Penentuan Konsentrasi Larutan Kapur dan Tawas pada Pengolahan Air di PDAM Tirtanadi Sunggal
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Air
Air merupakan kebutuhan utama bagi proses kehidupan dibumi ini. Tidak
akan ada kehidupan seandainya di bumi ini tidak ada air. Air yang relatif bersih
sangat didambakan oleh manusia baik untuk keperluan hidup sehari-hari, untuk
keperluan industri, untuk keberhasilan sanitasi kota, maupun untuk keperluan
pertanian dan lain sebagainya (Wardhana, 2001).
Fungsi air bagi kehidupan tidak dapat digantikan oleh senyawa lain.
Penggunaan air yang sangat vital bagi kehidupan adalah sebagai air minum. Hal
ini terutama untuk mencukupi kebutuhan air di dalam tubuh manusia itu sendiri.
Sekitar 55-60% berat badan orang dewasa terdiri dari air, untuk anak-anak sekitar
65%, dan untuk bayi sekitar 80% (Mulia, 2005).
Air diperlukan untuk melarutkan berbagai jenis zat yang diperlukan tubuh.
Sebagai contoh, oksigen perlu dilarutkan lebih dahulu sebelum memasuki
pembuluh-pembuluh darah yang ada disekitar alveoli. Air sebagai bahan pelarut,
membawa segala jenis makanan ke seluruh tubuh dan mengambil kembali segala
buangan untuk dikeluarkan dari tubuh. Air juga ikut serta mempertahankan suhu
badan, karena dengan penguapannya suhu dapat menurun. Ringkasnya, dalam
fungsi kehidupan seperti tumbuh, bermetabolisme, bereproduksi, air selalu
memegang peranan penting (Slamet, 2009).
Universitas Sumatera Utara
Ditinjau dari segi ilmu kesehatan masyarakat, penyediaan sumber air
bersih harus dapat memenuhi kebutuhan masyarakat karena persediaan air bersih
yang terbatas memudahkan timbulnya penyakit di masyarakat. Volume rata–rata
kebutuhan air setiap individu per hari berkisar antara 150-200 liter atau 35-40
galon. Kebutuhan air tersebut bervariasi dan bergantung pada keadaan iklim,
standar kehidupan, dan kebiasaan masyarakat (Chandra, 2007).
Tentu saja dengan semakin sulitnya tempat dan sumber air, semakin tinggi
nilai pencemarannya, dan semakin tinggi biaya untuk pengolahan dan pemurnian
air tersebut. Oleh karena itu, nilai air yang memenuhi syarat untuk kepentingan
kehidupan ditentukan berdasarkan syarat fisik, kimia dan biologis dari WHO,
APPHA (American Public Health Association) Amerika Serikat, atau Departemen
Kesehatan R.I. (Suriawiria, 2005).
2.2
Sumber Air
Menurut Peraturan Pemerintah RI No. 82 tahun 2001, sumber air adalah
wadah air yang terdapat di atas dan di bawah permukaan tanah, termasuk dalam
pengertian ini akuifer, mata air, sungai, rawa, danau, situ, waduk dan muara.
Secara umum air yang terdapat di alam yang dapat dikonsumsi oleh manusia
bersumber dari:
-
Air hujan (air atmosfir/air materiologik)
-
Air permukaan (sungai dan rawa/danau)
-
Air tanah (air tanah dangkal, air tanah dalam, dan mata air).
Universitas Sumatera Utara
Dari ketiga sumber di atas, yang dapat langsung dikonsumsi oleh manusia
adalah air hujan dan air tanah dengan kriteria tertentu. Sedangkan untuk air
permukaan, yaitu air hujan yang telah terendap dipermukaan bumi selama
beberapa lama tidak dapat dikonsumsi langsung karena rentan terhadap penyakit
yang dapat disebarkan melalui air (water borne desease) dan dapat menyebabkan
gangguan kesehatan, seperti penyakit perut sehingga perlu diolah terlebih dahulu
sebelum dikonsumsi manusia (Joko, 2010).
2.2.1
Air Laut
Mempunyai rasa asin, karena mengandung garam. Kadar garam NaCl
dalam air laut 3%. Dengan keadaan ini, maka air laut tidak memenuhi syarat
untuk air minum (Sutrisno, 2004).
2.2.2
Air Hujan
Dengan curah hujan yang cukup dapat diandalkan, pengumpulan dan
penyimpanan air hujan yang jatuh dapat dijadikan sebagai sumber air yang cukup
memuaskan asalkan saja aliran air hujan yang pertama yang mungkin telah
terkontaminasi oleh kotoran dan sebagainya dapat dialihkan atau dihindarkan
masuknya ke tangki penyimpanan. Dengan hujan yang tidak teratur, biaya dan
ukuran tangki penyimpan air mungkin harus besar dan apabila tangki penyimpan
air ini tidak dilindungi dari kemungkinan kontaminasi dan masuknya nyamuk
maka masalah-masalah kesehatan dapat muncul. Selain itu air hujan mempunyai
sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun bak-bak reservoir,
sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi/karatan (Pandia, 2006).
Universitas Sumatera Utara
2.2.3
Air Permukaan
Air permukaan adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada
umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya,
misalnya oleh lumpur, pelapukan batang-batang kayu, daun-daun, pengotoran
oleh industri kota dan sebagainya. Jenis dan jumlah pengotoran ini untuk masingmasing air permukaan akan berbeda-beda, tergantung pada daerah pengaliran air
permukaan ini. Jenis pengotorannya adalah merupakan pencemaran fisik, kimia
dan mikrobiologi. Air permukaan ada 2 macam yaitu:
a. Air Sungai
Dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu
pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai pada umumnya
mempunyai derajat pencemaran yang tinggi sekali. Debit yang tersedia untuk
memenuhi kebutuhan akan air minum pada umumnya dapat mencukupi (Sutrisno,
2004).
b. Air Rawa/Danau
Kebanyakan air rawa atau danau ini berwarna yang disebabkan oleh
adanya zat-zat organis yang membusuk misalnya batang-batang kayu, daun yang
larut dalam air yang menyebabkan warna kuning coklat (Pandia, 2006).
2.2.4
Air Tanah
Air tanah (ground water) berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan
bumi yang kemudian mengalami penyerapan ke dalam tanah dan mengalami
proses filtrasi secara alamiah. Proses-proses yang telah dialami air hujan tersebut,
Universitas Sumatera Utara
di dalam perjalanannya ke bawah tanah, membuat air tanah menjadi lebih baik
dan lebih murni dibandingkan air permukaan (Chandra, 2007).
2.3
Standar Mutu Air Minum
Air minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses
pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum.
Standar mutu air minum yang berlaku di Indonesia dapat dilihat pada Peraturan
Menteri Kesehatan RI No. 492 tahun 2010. Penggunaan sumber air minum bagi
Perusahaan Air Minum (PAM) di kota-kota besar masih menggantungkan dari
sungai-sungai yang telah dicemari sehingga treatment yang sempurna sangat
diperlukan secara mutlak. Sebaiknya bila akan menggunakan badan-badan air
sebagai sumber air minum hendaknya memenuhi syarat-syarat kualitas air minum
(Ryadi, 1984).
Persyaratan air minum dapat ditinjau dari parameter fisika, parameter
kimia dan parameter mikrobiologi yang terdapat dalam air minum tersebut.
2.3.1
Parameter Fisika
Parameter fisika umumnya dapat diidentifikasi dari kondisi fisik air
tersebut. Parameter fisika meliputi bau, kekeruhan, rasa, suhu, warna dan jumlah
zat padat terlarut (TDS). Air yang baik idealnya tidak berbau, tidak memiliki
rasa/tawar dan harus jernih. Air yang berbau busuk dapat disebabkan proses
penguraian bahan organik yang terdapat di dalam air. Air yang tidak tawar
mengindikasikan adanya zat-zat tertentu di dalam air tersebut. Sedangkan air yang
Universitas Sumatera Utara
keruh mengandung partikel padat tersuspensi yang dapat berupa zat-zat yang
berbahaya bagi kesehatan (Mulia, 2005).
Suhu air sebaiknya sejuk atau tidak panas terutama agar tidak terjadi
pelarutan zat kimia yang ada pada saluran/pipa yang dapat membahayakan
kesehatan,
menghambat
reaksi-reaksi
biokimia
di
dalam
saluran/pipa,
mikroorganisme patogen tidak mudah berkembang biak, dan bila diminum dapat
melepaskan dahaga (Slamet, 2009).
2.3.2
Parameter Kimiawi
Parameter kimiawi dikelompokkan menjadi kimia anorganik dan kimia
organik. Dalam standar air minum di Indonesia, zat kimia anorganik dapat berupa
logam, zat reaktif, zat-zat berbahaya dan beracun serta derajat keasaman (pH).
Sedangkan zat kimia organik dapat berupa insektisida dan herbisida, zat-zat
berbahaya dan beracun. Air minum tidak boleh mengandung racun, zat-zat
mineral atau zat-zat kimia tertentu dalam jumlah melampaui batas yang telah
ditentukan (Mulia, 2005).
Arsenik,
Barium,
Cadmium,
Chromium,
Merkuri
dan
Selenium
merupakan logam beracun yang mempengaruhi organ bagian dalam manusia.
Timbal merusak sel darah merah, sistem saraf dan ginjal manusia. Tembaga
merupakan indikator terjadinya perkaratan. Konsentrasi Flour yang terlalu tinggi
dalam air minum dapat menimbulkan gangguan pada gigi. Nitrit dalam air minum
akan bereaksi dengan hemoglobin membentuk Methemoglobin yang dapat
menyebabkan penyakit blue babis pada bayi (Mulia, 2005).
Universitas Sumatera Utara
2.3.3
Parameter Mikrobiologi
Parameter mikrobiologi menggunakan bakteri Coliform sebagai organisme
petunjuk (Indicator organism). Dalam laboratorium, istilah total coliform
(koliform tinja) menunjukkan bakteri coliform dari tinja, tanah atau sumber
alamiah lainnya. Penentuan parameter mikrobiologi dimaksudkan untuk
mencegah adanya mikroba patogen di dalam air minum (Mulia, 2005).
2.4
Proses Penyediaan Air Minum
Dalam hal penyediaan air minum, selain kuantitasnya, kualitasnya pun harus
memenuhi standar yang berlaku. Untuk itu perusahaan air minum selalu
memeriksa kualitas airnya sebelum didistribusikan kepada pelanggan. Karena air
baku belum tentu memenuhi standar, maka seringkali dilakukan pengolahan air
untuk memenuhi standar air minum (Slamet, 2009).
Menurut Kusnaedi (2002), pengolahan air minum merupakan upaya untuk
mendapatkan air yang bersih dan sehat sesuai dengan standar mutu air. Pada
dasarnya, pengolahan air minum dapat diawali dengan penjernihan air,
pengurangan kadar bahan-bahan kimia terlarut dalam air sampai batas yang
dianjurkan, penghilangan mikroba patogen, memperbaiki derajat keasaman (pH)
serta memisahkan gas-gas telarut yang dapat mengganggu estetika dan kesehatan.
Air tidak jernih umumnya mengandung residu. Residu tersebut dapat
dihilangkan dengan proses penyaringan (filtrasi) dan pengendapan (sedimentasi).
Untuk mempercepat proses penghilangan residu perlu ditambahkan koagulan.
Untuk memaksimalkan proses penghilangan residu, koagulan sebaiknya
Universitas Sumatera Utara
dilarutkan dalam air sebelum dimasukkan ke dalam tangki pengendapan.
Pengilangan mikroba patogen dapat dilakukan dengan menggunakan desinfektan.
Desinfektan yang umum dipakai adalah kaporit dan ozon. Penghilangan gas-gas
terlarut yang mengganggu (misalnya H2S dan CO3) dilakukan dengan proses
aerasi (Mulia, 2005).
2.4.1
Unit-Unit Pengolahan Air
Proses pengolahan air di Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) IPA
Sunggal memerlukan unit-unit pengolahan. Unit-unit serta proses pengolahan air
yang terdapat di IPA Sunggal adalah sebagai berikut:
1. Bendungan
Sumber air baku adalah air permukaan dari sungai Belawan yang berhulu
di Kecamatan Pancur Batu dan melintasi Kecamatan Sunggal. Untuk menampung
air tersebut dibuatlah bendungan dengan panjang 25 m (sesuai dengan lebar
sungai) dan tinggi ± 4 m. Pada sisi kanan bendungan, dibuat sekat (channel)
berupa saluran penyadap yang lebarnya 2 m dilengkapi dengan pintu pengatur
ketinggian air masuk ke intake. Bendungan dibuat dengan sistem melintang.
2. Intake (Pemasukan Air Baku)
Intake berfungsi untuk pengambilan/penyadap air baku. Bangunan ini
merupakan saluran bercabang dua yang dilengkapi dengan bar screen (saringan
kasar) yang berfungsi untuk mencegah masuknya sampah-sampah berukuran
besar dan fine screen (saringan halus) yang berfungsi untuk mencegah masuknya
kotoran–kotoran maupun sampah berukuran kecil yang terbawa arus sungai.
Universitas Sumatera Utara
3. Raw Water Tank (RWT)
Raw water tank atau bak air baku merupakan bangunan yang dibangun
setelah intake yang terdiri dari dua unit (empat sel). Raw water tank berfungsi
sebagai tempat pengendapan partikel-partikel kasar dan lumpur yang terbawa dari
sungai dengan sistem sedimentasi (pengendapan alamiah). Di IPA Sunggal
volume air baku pada dua RWT memiliki ± 14.000 m3. Waktu pengendapan
(detention time) untuk air baku yang akan diolah di RWT IPA Sunggal kurang
dari 15 menit agar menghasilkan air baku dengan turbidity (kekeruhan) rendah.
Tiap sel dalam raw water tank dibersihkan sekali dalam empat bulan, dan
dilakukan secara bergilir setiap bulannya. Hal ini dilakukan agar proses
pengolahan air terus berjalan, karena pada saat melakukan pembersihan, sel Raw
Water Tank ditutup, sehingga air baku dari intake tidak dapat masuk.
Di Raw Water Tank ini terjadi penginjeksian klorin yang disebut
prechlorination. Prechlorination berfungsi mengoksidasi zat-zat organik,
anorganik dan mengendalikan pertumbuhan lumut (alga) dan membunuh spora
dari lumut, jamur dan juga menghilangkan polutan-polutan lainnya. Dosis klorin
yang diberikan adalan 2-3 g/m3 air, tergantung pada turbidity air.
4. Raw Water Pump (RWP)
Raw Water Pump atau pompa air baku berfungsi untuk memompakan air
dari RWT ke clearator. RWP ini terdiri dari 16 unit pompa air baku. Kapasitas
setiap pompa adalah 110 l/detik dengan rata-rata 18 m, memakai motor AC
nominal 75 KW.
Universitas Sumatera Utara
5. Clearator (Clarifier)
Bangunan clearator terdiri dari lima unit dengan kapasitas masing-masing
400 l/detik. Clearator berfungsi sebagai tempat pemisahan antara flok yang
bersifat sedimen dengan air bersih sebagai effluent (hasil olahan). Hasil clearator
dilengkapi dengan agitator sebagai pengaduk lambat dan selanjutnya dialirkan ke
filter. Endapan flok-flok tersebut kemudian dibuang sesuai dengan tingkat
ketebalannya secara otomatis.
Clearator ini terbuat dari beton berbentuk bulat dengan lantai kerucut
yang dilengkapi sekat-sekat pemisah untuk setiap proses yang terjadi di clearator.
Proses yang terdapat pada clearator adalah Primary Reaction Zone, Secondary
Reaction Zone, Return Reaction Zone, Clarification Reaction Zone dan
Concentrator
Pada primary zone terjadi penginjeksian tawas sehingga terjadi proses
koagulasi atau proses pencampuran koagulan dengan air baku dengan cepat dan
merata. Pada Secondary Zone terjadi proses flokulasi (pengumpulan flok-flok
yang lebih besar) akibat adanya pengadukan cepat dan pengadukan lambat. Sel
secondary adalah inti dari clearator yang terletak pada bagian tengah bangunan
tersebut. Di bagian ini terdapat sebuah alat pengaduk yang disebut blade agitator.
Blade agitator berputar dengan kecepatan lambat sehingga diharapkan akan
terjadi proses flokulasi (Secondary Reaction Zone). Setelah tawas larut,
selanjutnya akan mengikat partikel yang ada di dalam air sehingga membentuk
artikel- partikel yang lebih besar (flok). Flok–flok akan melakukan pengikatan
Universitas Sumatera Utara
kembali dengan butiran flok lainnya (ikatan kohesi) dengan bantuan turbulensi
dan bantuan gerakan blade agitator tersebut.
Pada return reaction zone, flok-flok yang terbentuk akan semakin besar
(sludge) dan pengaruh gaya gravitasi akan mengendap pada dasar clarifier. Sludge
yang mengendap akan dibuang ke lagoon secara automatic dan manual. Pada
clarification reaction zone terjadi pemisahan sludge dengan air bersih. Air bersih
akan terpisah ke atas menjadi kumpulan atau concentrator zone.
6. Filter
Filter merupakan tempat berlangsungnya proses filtrasi, yaitu proses
penyaringan flok-flok sangat kecil dan sangat ringan yang tidak tertahan (lolos)
dari clearator. Filter yang dipakai di IPA Sunggal adalah sistem penyaringan
permukaan (surface filter). Filter tersebut berjumlah 32 unit yang prosesnya
berlangsung secara paralel, menggunakan jenis saringan cepat (rapid sand filter)
berupa pasir silika dengan menggunakan motor AC nominal daya 0,75 KW.
Dalam jangka waktu tertentu, permukaan filter akan tersumbat oleh flok
yang masih tersisa dari proses. Pertambahan ketinggian permukaan air diatas
media filter sebanding dengan berlangsungnya penyumbatan (clogging) media
filter oleh flok-flok. Selanjutnya dilakukan proses back wash, yaitu pencucian
media filter dengan menggunakan air yang disupply dari pompa reservoir. Proses
ini bertujuan untuk mengoptimalkan kembali fungsi filter. Banyaknya air yang
dibutuhkan untuk back wash dilakukan 1 x 24 jam-72 jam, tergantung pada lancar
tidaknya penyaringan. Air hasil back wash dibuang ke lagoon.
Universitas Sumatera Utara
7. Reservoir
Reservoir merupakan bangunan beton dibawah tanah berdimensi 50 m x
40 m x 4 m yang berfungsi untuk menampung air minum (air olahan) setelah
melewati media filter. IPA Sunggal mempunyai dua buah reservoir (R1 dan R2)
dengan kapasitas total 12.000 m3. Reservoir berfungsi untuk menampung air
bersih yang telah disaring melalui filter dan juga berfungsi sebagai tempat
penyaluran air ke pelanggan. Air yang mengalir dari filter ke reservoir dibubuhi
klor (post chlorination) dan penambahan larutan kapur jenuh. Kapur disalurkan
dari saturator. Saturator adalah sebuah tabung besar yang merupakan terminal
larutan kapur untuk diinjeksikan ke air hasil olahan. Di PDAM Tirtanadi terdapat
dua saturator yang dialirkan ke masing-masing reservoir 1 dan reservoir 2.
8.
Finish Water Pump (FWP)
Finish water pump (FWP) IPA Sunggal berjumlah 14 unit yang berfungsi
untuk mendistribusikan air bersih dari reservoir instalasi ke reservoir-reservoir
distribusi cabang melalui pipa-pipa transmisi dengan kapasitas 150 liter/detik. Air
hasil olahan tersebut dapat didistribusikan bila air memenuhi syarat kualitas air.
Untuk memastikan kualitas air, perlu dilakukan pengendalian mutu. Pengendalian
mutu mutlak diperlukan agar kualitas air bersih dapat dijamin sesuai dengan
Keputusan Menteri Kesehatan RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010.
9. Lagoon
Air buangan (limbah cair) dari masing-masing unit pengelohan dialirkan
ke lagoon untuk didaur ulang. Daur ulang merupakan cara yang tepat dan aman
dalam mengatasi dan meningkatkan kualitas lingkungan. Lagoon terdiri dari tiga
Universitas Sumatera Utara
sel. Sel pertama adalah sebagai tempat lumpur. Jika sel telah penuh, lumpur akan
disedot ke atas dan digunakan untuk menimbuh tanah sekitar lagoon. Air dari sel
pertama ini akan dialirkan ke sel berikutnya yang difiltrasi dengan batu-batuan
yang tersusun. Air dari sel kedua ini difiltrasi lagi ke sel ketiga. Dari sel ketiga, air
lagoon tersebut akan dialirkan kembali ke intake. Air hasil buangan pengolahan
maupun air setelah dilakukan pembersihan pada tiap-tiap unit produksi, dibuang
ke lagoon untuk diproses lagi menjadi air bersih. Sehingga tidak ada air yang
dibuang kembali ke badan air apabila sudah memasuki intake (Katalog PDAM
Tirtanadi IPA Sunggal, 2011).
2.5 Koagulasi
Proses koagulasi yang diiringi dengan proses flokulasi merupakan salah
satu proses pengolahan air yang sudah lama digunakan untuk mengatasi
kekeruhan air. Definisi koagulasi dapat disimpulkan menjadi 3 yaitu:
1. Proses untuk menggabungkan partikel kecil menjadi agregat yang lebih
besar.
2. Proses penambahan bahan kimia ke dalam air.
3. Proses untuk menggabungkan partikel koloid dan partikel kecil menjadi
agregat yang lebih besar dan dapat mengadsorb material organik terlarut
ke permukaan agregat sehingga dapat mengendap.
Prinsip dari koagulasi adalah destabilisasi partikel koloid dengan cara mengurangi
semua gaya yang mengikat, kemudian menurunkan energi penghalang dan
membuat partikel menjadi bentuk flok (Nainggolan, 2011).
Universitas Sumatera Utara
Flokulasi dilakukan beriringan setelah proses koagulasi dengan melakukan
pengadukan cepat yang kemudian dilanjutkan dengan pengadukan lambat selama
20 hingga 30 menit. Hal ini menyebabkan bertumbukannya kumpulan-kumpulan
partikel kecil yang akan membentuk partikel-partikel yang lebih besar. Berhubung
dengan ukuran dan kerapatannya, partikel ini dapat mengendap dengan sendirinya
oleh gaya gravitasi (Linsley, 1986).
Koagulan adalah bahan kimia yang ditambahkan untuk membantu proses
koagulasi. Bahan koagulan yang dapat digunakan antara lain tawas, FeSO4,
Fe(SO4)3, FeCl2, FeCl3 (Pitojo, 2002).
2.5.1
Tawas atau Aluminium Sulfat
Tawas
(alum)
adalah
sejenis
koagulan
dengan
rumus
kimia
Al2(SO4)3.18H2O. Tawas merupakan koagulan yang banyak digunakan, karena
efektif untuk menurunkan kadar karbonat, bahan ini paling ekonomis, mudah
diperoleh di pasaran serta mudah penyimpanannya. Bahan ini dapat berfungsi
efektif pada pH 4-8. Jumlah pemakaian tawas tergantung kekeruhan (turbidity) air
baku. Semakin tinggi kekeruhan air baku, semakin besar jumlah tawas yang
dibutuhkan. Semakin banyak tawas yang ditambahkan maka pH akan semakin
turun, karena dihasilkan asam sulfat sehingga air yang diolah menjadi asam. Oleh
karena itu perlu dicari dosis tawas yang efektif. Reaksi alum dalam air adalah:
Al2(SO4)3 + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2SO4 (Nainggolan, 2011).
Menurut Linsley (1986), dosis alum biasanya adalah 10-40 mg/l. Jar test
merupakan alat yang tepat untuk menentukan dosis optimum bahan kimia untuk
koagulasi, flokulasi dan sedimentasi dari berbagai kualitas air baku. Apabila
Universitas Sumatera Utara
percobaan dilakukan secara tepat, informasi yang berguna akan diperoleh untuk
membantu operator instalasi dalam mengoptimalisasi proses-proses koagulasi,
flokulasi dan penjernihan (Directorate of Water Supply, 1984).
2.6 Netralisasi pH
Kontrol pH merupakan aspek penting dalam proses pengolahan air. Air
dengan pH rendah atau alkalinitas rendah memerlukan penambahan soda api atau
kapur untuk menaikkan harga pH dan menurunkan sifat keasaman (Joko, 2 010).
Menurut PERMENKES No. 492 tahun 2010, pH untuk air minum berada pada
kisaran 6,5-8,5. Kontak antara badan dan perairan pada pH 6,5-8,5 dianggap
aman. Pengaruh yang menyangkut aspek kesehatan dari penyimpangan standar
kualitas air minum dalam hal ini pH yakni bahwa pH yang lebih kecil dari 6,5 dan
lebih besar dari 9,2 akan dapat mengakibatkan pipa air yang terbuat dari logam
mengalami korosi sehingga pada akhirnya air tersebut menjadi racun bagi tubuh
manusia (Sutrisno, 2004).
2.6.1
Kapur
Kapur merupakan bahan yang paling banyak digunakan dalam penetralan
pH air. Kebanyakan tersedia di pasaran dalam bentuk Ca(OH)2, biasanya tersedia
dalam bentuk gumpalan, serbuk atau tepung. Kapur terlebih dahulu dilarutkan
dengan air di bak saturator. Penambahan larutan kapur bertujuan untuk
menetralisir pH, karena dengan adanya kandungan alum (tawas) dalam air akan
membuat pH menjadi asam (Directorate of Water Supply, 1984).
Universitas Sumatera Utara
Penambahan larutan kapur dilakukan pada bak reservoir sebelum air siap
untuk didistribusikan. Sedangkan pengendapan larutan kapur dilakukan di bak
saturator. Saturator adalah tabung besar yang merupakan terminal larutan kapur
untuk diinjeksikan ke air hasil olahan (Directorate of Water Supply, 1984).
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Air
Air merupakan kebutuhan utama bagi proses kehidupan dibumi ini. Tidak
akan ada kehidupan seandainya di bumi ini tidak ada air. Air yang relatif bersih
sangat didambakan oleh manusia baik untuk keperluan hidup sehari-hari, untuk
keperluan industri, untuk keberhasilan sanitasi kota, maupun untuk keperluan
pertanian dan lain sebagainya (Wardhana, 2001).
Fungsi air bagi kehidupan tidak dapat digantikan oleh senyawa lain.
Penggunaan air yang sangat vital bagi kehidupan adalah sebagai air minum. Hal
ini terutama untuk mencukupi kebutuhan air di dalam tubuh manusia itu sendiri.
Sekitar 55-60% berat badan orang dewasa terdiri dari air, untuk anak-anak sekitar
65%, dan untuk bayi sekitar 80% (Mulia, 2005).
Air diperlukan untuk melarutkan berbagai jenis zat yang diperlukan tubuh.
Sebagai contoh, oksigen perlu dilarutkan lebih dahulu sebelum memasuki
pembuluh-pembuluh darah yang ada disekitar alveoli. Air sebagai bahan pelarut,
membawa segala jenis makanan ke seluruh tubuh dan mengambil kembali segala
buangan untuk dikeluarkan dari tubuh. Air juga ikut serta mempertahankan suhu
badan, karena dengan penguapannya suhu dapat menurun. Ringkasnya, dalam
fungsi kehidupan seperti tumbuh, bermetabolisme, bereproduksi, air selalu
memegang peranan penting (Slamet, 2009).
Universitas Sumatera Utara
Ditinjau dari segi ilmu kesehatan masyarakat, penyediaan sumber air
bersih harus dapat memenuhi kebutuhan masyarakat karena persediaan air bersih
yang terbatas memudahkan timbulnya penyakit di masyarakat. Volume rata–rata
kebutuhan air setiap individu per hari berkisar antara 150-200 liter atau 35-40
galon. Kebutuhan air tersebut bervariasi dan bergantung pada keadaan iklim,
standar kehidupan, dan kebiasaan masyarakat (Chandra, 2007).
Tentu saja dengan semakin sulitnya tempat dan sumber air, semakin tinggi
nilai pencemarannya, dan semakin tinggi biaya untuk pengolahan dan pemurnian
air tersebut. Oleh karena itu, nilai air yang memenuhi syarat untuk kepentingan
kehidupan ditentukan berdasarkan syarat fisik, kimia dan biologis dari WHO,
APPHA (American Public Health Association) Amerika Serikat, atau Departemen
Kesehatan R.I. (Suriawiria, 2005).
2.2
Sumber Air
Menurut Peraturan Pemerintah RI No. 82 tahun 2001, sumber air adalah
wadah air yang terdapat di atas dan di bawah permukaan tanah, termasuk dalam
pengertian ini akuifer, mata air, sungai, rawa, danau, situ, waduk dan muara.
Secara umum air yang terdapat di alam yang dapat dikonsumsi oleh manusia
bersumber dari:
-
Air hujan (air atmosfir/air materiologik)
-
Air permukaan (sungai dan rawa/danau)
-
Air tanah (air tanah dangkal, air tanah dalam, dan mata air).
Universitas Sumatera Utara
Dari ketiga sumber di atas, yang dapat langsung dikonsumsi oleh manusia
adalah air hujan dan air tanah dengan kriteria tertentu. Sedangkan untuk air
permukaan, yaitu air hujan yang telah terendap dipermukaan bumi selama
beberapa lama tidak dapat dikonsumsi langsung karena rentan terhadap penyakit
yang dapat disebarkan melalui air (water borne desease) dan dapat menyebabkan
gangguan kesehatan, seperti penyakit perut sehingga perlu diolah terlebih dahulu
sebelum dikonsumsi manusia (Joko, 2010).
2.2.1
Air Laut
Mempunyai rasa asin, karena mengandung garam. Kadar garam NaCl
dalam air laut 3%. Dengan keadaan ini, maka air laut tidak memenuhi syarat
untuk air minum (Sutrisno, 2004).
2.2.2
Air Hujan
Dengan curah hujan yang cukup dapat diandalkan, pengumpulan dan
penyimpanan air hujan yang jatuh dapat dijadikan sebagai sumber air yang cukup
memuaskan asalkan saja aliran air hujan yang pertama yang mungkin telah
terkontaminasi oleh kotoran dan sebagainya dapat dialihkan atau dihindarkan
masuknya ke tangki penyimpanan. Dengan hujan yang tidak teratur, biaya dan
ukuran tangki penyimpan air mungkin harus besar dan apabila tangki penyimpan
air ini tidak dilindungi dari kemungkinan kontaminasi dan masuknya nyamuk
maka masalah-masalah kesehatan dapat muncul. Selain itu air hujan mempunyai
sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun bak-bak reservoir,
sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi/karatan (Pandia, 2006).
Universitas Sumatera Utara
2.2.3
Air Permukaan
Air permukaan adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada
umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya,
misalnya oleh lumpur, pelapukan batang-batang kayu, daun-daun, pengotoran
oleh industri kota dan sebagainya. Jenis dan jumlah pengotoran ini untuk masingmasing air permukaan akan berbeda-beda, tergantung pada daerah pengaliran air
permukaan ini. Jenis pengotorannya adalah merupakan pencemaran fisik, kimia
dan mikrobiologi. Air permukaan ada 2 macam yaitu:
a. Air Sungai
Dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu
pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai pada umumnya
mempunyai derajat pencemaran yang tinggi sekali. Debit yang tersedia untuk
memenuhi kebutuhan akan air minum pada umumnya dapat mencukupi (Sutrisno,
2004).
b. Air Rawa/Danau
Kebanyakan air rawa atau danau ini berwarna yang disebabkan oleh
adanya zat-zat organis yang membusuk misalnya batang-batang kayu, daun yang
larut dalam air yang menyebabkan warna kuning coklat (Pandia, 2006).
2.2.4
Air Tanah
Air tanah (ground water) berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan
bumi yang kemudian mengalami penyerapan ke dalam tanah dan mengalami
proses filtrasi secara alamiah. Proses-proses yang telah dialami air hujan tersebut,
Universitas Sumatera Utara
di dalam perjalanannya ke bawah tanah, membuat air tanah menjadi lebih baik
dan lebih murni dibandingkan air permukaan (Chandra, 2007).
2.3
Standar Mutu Air Minum
Air minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses
pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum.
Standar mutu air minum yang berlaku di Indonesia dapat dilihat pada Peraturan
Menteri Kesehatan RI No. 492 tahun 2010. Penggunaan sumber air minum bagi
Perusahaan Air Minum (PAM) di kota-kota besar masih menggantungkan dari
sungai-sungai yang telah dicemari sehingga treatment yang sempurna sangat
diperlukan secara mutlak. Sebaiknya bila akan menggunakan badan-badan air
sebagai sumber air minum hendaknya memenuhi syarat-syarat kualitas air minum
(Ryadi, 1984).
Persyaratan air minum dapat ditinjau dari parameter fisika, parameter
kimia dan parameter mikrobiologi yang terdapat dalam air minum tersebut.
2.3.1
Parameter Fisika
Parameter fisika umumnya dapat diidentifikasi dari kondisi fisik air
tersebut. Parameter fisika meliputi bau, kekeruhan, rasa, suhu, warna dan jumlah
zat padat terlarut (TDS). Air yang baik idealnya tidak berbau, tidak memiliki
rasa/tawar dan harus jernih. Air yang berbau busuk dapat disebabkan proses
penguraian bahan organik yang terdapat di dalam air. Air yang tidak tawar
mengindikasikan adanya zat-zat tertentu di dalam air tersebut. Sedangkan air yang
Universitas Sumatera Utara
keruh mengandung partikel padat tersuspensi yang dapat berupa zat-zat yang
berbahaya bagi kesehatan (Mulia, 2005).
Suhu air sebaiknya sejuk atau tidak panas terutama agar tidak terjadi
pelarutan zat kimia yang ada pada saluran/pipa yang dapat membahayakan
kesehatan,
menghambat
reaksi-reaksi
biokimia
di
dalam
saluran/pipa,
mikroorganisme patogen tidak mudah berkembang biak, dan bila diminum dapat
melepaskan dahaga (Slamet, 2009).
2.3.2
Parameter Kimiawi
Parameter kimiawi dikelompokkan menjadi kimia anorganik dan kimia
organik. Dalam standar air minum di Indonesia, zat kimia anorganik dapat berupa
logam, zat reaktif, zat-zat berbahaya dan beracun serta derajat keasaman (pH).
Sedangkan zat kimia organik dapat berupa insektisida dan herbisida, zat-zat
berbahaya dan beracun. Air minum tidak boleh mengandung racun, zat-zat
mineral atau zat-zat kimia tertentu dalam jumlah melampaui batas yang telah
ditentukan (Mulia, 2005).
Arsenik,
Barium,
Cadmium,
Chromium,
Merkuri
dan
Selenium
merupakan logam beracun yang mempengaruhi organ bagian dalam manusia.
Timbal merusak sel darah merah, sistem saraf dan ginjal manusia. Tembaga
merupakan indikator terjadinya perkaratan. Konsentrasi Flour yang terlalu tinggi
dalam air minum dapat menimbulkan gangguan pada gigi. Nitrit dalam air minum
akan bereaksi dengan hemoglobin membentuk Methemoglobin yang dapat
menyebabkan penyakit blue babis pada bayi (Mulia, 2005).
Universitas Sumatera Utara
2.3.3
Parameter Mikrobiologi
Parameter mikrobiologi menggunakan bakteri Coliform sebagai organisme
petunjuk (Indicator organism). Dalam laboratorium, istilah total coliform
(koliform tinja) menunjukkan bakteri coliform dari tinja, tanah atau sumber
alamiah lainnya. Penentuan parameter mikrobiologi dimaksudkan untuk
mencegah adanya mikroba patogen di dalam air minum (Mulia, 2005).
2.4
Proses Penyediaan Air Minum
Dalam hal penyediaan air minum, selain kuantitasnya, kualitasnya pun harus
memenuhi standar yang berlaku. Untuk itu perusahaan air minum selalu
memeriksa kualitas airnya sebelum didistribusikan kepada pelanggan. Karena air
baku belum tentu memenuhi standar, maka seringkali dilakukan pengolahan air
untuk memenuhi standar air minum (Slamet, 2009).
Menurut Kusnaedi (2002), pengolahan air minum merupakan upaya untuk
mendapatkan air yang bersih dan sehat sesuai dengan standar mutu air. Pada
dasarnya, pengolahan air minum dapat diawali dengan penjernihan air,
pengurangan kadar bahan-bahan kimia terlarut dalam air sampai batas yang
dianjurkan, penghilangan mikroba patogen, memperbaiki derajat keasaman (pH)
serta memisahkan gas-gas telarut yang dapat mengganggu estetika dan kesehatan.
Air tidak jernih umumnya mengandung residu. Residu tersebut dapat
dihilangkan dengan proses penyaringan (filtrasi) dan pengendapan (sedimentasi).
Untuk mempercepat proses penghilangan residu perlu ditambahkan koagulan.
Untuk memaksimalkan proses penghilangan residu, koagulan sebaiknya
Universitas Sumatera Utara
dilarutkan dalam air sebelum dimasukkan ke dalam tangki pengendapan.
Pengilangan mikroba patogen dapat dilakukan dengan menggunakan desinfektan.
Desinfektan yang umum dipakai adalah kaporit dan ozon. Penghilangan gas-gas
terlarut yang mengganggu (misalnya H2S dan CO3) dilakukan dengan proses
aerasi (Mulia, 2005).
2.4.1
Unit-Unit Pengolahan Air
Proses pengolahan air di Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) IPA
Sunggal memerlukan unit-unit pengolahan. Unit-unit serta proses pengolahan air
yang terdapat di IPA Sunggal adalah sebagai berikut:
1. Bendungan
Sumber air baku adalah air permukaan dari sungai Belawan yang berhulu
di Kecamatan Pancur Batu dan melintasi Kecamatan Sunggal. Untuk menampung
air tersebut dibuatlah bendungan dengan panjang 25 m (sesuai dengan lebar
sungai) dan tinggi ± 4 m. Pada sisi kanan bendungan, dibuat sekat (channel)
berupa saluran penyadap yang lebarnya 2 m dilengkapi dengan pintu pengatur
ketinggian air masuk ke intake. Bendungan dibuat dengan sistem melintang.
2. Intake (Pemasukan Air Baku)
Intake berfungsi untuk pengambilan/penyadap air baku. Bangunan ini
merupakan saluran bercabang dua yang dilengkapi dengan bar screen (saringan
kasar) yang berfungsi untuk mencegah masuknya sampah-sampah berukuran
besar dan fine screen (saringan halus) yang berfungsi untuk mencegah masuknya
kotoran–kotoran maupun sampah berukuran kecil yang terbawa arus sungai.
Universitas Sumatera Utara
3. Raw Water Tank (RWT)
Raw water tank atau bak air baku merupakan bangunan yang dibangun
setelah intake yang terdiri dari dua unit (empat sel). Raw water tank berfungsi
sebagai tempat pengendapan partikel-partikel kasar dan lumpur yang terbawa dari
sungai dengan sistem sedimentasi (pengendapan alamiah). Di IPA Sunggal
volume air baku pada dua RWT memiliki ± 14.000 m3. Waktu pengendapan
(detention time) untuk air baku yang akan diolah di RWT IPA Sunggal kurang
dari 15 menit agar menghasilkan air baku dengan turbidity (kekeruhan) rendah.
Tiap sel dalam raw water tank dibersihkan sekali dalam empat bulan, dan
dilakukan secara bergilir setiap bulannya. Hal ini dilakukan agar proses
pengolahan air terus berjalan, karena pada saat melakukan pembersihan, sel Raw
Water Tank ditutup, sehingga air baku dari intake tidak dapat masuk.
Di Raw Water Tank ini terjadi penginjeksian klorin yang disebut
prechlorination. Prechlorination berfungsi mengoksidasi zat-zat organik,
anorganik dan mengendalikan pertumbuhan lumut (alga) dan membunuh spora
dari lumut, jamur dan juga menghilangkan polutan-polutan lainnya. Dosis klorin
yang diberikan adalan 2-3 g/m3 air, tergantung pada turbidity air.
4. Raw Water Pump (RWP)
Raw Water Pump atau pompa air baku berfungsi untuk memompakan air
dari RWT ke clearator. RWP ini terdiri dari 16 unit pompa air baku. Kapasitas
setiap pompa adalah 110 l/detik dengan rata-rata 18 m, memakai motor AC
nominal 75 KW.
Universitas Sumatera Utara
5. Clearator (Clarifier)
Bangunan clearator terdiri dari lima unit dengan kapasitas masing-masing
400 l/detik. Clearator berfungsi sebagai tempat pemisahan antara flok yang
bersifat sedimen dengan air bersih sebagai effluent (hasil olahan). Hasil clearator
dilengkapi dengan agitator sebagai pengaduk lambat dan selanjutnya dialirkan ke
filter. Endapan flok-flok tersebut kemudian dibuang sesuai dengan tingkat
ketebalannya secara otomatis.
Clearator ini terbuat dari beton berbentuk bulat dengan lantai kerucut
yang dilengkapi sekat-sekat pemisah untuk setiap proses yang terjadi di clearator.
Proses yang terdapat pada clearator adalah Primary Reaction Zone, Secondary
Reaction Zone, Return Reaction Zone, Clarification Reaction Zone dan
Concentrator
Pada primary zone terjadi penginjeksian tawas sehingga terjadi proses
koagulasi atau proses pencampuran koagulan dengan air baku dengan cepat dan
merata. Pada Secondary Zone terjadi proses flokulasi (pengumpulan flok-flok
yang lebih besar) akibat adanya pengadukan cepat dan pengadukan lambat. Sel
secondary adalah inti dari clearator yang terletak pada bagian tengah bangunan
tersebut. Di bagian ini terdapat sebuah alat pengaduk yang disebut blade agitator.
Blade agitator berputar dengan kecepatan lambat sehingga diharapkan akan
terjadi proses flokulasi (Secondary Reaction Zone). Setelah tawas larut,
selanjutnya akan mengikat partikel yang ada di dalam air sehingga membentuk
artikel- partikel yang lebih besar (flok). Flok–flok akan melakukan pengikatan
Universitas Sumatera Utara
kembali dengan butiran flok lainnya (ikatan kohesi) dengan bantuan turbulensi
dan bantuan gerakan blade agitator tersebut.
Pada return reaction zone, flok-flok yang terbentuk akan semakin besar
(sludge) dan pengaruh gaya gravitasi akan mengendap pada dasar clarifier. Sludge
yang mengendap akan dibuang ke lagoon secara automatic dan manual. Pada
clarification reaction zone terjadi pemisahan sludge dengan air bersih. Air bersih
akan terpisah ke atas menjadi kumpulan atau concentrator zone.
6. Filter
Filter merupakan tempat berlangsungnya proses filtrasi, yaitu proses
penyaringan flok-flok sangat kecil dan sangat ringan yang tidak tertahan (lolos)
dari clearator. Filter yang dipakai di IPA Sunggal adalah sistem penyaringan
permukaan (surface filter). Filter tersebut berjumlah 32 unit yang prosesnya
berlangsung secara paralel, menggunakan jenis saringan cepat (rapid sand filter)
berupa pasir silika dengan menggunakan motor AC nominal daya 0,75 KW.
Dalam jangka waktu tertentu, permukaan filter akan tersumbat oleh flok
yang masih tersisa dari proses. Pertambahan ketinggian permukaan air diatas
media filter sebanding dengan berlangsungnya penyumbatan (clogging) media
filter oleh flok-flok. Selanjutnya dilakukan proses back wash, yaitu pencucian
media filter dengan menggunakan air yang disupply dari pompa reservoir. Proses
ini bertujuan untuk mengoptimalkan kembali fungsi filter. Banyaknya air yang
dibutuhkan untuk back wash dilakukan 1 x 24 jam-72 jam, tergantung pada lancar
tidaknya penyaringan. Air hasil back wash dibuang ke lagoon.
Universitas Sumatera Utara
7. Reservoir
Reservoir merupakan bangunan beton dibawah tanah berdimensi 50 m x
40 m x 4 m yang berfungsi untuk menampung air minum (air olahan) setelah
melewati media filter. IPA Sunggal mempunyai dua buah reservoir (R1 dan R2)
dengan kapasitas total 12.000 m3. Reservoir berfungsi untuk menampung air
bersih yang telah disaring melalui filter dan juga berfungsi sebagai tempat
penyaluran air ke pelanggan. Air yang mengalir dari filter ke reservoir dibubuhi
klor (post chlorination) dan penambahan larutan kapur jenuh. Kapur disalurkan
dari saturator. Saturator adalah sebuah tabung besar yang merupakan terminal
larutan kapur untuk diinjeksikan ke air hasil olahan. Di PDAM Tirtanadi terdapat
dua saturator yang dialirkan ke masing-masing reservoir 1 dan reservoir 2.
8.
Finish Water Pump (FWP)
Finish water pump (FWP) IPA Sunggal berjumlah 14 unit yang berfungsi
untuk mendistribusikan air bersih dari reservoir instalasi ke reservoir-reservoir
distribusi cabang melalui pipa-pipa transmisi dengan kapasitas 150 liter/detik. Air
hasil olahan tersebut dapat didistribusikan bila air memenuhi syarat kualitas air.
Untuk memastikan kualitas air, perlu dilakukan pengendalian mutu. Pengendalian
mutu mutlak diperlukan agar kualitas air bersih dapat dijamin sesuai dengan
Keputusan Menteri Kesehatan RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010.
9. Lagoon
Air buangan (limbah cair) dari masing-masing unit pengelohan dialirkan
ke lagoon untuk didaur ulang. Daur ulang merupakan cara yang tepat dan aman
dalam mengatasi dan meningkatkan kualitas lingkungan. Lagoon terdiri dari tiga
Universitas Sumatera Utara
sel. Sel pertama adalah sebagai tempat lumpur. Jika sel telah penuh, lumpur akan
disedot ke atas dan digunakan untuk menimbuh tanah sekitar lagoon. Air dari sel
pertama ini akan dialirkan ke sel berikutnya yang difiltrasi dengan batu-batuan
yang tersusun. Air dari sel kedua ini difiltrasi lagi ke sel ketiga. Dari sel ketiga, air
lagoon tersebut akan dialirkan kembali ke intake. Air hasil buangan pengolahan
maupun air setelah dilakukan pembersihan pada tiap-tiap unit produksi, dibuang
ke lagoon untuk diproses lagi menjadi air bersih. Sehingga tidak ada air yang
dibuang kembali ke badan air apabila sudah memasuki intake (Katalog PDAM
Tirtanadi IPA Sunggal, 2011).
2.5 Koagulasi
Proses koagulasi yang diiringi dengan proses flokulasi merupakan salah
satu proses pengolahan air yang sudah lama digunakan untuk mengatasi
kekeruhan air. Definisi koagulasi dapat disimpulkan menjadi 3 yaitu:
1. Proses untuk menggabungkan partikel kecil menjadi agregat yang lebih
besar.
2. Proses penambahan bahan kimia ke dalam air.
3. Proses untuk menggabungkan partikel koloid dan partikel kecil menjadi
agregat yang lebih besar dan dapat mengadsorb material organik terlarut
ke permukaan agregat sehingga dapat mengendap.
Prinsip dari koagulasi adalah destabilisasi partikel koloid dengan cara mengurangi
semua gaya yang mengikat, kemudian menurunkan energi penghalang dan
membuat partikel menjadi bentuk flok (Nainggolan, 2011).
Universitas Sumatera Utara
Flokulasi dilakukan beriringan setelah proses koagulasi dengan melakukan
pengadukan cepat yang kemudian dilanjutkan dengan pengadukan lambat selama
20 hingga 30 menit. Hal ini menyebabkan bertumbukannya kumpulan-kumpulan
partikel kecil yang akan membentuk partikel-partikel yang lebih besar. Berhubung
dengan ukuran dan kerapatannya, partikel ini dapat mengendap dengan sendirinya
oleh gaya gravitasi (Linsley, 1986).
Koagulan adalah bahan kimia yang ditambahkan untuk membantu proses
koagulasi. Bahan koagulan yang dapat digunakan antara lain tawas, FeSO4,
Fe(SO4)3, FeCl2, FeCl3 (Pitojo, 2002).
2.5.1
Tawas atau Aluminium Sulfat
Tawas
(alum)
adalah
sejenis
koagulan
dengan
rumus
kimia
Al2(SO4)3.18H2O. Tawas merupakan koagulan yang banyak digunakan, karena
efektif untuk menurunkan kadar karbonat, bahan ini paling ekonomis, mudah
diperoleh di pasaran serta mudah penyimpanannya. Bahan ini dapat berfungsi
efektif pada pH 4-8. Jumlah pemakaian tawas tergantung kekeruhan (turbidity) air
baku. Semakin tinggi kekeruhan air baku, semakin besar jumlah tawas yang
dibutuhkan. Semakin banyak tawas yang ditambahkan maka pH akan semakin
turun, karena dihasilkan asam sulfat sehingga air yang diolah menjadi asam. Oleh
karena itu perlu dicari dosis tawas yang efektif. Reaksi alum dalam air adalah:
Al2(SO4)3 + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2SO4 (Nainggolan, 2011).
Menurut Linsley (1986), dosis alum biasanya adalah 10-40 mg/l. Jar test
merupakan alat yang tepat untuk menentukan dosis optimum bahan kimia untuk
koagulasi, flokulasi dan sedimentasi dari berbagai kualitas air baku. Apabila
Universitas Sumatera Utara
percobaan dilakukan secara tepat, informasi yang berguna akan diperoleh untuk
membantu operator instalasi dalam mengoptimalisasi proses-proses koagulasi,
flokulasi dan penjernihan (Directorate of Water Supply, 1984).
2.6 Netralisasi pH
Kontrol pH merupakan aspek penting dalam proses pengolahan air. Air
dengan pH rendah atau alkalinitas rendah memerlukan penambahan soda api atau
kapur untuk menaikkan harga pH dan menurunkan sifat keasaman (Joko, 2 010).
Menurut PERMENKES No. 492 tahun 2010, pH untuk air minum berada pada
kisaran 6,5-8,5. Kontak antara badan dan perairan pada pH 6,5-8,5 dianggap
aman. Pengaruh yang menyangkut aspek kesehatan dari penyimpangan standar
kualitas air minum dalam hal ini pH yakni bahwa pH yang lebih kecil dari 6,5 dan
lebih besar dari 9,2 akan dapat mengakibatkan pipa air yang terbuat dari logam
mengalami korosi sehingga pada akhirnya air tersebut menjadi racun bagi tubuh
manusia (Sutrisno, 2004).
2.6.1
Kapur
Kapur merupakan bahan yang paling banyak digunakan dalam penetralan
pH air. Kebanyakan tersedia di pasaran dalam bentuk Ca(OH)2, biasanya tersedia
dalam bentuk gumpalan, serbuk atau tepung. Kapur terlebih dahulu dilarutkan
dengan air di bak saturator. Penambahan larutan kapur bertujuan untuk
menetralisir pH, karena dengan adanya kandungan alum (tawas) dalam air akan
membuat pH menjadi asam (Directorate of Water Supply, 1984).
Universitas Sumatera Utara
Penambahan larutan kapur dilakukan pada bak reservoir sebelum air siap
untuk didistribusikan. Sedangkan pengendapan larutan kapur dilakukan di bak
saturator. Saturator adalah tabung besar yang merupakan terminal larutan kapur
untuk diinjeksikan ke air hasil olahan (Directorate of Water Supply, 1984).
Universitas Sumatera Utara