7
2. Air tanah
Air tanah disebut pula air tawar oleh karena tidak terasa asin. Berdasarkan lokasi air maka air tanah dibagi dalam dua bagian yaitu:
1. Air permukaan tanah
2. Air jauh dari permukaan tanah.
2.1. Air permukaan tanah
Termasuk air permukaan tanah antara lain sungai, rawa-rawa, danau, waduk danau buatan. Kesemuanya itu sangat tergantung curah hujan. Apabila
curah hujan lebat, maka air sungai, danau akan pasang. Menurut Sutrisno 2004, air permukaan tanah terjadi karena daya proses
peresapan air dari permukaan tanah. Lumpur akan tertahan, demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga air tanah akan jernih.
2.2. Air jauh dari permukaan tanah
Disebut juga air tertekan yaitu air yang tersimpan didalam lapisan tanah. Menurut Sutrisno 2004, air ini terdapat setelah lapisan rapat air yang pertama.
Pengambilan air tanah dalam ini tidak semudah pada air tanah dangkal. Dalam hal ini harus menggunakan bor dan memasukkan pipa ke dalamnya, sehingga dalam
suatu kedalaman tertentu akan didapat suatu lapisan air. Jika tekanan air tanah air ini besar, maka air ini akan dapat menyembur
keluar dan dalam keadaan ini sumur ini disebut dengan artesis. Jika air tidak dapat keluar dengan sendirinya, maka digunakan pompa untuk membantu pengeluaran
air tanah dalam ini.
Universitas Sumatera Utara
8
3. Air hujan
Adalah air yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air hujan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya misalnya oleh lumpur,
batang-batang kayu, daun-daun, kotoran industri kota dan sebagainya. Setelah mengalami suatu pengotoran, pada suatu saat air hujan itu akan mengalami suatu
proses pembersihan sendiri dengan cara udara yang mengandung oksigen atau gas O
2
akan membantu mengalami proses pembusukan yang terjadi pada air permukaan yang telah mengalami pengotoran, karena selama dalam perjalanan,
O
2
2.1.2. Syarat-Syarat Air Minum
akan meresap ke dalam air hujan.
Menurut Sutrisno 2004, unsur-unsur yang dianalisa dalam penentuan air disebut parameter kualitas air, yakni sifat-sifat fisis, kimia dan biologis. Parameter
dari kualitas air antara lain:
1. Persyaratan fisis
Dalam standar persyaratan fisis air minum tampak adannya lima unsur persyaratan meliputi; suhu, warna, bau, rasa , dan kekeruhan.
1.1. Suhu
Temperatur dari air akan mempengaruhi penerimaan masyarakat akan air tersebut dan dapat pula mempengaruhi reaksi kimia dalam pengolahan, terutama
apabila temperatur tersebut sangat tinggi. Temperatur yang diinginkan adalah 10
C sampai 15 , tetapi iklim setempat, kedalaman pipa-pipa saluran air, dan jenis
dari sumber-sumber air akan mempengaruhi temperatur ini.
Universitas Sumatera Utara
9
1.2. Warna
Banyak air permukaan khususnya yang berasal dari daerah rawa-rawa, sering kali berwarna sehingga tidak dapat diterima masyarakat baik untuk
keperluan rumah tangga maupun untuk keperluan industri, tanpa dilakukannya pengolahan untuk menghilangkan warna tersebut. Bahan-bahan yang
menimbulkan warna tersebut dihasilkan dari kontak antara air dengan reruntuhan organis seperti daun, duri pohon jarum, dan kayu yang semuanya dalam berbagai
tingkat pembusukan. Air yang mengandung bahan-bahan pewarna alamiah yang berasal dari rawa dan hutan dianggap tidak mempunyai sifat-sifat yang
membahayakan atau toksis. 1.3.
Bau dan Rasa Adanya bau dan rasa pada air minum akan mengurangi penerimaan
masyarakat terhadap air tersebut. Bau dan rasa biasanya terjadi bersama-sama dan biasanya disebabkan oleh adanya bahan-bahan organik yang membusuk, tipe-tipe
tetentu organisme mikroskopik, serta persenyawan-persenyawaan kimia seperti fenol. Bahan-bahan yang menyebabkan bau dan rasa ini berasal dari berbagai
sumber. Intensitas bau dan rasa dapat meningkat, bila terhadap air dilakukan klorinasi. Standart persyaratan air minum yang menyangkut bau dan rasa ini baik
yang ditetapkan oleh WHO maupun U.S. Public Health Service menyatakan bahwa dalam air minum tidak boleh terdapat bau dan rasa yang tidak diinginkan.
1.4. Kekeruhan
Air dikatakan keruh apabila air tersebut mengandung begitu banyak partikel bahan yang tersuspensi sehingga memberikan warna atau rupa yang
Universitas Sumatera Utara
10
berlumpur dan kotor. Bahan-bahan yang menyebabkan kekeruhan ini meliputi: tanah liat, lumpur, bahan-bahan organik yang tersebar, dan partikel-partikel kecil
yang tersuspensi lainnnya. Kebanyakan bangunan pengolahan air yang modern menghasilkan air dengan kekeruhan 1 ppm atau kurang. Menurut Clair N
Sawyear, dkk; dikatakan bahwa kekeruhan pada air merupakan satu hal yang harus dipertimbangkan dalam penyediaan air bagi umum, mengingat bahwa
kekeruhan tersebut akan mengurangi segi estetika, menyulitkan dalam usaha penyaringan dan akan mengurangi efektifitas usaha desinfeksi.
2. Persyaratan Kimia
Air minum tidak boleh mengandung racun, zat-zat mineral atau zat-zat kimia tertentu dalam jumlah melampaui batas yang telah ditentukan.
Dalam Peraturan Mentri Kesehatan RI No.907MENKESSKVII 2002 tercantum sebanyak 29 macam standart. Unsur-unsur tersebut tidak dikehendaki
kehadirannya dikarenakan zat kimia yang bersifat racun dapat merusak perpipaan ataupun karena sebagai penyebab baurasa yang akan menganggu estetika.
Parameter Satuan
Kadar Maksimum yang diperbolehkan
Kadar Maksimum yang diperbolehkan
Antimony mgL
0.005 0.005
Air Raksa mgL
0.001 0.001
Arsenic mgL
0.01 0.01
Barium mgL
0.7 0.7
Boron mgL
0.3 0.3
Cadmium mgL
0.003 0.003
Kromium mgL
0.05 0.05
Tembaga mgL
2 2
Sianida mgL
0.07 0.07
Fluorida mgL
1.5 1.5
Timah mgL
0.01 0.01
Molybdenum mgL
0.07 0.07
Universitas Sumatera Utara
11
Nikel mgL
0.02 0.02
Nitrat NO2 mgL
50 50
Nitrit NO3 mgL
3 3
Selenium mgL
0.01 0.01
Ammonia mgL
1.5 1.5
Aluminium mgL
0.2 0.2
Klorida mgL
250 250
Copper mgL
1 1
Kesadahan mgL
500 500
Hidrogen sulfide mgL
0.05 0.05
Besi mgL
0.3 0.3
Mangan mgL
0.1 0.1
Ph -
6.5-8.5 6.5-8.5
Sodium mgL
200 200
Sulfat mgL
250 250
Total Padatan Terlarut
mgL 1000
1000 Seng
mgL 3
3
3. Persyaratan Biologis
Air minum tidak boleh mengandung bakteri-bakteri penyakit pathogen sama sekali dan tidak boleh mengandung bakteri-bakteri golongan Coli. Sekalipun
sebaliknya mikroorganisme nonpathogen secara relative tidak berbahaya bagi kepentingan kesehatan, namun karena golongan ini sering dalam jumlah
berlebihan dapat mempengaruhi rasa, bau esthetis dan lain-lain, timbale balik justru dapat berakibat menyulitkan pengolahan air.
2.2. Proses Pengolahan Air Secara Umum
Pengolahan air merupakan terjemahan dari bahasa Inggris “ Water Treatment” yaitu suatu usaha menjernikan air dan meningkatkan mutu air agar
dapat diminum. Pengolahan disebut juga usaha-usaha teknis yang dilakukan untuk mengubah sifat-sifat suatu zat. Hal ini penting artinya bagi air minum, karena
dengan adanya pengolahan ini, maka akan didapatkan suatu air minum yang memenuhi standar air minum yang telah ditentukan.
Universitas Sumatera Utara
12
Menurut Gabriel 2001, proses pengolahan air meliputi empat tahap, yaitu:
1. Proses purifikasi penjernihan air
2. Proses desinfeksi
3. Proses pengaturan pH air
4.
Proses pengaturan mineral air. 2.2.1
Proses purifikasi penjernihan air
Pemurnian air atau disebut juga water purification yaitu suatu proses merubah keadaan air dari keruh, berbau dan berwarna, pH beraneka menjadi air
yang jernih, bebas dari keruh, bau dan warna serta pH-nya netral. Menurut Gabriel 2001, untuk mengatasi kekeruhan dapat dilakukan
dengan berbagai cara, antara lain: 2.2.1.1.
Pengendapan secara alami sedimentasi Dengan cara membiarkan air yang mengandung Lumpur kasar maupun
halus akan perlahan-lahan mengendap. Proses ini memerlukan waktu 1-6 jam, sedangkan air yang mengandung koloidal tidak mungkin terjadi pengendapan
secara alami. Pengendapan partikel-partikel padat dari air sungai terjadi dengan gaya
gravitasi. Untuk menjaga efektivitas ruang pengendapan dan pencegahan pembusukan lumpur endapan, maka secara periodik lumpur endapan harus kita
keluarkan Sutrisno,2004. 2.2.1.2.
Melalui proses koagulasi Proses ini menyangkut pembentukan flok yang mengadsorbsi dan
mengikat partikel koloid dalam air sehingga membentuk flok yang lebih besar
Universitas Sumatera Utara
13
agar mudah diendapkan dan disaring. Koagulasi dapat dilakukan dengan penambahan bahan kimia atau sering disebut koagulan. Koagulan yang umum
digunakan adalah aluminium sulfat Al
2
SO
4 3
.18H
2
2.2.1.3. Proses sedimentasi aktif
O yang juga dikenal dengan nama tawas. Bahan ini paling banyak dipergunakan karena relative murah
dan mudah didapat di pasaran Suriawiria, 2004 .
Apabila sudah menggunakan koagulan, maka koloidal-koloidal yang ada dalam air akan mengalami flokulasi dan dengan sendirinya akan membentuk
endapan dalam waktu 1-4 jam berikutnya. Untuk mempercepat terjadinya sedimentasi perlu dilakukan sentrifuge.
2.2.1.4. Melalui proses filtrasi
Koloidal yang telah mengalami flokulasi namun tidak terjadi pengendapan maka usaha selanjutnya melalui proses filtrasi. Ada dua macam filtrasi yaitu
saringan pasir cepat rapid sand filter dan saringan pasir lambat slow sand filter. Keuntugan rapid sand filter adalah kemampuan menyaring 5- 10
m3m2jam, makin luas permukaan makin besar volume air yang tersaring, berbeda halnya dengan slow rapid sand yang hanya memiliki kemampuan
menyaring sekitar 0,1-0,2 m3m2jam, dibutuhkan bak yang sangat besar untuk meningkatkan volume penyaringan.
Sedangkan kejelekan dari rapid sand filter adalah perl pretreatment pengolahan air terdahulu misalnya proses sedimen atau proses koagulasi terlebih
dahulu dan banyak bakteri turut melewati filter, berbeda halnya dengan slow sand filter, tidak perlu dilakukan ptertreatmen oleh karena banyak bakteri akan
tertahan pada filteri ini.
Universitas Sumatera Utara
14
2.2.2. Proses Desinfeksi
Lebih dari 50 persen patogen di dalalm air akan mati dalam waktu 2 hari dan 90 persen akan mati pada akhir 1 minggu. Oleh karena itu, waduk- waduk
penampun sebenarnya cukup efektif untuk mengendalikan bakteri. Walaupun demikian, beberapa jenis patogen mungkin tetap hidup selama 2 tahun atau lebih,
karena itu dibutuhkan desinfeksi, yaitu suatu proses agar kuman patogen yang berada dalam air dapat di musnahkan. Klorin telah terbukti merupakan
desinfektan yang ideal. Bila dimasukkan dalam air akan meempunyai pengaruh yang segera dan membinasakan kebanyakan makhluk mikroskopis Linsey, 1991.
2.2.3. Proses Pengaturan pH Air
PH adalah merupakan istilah yang digunakan untuk menyatakan intensitas keadaan asam atau basa suatu larutan. Dalam penyediaan air, ph merupakan satu
faktor yan harus dipertimbangkan mengingat bahwa derajat keasaaman dari air akan sangat mempengaruhi aktivitas pengolahan yang akan dilakukan, misalnya
dalam melakukan koagulasi kimia, desinfeksi. Pengaruh yang menyangkut aspek kesehatan dari penyimpangan standar kualitas air minum dalam hal pH ini adalah
Ph air normal berkisar 6,5 – 9,2 Sutrisno, 2004 . Pembatasan pH dilakukan karena akan mempengaruhi rasa, korosifitas air
dan efisiensi klorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih toksid dalam bentuk molekuler, dimana disosiasi senyawa-senyawa tersebut dipengaruhi oleh
pH Hanum, 2002 . Apabila pH kurang dari 6,5 atau lebih besar dari 9,2 akan mengakibatkan
pipa air yang terbuat dari logam mengalami korosi pada pipa-pipa air sehingga pada akhirnya air tersebut akan menjadi racun bagi tubuh manusia. Dalam
Universitas Sumatera Utara
15
penjernihan, dimana tawas merupakan pilihan utama oleh karena ekonomis, namun dalam hal pembentukan flok cendrung bersifat asam.
2.3. Kapur Adjusment pH
Kapur merupakan bahan kimia yang paling dikenal dan digunakan untuk penetapah pH. Kebanyakan tersedia di pasaran dalama bentuk CaOH
2
Penambahan larutan kapur bertujuan untuk menetralisasi pH. Karena dengan adanya kandungan alum tawas dalam air akan membuat pH air bersifat
asam. Penambahan larutan kapur ini dilakukan pada bak reservoir sebelum air siap untuk didistribusikan, sedangkan pengendapan larutan kapur dilakukan di bak
dan saturator, keseluruhan proses ini mengandalkan proses gravitasi agar getaran dan riak dapat diminimalisir. Saturator adalah sebuah tabung besar yang
merupakan terminal larutan kapur untuk diinjeksikan ke air hasil olahan. Air kapur dari saturator ini juga masih membwa partikel kapur yang luput
mengendap, walupun demikian reservoir dapat juga berperan sebagai bak pengendap akhir dari air hasil proses Buletin Titrtanadi No.4, 2006 .
, biasanya tersedia dalam bentuk gumpalan, serbuk atau tepung. Karena pada umumnya
kapur tersedia dengan mudah, harganya lebih relatif murah, dan mudah untuk digunakan. Walaupun demikian sistem pemakain kapur dapat menimbulkan
masalah dalam pemeliharaan jika operasinya tidak memadai.
Penambahan larutan kapur ke dalam air hasil olahan untuk mengatasi keasaman air. Di laboratorium, dosis larutan kapur yang dibutuhkan dapat
ditentukan melalui percobaan yang disebut jar-test. Jumlah larutan kapur yang
Universitas Sumatera Utara
16
dibutuhkan untuk menetralkan pH air tergantung pada mutu kimiawi air. Dalam air larutan kapur akan menghasilkan reaksi sebagai berikut :
Al
2
SO
4 3
2Al
+++
+ 3 SO
4
Ion Aluminium Al
= +++
H berasal dari proses koagulasi tawas;
2
O H
+
+ OH Ion Hidroksida OH
- -
kemudian bereaksi dengan ion aluminium Al
+++
2Al
+++
+ OH
-
2AlOH
3
Terbentuknya endapan flok dan dihasilkan asam yang berasal dari ion H
+
Untuk menetralkan ditambahkan larutan kapur CaOH
2
CaOH
2
Ca + 2OH Ion hidroksida OH
- -
berasal dari larutan kapur bereaksi dengan ion H
+
H
+
+ 2OH
-
H
2
O
Semakin banyak jumlah alumtawas yang ditambahkan dalam air maka akan meningkatkan keasaman air, dan hal ini meyebabkan Ph semakin turun.
semakin tinggi tingkat keasaman air maka semakain besar dosis larutan kapur yang dibutuhkan untuk menetralkan air hasil olahan.
Dengan demikian, perlu dicari dosis larutan kapur yang optimum untuk menetralkan air hasil olahan agar berada dalam range pH 6,8 – 8,5 yang
merupakan standart pH di reservoir 6,5 – 8,5 Keputusan Mentri Kesehatan RI No.907MENKESSKVII 2002.
Universitas Sumatera Utara
17
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN
3.1. Alat dan Bahan