Kemampuan Saringan Pasir, Ijuk dan Arang dalam Meningkatkan Kualitas Fisik dan Kimia Air DAS Ciliwung

P E N D A H U L U A N
Hampir semua fase keaktifan manusia dan hewan membutuhkan air.

Air merupakan komponen utama baik dalam ta-

naman (sampai 90% pada tanaman setahun) maupun hewan (60 70% pada hewan menyusui).

Dalam jaringan hidup, air me-

rupakan medium untuk berbagai reaksi dan proses ekskresi.
Zat-zat makanan

anorganik, hasil fotosintesis, gas-gas
I

dan hormon

semuanya diangkut dalanl larutan dengan pela-

rut air. Evaporasi

air

dapat mengendalikan suhu kulit

dan daun.

Hara-hara dalam tanah

leh

dalam bentuk larutan (Hay, 1981).

akar

hanya dapat diserap oSehubungan

dengan itu, maka tanpa air tidak akan terdapat kehidupan.
Sebagian besar

air untuk keperluan sehari-hari berasal

dari sungai. Air

sungai juga dipergunakan sebagai alat

pencuci, pengairan

sawah, kolam ikan, pembangkit tenaga

listrik, tempat hidup satwa liar, tempat pembuangan, sebagai jalan lewat air dan rekreasi

(Murad dan Kusnadi,

1974; Cass-Beggs, 1969, Menziest 1 9 6 9 ) -

.

Pengguna-

an air yang terpenting bagi negara-negara sedang berkembang di Asia adalah untuk perikanan, pengairan, dan

minum.

air

Sehubungan dengan itu'telah dirasa perlu adanya

baku mutu air bagi negara-negara Asia (Pescod, 1974).

Dari
atas dan

9

sekitar 163.84 x 10 m
di

dalam

bumi, tidak

dapat dipergunakan oleh manusia.

3

air yang terdapat di
lebih dari 0.5 persen
Dari

jumlah

ini, 97

persen terdapat dalam larutan, 2.25 persen da1,am bentuk
es dan salju. Tiga persen dari jumlah keseluruhan dalam
bentuk air tawar, sebagian beku dan sebagian lagi terdapat di dalam lapisan permukaan tanah sampai 800 m di bawah permukaan tanah.

Hanya

sepersepuluh dari total air

tawar diperkirakan terdapat dalam air tanah. Dari

jum-

lah ini, yang dapat diambil dengan aman tanpa adanya intrusi garam

sebesar 1.9 x 1 0 l b liter per tahun. Perpu16
taran hujan dan salju sebesar 45.36 x 10
liter per ta-

hun, tetapi tiga perempatnys jatuh di air laut dan lautan.

Jadi hanya 11.34 x

salju jatuh

1016 liter per tahun, hujan dan

di atas daratan.

Sejumlah ini dipergunakan

untuk evaporasi dan transpirasi tanaman ke atrnosfir, perkolasi

untuk mengisi kembali air tanah, aliran

sungai-

sungai, danau dan kolam-kolam. Yang dapat dipakai langsung sebagai sumber untuk keperluan manusia hanya sejumlah lebih kurang 3.8 x 10 l6 liter per tahun.

Dengan de-

mikian secara keseluruhan dapat difahami betapa terbatasrrpa persediaan air tawar itu, yaitu hanya kira-kira
5.7 x 10 l6 liter per tahun (Chanlett, 1973).
Makin
tiap orang

maju peradaban manysia, kebutuhan
semakin besar.

akan

air

Di negara-negara sedang ber-

kembang, kebutuhan air tawar sekitar 12 liter tiap orang
tiap hari, bahkan pada suku-suku primitif hanya 5 liter
tiap

orang tiap hari.

Di negara-negara maju misalnya

Inggris kebutuhan air mencapai 150 liter tiap orang tiap
hari, sedangkan di

Serikat mencapai 250 liter

Amerika

tiap orang tiap hari.

Bila kebutuhan air diperhitungkan

juga dengan kegiatan industri, perdagangan dan

konsumsi

masyarakat, maka pada daerah perkotaan modern dapat mencapai

2 000 liter tiap orang tiap hari (Overman, 1969).

Kebutuhan dunia
ini

disebabkan

akan air terus meningkat.
oleh

Peningkatan

kenaikan'taraf hidup yang diikuti

oleh kenaikan kebutuhan air untuk rumah tangga, pertanian dan industri, disamping
penduduk dunia.

karena

kenaikan pertambahan

Secara kasar, kebutuhan air dalam jang-

ka waktu 20 tahun mendatang akan dua kali lipat dari kebutuhan sekarang (Batisse, 1982).
Mengingat jumlah air di bumi ini relatif tetap, maka

setiap buangan dari suatu sumber ke perairan

mengurangi jumlah air yang tersedia (Molof, 1971).

lah

pengelolaan persediaan

akan
Masa-

air alami adalah bagaimana

mengatasi ketidak seimbangan antara pemakaian dan persediaan.

Walaupun

habitat

air tawar sangat kecil diban-

dingkan dengan habitat lautan dan daratan, tetapi kepentingannya bagi

manusia sangat besar, mengingat: (1) air

tawar merupakan barang yang murah dan nyaman untuk keperluan rumah tangga dan industri, (2) komponen

air tawar

merupakan "bottle neck" dalam siklus hidrologi, dan (3)

ekosistem air

tawar merupakan

sistem untuk pembuadgan

sampah yang paling murah (Odum, 1971).
Kelestarian kualitas

air sangat tergantung kepada

beberapa aspek yang menyangkut penyediaan dan pemanfaatan air

dan pembuangan limbah ke dalam perairan.

Berba-

gai masalah yang menyangkut kualitas atau pencemaran air
yang terjadi bersama pada daerah yang sama akan menderita kesulitan persediaan air.

Hal tersebut sesuai dengan

pengertian bahwa pencemaran air

adalah penurunan kuali-

tas air yang mengganggu pemanfaatannya, sehingga berbagai masalah pencemaran sangat berkaitan

dengan berbagai

aspek pemanfaatan air (Mahbub, 1980).
Pemakaian dan
tempat dan waktu.
oleh
dan

penduduk

persediaan

air berbeda-beda menurut

Persediaan air

biasanya dipergunakan

kota yang padat untuk keperluan industri

keperluan rumah tangga.

Kebutuhan ini akan mening-

kat bila persediaan air menurun (Piper, 1975).
Masalah perlindungan atas kualitas lingkungan hidup
akhir-akhir ini

telah menarik perhatian masyarakat ba-

nyak, sehingga istilah ekologi dan lingkungan banyak didiskusikan dalam forum-forum. Salah satu aspek dari kemerosotan kualitas hidup dan pengaruhnya yang sudah menghendaki

pengamanan

secara

konkrit

adalah

aspek

pencemaran terhadap air permukaan dan air sebagai sumber
kehidupan pada umumnya.

Masalah lingkungan hidup di Indonesia merupakan masalah rendahnya mutu lingkungan hidup yang
justru oleh keterbelakangan sosial.
berapa masalah merupakan akibat
yang

dicapai

Di samping itu be-

dari

dalam pembangunan.

disebabkan

kemajuan-kemajuan

Jadi perlu senantiasa

diperhitungkan faktor-faktor yang menyangkut masalah pemeliharaan
alam

kelestarian

dan

kelangsungan sumber-sumber

yang terdapat di dalam lingkungan hidup

1974).

dakan

Dalam

(Anonim,

pelaksanaan pembangunan perlu selalu dia-

penilaian yang seksama terhadap pengaruhnya bagi

lingkungan hidup agar

pengamanan

terhadap

pembangunan dan lingkungan hidupnya dapat

pelaksanaan

dilakukan se-

baik-baiknya. Penilaian tersebut perlu dilakukan baik
secara sektoral maupun regional dan untuk itu perlu dikembangkan kriteria baku mutu lingkungan hidup (Anonim,
1981).

Di dalam masyarakat kecil dan

sederhana, kebiasaan

membuang sampah di sungai tidak menimbulkan akibat pencemaran, karena penerimanya masih mampu menampung dan mencernakannya.

Tetapi

bila kebiasaan ini dilakukan pada

masyarakat besar dan maju, buangan penduduk yang juga ditambah dengan buangan sisa-sisa industri, kemungkinan besar lingkungan tidak mampu lagi menampung dan

cukup ce-

pat mencernakannya. Akibatnya sedikit demi sedikit akan

terjadi penimbunan

bahan

buangan

dan timbul efek-efek

sampingan yang merugikan masyarakat banyak.
Di Indonesia telah

mulai banyak sungai yang menca-

pai taraf pencemaran yang merugikan. Khususnya

sungai-

melalui perkotaan, daerah dengan padat pen-

sungai yang
duduknya

atau

Ciliwung

di

wilayah

perindustrian.

Misalnya Sungai

Jakarta, Kali Garang di Semarang, Brantas,

Kali Surabaya dan Porong disekitar
Musi di Palembang (Soegiarto, 1977).

Surabaya dan Sungai
Pertumbuhan indus-

tri di tepi-tepi sungai tersebut menguntungkan
itu, karena pembuangan limbahnya begitu
urbanisasi dan

mudah.

industri
Dengan

industrialisasi itu, berbagai macam ben-

tuk zat pencemar dalam konsentrasi tinggi banyak dibuang
ke sungai.

Kenaikan konsentrasi zat pencemar ini terja-

di terutama pada
nya menurun.

musim kemarau, di mana debit air umum-

Pada keadaan tersebut perairan menjadi ti-

dak layak baik untuk

pertanian, rumah tangga dan indus-

tri (Pandian, 1980).
Untuk tujuan perbaikan kualitas air di suatu daerah
pemerintah sering mengikut sertakan investasi modal yang
besar.

Impak penurunan kualitas air bukan hanya mengi-

kut sertakan masalah ekonomi, tetapi juga meliputi pengaruh mental

dan

aliran sungai.

kesehatan

masyarakat di sekitar daerah

Di Indonesia sebagian terbesar pencemaran air disebabkan oleh buangan rumah
daerah

tangga, walaupun di beberapa

akibat kemajuan pembangunan dan pengaruh buangan

industri mulai dirasakan.

Bagi golongan masyarakat mam-

pu, pencemaran air dapat diatasi dengan membeli air berTetapi bagi golongan tidak mampu, mereka terpaksa

sih.

menerima beban ini dengan segala akibatnya.
Bagi negara-negara sedang berkembang, pengendalian
pencemaran lingkungan harus
pembangunan negeri itu

bersaing

dan dalam masa-masa lampau malah

tidak respek untuk usaha ini.

Buangan rumah tangga dan

limbah industri keseluruhannya
perairan tanpa pengolahan
(Pescod, 1977).

dengan prioritas

dibuang

ke

lingkungan

(treatment) terlebih dahulu

Di Indonesia, pengolahan

terhadap

air

tercemar sebagai usaha penanggulangan masalah pencemaran
harus

dipilih

suatu

cara yang murah, mudah diperoleh,

mudah dikerjakan dan hasilnya memuaskan.
ha penanggulangan pencemaran

Salah satu usa-

air adalah penyaringan de-

ngan menggunakan bahan penyaEing pasir, ijuk, dan arang.
Pasir mempunyai kemampuan menyaring terhadap sifat-sifat
fisik

air

dan jasad-jasad mikro,
ijuk mampu
*

sifat-sifat fisik air dan arang mampu
sifat kimia air.
ring

menyaring

menyaring

sifat-

Pasir dan arang merupakan bahan penya-

yang banyak terdapat di Indonesia, terutama di pe-

desaan dan harganyapun murah.

Ijuk saat ini masih mudah

didapat, walaupun pembiakannya masih tergantung oleh luwak (musang).
Penelitian

ini

bertujuan mengetahui kemampuan dan

keefektifan penyaringan
dan kimia air

dengan

terhadap

beberapa

sifat fisik

penyaring pasir, ijuk, arang, dan

campuran pasir-ijuk, pasir-arang, arang-ijuk, pasir-ijukarang.

Contoh air diambil dari lokasi-lokasi Gadog, Bo-

gor, Jakarta di daerah aliran ,sungai (DAS) Ciliwung dilihat dari kegunaannya untuk air minum.
Berhubung
tian

terbatasnya biaya dan peralatan, peneli-

ini hanya dibatasi pada sifat-sifat terpenting un-

tuk air minum baku*.
Ciliwung terbatas

Sedangkan-lokasi pengamatan di DAS

pada

tiga

lokasi yaitu Gadog, Bogor

(Jembatan Satuduit), dan Jakarta (Pintu Air Manggarai).

Hipotesis
fat fisik dan
diteliti

penelitian ini didasarkan pada sifat-sikimia perairan Sungai Ciliwung yang sudah

oleh para peneliti sebelumnya, yaitu

terhadap

peubah-peubah padatan tersuspensi, kekeruhan, pH,
hantar listrik
total

+

daya

-

(DHL), NH4 , NOq , orto-P, bahan organik

(BOT), kesadahan, Fe dan

padatan terlarut

tctal

(TDS), di lokasi-lokasi Gadog, Bogor (Jembatan Satuduit)
--

----

*Air minum baku adalah air dari badan air yang dapat diolah menjadi air minum dengan cara koagulasi,
pengendapan, penyaringan dan penyucihamaan ( S o e santo, 1976).

dan J a k n r L n ( P i ~ l t u Air Manggarai) (Tabel 1) dihubungkan
dengan pcngaru'tr pcrry aringunrrya.
R e r d a r . . ~ ~ k aTabel
n

1, diambil beberapa hipotesis se-

bagai berikut:

(1) Penyaringan dengan pasir ijuk dan arang diperkirakan
mampu menyaring air Sungai Ciliwung di wilayah

hulu

untuk keperluan air minum baku (hasil saringan memenuhi baku mutu

untuk air 'minum baku).

Penyaringan

campuran menghasilkan kualitas hasil saringan (filtrat) yang lebih baik daripada penyaringan tunggal.
(2) Penyaringan dengan bahan penyaringan pasir dan ijuk

terhadap air Sungai Ciliwung di

wilayah tengah akan

menghasilkan keefektifan penyaringan padatan tersuspensi

dan

kekeruhan yang lebih besar dibandingkan

penyaringan terhadap sifat-sifat lainnya.
an

Penyaring-

dengan arang terhadap bahan organik, amonia dan

orto-P menghasilkan keefektifan penyaringan yang lebih
Di

besar

dibandingkan dengan sifat-sifat lainnya.

wilayah tengah penyaringan campuran menghasilkan

kualitas air hasil saringan rang lebih baik daripada
penyaringan tunggal.

.

(3) Usaha penyaringan tunggal dan campuran di lokasi Ja-

karta

(wilayah hilir), diperkirakan tidak

dalam usaha mendapatkan hasil
luan air minum baku.

efisien

saringan untuk keper-

T a b e l 1.

S i f a t - s i f a t f i s i k - k i m i a air S u n g a i
C i l i w u n g d i lokasi-lokasi Gadog,
Jembatan S a t u d u i t , d a n P i n t u A i r
Manpaarai (PUSDI PSL IPB, 1979;
Direktorat PPA, 1979)

L o k a s i

S i f a t F'isik/Kimia

air

Gadog
Hjn. K m r .

MPT (mg/l) 33.0

Kekeruhan
( NTU )

-

DHL
82.0
(urnho/cm)

+ (ppm)
NH4

No2-

(ppm)

51.0

Kesadahan

Manggarai

Hjn.

Kmr

7.8

121.7

44.3

27.0

99.0

130.0

137.5

95.0

127.5

0.10

0.167

0.45

-

0.07*

-

-

P.A.

Kisaran

.
7.8

51.0

25.2*

38.25 78.0

9.643 3.51
0.45~

0.028

-

0.038 0.031

-

26.25

76.49

-

56.1649.92

95.0 -137.0

0.55

0.10

-

0.64

0.37*

0.07

-

0.45

0.043

0.013- 0.04

28.98* 25.2
68.64

= t i d a k ada data

* = l o k a s i Gunung Masig i t (daerah h u l u )

Hjn = musim h u j a n
*

-

28.98

38.25- 78.0

(PP~)

-

-

13.0

orto-P(ppm) 0.015 0.014
BOT (pprn)

J. S a t u d u i t
Hjn.
Kar.

K m r = rnusim kemarau

T I N J A U A N
Pada

P U S T A K A

dasarnya penggunaan air dapat terbagi menjadi

lima golongan utama, yaitu untuk
(1) keperluan

domestik:

untuk

semua kebutuhan

rumah

tangga termasuk menyiram kebun dan mencuci kendaraan
(2) keperluan dagang:

semua industri dan pabrik,

bis-

nis, toko, kantor, hotel, linstansi dan lain-lain.
(3) keperluan pertanian:

perkebunan, pertanian, peter-

nakan, perikanan dan lain-lain
(4) keperluan umum:

untuk pemadam kabakaran, penyiraman

jalan, pertamanan m u m dan air mancur
(5) kebocoran: kebocoran dari keran utama dan sambungan,

dari

tempat cadangan air (reservoir) dan

lain-lain

(Twort, Hoater, Law, 1974).
Di negara-negara tropis yang sedang berkembang, kebutuhan air bersih dibatasi oleh:
(1) Penduduk umumnya sangat miskin, sehingga tidak mampu

memiliki sumber air bersih dl rumah.
(2) Perbandingan

dikeluarkan

biaya

yang kembali dengan biaya

oleh pemerintah untuk tujuan

yang

kesehatan

lingkungan sangat kecil.
(3) Dana yang tersedia masih jauh dari cukup untuk

sediaan

air yang memadai,

sehingga hanya

penduduk yang mendapat air bersih.

per-

sebagian

(4) Banyak

sekali penyakit yang berhubungan dengan perjauh lebih banyak dibandingkan dengan

sediaan air;

negara-negara di

daerah beriklim

sedang

(Feachew,

McGarry, Mara, 1977).
Air

buangan dari penduduk baiasanya

karena itu

dl-

buang

ke perairan terbuka.

sukar

untuk memperkirakan apa dan berapa jenis organis-

me,

Oleh

langsung

sangatlah

baik patogenik maupun bukan patogenik yang ada pada

saat tertentu di perairan itu.
dipertimbangkan
latenan

Hal penting yang

perlu

adalah persistensi (ketahanan) atau ke-

dari patogen di dalam perairan

(Sukarmadijaya,

1980).
Disamping pengaruhnya terhadap kandungan
mikro perairan,

pengaruh lain adalah terhadap sifat-si-

fat fisik dan kimia perairan.
nentuan

organisme

Dari hasil penelitian pe-

kriteria kualitas lingkungan hidup yang dilaku-

kan terhadap beberapa sungai di Jawa menunjukkan

nilai-

nilai BODs (biochemical oxygen demand), oksigen terlarut
dan
2.0

bahan organik total berturut-turut berkisar

-

53.3 ppm, 0.6

Brantas

0.3

-

0.36

-

3.52

-

-

-

55.65 pprn (Sungai

7.0 ppm,

144.1 pprn (Sungai Cimanuk),

1.6 ppm, 29.40

karta),

6.59 ppm, 6.32

di Surabaya),

-

17,48

-

antara

4.8

9.92

-

-

8.0

ppm,

29.72

ppm,

39.90 pprn (Sungai Ciliwung di Ja-

8.71 ppm,

2.4

-

ngawan Solo di kota Surakarta),

3.8 pprn,

56.7 pprn (Be-

2.82 ppm, 8.32 ppm, dan

31.5 ppm (Sungai Serayu di Kesugihan, Kabupaten Cilacap)
(PUSDI PSL IPB 1979 a;

PUSDI PSL IPB, 1979 b; PUSDI PSL

IPB, 1980; Saeni, 1979).
Pengaruh

rang berupa gangguan tersebut di atas akan

menyebabkan:
(1) Akibat langsung terhadap kesejahteraan manusia, termasuk gangguan kesehatan,

gangguan sosial dan gang-

m a n terhadap "kualitas kehidupan"
(2) Akibat tidak lanesung terhadap kesejahteraan dan ke-

lestarian hidup manusia, karena adanya gangguan terhadap sistem-sistem alam hayati (Rachwartono, 1975).
Sejarah
Sebelum peradaban modern,
ngaruhi

oleh

kualitas air hanya

sistem alami seperti letusan gunuhg

banjir dan kebakaran hutan oleh halilintar.
kembangnya
air.

waktu,

dipeapi,

Dengan ber-

manusia mulai mempengaruhi

kualitas

Akibat sampah penduduk, limbah industri, pertanian

dan aktivitas rekreasi akan menimbulkan bahan-bahan tersuspensi, zat-zat organik dan >anorganik, buangan bahanbahan panas, radioaktif, bakteri dan virus yang akhirnya
masuk ke sistem perairan sungai, air tanah dan laut, dan
mempengaruhi kualitas airnya (Molof, 1971; Anonim, 1972
Kneese dan Bower, 1973).
Dengan timbulnya revolusi industri dan
sumber-sumber energi

baru,

eksploitasi

pengaruh manusia

terhadap

lingkungan naik drastis dan dengan konsekuensi-konskuensi berbahaya bagi banyak bentuk kehidupan lain.
taan ruang hidup dan kebutuhan untuk industri

Permin-

menyebab-

kan berkurangnya rawa-rawa, hutan dan padang rumput yang
dengan
langnya

sendirinya diikuti pula oleh berkurang atau
sejumlah hewan dan

tumbuh-tumbuhan yang

hiada

(Daifuku, 1986).
fase pertama revolusi industri (abad 19),

Pada
Eropah

Barat dan menyusul Amerika Serikat,

naikan kepadatan penduduk,

timbul

di
ke-

ketidak ayamanan, penumpukan

debu-debu,

timbulnya perasaan takut dalam kehidupan dan

pekerjaap,

kenaikan angka-angka sakit dan kematian, dan

adanya ketidak indahan di berbagai kota industri (Dubos,
1968).
Salah
gara

satu kekurangan pokok pembangunan negara-ne-

maju adalah negara-negara tersebut telah berhasil

memperbanyak jurnlah barang,
terpenuhi

sehingga kebutuhan material

untuk 'sementara waktu.

Sedangkan bersamaan

dengan itu dihasilkan pula hasil sampingan berupa pencemaran dan kerusakan lingkungan yang menurunkan
hidup.

kualitas

Arah perkembangan mefiunjukkan bahwa hasil

sam-

pingan yang negatif terhadap lingkungan cenderung membesar dibandingkan hasil pembangunan itu sendiri. Bagi Indonesia seperti kebanyakan negara berkembang,
anlah

yang menjadi sebab utama yang mendorong

kemiskinpenduduk

menguras alam, sehingga merusak lingkungan (Salim, 1981).
Dari fakta di atas nyatalah bahwa tingkah polah manusia

sejak dari kehidupan primitif sampai ke kehidupan

modern, pada hakekatnya merupakan pengotor, pencemar dan
perusak lingkungan;

maka budidaya manusia jugalah yang

harus dikerahkan untuk suatu pemikiran penanggulangannya
(Wisaksono dan Bilal, 1976).
I

Pengendalian kualitas air air telah sejak jaman dahulu dilakukan.

Dari penemuan purbakala di negara-nega-

ra timur jauh dan timur tengah,

terbukti telah ada sis-

tem budidaya air yang dibangun beberapa ribu tahun sebelum masehi.
air

besar

Orang-orang Roma telah membangun pipa-pipa
dan saluran-saluran pembuangan air

Roma sejak zaman nabi Isa.
usaha-usaha
dilakukan.

di

kota

Sedangkan di Eropah lainnya,

ke arah kesehatan masyarakat masih

sedikit

Di Inggris, sejak zaman pemerintahan Richard
1388 dan Henry VIII dalam

tahun

1531

telah dibuat bangunan pengendali pencemaran berupa

jam-

I1

dalam

tahun

ban-jamban penduduk.

Sampai tahun 1815 sampah penduduk

tidak boleh dibuang ke air permukaan.

Dalam tahun 1847

Inggris mengeluarkan hukum yang mengizinkan

pembuangan

tinja ke saluran air pembuangan yang akhirnya menimbulkan

bencana

Pembuangan

yang
air

terutama

masuk

ke

melanda

sungai

kota

Thames

dipergunakan untuk keperluan rumah tangga.

yang

London.
banyak

Saluran air

pembuangan tersebut banyak yang bocor dan akibatnya berkontaminasi dengan tanah yang merupakan sumber mata air.
Selanjutnya terjadi kenaikan kontaminasi air minum
buangan penduduk.

oleh

Sungai Thames tidak lag1 sedap dili-

hat dan berbau busuk, dan

rengakibatkan timbulnya wabah

penyakit-penyakit tipus dan kolera.
Para

ilmuwan mulai memikirkan pengendalian

pence-

<

maran

air dengan berbagai perlakuan untuk

sehatan lingkungan.
usaha

menjaga

ke-

Pengendalian kualitas air merupakan

interdisipliner yang meliputi penggunaan prinsip-

prinsip

biologi,

kimia

dan fisika

dalam

hubungannya

dengan teknik rekayasa (Tebbutt, 1977).
Pencemaran dan perusakan lingkungan merupakan umpan
balik yang dapat mengendalikan perkembangan industri dan
kenaikan jumlah penduduk.
hun

Misalnya di Jepang, pada ta-

1977 memproduksi 8.5 juta

tingginya produksi mobil ini,

buah

mobil.

Bersamaan

terjadi pula kenaikan ke-

bisingan, kecelakaan lalu lintas, makin tebalnya asap di
langit,
udara.
matan

dan berbagai bentuk lain dari akibat pencemaran
Penduduk mulai kehilangan udara segar dan kenik-

tidur yang nyaman,

serta membawa mental ke

arah

kebingunan dan kesedihan (Pandian, 1980).
Sampai tahun 1980 baru 14% penduduk pedesaan di Indonesia yang dapat menilmati air bersih.

Padahal lebih

dari 80% penduduk Indonesia tinggal di pedesaan dan laju

pertambahan

penduduk

2.34% setahun.

usaha pengadaan air bersih di pedesaan,
partisipasi

Untuk

menunjang

amat dibutuhkan

dari mereka untuk melakukan pengolahan

air

(Anonim, 1981).
Sumber-Sumber Pencemaran A*.
Di alam tidak ada air murni.
ri

Hujan yang turun da-

atmosfir ke bumi menyerap,debu dan beberapa gas

perti C02 dan 0 2 .

se-

Setelah mencapai permukaan tanah air

tersebut

segera tercemar oleh adanya kontaminasi

bahan

organik.

Bila permukaan air mengabsorpsi C02 dari hasil

pernafasan vege%a81, bahan nitrogen dari hancuran bahan
organik dan setelah mengalir ke-sungai akan membawa pula
sejumlah bahan tersuspensi seperti pasir dan liat.
yang

meresap dari dasar sungai sebagai air tanah,

Air
sus-

pensi tersebut akan tertingal di dasr sungai Itu.

Bila

air mengalami perkolasi,

atau

endapan pada dasr sungai

batuan kapur atau silika akan larut, dan mengalir bersama

bahan mineral lain.

terus,

perkolasi air

berjalan

maka bahan pencemar ini akan muncul ke permukaan

(Ehlers dan Steel,
ber

Karena

1950, Stumm dan Morgan, 1970).

pencemar air alami dapat juga ditimbulkan oleh

tivitas alam.

Misalnya letusan gunung api,

Sumak-

banjir dan

kebakaran hutan oleh halilintar (Molof, 1971).
Dengan berkembangnya waktu,
aruhi

kualitas air.

manusia mulai mempeng-

Sebelum berkembangnya

kota-kota,

kelompok-kelompok penduduk kecil tidak mempengaruhi kualitas

air dengan nyata,

dan tidak menimbulkan

masalah

sampah-sampah rumah tangga (domestik). Aktivitas pertanian

mempengaruhi kualitas air berupa erosi tanah-tanah

yang digarap,

pupuk dan

revolusi industri,
han-bahan

obat-obatan

pertanian.

Sejak

timbul masalah limbah industri.

tersuspensi,

eat-zat organik dan

Ba-

anorganik,

I

buangan

bahan-bahan panas dan radioaktif masuk ke

per-

airan sungai dan laut (Molof, 1971 dan Anonim, 1972).
Terutama

di Jawa yang

berpenduduk

padat,

sumber

pencemaran air yang penting adalah buangan rumah tangga.
Pengotoran

jenis

ini disebabkan oleh

keterbelakangan,

yaitu tidak adanya fasilitas pengolahan air buangan (domestic sewage treatment).

Suatu perairan telah tercemar

apabila buangan dari sarana dan aktivitas penggalian dan
pengolahan sumber kekayaan alam sedemikian besarnya, sehingga

dapat

Perairan

mengganggu pengm-naan dan

tersebut tidak mampu lagi

sanitasi

memurnikan

air.

dirinya

secara alamiah (DPMA, 1974).
Komponen-komponen dari buangan industri yang secara
fisik terlihat mengapung di atas perairan juga merupakan
sat pencemar yang membahayakan.
ngapung,

Zat-zat gadat yang me-

busa, zat-zat warna, semua mengakibatkan kekepencemar

ruhan.

Sumber

reaksi

anaerobik

dalam

bau dapat berasal dari
air

buangan,

hasil

senyawa-senyawa

fen01

dan

'

menurunkan

klorofenol.
nilai

mempengaruhi

Lemak,

visual perairan dan

kehidupan ikan,

tidak sedap pada daging ikan.
dari

minyak dan gemuk dapat
secara

langsung

termasuk akibat bau

rang

Air buangan yang berasal

prosesing peternakan dapat merupakan sumber penya-

kit-penyakit

yang

Pengilangan
dustri

disebabkan oleh bakteri

minyak dan gas bumi merupakan

dan

industri-in-

berat yang dalam air limbahnya dapat

senyawa-senyawa

asam,

virus.

mengandung

batu-bara dan pengilangan

bijih

besi,

dalam air cuciannya dapat merupakan sumber

logam

berat

krom

(Cr).

Tidak satupun dari limbah

yang betul-betul bersih dari zat-zat pencemar

industri
(Chanlett,

1973).
U ~ a v aPenangmlanaan Pencemaran r&
Air

yang

mempunyai

aman untuk keperluan rumah tangga

tiga syarat:

(1) tidak terkontaminasi

hams
oleh

penyakit-penyakit yang dapat disebarkan lewat air (water
borne disease),

(2) bebas dari zat-zat beracun, dan (3)

bebas dari kandungan mineral dan bahan organik yang berlebihan (Wagner dan Lanoix, 1959).
Badan
berusaha
tion).
ri

air yang tercemar sebetulnya

untuk melakukan pemurnian diri (self purificaProses yang memegang peranan dalam pemurnian di-

adalah fotosintesis dan' pernafasan

hidup

secara alaaiah

dalarn

air.

makhluk-makhluk

Bila fotosintesis lebih besar

dari

pernafasan, perairan itu mencirikan banyak ganggang progresif

yang

perairan.

menghasilkan banyak

zat

Bila keadaan sebaliknya,

terlarut terpakai habis,
80;- dan C02

anorganik

kandungan

dalam

oksigen

sehingga senyawa-senyawa NO,

,

tereduksi berturut-turut men jadi N 2 (gas),

NH,* , HS- dan CH, (gas). Keseimbangan fotosintesis dan
pernafasan dalam perairan perlu dijaga,
tidak

supaya perairan

tercemar dan segi keindahannya (aestetika) tetap

baik (Stumm dan Morgan, 1970).
Sebagian
rah-daerah

besar kasus pencemaran terjadi pada

yang sulit mendapat air,

dae-

terutama pada dae-

rah-daerah urban dan industri, sehingga terjadi gabungan
masalah jumlah air yang tidak mencukupi dan kualitas air
yang menurun.

Kasus-kasus yang terjadi tersebut

tidak

sepenuhnya merupakan pertentangan kepentingan, mengingat
kebutuhan air adalah sebagai konsekuensi yang wajar dari
pola kehidupan dan kegiatan berbagai sektor pembangunan.
Yang

menjadi

tantangan adalah bagaimana

mengembangkan

dan memanfaatkan secara seimbang dan berencana

terhadap

sumberdaya alam yang terbatas jumlahnya (Mahbub, 1980).
Pengolahan
perairan

yang terkena buangan tersebut

baku rnutu ,
Pada

air buangan .tidak hanya bertujuan

tetapi

tidak

Suga harus memperhatikan

dasarnya, pendekatan masalah kualitas

dilakukan

satu

atau lebih dari cara yang

agar

melebihi
biayanya.

air

ada,

harus
yaitu:

modifikasi. kapasitas asimilasi

sumber

air,

mengurangi

limbah

sumber,

dan

mengurangi

yang

akan keluar dari

limbah yang sudah keluar dari sumber.
Cara

modifikasi kapasitas asimilasi sumber air me-

liputi:
(a) Menambah aliran untuk menaikkan pelarutan limbah.
(b) Desain

penampung air (reservoir) dan pengelolaannya
I

untuk mencegah pengaruh sebaliknya dari air yang ditampungnya terhadap kualitas.
(c) Dilakukan aerasi ulang

(reaerasi) untuk

menaikkan

persediaan oksigen.
(d) Pembuatan penghalang air laut untuk mencegah intrusi
garam.
(e) Pembuatan daerah aliran yang baik.

Cara mengurangi limbah yang akan keluar dari sumber
meliputi :
(a) Mengubah pemasukan bahan mentah yang akan diproses.
(b) Merubah proses produksi
( c ) Merubah keluaran hasil dari pengolahan

(d) Sirkulasi

ulang dari

.

pemakaian

air

dalam

produksi
(e) Pemisahan sumber buangan yang sangat kuat

(f) Pengaturan rumah tangga pabrik yang baik

proses

Cara mengurangi limbah setelah keluar darl sumber:
(a) Menetralkan dan pendaur ulangan bahan limbah
(b) Memproduksi hasil samping
(c) Pengolahan limbah

(d) Penggunaan kembali buangan pabrik (Pescod, 1977).
Proses
kategori:

pengolahan air buangan dibagi men3adi
(1) pengolahan pertama (primer),

(2)

tiga
pew-

1

olahan kedua (sekunder), dan (3) pengolahan ketiga (tertier).

Pengolahan pertama bertujuan memisahkan bahan-

bahan tidak terlarut seperti bahan padat,
bahan terapung.

gemuk, bahan-

Pengolahan kedua merupakan proses bio-

logi pang antara lain dengan cara memberikan oksigen

ke

dalam air tersebut sehingga memperbesar kegiatan mikroba
dalam

menghancurkan bahan-bahan organik dalam

larutan,

sehingga nilai BOD turun sesuai dengan tingkat yang dinginkan.

Pengolahan ketiga bertujuan memisahkan padatan

tersuspensi, persenyawaan orpanik dan anorganik misalnya
senyawa

fosfat,

nitrat dan bahan-bahan lain

(Manahan,

1971).
Dari Gambar 1 terlihat bahwa proses penjernihan air
dimulai dengan proses pengolfian pendahuluan bila diperlukan.

Air

dialirkan

dapkan

bahan-bahan

ke

bak pengendap

dalam air.

Dari

untuk mengen-

bak pengendap di-

lakukan proses filtrasi, sehingga didapatkan air bersih.

0
4
AIR KOTOR

I

PROSES PENDAHULUAN
(bila diperlukan)
b

0

Penambahan
Koagulan

DISINFFrKSI

Gambar 1.
Dalam

Diagram Urutan Proses Pengolahan Air

perencanaan pengolahan air harus pula diper-

timbangkan:
(1) jumlah dana yang tersedia

(2) biaya konstruksi
(3) jumlah karyawan yang bekerja

(4) Jumlah pengawas yang mengelola
(5) biaya pelaksanaan

(6) lamanya

alat pengolah bisa digunakan

Lanoix, 1959)

(Wagner dan

Usaha
kukan

penyaringan air untuk pedesaan

telah dila-

oleh Grup Gypsone UNHAS dengan alat bambu memper-

gunakan

bahan penyaring (susunan dari atas

pasir, kerikil, potongan arang dan ijuk.
nyaringan

tersebut

nitrit,

Dari hasil peterhadap

tetapi kurang baik terhadap pe-

bahan organik,

nitrat,

bawah):

diperoleh hasil yang baik

sifat-sifat fisik air,
nyaringan

ke

s e ~ t aterjadi kenaikan

kadar

klorida dan sulfat dari filtrat (uNHAS,

1983).
Percobaan penyaringan
sabut kelapa,

slang-alang,

pasir dan kerikil.
datan

di Singapura memperquaakan
serbuk gergadi,

"sponge",

Keefektifan penyaringan terhadap pa-

tersuspensi umwnnya baik (lebih besar dari

65%),

sedangkan terhadap daya saring BOD, tidak begitu
(hanya berkisar 50%).
tambah
@

baik

Bila bahan-bahan penyaringnya di-

lapisan pasir di atasnya,

terjadi kenaikan

efaktifan panyaringan terhadap nilai-nilai padatan

ketsr-

suspensi, BOD5 dan organisme coliform sampai kecepatan
penyaringan 6 m3/m2
Tujuan

-

jam (Chin dan Chen, 1978).

mendapatkan air bersih untuk keperluan

minum adalah berdasarkan alasan,

air

bahwa dalam air bersih

terdapat beberapa keuntungan: (1) kandungan mikroba/bakteri sedikit,
luran

sehingga mengurangi penyebab penyakit sa-

pencernaan (gastroenteritis),

sedikit,

sehingga

rekontaminasi

(2) bahan

daaat.

organik

d i birranui

('a1

lebih cepat

mendidih,sehingga penggunaan energi

lebih

rendah (Anonim, 1981a).
-J?enyarinaan(filtrasil
Penyaringan (filtrasi) merupakan proses
air

yang

pasir

sangat penting.

Penyaringan

pengolahan

lambat

dengan

adalah cara penyaringan yang sedang dikembangkan

di negara berkembang.
yang

mengganggu,

Proses' ini dapat menyaring warna

kekeruhan,dan bakteri

Okun, 1958, Feachem, &

(Fair, Geyer,

a., 1977).

Tergantung tujuannya, penyaringan digolongkan dalam
penyaringan secara biologis, penyaringan mekanis dan penyaringan kimiawi.
Def inisi :
Penyaringan adalah suatu proses pemisahan bahan-bahan

tersuspensi dalam air melalui

bahan

berpori-pori,

sehingga menghasilkan kualitas air yang lebih baik.
dium penyaringnya dapat dipergunakan pasir,
"diatomaceous earth",
ijuk,

arang aktif,

resin atau campurannya.

Me-

anthracite,

batu akik (granit),

Campuran yang sering di-

pergunakan adalah anthracite dan arang, arang dan pasir,
resin dan arang, resin dan anthracite, anthracite, pasir
dan batu akik

(Clark, Viessman,

Hammer,

1971, Culp,

Wesner, Williams, 1980).
Penyaringan

penting artinya dalam usaha penjernih-

proses

pertukaran ion yang tujuannya bukan untuk

sahkan

padatan

yang

ada

tersuspensi,

dalam

air buangan

memi-

tetapi untuk menukar
dengan

ion

dalam

ion
resin

(Tebbutt, 1977).
Pola pengendalian kecepatan penyaringan:
Terdapat tiga pola penyaringan, yaitu:

(1) penyaringan dengan tekanan tetap,
(2) penyaringan dengan kecepatan tetap,

(3) penyaringan dengan kecepatan yang semakin menurun.

Penyaringan dengan tekanan tetap:
Pada
dipakai,

keadaan mula-mula yaitu saat bahan

penyaring

permeabilitas bahan penyaring tinggi dan kece-

patan penyaringan

cepat.

Karena adanya penyumbatan po-

ri-pori bahan penyaring oleh bahan-bahan padat,
bilitas bahan

penyaring menurun.

Mengingat

tetap, maka kecepatan aliran ( Q ) menurun.
ringan

dengan tekanan tetap kadang-kadang

permea-

tekanannya

Metode penyadipergunakan

dalam penyaringan air alami atau air buangan karena

re-

latif dibutuhkan volume besar.
Penyaringan dengan kecepatan tetap:
Basil saringan yang keluhr dati saringan dapat
ngan

kecepatan tetap atau kecepatan menurun.

cepatan penyaringan tetap, tekanan

pada butiran

yang melexati siseem penyaring tetap.
kendalikan oleh kelep filtrat.

Pada

deke-

cairan

Kecepatan ini di-

Karena ~envumbatanmri-

pori bahan penyaring oleh padatan,

supaya kecepatan te-

tap, kelep filtrat dibuka sedikit demi sedikit.
Kekurangan
pertama

dari metoda ini adalah tingginya

dan pemeliharaan,

biaya

karena adanya sistem pengen-

dali kecepatan, dan kualitas hasil penyaringan tidak sebagus

yang

didapat dari sistem kecepatan yang

semakin

menurun.
I

Penyaringan dengan kecepatan yang semakin menurun sampai
ke

bagian dasar.

dasar

Kehilangan tekanan (head loss) pada

saringan (under drain) dan sistem pipa

berkurang

dan menyebabkan aliran lebih lama daripada yang
pada

penyaringan

dengan tekanan tetap pada

terJadi

ketinggian

permukaan air yang sama.
Penvari-

Mekanis

Penyaringan mekanis adalah
fisik

dan

pemisahan

bahan-bahan

bahan-bahan tersuspensi dari sirkulasi air.

Air dilalukan melalui substrat'atau septa yang menangkap
partikel-partikel.
dengan

Bahan-bahan yang disaring dipisahkan

berbagai metoda tergantung dari tipe dan

desain

.

filter.

Keefektifan penyaringan tergantung dari:

luas per-

mukaan saringan, ukuran besar butir, dan jenis saringan.
Sedangkan

fungsi penyaringan mekanis adalah (1) mengu-

rangi kekeruhan,

(2) mengurangi Jumlah koloid

organik,

28

Penyaringan dengan

bahan penyaring pasir

dikenal

dua macam saringan, yaitu saringan pasir lambat yang diperkenalkan di London pada tahun 1829,

dan sa;ingan

pa-

sir cepat yang diperkenalkan di Amerika Serikat pada tahun 1893.

Pada saringan pasir lambat aliran air berda-

sarkan gaya tarik bumi (gravitasi), sedang pada saringan
pasir cepat dipergunakan tekanan.
*

Untuk saringan pasir

cepat perlu dilakukan pengolahan air sebeluaonya,- misalnya dengan menambahkan zat koagulan (Axwar, 1981).
Hidrolika Penyarinnan
Kekuatan

aliran air melalui media

berpori

analog dengan aliran air melalui pipa kecil.

adalah

Dengan ke-

kuatan itu suatu cairan menyangkutkan partikel dalam media penyaring (Tebbutt, 1977).

cuci

Z&K

'v

I

Untuk

menjaga

kecepatan penyaringan

akibat

tersus-

berkurangnya kecepatan karena panangkapan bahan
pensi oleh filter,

dari

dibutuhkan energi terus-menerus rang

menekan cairan melalui bahan penyaring. Bila energi berkurang,

atau

kehilangan tekanan,

atau bila

kecepatan

yang dibutuhkan untuk mengalirkan filtrat tidak bisa dijaga dengan sistem yang add, atau bila kualitas air filtrat

menurun

akibat lolosnya bahan-bahan

tersuspensi,

bahan penyaring hams dibongkar. Kehilangan tekanan dari
bahan-bahan berbentuk butiran dalam aliran laminar telah
diformulasikan oleh Darcy sebagai berikut:

.

, di mana:

v

= Kp

v

= kecepetan aliran, "approach velocity" (fpm)

Kp

= koefisien permeabilitas (fpm)

SJ

= gradien hidrolik (feet) dari kehilangan tekanan cairan

4

= panjang filter (feet)

Koefisien permeabilitas ditentukan secara percobaan
Kehilangan
dengan

tekanan melalui lapisan filter pasir

ukuran

efektif 0 . 9 mm dan

koefisiew

bersih

keragaman

1.75 pada 2 gpm/ft %mumnya kurang dari 30 cm.
Bahan

penyaring butiran bekerja seperti halnya me-

dia berpori lain.

Gaya tekan merupakan hasil dari gaya

daribadan air yang menekan waktu air melalui

penyaring.

Kehilangan

tekanan dinyatakan sebagai (Clark, st

al,.,

1971):

= F (e, C , d,
di mana ,

V,

p,

u, 8 )

= kehilangan tekanan pada kedalaman filter 4

Elf
e

= porositas lapisan penyaring

d

= diameter butiran hedia filter

v

= kecepatan aliran melalui media filter

u

= viskositas
= berat jenis cairan

g

= gravitasi

Kisaran

kehilangan tekanan merupakan faktor peubah

yang sangat penting.
yang

Kehilangan tekanan awal pada filter

masih bersih antara 45

-

75 cm.

Filter mulai di-

bersihkan kembali bila kehilangan tekanan rnencapai 240

-

300 cm.

Saringan pasir lambat merupakan wadah air yang
ngandung lapisan pasir setebal 9

-

lapisan kerikil setebal 15'- 30 cm.
di

bagian

dengan

150 cm, disangga oleh
Kerikil ini disebar

bawah bahan penyaring yang

tempat keluaran filtrat.

me-

menghubungkannya

Ukuran

efektif

pasir

yang umum dipakai adalah 0.35 mm dan koefisien keragaman
1.75.

31

Saringan pasir lambat merupakan
paling

penyaringan

yang

efektif karena dapat memurnikan banyak air

yang

terkontaminasi
ini

disebut

ringannya

oleh bakteri-bakteri

patogen.

Saringan

saringan "lambat" karena kecepatan

penya-

lebih kurang 1/20 daripada kecepatan

penya-

ringan berdasar gravitasi atau penyaringan dengan tekanan (Twort, et

g.,

1974).

Proses kerjanya adalah meruI

pakan campuran dari pemisahan (straining), adsorpsi dan
flokulasi biologis.
Kekurangan

cara

penyaringan pasir

tempat penyaringannya besar,

lambat

adalah

tidak mampu menyaring

air

yang tercemar berat dan kekeruhan yang tinggi dan membutuhkan pgngendapan kimiawi (Clark, ~t a>.,
Di

1971).

negara-negara berkembang cara ini layak dikem-

bangkan mengingat:

(1) Biaya pembuatan murah, terutama di negara-negara dengan upah buruh murah.

(2) Desain peralatan sederhana
(3) Perawatan mudah

(4) Tidak banyak membutuhkan

peralatan impor dan

perlu bahan kimia.

(5) Tidak membutuhkan sumber tenaga (energi).

tidak

Cara ker ja:
Kedalaman air di atas permukaan pasir setinggi 60
150

Cm.

di

lapisan

mencapai
pasir

Bahan padat tersangkut pada bagian atas pasir

.-

batas

hams

Bila
fisik tertentu,

dibongkar,

Pembersihan

-

kehilangan tekanan

umumnya

60

dibersihkan d m

Umumnya bahan ini dapat digakai 1

pasir 2.5

-

biasanya

-

-

150 cm,

dikeringkan.

6 bulan.

dilakukan

dengan

mengeruk

5 cm dari permukaan sebelum melakukan proses

pembersihan

selanjutnya.

Pasir kotor tadi dibersihkan

secara hidrolik dan kemudian disimpan untuk bahan penyaring di masa datang.
sin pembersih.
lik

Metoda lain dapat menggunakan me-

Alat ini bekerja berdasar aliran terba-

(back-washing) yang dapat melepaskan

kotoran

dari

bahan penyaring ke cairan.
Sifat-sifat saringan pasir lambat:
Saringan pasir lambat baik dilakukan:
(1) Persediaan air bersih untuk keperluan pencucian kem-

bali dapat digunakan dengan sistem gravitasi.
(2) Air yang

kit.

.

disaring mengandung bakteri relatif

sedi-

(3) Air yang disaring umumnya mempunyai kekeruhan rendah

Penyaringan tipe ini dilakukan terutama untuk pengolahan

kedua dan ketiga,

dan sangat efektif untuk

me-

nyaring padatan tersuspensi kecuali liat dan padatan koloid lain.
99%

Saringan pasir lambat mampu memisahkan 85

bakteri tergantung dari jumlah bakteri awal,

-

dapat

mengurangi kekeruhan dari 50 ppm SiO, sampai 5 ppm N O 2 ,
di

samping

tertentu
cepatan

itu

dapat

pula I untuk

mengurangi

warna

yang ada tergantung ukuran butir pasir dan kepenyaringannya (Wagner dan Lanoix,

1959).

Ku-

rangnya keberhasilan penyaringan pasir lambat di Amerika
Serikat
mukaan

disebabkan

oleh adanya suspensi liat

di

per-

air terutama di daerah barat-tengah negara

ini.

Bahan

tersuspensi ditangkap pada permukaan saringan di

mana

bahan organiknya dihancurkan oleh proses biologis.

Bahan yang tidak terurai memerlukan pembersihan
dengan

cara

berkala

mengeruknya dengan tangan (Twort & JL;1.,

1974; Rich, 1961).
Saringan
Eropah,

pasir lambat masih banyak dipergunakan di

terutama Inggris di mana penghematan biaya

di-

atasi dengan tidak adanya proses koagulasi.
Sarinnan Pasir Cesat ( R a ~ i dSand Filtration).
Penyaringan cara
padatan

ini berguna untuk

menghilangkan

teYsuspensi dan biasanya didahului oleh

koagulasi kimiawi.

proses

Tanpa perlakuan kimiawi, penyaringan

ini hanya

efektif untuk beberapa madam air

saja.

Pada

saringan pasir cepat pemisahan partikel-partikel terutama

berdasar kerja fisik,

walaupun pertimbangan fisiko-

kimiawi juga ada.

Ukuran media penyaring ( y a w biasawa

pasir)

-

yang

antara 0.5

1.5 mm,

di mana

partikel-partikel

dapat dipisahkan adalah partikel-partikel

atau diatomae yang berukuran paling sedikit

a.,1974;

luhnya (Twort,
Saringan

pasir

Rich, 1961).

cepat terdiri dari

keluaran filtrat.

bungan

dengan

Nilai

pasir

75 cm di atas tem-

tertutup

berhu-

sempurna dalam

Penyaringan.yang pertama disebut pe-

nyaringan gravitasi,
bertekanan.

-

selapis

Penyaring dapat terbuka

atmosfir atau

tangki bertekanan.

seperduapu-

I

atau medium butiran lain setebal 45
pat

mineral

dan yang kedua disebut penyarinpan
penyaringannya tidak lebih baik

ripada saringan pasir lambat (Spotte, 1970).

da-

Pembersih-

an penyaring dengan cara cuci balik (back-washing).
Kecepatan Penyaringan:
George

W.

saringan pasir
2gpm/ft2,

Fuller
cepat

pada tahun
ini mula-mula

1898 mengembangkan

dengan

kecepatan

dan masih dipakai sampai pertengahan abad

Selanjutnya Fuller

20.

dengan teman-temannya meneliti

ke-

mungkinan dilakukannya pengolahan air pendahuluan.

De-

ngan

pengolahan pendahuluan ini akan dicapai

kecepatan

yang lebih besar dengan kualitas yang sama.

Dari hasil

panelitiannya

5

bahkan

dihasilkan

kecepatan

peneliti-peneliti

4

dan

lainnya mencapai

gpm/ftf

kecepatan

8gpm/ft2(Webera 1972).
Kecenderungan penggunaan saringan pasir cepat:
Metoda
Serikat

yang

paling

banyak digunakan di

Amerika

adalah saringan pasir cepat dengan dua

lapisan

yang terdiri dari lapisan kasar yaitu anthracite yang di
tumbuk,

di atas lapisan yang lebih halus.

Anthracite

berat jenisnya lebih kecil daripada pasir, sehingga akan
tetap di atas setelah proses pencucian kembali.
ite

menyaring sedimen-sedimen besar,

pasir

menyaring bahan-bahan

hasil saringan lebih baik.
dm

*I

mempungai porositas

pasir,

halus,

Antrac-

sedangkan lapisan
sehingga kualitas

Anthracite berbentuk butiran
yang lebih tinggi dibandingkan

sehingga kapasitaa menahan bahan padat pada

sa-

ringan lebih besar (Weber, 1972).
Pencucian Bahan Penyaring:
penetrasi bahan padat
.
terbatas hanya pada permukaan dan proses pencucian dilaPada saringan pasir lambat,

kukan dengan mengeruk lapisan teratasnya.

* Porositas

=

Pada saringan

Volume rongga/total volume dalam sebuah
contoh

pasir

cepat,

penyumbatan lebih banyak terbentuk karena

beban hidrolik lebih besar dan penetrasi bahan padat lebih

dalam

ke lapisan penyaring.

Pengumpulan

tersuspensi ini harus dibersihkan.
dengan
I

padatan

Pencucian dilakukan

"back washing" dengan kecepatan lebih kurang se-

puluh kali kecepatan normal penyaringan.
Aliran

ke atas menyebabkan kumpulan kotoran

bahan

sisa (debris) terlepas dari butir-butir bahan penyaring.
Pencucian kembali dengan tekanan udara menghasilkan pencucian

lebih baik dan kebutuhan air pencuci

lebih

se-

dikit.
Tipe-Tipe Bahan Penyarins
Bila diperlukan koagulasi, dengan hanya menggunakan
saringan pasir lambat masih kurang mencukupi, karena beban

bahan

nyumbatan

padat yang lebih besar akan mempercepat
(clogging).

Saringan pasir cepat secara nor-

mal dilakukan di bawah keadaan gravitasi,
juga dengan tekanan.

tetapi

dapat

Gambar 3. menunjukkan saringan pa-

sir cepat dengan gravitasi.

air T
=
$=
/c
masuk

pe-

a hr
pencucd

, r = r - ~ - : - = ~ ~ - ~j-

--_,
pasir

Cara normal penyaringan melalui lapisan-lapisan media penyaring dilakukan dengan bahan penyaring

Cara ini tidak efisien karena

pada lapisan paling atas.
.

beban

terhalus

padatan langsung jatuh pada pori-pori halus.

Me-

\

toda yang lebih logik adalah dengan lapisan medium

pa-

ling kasar ditempatkan pada lapisan paling atas, sehingga
partikel-partikel besar

lebih dahulu ditangkap

pisan kasar.

oleh la-

f

Komposisi bahan penyaring terdiri dari lapisan
thracite

(1.25

-

2.5mm) yang kepadatannya lebih

yang

penyaring

kecil

(pasir) dengan ukuran 0.6 mm.

daripada lapisan bawahnya
Komposisi

an-

ini mempunyai

kehilangan

lebih kecil daripada hanya lapisan pasir

tekanan
saJa di

mana tebal dan beban hidroliknya sama, tanga pengurangan
kualitas hasil saringan.
Proses

penyaringan

dihentikan bila

terjsdi

satu

atau beberapa kriteria di bawah ini:
(1) Penghentian

berdasar kehilangan tekanan.

Saringan

cepat bersih mempunyai kehilangan tekanan kira-kira
0.3 m, dan penyaringan sebaiknya dihentikan bila ke-

hilangan tekanan mencapai 2.5 rn.

(2) Lamanya proses.
jam

Waktu

penyaringan

tergantung kualitas air yang

ringan masih

umumnya 24

disaring.

72

Penya-

dapat dilakukan apabila kualitas

ringannya masih tetap.

-

sa-

(3) Kualitas

hasil

terhadap

saringan.

kekeruhan

Pemantauan

(monitoring)

harus terus menerus

dilakukan.

Bahkan penyaring akan dicuci kembali bila
hasil

saringan

sama dengan nilai sebelum

kekeruhan
disaring

(Tebbutt, 1977, Rich, 1961).
Penyarinnan u,mLwi
Penyaringan

kimiawi

organik

terlarut,

larutan

dalam

henyaring

senyawa

eat-zat

nitrogen dan

(zat-zat

fosfor)

dari

bentuk molekul-molekul oleh adaorpsi

permukaan substrat yang berpori,

di

atau oleh proses frak-

sionasi langsung oleh oksidasi.
Saringan dengan arang aktif:
Arang
pori

aktif atau charcoal adalah zat-zat

berpori-

yang keefektifan adsorpsinya tergantung dari

permukaannya.

luas

Dalam rongga-rongganya mampu mengikat mo-

t

lekul-molekul organik (Gambar 4).

Gambar 4.

Arang aktif digunakan

Penampanu melintang butiran arane aktif

dalam

pengolahan air buangan untuk menghilangkan bahan

organik yang terdapat pada air buangan setelah dilakukan pengolahan bentuk

lain. Bila kapasitas adsorpsi

arang telah berkurang, dapat dilakukan penaikan kapasitasnya dengan melakukan pemanasan arang

itu, sehingga

adsorpsi bahan organik dilepaskan kembali.
dipergunakan

Arang

yang

dalam penyaringan dapat berbentuk butiran
I

atau tepung. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses penyaringan dengan arang aktif adalah sifat dan konsentrasi

zat yang akan disaring, sifat air buangan dan

cara

operasinya (Culp, g& &., 1980).
Studi yang telah dilakukan oleh Parkhust dan kawankawan pada' tahun 1967, dipelajari keefektifan arang sebagai bahan saringan bahan-bahan organik pada air buangan.

Air buangan yang tanpa perlakuan sebelumnya dilaku-

kan dengan tekanan melalui bahan saringan butiran
aktif.
nya

Kecepatan penyaringan 7 gsfm. Hasil penyaringan-

terdapat pada Tabel 2.

bahwa

arang

Dari data ini disimpulkan

arang aktif merupakan bahan penyaring yang sangat

baik (Spotte, 1970).
Resin penukar ion:
Resin penukar ion adalah resin yang secara elektrokimia dapat memisahkan beberapa ion dari larutan dengan

T a b e l 2.

Daya s a r i n g a r a n g a k t i f pada a i r buangan

Sebelum
disaring

Sesudah
disaring

Padatan tersuspensi

10.00 mg/&

1.00 m g / ~

C.O.D.

47.00 ppm

7.5

ppm

C.O.D. terlarut

31.00 ppm

7.0

ppm

Total Carbon organik

31.00 dpm

2.5

ppm

6.7 ppm

3.7

ppm

Kekeruhan

10.8 JTU

1.6

JTU

Warna

30.0

unit 3.0
Pt-Co

unit
Pt-Co

Bau

12.0

*

*

Kontaminan

,

-

N-NO3

*

= Tidak ada keterangan

pertukaran
duksi

1.0

ICeefektifan

jenis ion-ion lain.

berdasar sifat-sifat:

Resin-resin ini dipro-

kation asam kuat,

kation

asam lemah, anion basa kuat dan anion basa lemah.
Pemilihan
akan

resin

tergantunq dari sifat

disaring dalam larutan.

Dipergunakan

asam

yang

resin

yang

lemah bila air yang akan disaring hanya tercemar
(resin

ini

mudah

dibersihkan

lagi).

Resin

ringan
penukar

kation \asam kuat dalam bentuk natrium efektif untuk penyaringan bentuk ammonia dalam air buangan.
ini mampu menyaring 82

-

Resin Jenis

99.5% ammonia dari air

buangan

Resin

penukar anion basa kuat dalam bentuk klorida

dipergunakan

sebagai penukar ion nitrat.

Resin

Jenis

ini mampu menukar 92% fosfat dari suatu air buangan. Pembersihan
NaC1.

resin kembali (regenerasi) dipergunakan

10%

Penukar ion selektif dengan mempergunakan clinop-

tilolite banyak dipakai untuk menghilangkan ammonia dari
air buangan .
Dengan cara ini air tersebut akan
oleh resin.
ti, karena

didemineralisasi

Secara berkala resin tersebut harus digankemampuan tukar ionnya sudah turun

(Rich,

1961; Spotte, 1970).
Sifat-Sifat Bahan
-

Penvarinq

Sifat-Sifat Pasir
Umumnya

pasir memiliki ketahanan rendah, sehingga

bila terjadi pergeseran, pasir dapat pecah.

Air yang

melintasi. pasir yang berukuran halus dan sedang, dapat
mengalami

pergerakan

naik dan turun dengan bebas.

yang melintasi pasir kasar lebih mudah mengalami
lasi

Air

perko-

ke bawah, sedangkan pergerakan kapilernya sangat

terbatas.

Pasir memiliki kandungan nitrogen yang sangat
a

rendah (Moiser dan Gustafson, 1917).
proses

Lapisan pasir pada

penyaringan air berfungsi untuk menahan endapan-

endapan lumpur (UNHAS, 1983).

Pasir yang digunakan dalam saringan pasir cepat harus bebas dari lumpur, keras dan tahan pecah (resisten),
dan

diutamakan

40% HCl

sebagai kuarsa.

Setelah direndam dalam

selama satu jam, pasir ini beratnya tidak boleh

berkurang lebih dari 5%.

Ukuran pasir dinyatakan dengan

ukuran efektif, di mana ukuran saringan dalam millimeter
dapat melalukan 10% dari pasir berdasar berat.

Keragam-

an ukuran dinyatakan oleh kbefisien keragaman, yaitu perbandingan antara ukuran saringan yang akan melalukan 60%
dengan ukuran efektif.
Saringan pasir digolongkan sebagai ukuran kasar, sedang, dan halus.

Pasir kasar cocok dipakai bila (a) da-

lam pengolahan pendahuluan menghasilkan hasil yang baik,
(b) air yang akan disaring tidak tercemar berat, (c) keuntungan yang didapat dari proses penyaringan yang lebih
lama dan lebih sedikit air rang dibutuhk