliti,
sedangkan aquades adalah cairan yang digunakan untuk mencuci alat.
3.2. Cara Penentuan Sampel
(tray) berikutnya. Untuk penyebaran air yang
reaksi)
mendeteksi
dan
dikumpulkan kembali pada setiap nampan
(mempercepat
dalam
menaikkan
penggumpalan besi dalam air. Untuk setiap tahap percikan air antara nampan (tray) satu dengan nampan (tray)
Dalam penentuan sampel air sumur yang akan diteliti, terlebih dahulu mendata jumlah sumur yang ada di lokasi penelitian dan mengklasifikasikkannya berdasarkan kedalamam
sumur.
Dalam
pengelompokkannya
dibagi menjadi 3 Cluster (C1, C2 dan C3). C1 mulai dari kedalaman sumur 0 sampai 5 meter, C2 mulai kedalaman 6 meter sampai 20 meter dan C3 dimulai dari kedalaman 21
meter sampai 80 meter. Selanjutnya untuk
kandungan Fe dalam air baku hingga ambang
bisa mewakili dari populasi yang ada, dari
batas hanya membutuhkan waktu injeksi
masing-masing
secara
udara kurang dari 15 menit, dan dikatakan
purposive sampling satu sampel berdasarkan
kurang baik apabila waktu yang dibutuhkan
rata-rata kedalaman Claster untuk
dalam menurunkan kandungan Fe melebihi 15
Cluster
diambil
diteliti
apakah mengandung Fe diatas ambang batas
menit.
atau tidak, selanjutnya dari beberapa sampel
Dari beberapa perlakuan menggunakan
yang positif mengandung Fe di atas ambang
variasi lama waktu injeksi mulai dari 5 menit,
batas adalah sampel yang diambil untuk
10 menit, 15 menit, 20 menit dan 25 menit,
diujikan dengan alat Pneumatic system yang
akan didapat hasil penurunan Fe dari masing-
selanjutnya dianalisa di laboratorium untuk
masing perlakuan. Hasil penurunan kadar Fe
mengetahui penurunan kadar Fe setelah
oleh masing-masing variasi lama waktu injeksi
mengalami
alat
udara yang paling mendekati 1 mg/l yang akan
Pneumatic system, sehingga dapat dicari
disebut sebagai lamanya waktu injeksi yang
berapa persentase (%) penurunan kadar Fe.
efektif dalam menurunkan kadar Fe air baku
proses
aerasi
melalui
Perlakuan dengan Pneumatic system menggunakan
beberapa
variasi
lamanya
waktu injeksi udara ke dalam air baku. Untuk mengetahui lama waktu injeksi udara yang
sesuai Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor : 416/MENKES/PER/IX/1990 sebesar 1 mg/l. Penentuan
sampel
menggunakan
penurunan
purposive sampling, yang merupakan teknik
kandungan Fe dalam air baku dapat diketahui
pengambilan sampel yang dipilih dengan
setelah dilakukan uji coba dari beberapa
sengaja yang dianggap mewakili populasinya.
efektif
dan
persentase
(%)
variasi waktu injeksi udara dalam air baku. Syahreza (2006), menyebutkan bahwa proses aerasi dapat berjalan dengan baik dalam
3.3. Metode Analisis Agar
data
yang
ada
dapat
waktu 15 menit, dari pernyataan ini dijadikan
dimanfaatkan, maka harus dianalisis terlebih
acuan untuk menentukan variasi lama injeksi
dahulu
udara dalam penelitian mulai dari lama waktu
pengambilan keputusan.
5 menit, 10 menit, 15 menit, 20 menit dan 25
sehingga
dapat
dijadikan
dasar
Adapun metode analisis yang dapat
menit, sehingga lama waktu aerasi selama 15
digunakan sebagai berikut :
menit menurut Syahreza berada diantara
a. Uji laboratorium, dari uji laboratorium akan
variasi tersebut. Hal ini dimaksudkan untuk
diketahui hasil penurunan dari masing-
mengetahui apakah proses aerasi dengan
masing perlakuan menggunakan variasi
Pneumatic system lebih baik atau kurang baik
waktu injeksi udara. Dengan melihat hasil
di banding proses aerasi menurut Syahreza
dari beberapa penurunan yang ada, maka
selama
dapat
15
menit
dalam
menurunkan
diambil
kesimpulan
untuk
kandungan Fe dalam air hingga memenuhi
menentukan berapa waktu injeksi udara
ambang batas maksimum. Proses penurunan
yang efektif. Adapun kriteria waktu injeksi
kandungan Fe dengan Pneumatic system
udara yang efektif adalah lamanya waktu
dikatakan
injeksi yang dapat menurunkan kadar Fe
lebih
baik
apabila
penurunan
dibawah ambang batas dan yang paling
sehingga dapat dibuat suatu grafik yang
mendekati Peraturan Menteri Kesehatan
menunjukkan hubungan antara lama waktu
Republik
:
injeksi udara dengan penurunan kandungan
1
Fe (%) dalam air hasil proses.
Indonesia
Nomor
416/MENKES/PER/IX/1990
sebesar
mg/l. b. Prosentase
penurunan
Fe,
dari
hasil
analisis laboratorium akan diketahui besar penurunan kandungan besi dalam tiap-tiap perlakuan. Dengan besarnya penurunan kandungan besi tersebut akan diketahui persentase (%) penurunan Fe, yaitu nilai yang menunjukkan perbandingan antara besarnya nilai parameter yang masuk ke suatu proses dengan nilai yang keluar dari proses tersebut. Menurut
ketiga sampel air baku dengan kedalaman masing-masing 5 meter, 11 meter dan 72 meter, terlihat bahwa pada sumur dengan kedalaman 5 meter dan 11 meter kandungan Fe dalam air baku (0,2 mg/l dan 0,5 mg/l). Sehingga sudah sesuai dengan ambang batas ketetapan Peraturan Menteri Kesehatan Republik
Indonesia
Nomor
:
416/MENKES/PER/IX/1990 sebesar 1 mg/l.
Metcalf
dan
Eddy
(1994)
besarnya persentase (%) penurunan Fe dapat dirumuskan dengan rumus sebagai berikut : Persentase (%)
IV. HASIL DAN ANALISIS Hasil penelitian kandungan Fe dari
C1 C 2 = X 100 0 0 C1
Namun
demikian
pada
sumur
dengan
kedalaman 72 meter menunjukkan masih tingginya kadar Fe yang melebihi ambang batas.
Tingginya
kadar
Fe
ini
perlu
pengolahan sehingga mampu menurunkan
C1 = Konsentrasi Masuk Proses
kandungan Fe dalam air baku sehingga baik
C2 = Konsentrasi Keluar Proses
untuk pemenuhan kebutuhan rumah tangga.
Pada proses penurunan kandungan
Pengolahan air baku yang mengandung Fe
besi dengan system alat Pneumatic system,
menggunakan alat Pneumatic system terlihat
prosentase penurunannya dapat ditunjukkan
pada gambar 4.1
dengan menganalisis hasil penelitian tiap parameter
besi
pada
masing-masing
perlakukan variasi lama waktu injeksi udara,
Gambar 4.1 Proses Aerasi menggunakan Pneumatic system Hasil penelitian air dengan parameter kadar Fe telah dilakukan di Laboratorium
Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Tirta Moedal
Kota
Semarang
menggunakan
Spektrometer
dengan
metode
analisis
besi (Fe) dalam air didapatkan hasil seperti
FerroVer (nama reagen Fe), dengan uji coba
pada tabel IV.1
Pneumatic system untuk menurunkan kadar
Tabel IV.1 Hasil Analisis Kandungan Besi Dalam Air Hasil Pengolahan Dengan Pneumatic system. Perulangan
I II III
mg/l mg/l mg/l
Variasi Lama Injeksi Udara (Menit) Air 5 10 15 20 Baku 1,66 1,47 1,31 1,10 0,74 1,60 1,43 1,28 1,07 0,89 1,69 1,51 1,37 1,28 1,09
Rata-rata
mg/l
1,65
Hasil
tabel
IV.1
Kadar Fe (Satuan)
didapat
rata-rata
1,47
1,32
1,15
0,91
25 0,56 0,71 0,8 0,69
hasil penurunan kandungan Fe yang terus
perulangan I, II dan III, dari hasil rata-rata
menurun.
penurunan
kandungan Fe antar variasi waktu injeksi
kandungan
Fe
menunjukkan
Terlihat
dalam
Fe,
kandungan Fe semakin besar seiring dengan
penurunan kandungan Fe semakin besar hal
penambahan waktu injeksi udara, kemudian
ini
yang
untuk mempermudah dalam membaca dan
menyebutkan bahwa semakin lama waktu
mengetahui hasil penurunan kandungan Fe
injeksi
Pneumatic
yang selalu bartambah seiring penambahan
system, maka semakin besar penurunan
waktu injeksi udara dapat dibuat dalam
kandungan Fe dalam air baku. Penurunan
bentuk grafik yang dihubungkan dengan
kandungan
Pneumatic
persyaratan Peraturan Menteri Kesehatan No.
system dengan variasi lama waktu injeksi
416/MENKES/PER/IX/1990 untuk air bersih,
udara mulai dari 5 menit, 10 menit dan
seperti pada gambar 4.2.
sesuai
yang
dengan
udara
Fe
dalam
mengandung
hipotesis
proses
menggunakan
seterusnya sampai 25 menit menunjukkan
yaitu
penurunan
udara
baku
berbeda,
hasil
bahwa semakin lama waktu injeksi udara ke air
yang
dari
penurunan
Berdasarkan hasil rata-rata analisis
baku yang ditunjukkan oleh besarnya nilai
tabel IV.1 kemudian dihitung seberapa besar
persentase (%) penurunan untuk tiap-tiap
kemampuan
variasi lama waktu injeksi udara.
Pneumatic
system
untuk
menurunkan kandungan besi (Fe) dalam air Tabel IV.2. Persentase (%) Penurunan Kandungan Fe Setelah Pengolahan Dengan Variasi Lama Waktu Injeksi Udara.
No
Waktu Injeksi Udara (Menit) 5 10 15 20 25
1 2 3 4 5 Dari
hasil
perhitungan
di
Rata-rata Kandungan Besi (mg/l) 1,47 1,32 1,15 0,91 0,69
atas
Persentase (%) 10,9 20 30,3 44,8 58
pengolahan memenuhi persyaratan air bersih
penurunan kandungan besi pada tabel IV.2,
menurut
kemudian
416/MENKES/PER/IX/1990, seperti gambar
dibuat
dalam
grafik
yang
dihubungkan dengan saat persentase (%)
Hasil
4.3.
Kota
perubahan nilai kandungan Fe dalam air baku
Semarang, dalam proses aerasi dengan uji
setelah mengalami pengolahan yang selalu
coba menggunakan alat Pneumatic system
menurun untuk setiap kali penambahan waktu
untuk variasi lama waktu injeksi udara,
injeksi udara pada air baku.
Tirta
dianalisis
:
perulangan tersebut menunjukkan adanya
PDAM
yang
No
di
Laboratorium
penelitian
PERMENKES
Moedal
hasilnya menunjukkan adanya perubahan
Hal ini lebih jelas terlihat pada grafik
konsentrasi kandungan Fe. Hasil tersebut
dalam
gambar
4.2
dapat dilihat pada tabel IV.1 sebagai hasil
kandungan Fe mencapai dibawah ambang
rata-rata perulangan I, II dan III. Hasil dari
batas
maksimum
dimana
yang
penurunan
diperbolehkan
menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No.
dibanding proses aerasi menurut Syahreza
416/KEPMENKES/IX/1990 untuk air bersih
(2006), yang menyatakan bahwa aerasi akan
sebesar 1 mg/l.
berjalan
Keadaan yang demikian sesuai dengan teori
aerasi
menurut
Agustjik
baik
dengan
waktu
15
menit.
Perbedaan selisih waktu ini dimungkinkan
(1991),
karena kurangnya injeksi udara ke dalam air
menyebutkan bahwa sasaran utama aerasi
baku pada saat proses aerasi menggunakan
adalah memaksimalkan kontak antara air
Pneumatic system berlangsung.
dengan udara yang bertujuan menambah
Pelaksanaan penelitian yang dilakukan
oksigen, sehingga semakin bertambahnya
di luar ruangan sangat mempengaruhi hasil
waktu injeksi udara ke dalam air baku akan
yang dicapai, selain aerasi injeksi udara dari
semakin memaksimalkan terjadinya kontak air
dalam melalui pipa lewat dasar bak air baku
dengan udara sehingga oksigen terlarut akan
juga disebabkan karena proses aerasi dari
semakin banyak.
udara
Untuk setiap proses lamanya waktu injeksi
kontak
udara
apabila
disekitar
juga
terjadi akan
memperbesar reaksi yang terjadi, hal yang
gelembung udara dengan besi (Fe) yang larut
demikian dapat dilihat pada Gambar 4.2 grafik
dalam air, mengikuti reaksi sebagai berikut : 4
hubungan perubahan Fe dalam air terhadap
Fe
terdapat
pergerakan
dimana
antara
2+
udara
sekitar
-
+ O2 + 8 OH + 2 H2O → 4 Fe(OH)3
↓
lama injeksi udara dalam proses pada alat
(Degreemont, 1991), sehingga sesuai teori
Pneumatic system, pada lama injeksi udara
reaksi
mempunyai
15 menit pada gambar 4.2 menunjukkan
memaksimalkan
penurunan kandungan Fe yang lebih tajam
kesempatan kontak air dengan udara akan
hingga mencapai pada lama waktu injeksi
dapat diperbesar dengan menambah lama
udara 25 menit. Sedangkan untuk proses
waktu injeksi udara ke dalam air baku, dan
sebelumnya pada lama waktu injeksi 5 menit
hasil
sampai 15 menit belum terjadi perubahan
aerasi
sasaran
di
utama
yang
atas
yang
untuk
dicapai
menunjukkan
bahwa
dengan semakin lama waktu injeksi udara
sampai di bawah ambang batas.
menunjukkan semakin besar pula penurunan
Terlihat pada tabel IV.2 menunjukkan
kandungan Fe dalam air baku. Dari data hasil
persentase (%) penurunan Fe hasil analisa
analisis terlihat lama waktu yang efektif
rata-rata perulangan I, II dan III atau tingkat
hingga kandungan Fe memenuhi persyaratan
keberhasilan
sebesar 1 mg/l pada lama waktu injeksi udara
proses
20 menit. Hal ini akan cukup baik untuk
system menggunakan variasi lama waktu
pemenuhan kebutuhan air bersih.
injeksi udara. Kemampuan proses aerasi dari
Analisis kandungan Fe dalam air baku setelah
proses
aerasi
menggunakan
yang
pengolahan
selama
a.
ternyata
mampu
dengan
oleh
Pneumatic
variasi lama waktu injeksi udara adalah sebagai berikut :
menit,
dicapai
rata-rata perulangan I, II dan III dengan
Pneumatic system dengan injeksi udara 20
mampu
Untuk lama waktu injeksi udara 5 menit,
menurunkan kandungan Fe hingga cukup
kandungan Fe mampu diturunkan dari
baik untuk pemenuhan kebutuhan air bersih.
1,65 mg/l menjadi 1,47 mg/l dengan
Namun demikian proses aerasi ini lebih lama
persentase (%) penurunan 10,9 %.
b.
Untuk lama waktu injeksi udara 10 menit,
V. KESIMPULAN DAN SARAN
kandungan Fe mampu diturunkan dari
5.1. Kesimpulan
1,65 mg/l menjadi 1,32 mg/l dengan
c.
d.
e.
Berdasarkan penelitian di lapangan dan
persentase (%) penurunan 20 %.
hasil analisis laboratorium dapat diambil
Untuk lama waktu injeksi udara 15 menit,
kesimpulan sebagai berikut :
kandungan Fe mampu diturunkan dari
a.
Waktu injeksi udara dalam proses aerasi
1,65 mg/l menjadi 1,15 mg/l dengan
menggunakan
persentase (%) penurunan 30,3 %.
mempengaruhi
Untuk lama waktu injeksi udara 20 menit,
penurunan kandungan Fe dalam air
kandungan Fe mampu diturunkan dari
baku. Semakin lama waktu injeksi udara
1,65 mg/l menjadi 0,91 mg/l dengan
maka
persentase (%) penurunan 44,8 %.
kandungan Fe dalam air baku semakin
Untuk lama waktu injeksi udara 25 menit,
besar.
kandungan Fe mampu diturunkan dari
b.
Pneumatic persentase
persentase
Lama
system
waktu
(%)
yang
(%)
penurunan
efektif
dalam
1,65 mg/l menjadi 0,69 mg/l dengan
Pneumatic system untuk menurunkan
persentase (%) penurunan 58 %.
kandungan Fe adalah 20 menit sehingga
Dari uraian di atas terlihat bahwa pada
dapat memenuhi ambang batas yang
saat persentase (%) penurunan kandungan
diperbolehkan
berdasarkan
Fe terhadap pengolahan menggunakan alat
PERMENKES
No.
Pneumatic
416/MENKES/PER/IX/1990
system
mencapai
44,8
%
penurunan kandungan Fe sudah memenuhi ambang batas yang di perbolehkan, dan pada persentase
(%)
penurunan
untuk
air
bersih sebesar 1 mg/l. c.
Persentase (%) pada lama waktu yang
tersebut
efektif dalam menurunkan kandungan Fe
menggunakan lama waktu injeksi udara yang
hingga memenuhi ambang batas adalah
diujikan selama 20 menit.
44,8 %.
Waktu injeksi udara selama 20 menit merupakan
waktu
injeksi
yang
efektif
dibanding dengan variasi lama waktu injeksi
5.2. Saran a.
Perlunya
adanya
udara yang lain karena mampu menurunkan
pengolahan
kandungan
Fe
lambat
maksimum
yang
Peraturan
Menteri
sesuai
ambang
diperbolehkan Kesehatan
batas
untuk
RI
Fe dalam air baku. b.
Untuk
dapat
saringan
pasir
lebih
persentase (%)
416/KEPMENKES/IX/1990 untuk air bersih
unit
seperti
menurut No.
penambahan
memperbesar
penurunan kandungan
memperpendek
waktu
sebesar 1 mg/l, sehingga cukup baik untuk
injeksi hingga kandungan Fe dapat
pemenuhan kebutuhan air bersih masyarakat
memenuhi ambang batas PERMENKES
Dukuh Siwarak Kelurahan Kandri, Kecamatan
No.
Gunung Pati, Kota Semarang.
dilakukan dengan memperbesar daya
416/MENKES/PER/IX/1990
dapat
dari Aerator Size. c.
Agar
persentase
(%)
penurunan
kandungan Fe dapat diperbesar maka
harus memperlama waktu injeksi udara sehingga kontak Fe dalam air dengan udara maksimal.
DAFTAR PUSTAKA Akademi Teknik Tirta Wiyata, 2003. Pelatihan Kualitas Air. Magelang. Kodoatie, J. 1996. Pengantar Hidrologi. Edisi 1, Cet. 1. ANDI Yogyakarta : Yogyakarta.
Toth, J. 1984. The Role of Regional Gravity Flow in the Chemical and Thermal Evolution of Ground Water. American Conference on Hydrogeology. Practical Applications of Ground Water Geochemistry. Hitchon, Brian and Wallick, Edward 1. Alberta Research Council, Edmonton (ed). Banff, Alberta, Canada. Yayasan Pendidikan Tirta Dharma, 2002. Pelatihan Operator IPA Penghilangan Besi dan Mangan. Modul IPA 009. Yogyakarta.
