PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGUKUR KEKERUHAN AIR Sertifikat
Proseding Seminar Nasional Teknik Industri “Sustainable Manufacturing”
3 September 2015
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT
PENGUKUR KEKERUHAN AIR PADA PERUSAHAAN AIR
MINUM DI SURABAYA
Setya Ardhi S.T.,M.Kom
[email protected]
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk membangun sebuah pengukur kekeruhan air. Metode yang digunakan untuk
pengukuran kekeruhan air pada adalah metode Nephelometrik. Metode ini memanfaatkan sudut 900 sebagai titik
referensi utama dalam mengukur tingkat kekeruhan air. Kekeruhan air adalah penampakan keruh dalam air yang disebabkan kehadiran partikel kecil yang me-layang sehingga menghalangi pancaran sinar untuk menembus air. Mengingat
air adalah sumber kehidupan utama bagi manusia, maka pengetahuan tentang tingkat kelayakan air konsumsi menjadi
sangat penting untuk diketahui. Dan salah satu faktor yang mempengaruhi tingkat kelayakan air untuk dikonsumsi
adalah kadar kekeruhannya. Oleh karena itu pengukuran kekeruhan air harus didapatkan dengan satuan yang standart.
Satuan standart yang paling banyak digunakan pada perusahaan air minum adalah Nephelometric Turbidity Unit
(NTU). Jadi ukuran standart kekeruhan air dengan satuan NTU dapat diketahui dengan alat pengukur kekeruhan air
yang dibuat.
Dalam penelitian ini, sumber cahaya yang digunakan adalah laser yang mempunyai panjang gelombang 650
nm dengan titik penyinaran yang terfokus. Detektor cahaya yang digunakan adalah silikon photo-diode OPT101 yang
akan mengeluarkan hasil yang maksimal ketika terkena sinar dengan panjang gelombang 650 nm. Saat sinar laser yang
ditembakkan mengenai sampel air yang diukur kekeruhannya. Peristiwa ini akan menghasilkan penyebaran cahaya.
Penyebaran cahaya terdiri dari ca-haya yang dipantulkan dan cahaya yang dibiaskan. Intensitas dari penyebaran cahaya
inilah yang akan direspon oleh detektor cahaya yang menghasilkan keluaran berupa tegangan. Keluaran tegangan dari
detektor cahaya akan diolah oleh Mikrokontroller Renesas R8C-13. Fungsi utama dari Mikrokontroller ini adalah untuk
mengkonversi nilai tegangan yang didapatkan dari detektor cahaya menjadi nilai kekeruhan air dengan satuan NTU.
Setelah proses konversi selesai, keluaran akan ditampikan dalam layar LCD.
Kata kunci: Metode Nephelometrik, Nephelometric Turbidity Unit, Detektor cahaya, Renesas R8C-13.
Abstract
This Project aim is to build a Turbidity Meter. This Final Project used Nephelometric method to measure the turbidity
of water. This method used 900 as main reference angel to measure level of water turbidity. Turbidity is The cloudy
appearance of water caused by the presence of suspended and colloidal matter so the ray that transmitted through the
water is ob-structted. Considering water is lifeblood to human being, then knowledge about quality of the water to
consumed is important to know. And one of the factor that affect the water quality to consume is the turbidity value.
Therefore the measurement of water turbidity must get in standard unit. The most used unit that used at water company
is Nephelometric Tubidity Unit (NTU). So the standard measure in NTU can be discovered with the Turbidty Meter that
built at this Project.
In This Project, the light source that Turbidity Meter used is laser that has 650 nm wavelength with illumination point
focused. The light detector that Turbidity Meter used is silicon photodiode OPT101 that will produce maximal output
when it get lighten by light with 650 nm wavelength. When laser ray transmitted to water sample that in measured. This
occasion will produce light scattering. The light scattering consist of light reflection and light refaction. The intensity of
this scattered light will be responded by light detector that produce voltage output. The voltage output from the light
detedtor will be proceed by Renesas R8C-13 Microcontroller. The main function of this microcontroller is to convert
the voltage value from the light detector to turbidity value in NTU unit. After the conversion process done, the output
will displayed at LCD screen.
Keywords: Nephelometrik Method, Nephelometric Turbidity Unit, Light Detector, Renesas R8C-13.
Copyright@2015 TI-UPN JATIM
Perencanaan Dan Pembuatan Alat
Pengukur Kekeruhan Air Pada Perusahaan Air Minum Di Surabaya
1
Pendahuluan
Kebutuhan alat ukur di bidang lingkungan yang akurat sangat dibutuhkan, terutama pada proses
AMDAL (Analisis Mengenai Dampak Lingkungan) yang harus dilakukan di daerah perindustrian
dan sekitarnya. Salah satu indikator dari kualitas air yang mudah diukur adalah kekeruhan air.
Pengukuran kekeruhan air tidak dapat disandarkan pada penglihatan manusia saja, karena
subyektivitas dari penilaian manusia yang tidak akan pernah sama dan standart dalam menentukan
suatu ukuran tanpa ada kesepakatan yang baku. Untuk itu pengukuran standart pada kekeruhan air
harus ada dan juga dengan satuan yang standart yang dimilikinya. Alat pengukur kekeruhan air
yang ada sekarang mempunyai tingkat ketelitian yang sangat akurat, tetapi tentu saja harganya
sangat mahal. Untuk negara berkembang, dibutuhkan alat pengukur kekeruhan air yang lebih murah
dan mempunyai keakuratan yang cukup. Maka alat pengukuran kekeruhan air yang murah dan
akurat sesuai dengan kalibrasi yang diujikan dengan nephelometer yang ada di laboratorium
PDAM.
2
Tinjauan Pustaka
Salah satu indikator dari kualitas air adalah tingkat kekeruhannya. Semakin rendah nilai
kekeruhan air, semakin bagus kualitas dari air tersebut. Sebaliknya kekeruhan air yang bernilai
tinggi menunjukkan buruknya kualitas dari air yang sedang diukur. Alat untuk mengukur kekeruhan
air biasa disebut dengan turbidity meter yang mempunyai satuan nephelometric turbidity unit
(NTU). Contohnya pada Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) kota Surabaya, turbidity meter
digunakan sebelum air disebarkan ke penduduk melalui pipa PDAM. Biasanya air yang akan
dikonsumsi penduduk mempunyai nilai kekeruhan sekitar 0,67 NTU sebelum air disebarkan ke
penduduk melalui pipa PDAM dan air pada nilai kekeruhan dibawah nilai ini adalah termasuk air
yang jernih.
Ukuran yang paling mudah untuk mengetahui air itu layak untuk dikonsumsi atau tidak adalah
kekeruhannya. Nilai kekeruhan air juga bisa dianggap sebagai nilai kejernihan air. Semakin tinggi
kejernihan air, nilai kekeruhan air semakin rendah. Kejernihan adalah faktor yang sangat penting
bagi produksi air mineral yang dikonsumsi manusia.
Dari hasil pengukuran pada tabel 1, maka efesiensi yang paling baik adalah pada pekan pertama
dengan nilai 0.965 (96.5%). Dengan diperoleh nilai tertinggi maka air yang diproduksi pada pekan
pertama mempunyai tingkat kekeruhan yang paling baik dari pada pekan-pekan yang lain. Akan
tetapi dengan nilai efisiensi yang tinggi, dampak pada lingkungan akan semakin buruk. Karena akan
menghasilkan volume lumpur dan bahan kimia yang besar. Karena lumpur tersebut dibuang
kembali ke sungai Surabaya, maka dari itu kandungan yang terdapat didalamnya perlu diperhatikan.
Semakin banyak zat berbahaya di dalam lumpur maka semakin banyak zat polutan yang mengalir
disungai surabaya.
Tabel 1: Nilai Kekeruhan Air Tiap Pekan
Keterangan
NTU Max Inlet
NTU Max Outlet
Effesiensi
Persentase
Satuan
NTU
NTU
%
I
II
12
0.67
0.965
96.5
15
0.81
0.955
95.5
Pekan KeIII
15
0.88
0.949
94.9
IV
15
0.081
0.955
95.5
Hubungan kekeruhan air dengan tegangan dimana ketika cahaya datang mengenai sampel air akan
terjadi penyebaran cahaya, mulai dari cahaya yang diteruskan lurus sampai cahaya yang
dipantulkan kembali ke arah sumber cahaya. Penyebaran cahaya mengakibatkan perbedaan pada
Copyright@2015 TI-UPN JATIM
Perencanaan Dan Pembuatan Alat
Pengukur Kekeruhan Air Pada Perusahaan Air Minum Di Surabaya
masing-masing arah memberikan nilai intensitas cahaya yang berbeda-beda. Jika diambil nilai
kekeruhan yang paling rendah, yaitu pada air jernih, maka intensitas cahaya yang diteruskan lurus
1800 jauh lebih besar daripada intensitas cahaya pada ke arah yang lain. Sesuai dengan besarnya
nilai kekeruhan air, maka yang mempunyai hubungan langsung dengan kekeruhan air adalah
intensitas cahaya. Intensitas cahaya inilah yang ditangkap oleh sensor cahaya, kemudian sensor
cahaya akan memberikan output berupa tegangan sesuai dengan intensitas cahaya yang diterimanya.
Gambar 1. Grafik Hubungan Antara Intesitas Cahaya dan NTU
Hubungan antara NTU dan tegangan yang diberikan oleh sensor cahaya berbeda-beda sesuai
dengan sudut tempat sensor ditempatkan. Penempatan sensor pada sudut-sudut tertentu
menghasilkan besarnya intensitas cahaya yang mengenai sensor juga berbeda-beda, sehingga sensor
cahaya mengeluarkan output berupa tegangan sebanding dengan besarnya input berupa intensitas
cahaya yang mengenainya (Gambar 1).
Jika memperhatikan gambar 1 maka dapat diketahui bahwa hanya sensor yang berada lurus
di depan sumber cahaya dan sensor cahaya belakang yang stabil perubahan nilainya. Jika sensor
yang berada lurus di depan berubah nilainya dari besar ke kecil untuk NTU bernilai kecil ke besar,
maka sensor belakang sebaliknya. Sedangkan untuk detektor depan dan detektor nephelometric
nilainya hanya stabil naik pada saat nilai NTU berkisar 500 sampai dengan 700 NTU, setelah itu
nilai intensitas cahaya yang mengenai kedua sensor itu akan turun ketika nilai NTU lebih besar dari
700 NTU. Gambar Tabel 2 menunjukkan hubungan antara kekeruhan air dan tegangan pada
masing-masing sensor dengan nilai kekeruhan mulai dari 0,63 sampai 3234 NTU. Data ini adalah
hasil percobaan yang menunjukkan respon dari sensor yang dipakai untuk merancang alat pengukur
kekeruhan air.
Kekeruhan air disebabkan oleh partikel-partikel yang melayang-layang di air. Partikelpartikel inilah yang akan membuat intensitas cahaya pada tiap sisi tersebarnya cahaya berbedabeda. Ketika sinar datang mengenai suatu partikel kemudian menghasilkan penyebaran cahaya
berupa cahaya yang diteruskan lurus, dibiaskan ataupun dipantulkan akan memberikan intensitas
yang berbeda-beda. Intensitas inilah yang kemudian mengenai sensor, sehingga sensor
mengeluarkan output berupa tegangan juga berbeda-beda sesuai dengan intensitas cahaya tersebar.
V1, V2, V3 dan V4 mewakili output tegangan pada sensor cahaya lurus, cahaya depan,
sensor nephelometric dan sensor belakang. Tiap sensor mewakili intensitas cahaya dari partikelCopyright@2015 TI-UPN JATIM
Perencanaan Dan Pembuatan Alat
Pengukur Kekeruhan Air Pada Perusahaan Air Minum Di Surabaya
partikel yang terkena sinar datang pada sampel air yang sedang diukur kekeruhannya. Tabel 2.2
menunjukkan adanya penurunan nilai output tegangan pada V1 ketika kekeruhan meningkat,
sebaliknya nilai tegangan V2 meningkat cukup signifikan jika dibandingkan dengan V3 dan V4.
Jika nilai kekeruhan air semakin meningkat maka nilai tegangan V1 akan menurun dan V2 akan
menurun, sebaliknya nilai tegangan V3 dan V4 akan naik nilai output tegangan. Karena
keterbatasan akurasi alat kalibrasi, hal ini tidak dapat ditemukan pada gambar tabel 2, tetapi dapat
dilihat pada gambar 1.
Gambar 2 . Tabel Hubungan Antara Tegangan dan NTU
3
Spesifikasi Perangkat Keras
Pada bagian pengukuran ada dua jenis komponen yang menjadi perhatian dalam membuat
tempat botol sampel air. Komponen yang pertama adalah diode laser sebagai sumber sinar datang
dan yang kedua adalah photodiode sebagai detektor cahaya. Laser dipilih sebagai sumber cahaya
karena tingkat fokus yang cukup baik, jika dibandingkan dengan lampu tungsten atau LED, laser
tidak membutuhkan alat bantu lagi seperti lensa pemfokus ataupun filter untuk memfokuskan sinar
datang. Sedangkan photodiode yang dipilih untuk membuat pengukur kekeruhan air kali ini adalah
OPT101.Photodiode yang dipilih tipe OPT101 adalah photodiode dengan amplifier transimpedan
yang terintegrasi dengan photodiode. Output tegangan naik linier sesuai dengan intensitas cahaya
yang mengenai photodiodenya. Maka komponen ini menjadi komponen yang ideal untuk
kepentingan pengukuran yang berhubungan dengan cahaya. Komponen photodiode OPT101 dengan
sumber tegangan 6 volt yang terkena sinar laser langsung tanpa penghalang apapun akan
mengeluarkan output tegangan sebesar 4,4 sampai 4,6 volt. Desain hardware dari alat pengukur
kekeruhan air ini terdiri dari perancangan tempat sampel air dan pembuatan board untuk
mikrokontroller. Perancangan tempat sampel harus kedap cahaya dan terbuat dari bahan yang
menyerap cahaya. Kayu menjadi pilihan karena selain di cat warna hitam flat, kayu cukup bisa
menyerap cahaya (gambar 3). Lubang tempat masuknya sampel air dibuat sedemikian rupa
sehingga jarak antara sumber cahaya dengan botol sampel dan botol sampel dengan detektor cahaya
tidak lebih dari 10 cm. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan botol sampel, air yang akan
diukur kekeruhannya akan ditaruh di dalam botol tersebut. Botol sampel itu ditaruh pada sebuah
tempat kedap cahaya dan berwarna gelap untuk dilakukan pengukuran. Pembuatan tempat kedap
Copyright@2015 TI-UPN JATIM
Perencanaan Dan Pembuatan Alat
Pengukur Kekeruhan Air Pada Perusahaan Air Minum Di Surabaya
cahaya ini dibuat seakurat mungkin. Lubang masuk botol sampel dibuat selebar botol sampel
ditambah 5 milimeter. Begitu juga dengan ketinggiannya, penempatan laser dan photodiode dibuat
sesuai dengan ketinggian botol (gambar 3)
Gambar 3 Penampang Tempat Sampel Air
4
Kalibrasi Alat
Pada aplikasi praktis, masalah yang cukup signifikan pasti akan menghasilkan gangguan dan
error akan mengurangi akurasi dari alat apapun. Untuk memastikan alat bekerja dengan baik dan
menyediakan jawaban seakurat mungkin, adalah sangat penting untuk memverikasi kalibrasi.
Proses kalibrasi dari alat pengukur kekeruhan air pada tingkat kekeruhan yang sangat rendah
dipengaruhi oleh teknik pengukuran yang digunakan. Pengukuran tingkat kekeruhan air akan sangat
sulit diukur ketika bernilai dibawah 1.0 NTU, interferensi yang disebabkan gelembung udara dan
kontaminasi zat-zat tertentu menjadi sangat mengganggu sehingga hasil yang diukur akan menjadi
salah dalam pembacaan kekeruhan air.
Untuk mendapatkan kalibrasi yang akurat untuk alat pengukur kekeruhan air pada kekeruhan
air bernilai 0.012 sampai 40.0 NTU adalah dengan menggunakan larutan formazin bernilai 20.0
NTU1. Alasan menggunakan formazin ini adalah :
1. Larutan formazin 20.0 NTU ini adalah larutan yang bernilai stabil selama waktu yang
cukup lama untuk digunakan pada saat kalibrasi
2. Nilai formazin ini adalah nilai pertengahan dari nephelomtric yang dikalibrasi
3. Error yang disebabkan kontaminasi zat-zat tertentu dan gelembung udara jauh lebih
sedikit berefek pada larutan formazin 20.0 NTU daripada menggunakan larutan formazin
yang lebih rendah.
Larutan formazin yang melengkapi Hach 2100N telah disiapkan dan dimasukkan dengan
sangat hati-hati dan terkontrol dengan baik untuk mendapatkan keakuratan yang cukup tinggi. Hal
ini juga dilakukan untuk meminimalisir kontaminasi dari luar. Kalibrasi yang mudah dan praktis
untuk nilai kekeruhan air dari 0.012 sampai 4000 NTU dapat dilakukan dengan menggunakan alat
pengukuran kekeruhan air yang sudah standart. Dalam hal ini adalah turbidity meter yang
digunakan oleh PDAM Surabaya yaitu Hach 2100N yang dilengkapi larutan formazin sampai 4000
NTU. Pengukuran khusus diperlukan untuk mendapatkan keakuratan kalibrasi pada tingkat
kekeruhan air yang sangat rendah. Satu titik debu atau satu partikel saja bisa menyebabkan
perbedaan pengukuran lebih dari 0.030 NTU. Hal ini akan menyebabkan error sekitar 10 persen.
Adalah hal yang sangat penting untuk memverifikasi keakuratan dan respon alat dalam setiap
level kekeruhan air. Dan biasanya kekeruhan standart akan sulit didapatkan pada level kekeruhan
ini dan tidak stabil dalam waktu yang cukup lama. Ada dua metode yang bisa digunakan untuk
1
Michael J. Sadar, Turbidity science Technical Information Series—Booklet No. 11, (Loveland : Hach
Company,1998), p.129
Copyright@2015 TI-UPN JATIM
Perencanaan Dan Pembuatan Alat
Pengukur Kekeruhan Air Pada Perusahaan Air Minum Di Surabaya
mengkalibrasi keakuratan pada level kekeruhan air yang rendah. Metode yang paling mudah
digunakan, meski sulit untuk didapatkan adalah formazin standart. Standart ini mempunyai
jangkauan level kekeruhan air mulai dari 0,1 sampai 1,0 NTU2. Larutan kimia ini disiapkan dalam
keadaan yang ketat dalam pembuatannya dan dimasukkan ke dalam tabung ukur untuk mencapai
tingkat keakuratan yang tinggi.
Metode kedua untuk mendapatkan hasil yang akurat untuk alat pengukur kekeruhan air pada
level kekeruhan tingkat rendah ini adalah dengan melakukan pengukuran pada air jernih standart
yang sudah diketahui nilai kekeruhannya. Untuk menjalankan cara ini, beberapa hal berikut harus
dilakukan dengan mengambil sampel pada air suling yang sudah terukur sebelumnya, kemudian
botol ukur yang sangat jernih, tanpa ada debu, kotoran dan goresan, daan kebersihan tempat
kalibrasi
Secara teoritis kekeruhan pada air suling bernilai 0,39 NTU3. Perbedaan antara respon dari Alat
pengukur kekeruhan air dan nilai teoritis di atas disebut sebagai kesalahan pengukuran (bukan
proses perhitungan) pada pembacaan nilai NTU pada level ini. Cahaya menyimpang yang
disebabkan oleh botol sampel ataupun detektor cahaya yang tergores atau terkena debu mempunyai
penyebab dengan porsi terbesar. Kesalahan ini bisa diminimalisir bahkan dihilangkan dengan
melakukan prosedur di bawah ini:
1. Tabung sampel harus bersih dari goresan ataupun debu.
2. Pembuatan sampel air suling harus dibuat dengan akurat
3. Air suling untuk kalibrasi harus disiapkan maksimal 30 menit setelah penyulingan
4. Detektor cahaya harus tetap bersih dan terjaga dari debu.
5. Tempat botol sampel air harus dalam keadaan tertutup.
Apabila terjadi perbedaan yang cukup signifikan antara hasil pengukuran yang telah dilakukan
oleh pengukur kekeruhan air yang dibuat dengan Hach 2100N ataupun larutan formazin standart,
maka yang perlu disesuaikan adalah koefisien kalibrasinya.
5
Uji Coba Alat
Pengukur kekeruhan air yang sudah dibuat ini telah di uji coba pada alat pengukur kekeruhan air
milik PDAM yang telah terkalibrasi oleh Badan Meteorologi dan Geofisika Surabaya dan memiliki
larutan standart formazin stabil pada tiap pembagian level kekeruhan airnya, sehingga keakuratan
hasil pengukurannya bisa dipertanggungjawabkan yang bisa dilihat pada gambar 4.
2
Wagner, R.J, Mattraw, H.C., Ritz, G.F., and Smith, B.A, Guidelines and Standard Procedures for Continuous WaterQuality Monitors: Site Selection, Field Operation, Calibration, Record Computation, and Reporting, (U.S. Geological
Survey Water : 2000), p.53
3
Ibid
Copyright@2015 TI-UPN JATIM
Perencanaan Dan Pembuatan Alat
Pengukur Kekeruhan Air Pada Perusahaan Air Minum Di Surabaya
Gambar 4. Alat Pengukur Kekeruhan Air
Gambar 5. Hasil Pembandingan Alat Pengukuran Kekeruhan Air
Gambar 5 Tabel Percobaan di bawah adalah tabel hasil dari perbandingan pengukuran
kekeruhan air pada turbidity meter yang dibuat dengan Hach 2100N milik PDAM Surabaya dengan
turbidity meter yang dibuat pada proyek kali ini. Tingkat selisih yang ditoleransi pada level 0
sampai 1 adalah dibawah 0,1 NTU, pada level 1-10 adalah dibawah 1 NTU, pada level 10 sampai
50 adalah 5 NTU, pada level 50 sampai 100 adalah 10, pada level 100 sampai 1000 adalah 50 dan
pada level 1000 sampai 4000 adalah 5004. Toleransi pada level 0-1 NTU adalah 0,1 NTU; pada 110 NTU adalah 1,0 NTU; pada 10-100 NTU adalah 10 NTU; pada 100-1000 NTU adalah 100 NTU
dan pada 1000-10000 adalah 1000 NTU5.
4
Ibid, p.54
Michael J. Sadar, Turbidity science Technical Information Series—Booklet No. 11, (Loveland : Hach
Company,1998), p.110
5
Copyright@2015 TI-UPN JATIM
Perencanaan Dan Pembuatan Alat
Pengukur Kekeruhan Air Pada Perusahaan Air Minum Di Surabaya
Gambar 6. Grafik Hasil Pembandingan Alat Pengukuran Kekeruhan Air
Maka terdapat 8 error pada alat pengukur kekeruhan air yang dibuat yaitu pada percobaan 5,
14, 15, 16, 20, 27, 28 dan 29, sehingga tingkat akurasinya sebesar 84% dari 50 kali percobaan.
Level kekeruhan air yang dimiliki Hach 2100N terbagi atas 5 level larutan standart formazin stabil,
yaitu 0 sampai 1 NTU, 1 sampai 10 NTU, 10 sampai 100 NTU, 100 sampai 1000 NTU dan 1000
sampai 4000 NTU. Meski sudah terkalibrasi oleh BMG Surabaya, turbidity meter yang dimiliki
PDAM Surabaya ini masih menghasilkan error pada level 1000 sampai 4000, tepatnya ketika
mengukur kekeruhan air di atas 2500 NTU. Sehingga tidak mungkin alat pengukur kekeruhan air
yang dibuat pada proyek kali ini bisa standart sampai pada level 4000 NTU, meskipun secara teori
bisa mengukur hingga 10.000 NTU.
6
Kesimpulan
Dari percobaan yang telah di buat selama penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Dengan sebanyak 50 kali percobaan yang dilakukan dengan membandingkan alat yang
dibuat yaitu turbidity meter dengan alat pengukur kekeruhan air jenis Hach 2100N
memiliki tingkat akurasi sebesar 84 % dibandingan alat kekeruhan air berstandarisasi.
2. Jenis botol yang sama belum tentu menghasilkan hasil yang sama pada pengukuran
kekeruhan air, karena goresan dan keburaman botol mengakibatkan error pada
pengukuran.
3. Suhu ruangan tempat alat pengukuran mempengaruhi responsitivitas dari sensor.
4. Simpan botol sampel air dan tempat pengukurannya dalam penyimpanan yang bersih
dari kotoran dan debu, hati-hati pada aktivitas yang membuat botol sampel air tergores.
5. Gunakan metode regresi pada tiap level untuk meningkatkan keakuratan hasil
pengukuran kekeruhan air.
6. Kalibrasi dilakukan minimal satu tahun sekali untuk menjaga tingkat keakuratan dari
alat pengukur kekeruhan air ini.
7
Daftar Pustaka
Anderson, Chauncey W., (2005), Guidelines and standard procedures for continuous water-quality monitors, 9th
Edition U.S. Geological Survey Techniques and Methods
Clesceri L.S., (2001), Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th Edition, Washington DC. :
APHA Press.
Gray, J.R., and Glysson, G.D., (2003), Proceedings of the federal interagency workshop on turbidity and other sediment
surrogates, Nevada: U.S. Geological Survey Circular.
Helfrick, Albert D., dan William D. Cooper., (1990), Modern Electronic Instrum entation And Measurment Techniques,
Englewood Ciffs: Prentice Hall.
Lewis, Michael E., (2006), Dissolved Oxygen, Versi 2.1, U.S. Geological Survey Techniques and Methods. Hach
Company.
O’Dell, James W., (1993), Determination Of Turbidity By Nephelometry second edition, Cincinati, Ohio: U.S.
Environmental Protection Agency.
Ulrich M.A., (1993), Methods for the determination of inorganic substances in environmental samples, Cincinatti,
Ohio : U.S. Environmental Protection Agency.
White S., (1995), Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, nineteenth edition, Baltimore : Port
City Press.
Ziegler,
Andrew
C.,
(2002),
Turbidity
and
Other
http://ks.water.usgs.gov/Kansas/rtqw/turbidity measurement.html.
Copyright@2015 TI-UPN JATIM
Sediment
Surrogates,
Kansas:
ｾ
Sentinar Nasion[ Teknik Indust'
SERTIFlKAT
Tema
SUSTAINABL
"Kompetensi Akademisi dan Perusaha
dalam ERA MEA (M,
Dib
o
PERENCANAAN DAN PEMB
PADAPE,
3 September 2015
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT
PENGUKUR KEKERUHAN AIR PADA PERUSAHAAN AIR
MINUM DI SURABAYA
Setya Ardhi S.T.,M.Kom
[email protected]
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk membangun sebuah pengukur kekeruhan air. Metode yang digunakan untuk
pengukuran kekeruhan air pada adalah metode Nephelometrik. Metode ini memanfaatkan sudut 900 sebagai titik
referensi utama dalam mengukur tingkat kekeruhan air. Kekeruhan air adalah penampakan keruh dalam air yang disebabkan kehadiran partikel kecil yang me-layang sehingga menghalangi pancaran sinar untuk menembus air. Mengingat
air adalah sumber kehidupan utama bagi manusia, maka pengetahuan tentang tingkat kelayakan air konsumsi menjadi
sangat penting untuk diketahui. Dan salah satu faktor yang mempengaruhi tingkat kelayakan air untuk dikonsumsi
adalah kadar kekeruhannya. Oleh karena itu pengukuran kekeruhan air harus didapatkan dengan satuan yang standart.
Satuan standart yang paling banyak digunakan pada perusahaan air minum adalah Nephelometric Turbidity Unit
(NTU). Jadi ukuran standart kekeruhan air dengan satuan NTU dapat diketahui dengan alat pengukur kekeruhan air
yang dibuat.
Dalam penelitian ini, sumber cahaya yang digunakan adalah laser yang mempunyai panjang gelombang 650
nm dengan titik penyinaran yang terfokus. Detektor cahaya yang digunakan adalah silikon photo-diode OPT101 yang
akan mengeluarkan hasil yang maksimal ketika terkena sinar dengan panjang gelombang 650 nm. Saat sinar laser yang
ditembakkan mengenai sampel air yang diukur kekeruhannya. Peristiwa ini akan menghasilkan penyebaran cahaya.
Penyebaran cahaya terdiri dari ca-haya yang dipantulkan dan cahaya yang dibiaskan. Intensitas dari penyebaran cahaya
inilah yang akan direspon oleh detektor cahaya yang menghasilkan keluaran berupa tegangan. Keluaran tegangan dari
detektor cahaya akan diolah oleh Mikrokontroller Renesas R8C-13. Fungsi utama dari Mikrokontroller ini adalah untuk
mengkonversi nilai tegangan yang didapatkan dari detektor cahaya menjadi nilai kekeruhan air dengan satuan NTU.
Setelah proses konversi selesai, keluaran akan ditampikan dalam layar LCD.
Kata kunci: Metode Nephelometrik, Nephelometric Turbidity Unit, Detektor cahaya, Renesas R8C-13.
Abstract
This Project aim is to build a Turbidity Meter. This Final Project used Nephelometric method to measure the turbidity
of water. This method used 900 as main reference angel to measure level of water turbidity. Turbidity is The cloudy
appearance of water caused by the presence of suspended and colloidal matter so the ray that transmitted through the
water is ob-structted. Considering water is lifeblood to human being, then knowledge about quality of the water to
consumed is important to know. And one of the factor that affect the water quality to consume is the turbidity value.
Therefore the measurement of water turbidity must get in standard unit. The most used unit that used at water company
is Nephelometric Tubidity Unit (NTU). So the standard measure in NTU can be discovered with the Turbidty Meter that
built at this Project.
In This Project, the light source that Turbidity Meter used is laser that has 650 nm wavelength with illumination point
focused. The light detector that Turbidity Meter used is silicon photodiode OPT101 that will produce maximal output
when it get lighten by light with 650 nm wavelength. When laser ray transmitted to water sample that in measured. This
occasion will produce light scattering. The light scattering consist of light reflection and light refaction. The intensity of
this scattered light will be responded by light detector that produce voltage output. The voltage output from the light
detedtor will be proceed by Renesas R8C-13 Microcontroller. The main function of this microcontroller is to convert
the voltage value from the light detector to turbidity value in NTU unit. After the conversion process done, the output
will displayed at LCD screen.
Keywords: Nephelometrik Method, Nephelometric Turbidity Unit, Light Detector, Renesas R8C-13.
Copyright@2015 TI-UPN JATIM
Perencanaan Dan Pembuatan Alat
Pengukur Kekeruhan Air Pada Perusahaan Air Minum Di Surabaya
1
Pendahuluan
Kebutuhan alat ukur di bidang lingkungan yang akurat sangat dibutuhkan, terutama pada proses
AMDAL (Analisis Mengenai Dampak Lingkungan) yang harus dilakukan di daerah perindustrian
dan sekitarnya. Salah satu indikator dari kualitas air yang mudah diukur adalah kekeruhan air.
Pengukuran kekeruhan air tidak dapat disandarkan pada penglihatan manusia saja, karena
subyektivitas dari penilaian manusia yang tidak akan pernah sama dan standart dalam menentukan
suatu ukuran tanpa ada kesepakatan yang baku. Untuk itu pengukuran standart pada kekeruhan air
harus ada dan juga dengan satuan yang standart yang dimilikinya. Alat pengukur kekeruhan air
yang ada sekarang mempunyai tingkat ketelitian yang sangat akurat, tetapi tentu saja harganya
sangat mahal. Untuk negara berkembang, dibutuhkan alat pengukur kekeruhan air yang lebih murah
dan mempunyai keakuratan yang cukup. Maka alat pengukuran kekeruhan air yang murah dan
akurat sesuai dengan kalibrasi yang diujikan dengan nephelometer yang ada di laboratorium
PDAM.
2
Tinjauan Pustaka
Salah satu indikator dari kualitas air adalah tingkat kekeruhannya. Semakin rendah nilai
kekeruhan air, semakin bagus kualitas dari air tersebut. Sebaliknya kekeruhan air yang bernilai
tinggi menunjukkan buruknya kualitas dari air yang sedang diukur. Alat untuk mengukur kekeruhan
air biasa disebut dengan turbidity meter yang mempunyai satuan nephelometric turbidity unit
(NTU). Contohnya pada Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) kota Surabaya, turbidity meter
digunakan sebelum air disebarkan ke penduduk melalui pipa PDAM. Biasanya air yang akan
dikonsumsi penduduk mempunyai nilai kekeruhan sekitar 0,67 NTU sebelum air disebarkan ke
penduduk melalui pipa PDAM dan air pada nilai kekeruhan dibawah nilai ini adalah termasuk air
yang jernih.
Ukuran yang paling mudah untuk mengetahui air itu layak untuk dikonsumsi atau tidak adalah
kekeruhannya. Nilai kekeruhan air juga bisa dianggap sebagai nilai kejernihan air. Semakin tinggi
kejernihan air, nilai kekeruhan air semakin rendah. Kejernihan adalah faktor yang sangat penting
bagi produksi air mineral yang dikonsumsi manusia.
Dari hasil pengukuran pada tabel 1, maka efesiensi yang paling baik adalah pada pekan pertama
dengan nilai 0.965 (96.5%). Dengan diperoleh nilai tertinggi maka air yang diproduksi pada pekan
pertama mempunyai tingkat kekeruhan yang paling baik dari pada pekan-pekan yang lain. Akan
tetapi dengan nilai efisiensi yang tinggi, dampak pada lingkungan akan semakin buruk. Karena akan
menghasilkan volume lumpur dan bahan kimia yang besar. Karena lumpur tersebut dibuang
kembali ke sungai Surabaya, maka dari itu kandungan yang terdapat didalamnya perlu diperhatikan.
Semakin banyak zat berbahaya di dalam lumpur maka semakin banyak zat polutan yang mengalir
disungai surabaya.
Tabel 1: Nilai Kekeruhan Air Tiap Pekan
Keterangan
NTU Max Inlet
NTU Max Outlet
Effesiensi
Persentase
Satuan
NTU
NTU
%
I
II
12
0.67
0.965
96.5
15
0.81
0.955
95.5
Pekan KeIII
15
0.88
0.949
94.9
IV
15
0.081
0.955
95.5
Hubungan kekeruhan air dengan tegangan dimana ketika cahaya datang mengenai sampel air akan
terjadi penyebaran cahaya, mulai dari cahaya yang diteruskan lurus sampai cahaya yang
dipantulkan kembali ke arah sumber cahaya. Penyebaran cahaya mengakibatkan perbedaan pada
Copyright@2015 TI-UPN JATIM
Perencanaan Dan Pembuatan Alat
Pengukur Kekeruhan Air Pada Perusahaan Air Minum Di Surabaya
masing-masing arah memberikan nilai intensitas cahaya yang berbeda-beda. Jika diambil nilai
kekeruhan yang paling rendah, yaitu pada air jernih, maka intensitas cahaya yang diteruskan lurus
1800 jauh lebih besar daripada intensitas cahaya pada ke arah yang lain. Sesuai dengan besarnya
nilai kekeruhan air, maka yang mempunyai hubungan langsung dengan kekeruhan air adalah
intensitas cahaya. Intensitas cahaya inilah yang ditangkap oleh sensor cahaya, kemudian sensor
cahaya akan memberikan output berupa tegangan sesuai dengan intensitas cahaya yang diterimanya.
Gambar 1. Grafik Hubungan Antara Intesitas Cahaya dan NTU
Hubungan antara NTU dan tegangan yang diberikan oleh sensor cahaya berbeda-beda sesuai
dengan sudut tempat sensor ditempatkan. Penempatan sensor pada sudut-sudut tertentu
menghasilkan besarnya intensitas cahaya yang mengenai sensor juga berbeda-beda, sehingga sensor
cahaya mengeluarkan output berupa tegangan sebanding dengan besarnya input berupa intensitas
cahaya yang mengenainya (Gambar 1).
Jika memperhatikan gambar 1 maka dapat diketahui bahwa hanya sensor yang berada lurus
di depan sumber cahaya dan sensor cahaya belakang yang stabil perubahan nilainya. Jika sensor
yang berada lurus di depan berubah nilainya dari besar ke kecil untuk NTU bernilai kecil ke besar,
maka sensor belakang sebaliknya. Sedangkan untuk detektor depan dan detektor nephelometric
nilainya hanya stabil naik pada saat nilai NTU berkisar 500 sampai dengan 700 NTU, setelah itu
nilai intensitas cahaya yang mengenai kedua sensor itu akan turun ketika nilai NTU lebih besar dari
700 NTU. Gambar Tabel 2 menunjukkan hubungan antara kekeruhan air dan tegangan pada
masing-masing sensor dengan nilai kekeruhan mulai dari 0,63 sampai 3234 NTU. Data ini adalah
hasil percobaan yang menunjukkan respon dari sensor yang dipakai untuk merancang alat pengukur
kekeruhan air.
Kekeruhan air disebabkan oleh partikel-partikel yang melayang-layang di air. Partikelpartikel inilah yang akan membuat intensitas cahaya pada tiap sisi tersebarnya cahaya berbedabeda. Ketika sinar datang mengenai suatu partikel kemudian menghasilkan penyebaran cahaya
berupa cahaya yang diteruskan lurus, dibiaskan ataupun dipantulkan akan memberikan intensitas
yang berbeda-beda. Intensitas inilah yang kemudian mengenai sensor, sehingga sensor
mengeluarkan output berupa tegangan juga berbeda-beda sesuai dengan intensitas cahaya tersebar.
V1, V2, V3 dan V4 mewakili output tegangan pada sensor cahaya lurus, cahaya depan,
sensor nephelometric dan sensor belakang. Tiap sensor mewakili intensitas cahaya dari partikelCopyright@2015 TI-UPN JATIM
Perencanaan Dan Pembuatan Alat
Pengukur Kekeruhan Air Pada Perusahaan Air Minum Di Surabaya
partikel yang terkena sinar datang pada sampel air yang sedang diukur kekeruhannya. Tabel 2.2
menunjukkan adanya penurunan nilai output tegangan pada V1 ketika kekeruhan meningkat,
sebaliknya nilai tegangan V2 meningkat cukup signifikan jika dibandingkan dengan V3 dan V4.
Jika nilai kekeruhan air semakin meningkat maka nilai tegangan V1 akan menurun dan V2 akan
menurun, sebaliknya nilai tegangan V3 dan V4 akan naik nilai output tegangan. Karena
keterbatasan akurasi alat kalibrasi, hal ini tidak dapat ditemukan pada gambar tabel 2, tetapi dapat
dilihat pada gambar 1.
Gambar 2 . Tabel Hubungan Antara Tegangan dan NTU
3
Spesifikasi Perangkat Keras
Pada bagian pengukuran ada dua jenis komponen yang menjadi perhatian dalam membuat
tempat botol sampel air. Komponen yang pertama adalah diode laser sebagai sumber sinar datang
dan yang kedua adalah photodiode sebagai detektor cahaya. Laser dipilih sebagai sumber cahaya
karena tingkat fokus yang cukup baik, jika dibandingkan dengan lampu tungsten atau LED, laser
tidak membutuhkan alat bantu lagi seperti lensa pemfokus ataupun filter untuk memfokuskan sinar
datang. Sedangkan photodiode yang dipilih untuk membuat pengukur kekeruhan air kali ini adalah
OPT101.Photodiode yang dipilih tipe OPT101 adalah photodiode dengan amplifier transimpedan
yang terintegrasi dengan photodiode. Output tegangan naik linier sesuai dengan intensitas cahaya
yang mengenai photodiodenya. Maka komponen ini menjadi komponen yang ideal untuk
kepentingan pengukuran yang berhubungan dengan cahaya. Komponen photodiode OPT101 dengan
sumber tegangan 6 volt yang terkena sinar laser langsung tanpa penghalang apapun akan
mengeluarkan output tegangan sebesar 4,4 sampai 4,6 volt. Desain hardware dari alat pengukur
kekeruhan air ini terdiri dari perancangan tempat sampel air dan pembuatan board untuk
mikrokontroller. Perancangan tempat sampel harus kedap cahaya dan terbuat dari bahan yang
menyerap cahaya. Kayu menjadi pilihan karena selain di cat warna hitam flat, kayu cukup bisa
menyerap cahaya (gambar 3). Lubang tempat masuknya sampel air dibuat sedemikian rupa
sehingga jarak antara sumber cahaya dengan botol sampel dan botol sampel dengan detektor cahaya
tidak lebih dari 10 cm. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan botol sampel, air yang akan
diukur kekeruhannya akan ditaruh di dalam botol tersebut. Botol sampel itu ditaruh pada sebuah
tempat kedap cahaya dan berwarna gelap untuk dilakukan pengukuran. Pembuatan tempat kedap
Copyright@2015 TI-UPN JATIM
Perencanaan Dan Pembuatan Alat
Pengukur Kekeruhan Air Pada Perusahaan Air Minum Di Surabaya
cahaya ini dibuat seakurat mungkin. Lubang masuk botol sampel dibuat selebar botol sampel
ditambah 5 milimeter. Begitu juga dengan ketinggiannya, penempatan laser dan photodiode dibuat
sesuai dengan ketinggian botol (gambar 3)
Gambar 3 Penampang Tempat Sampel Air
4
Kalibrasi Alat
Pada aplikasi praktis, masalah yang cukup signifikan pasti akan menghasilkan gangguan dan
error akan mengurangi akurasi dari alat apapun. Untuk memastikan alat bekerja dengan baik dan
menyediakan jawaban seakurat mungkin, adalah sangat penting untuk memverikasi kalibrasi.
Proses kalibrasi dari alat pengukur kekeruhan air pada tingkat kekeruhan yang sangat rendah
dipengaruhi oleh teknik pengukuran yang digunakan. Pengukuran tingkat kekeruhan air akan sangat
sulit diukur ketika bernilai dibawah 1.0 NTU, interferensi yang disebabkan gelembung udara dan
kontaminasi zat-zat tertentu menjadi sangat mengganggu sehingga hasil yang diukur akan menjadi
salah dalam pembacaan kekeruhan air.
Untuk mendapatkan kalibrasi yang akurat untuk alat pengukur kekeruhan air pada kekeruhan
air bernilai 0.012 sampai 40.0 NTU adalah dengan menggunakan larutan formazin bernilai 20.0
NTU1. Alasan menggunakan formazin ini adalah :
1. Larutan formazin 20.0 NTU ini adalah larutan yang bernilai stabil selama waktu yang
cukup lama untuk digunakan pada saat kalibrasi
2. Nilai formazin ini adalah nilai pertengahan dari nephelomtric yang dikalibrasi
3. Error yang disebabkan kontaminasi zat-zat tertentu dan gelembung udara jauh lebih
sedikit berefek pada larutan formazin 20.0 NTU daripada menggunakan larutan formazin
yang lebih rendah.
Larutan formazin yang melengkapi Hach 2100N telah disiapkan dan dimasukkan dengan
sangat hati-hati dan terkontrol dengan baik untuk mendapatkan keakuratan yang cukup tinggi. Hal
ini juga dilakukan untuk meminimalisir kontaminasi dari luar. Kalibrasi yang mudah dan praktis
untuk nilai kekeruhan air dari 0.012 sampai 4000 NTU dapat dilakukan dengan menggunakan alat
pengukuran kekeruhan air yang sudah standart. Dalam hal ini adalah turbidity meter yang
digunakan oleh PDAM Surabaya yaitu Hach 2100N yang dilengkapi larutan formazin sampai 4000
NTU. Pengukuran khusus diperlukan untuk mendapatkan keakuratan kalibrasi pada tingkat
kekeruhan air yang sangat rendah. Satu titik debu atau satu partikel saja bisa menyebabkan
perbedaan pengukuran lebih dari 0.030 NTU. Hal ini akan menyebabkan error sekitar 10 persen.
Adalah hal yang sangat penting untuk memverifikasi keakuratan dan respon alat dalam setiap
level kekeruhan air. Dan biasanya kekeruhan standart akan sulit didapatkan pada level kekeruhan
ini dan tidak stabil dalam waktu yang cukup lama. Ada dua metode yang bisa digunakan untuk
1
Michael J. Sadar, Turbidity science Technical Information Series—Booklet No. 11, (Loveland : Hach
Company,1998), p.129
Copyright@2015 TI-UPN JATIM
Perencanaan Dan Pembuatan Alat
Pengukur Kekeruhan Air Pada Perusahaan Air Minum Di Surabaya
mengkalibrasi keakuratan pada level kekeruhan air yang rendah. Metode yang paling mudah
digunakan, meski sulit untuk didapatkan adalah formazin standart. Standart ini mempunyai
jangkauan level kekeruhan air mulai dari 0,1 sampai 1,0 NTU2. Larutan kimia ini disiapkan dalam
keadaan yang ketat dalam pembuatannya dan dimasukkan ke dalam tabung ukur untuk mencapai
tingkat keakuratan yang tinggi.
Metode kedua untuk mendapatkan hasil yang akurat untuk alat pengukur kekeruhan air pada
level kekeruhan tingkat rendah ini adalah dengan melakukan pengukuran pada air jernih standart
yang sudah diketahui nilai kekeruhannya. Untuk menjalankan cara ini, beberapa hal berikut harus
dilakukan dengan mengambil sampel pada air suling yang sudah terukur sebelumnya, kemudian
botol ukur yang sangat jernih, tanpa ada debu, kotoran dan goresan, daan kebersihan tempat
kalibrasi
Secara teoritis kekeruhan pada air suling bernilai 0,39 NTU3. Perbedaan antara respon dari Alat
pengukur kekeruhan air dan nilai teoritis di atas disebut sebagai kesalahan pengukuran (bukan
proses perhitungan) pada pembacaan nilai NTU pada level ini. Cahaya menyimpang yang
disebabkan oleh botol sampel ataupun detektor cahaya yang tergores atau terkena debu mempunyai
penyebab dengan porsi terbesar. Kesalahan ini bisa diminimalisir bahkan dihilangkan dengan
melakukan prosedur di bawah ini:
1. Tabung sampel harus bersih dari goresan ataupun debu.
2. Pembuatan sampel air suling harus dibuat dengan akurat
3. Air suling untuk kalibrasi harus disiapkan maksimal 30 menit setelah penyulingan
4. Detektor cahaya harus tetap bersih dan terjaga dari debu.
5. Tempat botol sampel air harus dalam keadaan tertutup.
Apabila terjadi perbedaan yang cukup signifikan antara hasil pengukuran yang telah dilakukan
oleh pengukur kekeruhan air yang dibuat dengan Hach 2100N ataupun larutan formazin standart,
maka yang perlu disesuaikan adalah koefisien kalibrasinya.
5
Uji Coba Alat
Pengukur kekeruhan air yang sudah dibuat ini telah di uji coba pada alat pengukur kekeruhan air
milik PDAM yang telah terkalibrasi oleh Badan Meteorologi dan Geofisika Surabaya dan memiliki
larutan standart formazin stabil pada tiap pembagian level kekeruhan airnya, sehingga keakuratan
hasil pengukurannya bisa dipertanggungjawabkan yang bisa dilihat pada gambar 4.
2
Wagner, R.J, Mattraw, H.C., Ritz, G.F., and Smith, B.A, Guidelines and Standard Procedures for Continuous WaterQuality Monitors: Site Selection, Field Operation, Calibration, Record Computation, and Reporting, (U.S. Geological
Survey Water : 2000), p.53
3
Ibid
Copyright@2015 TI-UPN JATIM
Perencanaan Dan Pembuatan Alat
Pengukur Kekeruhan Air Pada Perusahaan Air Minum Di Surabaya
Gambar 4. Alat Pengukur Kekeruhan Air
Gambar 5. Hasil Pembandingan Alat Pengukuran Kekeruhan Air
Gambar 5 Tabel Percobaan di bawah adalah tabel hasil dari perbandingan pengukuran
kekeruhan air pada turbidity meter yang dibuat dengan Hach 2100N milik PDAM Surabaya dengan
turbidity meter yang dibuat pada proyek kali ini. Tingkat selisih yang ditoleransi pada level 0
sampai 1 adalah dibawah 0,1 NTU, pada level 1-10 adalah dibawah 1 NTU, pada level 10 sampai
50 adalah 5 NTU, pada level 50 sampai 100 adalah 10, pada level 100 sampai 1000 adalah 50 dan
pada level 1000 sampai 4000 adalah 5004. Toleransi pada level 0-1 NTU adalah 0,1 NTU; pada 110 NTU adalah 1,0 NTU; pada 10-100 NTU adalah 10 NTU; pada 100-1000 NTU adalah 100 NTU
dan pada 1000-10000 adalah 1000 NTU5.
4
Ibid, p.54
Michael J. Sadar, Turbidity science Technical Information Series—Booklet No. 11, (Loveland : Hach
Company,1998), p.110
5
Copyright@2015 TI-UPN JATIM
Perencanaan Dan Pembuatan Alat
Pengukur Kekeruhan Air Pada Perusahaan Air Minum Di Surabaya
Gambar 6. Grafik Hasil Pembandingan Alat Pengukuran Kekeruhan Air
Maka terdapat 8 error pada alat pengukur kekeruhan air yang dibuat yaitu pada percobaan 5,
14, 15, 16, 20, 27, 28 dan 29, sehingga tingkat akurasinya sebesar 84% dari 50 kali percobaan.
Level kekeruhan air yang dimiliki Hach 2100N terbagi atas 5 level larutan standart formazin stabil,
yaitu 0 sampai 1 NTU, 1 sampai 10 NTU, 10 sampai 100 NTU, 100 sampai 1000 NTU dan 1000
sampai 4000 NTU. Meski sudah terkalibrasi oleh BMG Surabaya, turbidity meter yang dimiliki
PDAM Surabaya ini masih menghasilkan error pada level 1000 sampai 4000, tepatnya ketika
mengukur kekeruhan air di atas 2500 NTU. Sehingga tidak mungkin alat pengukur kekeruhan air
yang dibuat pada proyek kali ini bisa standart sampai pada level 4000 NTU, meskipun secara teori
bisa mengukur hingga 10.000 NTU.
6
Kesimpulan
Dari percobaan yang telah di buat selama penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Dengan sebanyak 50 kali percobaan yang dilakukan dengan membandingkan alat yang
dibuat yaitu turbidity meter dengan alat pengukur kekeruhan air jenis Hach 2100N
memiliki tingkat akurasi sebesar 84 % dibandingan alat kekeruhan air berstandarisasi.
2. Jenis botol yang sama belum tentu menghasilkan hasil yang sama pada pengukuran
kekeruhan air, karena goresan dan keburaman botol mengakibatkan error pada
pengukuran.
3. Suhu ruangan tempat alat pengukuran mempengaruhi responsitivitas dari sensor.
4. Simpan botol sampel air dan tempat pengukurannya dalam penyimpanan yang bersih
dari kotoran dan debu, hati-hati pada aktivitas yang membuat botol sampel air tergores.
5. Gunakan metode regresi pada tiap level untuk meningkatkan keakuratan hasil
pengukuran kekeruhan air.
6. Kalibrasi dilakukan minimal satu tahun sekali untuk menjaga tingkat keakuratan dari
alat pengukur kekeruhan air ini.
7
Daftar Pustaka
Anderson, Chauncey W., (2005), Guidelines and standard procedures for continuous water-quality monitors, 9th
Edition U.S. Geological Survey Techniques and Methods
Clesceri L.S., (2001), Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th Edition, Washington DC. :
APHA Press.
Gray, J.R., and Glysson, G.D., (2003), Proceedings of the federal interagency workshop on turbidity and other sediment
surrogates, Nevada: U.S. Geological Survey Circular.
Helfrick, Albert D., dan William D. Cooper., (1990), Modern Electronic Instrum entation And Measurment Techniques,
Englewood Ciffs: Prentice Hall.
Lewis, Michael E., (2006), Dissolved Oxygen, Versi 2.1, U.S. Geological Survey Techniques and Methods. Hach
Company.
O’Dell, James W., (1993), Determination Of Turbidity By Nephelometry second edition, Cincinati, Ohio: U.S.
Environmental Protection Agency.
Ulrich M.A., (1993), Methods for the determination of inorganic substances in environmental samples, Cincinatti,
Ohio : U.S. Environmental Protection Agency.
White S., (1995), Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, nineteenth edition, Baltimore : Port
City Press.
Ziegler,
Andrew
C.,
(2002),
Turbidity
and
Other
http://ks.water.usgs.gov/Kansas/rtqw/turbidity measurement.html.
Copyright@2015 TI-UPN JATIM
Sediment
Surrogates,
Kansas:
ｾ
Sentinar Nasion[ Teknik Indust'
SERTIFlKAT
Tema
SUSTAINABL
"Kompetensi Akademisi dan Perusaha
dalam ERA MEA (M,
Dib
o
PERENCANAAN DAN PEMB
PADAPE,