ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
106Ae112 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
Modifikasi Horizontal Roughing Filter untuk Memperbaiki Kualitas Kekeruhan Air Sungai Sulaiman Hamzani1 Zulfikar Ali As1 Syarifudin A.
1 Jurusan Kesehatan Lingkungan.
Poltekkes Kemenkes Banjarmasin AAshamzenviro@gmail.
Pretreatment merupakan pengolahan awal pada air sungai sangat penting dilakukan untuk menurunkan kekeruhan air baku dan dapat mengurangi penggunaan bahan kimia seperti tawas pada tahap pengolahan selanjutnya.
Horizontal Roughing Filter (HRF) merupakan salah satu model pretreatment yang Roughing Filter memisahkan partikel tersuspensi secara efektif.
Penelitian ini bertujuan untuk menyisihkan kadar kekeruhan air sungai menggunakan HRF guna memenuhi persyaratan air bersih bagi masyarakat dalam rangka meminimalisir penyebab kejadian Data Riset Kesehatan Dasar (Riskesda.
mencatat 8,9 juta anak balita mengalami stunting yang disebabkan gizi buruk 40% dan tidak adanya air bersih serta sanitasi buruk 60%.
Target Sustainable Development Goals (SDG.
di tahun 2030, setiap negara harus memastikan ketersediaan air bersih dan sanitasi yang layak bagi warga.
Metode penelitian mencakup redesain HRF yang dibuat dari pipa PVC diameter 4 inci .
,1 mete.
, panjang 2 meter, kemudian ujicoba performance HRF untuk pengolahan air sungai secara kontinyu.
Hasil penelitian menunjukkan isi media kain pada HRF menghasilkan penurunan kekeruhan memenuhi baku mutu air minum < 3 NTU pada durasi kontak 0 menit kekeruhan 33,5 NTU menjadi 2,09 NTU .
%), sedangkan durasi kontak 5 menit kekeruhan 27 NTU menjadi 5,49 NTU .
%) dan durasi kontak 10 menit kekeruhan 38 NTU menjadi 8,59 NTU .
%).
Berdasarkan hasil tersebut kecendrungan isi media kain semakin berkurang kemampuannya seiring dengan lamanya waktu operasional dalam menurunkan kekeruhan air sungai.
HRF dapat diaplikasi sebagai proses pretreatment atau setelah proses secondary treatment atau dapat digunakan pada kedua proses tersebut.
Kata kunci: Air Sungai.
Kekeruhan.
Media Kain.
Redesain Horizontal Roughing Filter.
Diajukan: 31 Oktober 2023 Direvisi: 26 November 2023 Diterima: 18 Desember 2023 Dipublikasikan online: 22 Desember 2023 Pendahuluan Kualitas air Sungai Martapura pada beberapa parameter menunjukkan kondisi eksisting telah melampaui baku mutu air kelas I sebagai peruntukan air baku air minum.
Sungai Martapura membentang sepanjang 80 kilometer bermuara di Kota Banjarmasin dan hulunya berada di wilayah kabupaten Banjar.
Sungai Martapura telah ditetapkan sebagai badan air kelas 1 berdasarkan Peraturan Gubernur Kalimantan Selatan Nomor 05 Tahun 2007.
Hasil penelitian Zubaidah dkk .
, dalam buku referensi, menunjukkan nilai BOD 2,43-2,97 mg/L melampaui baku mutu 2 mg/L.
COD 10,32-12,36 mg/L melampaui baku mutu 10 mg/L.
TSS 47,34-76,38 mg/L melampaui baku mutu 40 mg/L.
Total Coliform 22.
533 jumlah/100 mL melampaui 1000 jumlah/100 mL.
Berdasarkan data, maka kualitas air sungai Martapura pada beberapa parameter telah melampaui baku mutu air kelas 1 peruntukkan air baku air minum.
Hasil survei di Desa Melayu Tengah Kabupaten Banjar diperoleh data yaitu sumber air masyarakat untuk mandicuci-kakus (MCK) berasal dari air PDAM 10%, air sumur bor 21%, air sumur gali 6% dan air sungai 63%.
Data menunjukkan bahwa tingkat ketergantungan masyarakat pada air sungai cukup tinggi.
Air baku berasal dari air sungai umumnya mengalami kekeruhan air tinggi pada saat musim hujan dan apabila tercemar limbah rumah tangga dan industri, maka kandungan zat organik tinggi pada saat musim kemarau.
Sungai telah menerima beban pencemar organik dan anorganik dari berbagai sumber pencemar yang menyebabkan penurunan kualitas air.
Hasil uji kualitas air pada air Sungai Martapura menunjukkan telah terjadinya penurunan kualitas air akibat pemanfaatan air sungai sudah dimulai di bagian hulu seperti usaha keramba ikan, keperluan rumah tangga, galian pasir dan batu koral (Raharja dkk, 2.
Data kuantitas menurut masyarakat yaitu 87% air sungai cukup sepanjang tahun, 9% Cara mensitasi artikel ini:
Hamzani S.
As.
Zulfikar Ali.
Syarifudin .
Modifikasi Horizontal Roughing Filter untuk Memperbaiki Kualitas Kekeruhan Air Sungai.
Buletin Profesi Insinyur 6.
BPI, 2023 | 106
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
106Ae112 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
PDAM terbatas pada saat kemarau, 4% sumur lebih sering Data kualitas menurut masyarakat yaitu 41% air sungai keruh, 29% PDAM jernih, 28% air sumur bor kadang keruh, 1% air sumur gali sangat keruh.
Data penyakit yang sering diderita anak yaitu penyakit kulit/gatal dan tiphus (PUI-PK BJM.
, 2.
Pretreatment merupakan pengolahan awal pada air sungai sangat penting dilakukan untuk menurunkan kekeruhan air baku dan dapat mengurangi penggunaan bahan kimia seperti tawas pada tahap pengolahan selanjutnya.
Teknologi Roughing Filter merupakan proses pengolahan air model lama yang digunakan di masa lalu dan kembali ditemukan untuk dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir.
Roughing Filter umumnya digunakan untuk memisahkan padatan halus dari air yang digunakan atau disandingkan dengan bak atau tangki sedimentasi.
Roughing Filter merupakan filter fisik, dimana material atau zat diserap oleh bahan berpori.
Hasil penelitian Amir .
, menunjukkan penyisihan kadar pencemar dengan efisiensi BOD 96,96%.
COD 98,03%.
TSS 78,55%, lemak-minyak 98,4% dengan menggunakan metode Roughing Filter isi media cangkang sawit.
Roughing Filter meski disebut sebagai filter, tapi proses utama yang terjadi adalah pengendapan partikel.
Model HRF mempunyai kapasitas tampung lumpur lebih besar dan periode pencucian filter berlangsung 1 tahun sekali tergantung kualitas air baku.
Selain proses fisik.
HRF memberikan keunggulan lain berupa terjadinya proses degradasi bio-kimia dalam bentuk penurunan kadar organik air baku mendekati kisaran 70% (Hadi, 2.
Penelitian ini bertujuan menyisihkan kadar kekeruhan air sungai menggunakan Roughing Filter model HRF untuk memenuhi persyaratan air bersih.
Kebaruan penelitian ini dibandingkan penelitian sebelumnya terletak pada redesain HRF yang terbuat pipa PVC 4 inci, kecepatan pengaliran dikondisikan 2 m/jam dan menggunakan isi media filter sintetis berupa Metode Penelitian yang dilakukan bersifat eksperimen yaitu penelitian yang meredesain dan melakukan uji performance model Horizontal Roughing Filter (HRF) dalam upaya menyisihkan kadar kekeruhan air sungai untuk memenuhi persyaratan baku mutu.
Selain itu dilakukan juga pemeriksaan parameter TDS, suhu dan pH.
Desain penelitian yang dilakukan berupa One Group Pretest Posttest Design yaitu satu kelompok subyek dilakukan pengukuran pertama (Pretes.
, kemudian ada perlakuan dan dilakukan pengukuran kedua (Posttes.
Lokasi penelitian berada di salah satu tempat di bantaran sungai Martapura di Desa Melayu Tengah.
Kecamatan Martapura Timur.
Kabupaten Banjar.
Membuat Horizontal Roughing Filter (HRF) HRF dibuat dari pipa PVC diameter 4 inci .
,1 mete.
, panjang 2 meter.
Setelah pipa dipotong, disiapkan aksesoris pipa dan bahan lainnya untuk dirangkai menjadi reaktor HRF yaitu untuk setiap reaktor memerlukan Tee 4Ay = 1 buah.
Dop 4Ay = 2 buah.
Clean Out 4Ay = 1 buah.
Strainer = 1 buah.
SDL AAy = 1 buah.
SDD AAy = 1 buah dan lem PVC = 1 kaleng.
Selain itu diperlukan juga selang plastik fleksibel = 10 meter, rol kabel listrik, dan mesin pompa air tipe Submersible kapasitas debit 0,5 Liter/detik = 1 buah.
Pembuatan HRF dapat dilihat pada Gambar 1.
Bahan Isi Media HRF Salah satu bahan yang digunakan pada ujicoba alat HRF adalah menggunakan isi media kain sebagai filter sintetis dimasukan ke dalam pipa hingga mencapai panjang 100 cm seperti pada Gambar 2.
Hasil dan Diskusi Proses Ujicoba Pengolahan Air pada HRF Isi Media Kain Uji coba pengolahan air Sungai Martapura dengan perlakuan HRF berisi media kain panjang 100 cm, dimulai dengan menyedot air sungai menggunakan mesin pompa air tipe Submersible .
ompa celu.
Untuk sampling dan pemeriksaan kualitas air parameter kekeruhan.
TDS.
Suhu dan pH dilakukan secara langsung di lokasi penelitian untuk sampel sebelum perlakuan dan sesudah perlakukan pada 0 menit, 5 menit dan 10 menit.
Kegiatan ujicoba pengolahan air sungai dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 1 Pembuatan HRF
BPI, 2023 | 107
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
106Ae112 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
disajikan pada Tabel 1 dan Gambar 5.
Tabel 2 dan Gambar 6.
Tabel 3 dan Gambar 7.
Berdasarkan Tabel 1 dan Gambar 5.
Tabel 2 dan Gambar Tabel 3 dan Gambar 7.
data hasil ujicoba pada HRF isi media Kain yaitu efisiensi penurunan kekeruhan sebesar 94% diperoleh pada durasi waktu kontak 0 menit .
erata 33,5 NTU menjadi 2,09 NTU memenuhi baku mutu < 3 NTU).
TDS masih memenuhi baku mutu 300 mg/L, suhu memenuhi baku mutu suhu udara A 3OC, dan pH juga memenuhi baku mutu 6,5-8,5.
Gambar 2 Isi Media Kain pada HRF Pemeriksaan Kualitas Air Sebelum dan Sesudah Perlakuan Pemeriksaan kualitas air hasil ujicoba pada HRF dilakukan langsung dilapangan yaitu parameter utama kekeruhan dan parameter penunjang TDS.
Suhu, pH.
Kegiatan pemeriksaan kualitas air sebelum dan sesudah perlakuan dapat dilihat pada Gambar 4.
Hasil ujicoba pada HRF isi media kain untuk pemeriksaan kualitas kekeruhan sebelum dan sesudah perlakuan Gambar 3 Ujicoba pengolahan air sungai dengan model
HRF
Tabel 1 Data Hasil Pemeriksaan Kualitas Kekeruhan Sebelum dan Sesudah Perlakuan pada HRF Isi Media Kain Panjang 100 cm Durasi Waktu Kontak 0 menit Parameter SK0.
SK0.
SK0.
Rerata K0.
K0.
Rerata
Kekeruhan TDS
Suhu
2,10 1,96 2,22
153 152 149
31,2 31,3 31,3
2,09
31,27
7,17
7,18
7,14
7,16
7,32 7,32 7,33
7,32
Keterangan:
SK0.
SK0.
SK0.
K0.
K0.
K0.
Baku Mutu*) K0.
Efisiensi
Baku
Penurunan Mutu*) < 3 NTU 300 mg/L Suhu udara
A 3OC
6,5-8,5
Hasil Pemeriksaan Sebelum Perlakuan dengan pengulangan sampling 1-2-3
Hasil Pemeriksaan Sesudah Perlakuan pada HRF isi media Kain panjang 100 cm
durasi waktu kontak 0 menit dengan pengulangan sampling 1-2-3
Permenkes No 2 Tahun 2023 standar baku mutu kesehatan lingkungan media air minum
BPI, 2023 | 108
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
106Ae112 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
Gambar 4 Kegiatan pemeriksaan kualitas air Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa penggunaan kain sebagai media filter sintetis pada Roughing Filter aliran Horizontal kekeruhan dengan tingkat penurunan yang bervariasi.
Penggunaan media Kain sepanjang 100 cm pada HRF dengan waktu kontak durasi 0 menit mampu menurunkan kekeruhan rerata 33,5 NTU menjadi 2,09 NTU memenuhi baku mutu < 3 NTU dengan efisiensi penurunan sebesar Sementara pada waktu kontak durasi 5 menit sebesar 80% dan durasi 10 menit sebesar 77%.
Hasil ujicoba menunjukkan kecendrungan kemampuan media semakin berkurang seiring dengan lamanya waktu operasional dalam menurunkan kekeruhan air sungai, hal ini disebabkan karena jenis media yang digunakan, panjang media, serta waktu operasional yang mempengaruhi penurunan konsentrasi Waktu operasional serta debit juga berpengaruh terhadap efisiensi penurunan kekeruhan.
Dimana debit yang kecil akan menyebabkan waktu kontak kontaminan dengan media akan semakin lama sehingga penyerapan kekeruhan oleh ketiga media akan lebih optimal.
Sedangkan waktu operasional juga mempengaruhi penurunan kekeruhan, semakin lama waktu operasional maka semakin banyaknya partikel-partikel penyebab kekeruhan akan terendapkan, sehingga kualitas effluent akan semakin baik.
Persamaan dengan hasil penelitian sebelumnya adalah sama-sama menggunakan isi media kain, namun perbedaannya terletak pada metode pengaliran dan kualitas air yang dihasilkan yaitu Upflow Roughing Filter (URF) isi media kain 25 cm rerata suhu 28,8 OC menjadi 28,83 OC.
pH 6,37 menjadi 6,57.
kekeruhan 183,3 NTU menjadi 90,8 NTU .
,46%).
5,73 mg/l menjadi 3,66 mg/l .
,13 %).
total coliform 24.
CFU/100ml menjadi 18.
667 CFU/100ml .
,22 %).
Kekeruhan (NTU) SB1 0s SB2 0s SB3 0s SBRR 0s SS1 0s SS2 0s SS3 0s SSRR 0s Keterangan:
SB1.
SB2, 3 0s = Kualitas Kekeruhan Sebelum Pengolahan 0 menit ulangan 123
SBRR 0s = Kualitas Kekeruhan Sebelum Pengolahan 0 menit rerata
SS1,2, 3 0s = Kualitas Kekeruhan Sesudah Pengolahan 0 menit ulangan 123
SSRR 0s = Kualitas Kekeruhan Sesudah Pengolahan 0 menit rerata
Gambar 5 Grafik Hasil Pemeriksaan Kekeruhan pada HRF Isi Media Kain Waktu Kontak 0 Menit BPI, 2023 | 109
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
106Ae112 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
Tabel 2 Data Hasil Pemeriksaan Kualitas Kekeruhan Sebelum dan Sesudah Perlakuan pada HRF Isi Media Kain Panjang 100 cm Durasi Waktu Kontak 5 menit Parameter SK5.
SK5.
SK5.
Rerata K5.
K5.
Rerata
Kekeruhan TDS
Suhu
5,35 5,54 5,58
141 138 141
31,0 31,0 31,1
5,49
31,03
7,21
7,19
7,19
7,20
7,21 7,16 7,18
7,18
Keterangan:
SK5.
SK5.
SK5.
K5.
K5.
K5.
Baku Mutu*) K5.
Efisiensi
Baku
Penurunan Mutu*) < 3 NTU 300 mg/L Suhu udara
A 3OC
6,5-8,5
Hasil Pemeriksaan Sebelum Perlakuan dengan pengulangan sampling 1-2-3 Hasil Pemeriksaan Sesudah Perlakuan pada HRF isi media Kain panjang 100 cm durasi waktu kontak 5 menit dengan pengulangan sampling 1-2-3 Permenkes No 2 Tahun 2023 standar baku mutu kesehatan lingkungan media air minum Sementara pada Downflow Roughing Filter (DRF) isi media kain 25 cm: rerata suhu 28,8 OC menjadi 28,63 OC.
6,37 menjadi 6,57.
kekeruhan 183,3 NTU menjadi 73 NTU .
,18 %).
nitrat 5,73 mg/l menjadi 2,37 mg/l .
,64 %).
000 CFU/100ml menjadi 21.
667 CFU/100ml .
,72 %).
DRF lebih baik terhadap penurunan kekeruhan dan nitrat, sedangkan URF terhadap penurunan total coliform (Hamzani dan Syarifudin, 2.
Dari hasil penelitian tersebut, jika dibandingkan dengan HRF menunjukan bahwa penggunaan HRF isi media kain mempunyai kemampuan lebih baik dalam menurunkan kekeruhan mencapai 94% telah memenuhi baku mutu Permenkes nomor 2 tahun 2023 tentang standar baku mutu kesehatan lingkungan media air Berikut beberapa perbedaan dan persamaan yang dilakukan oleh penelitian lainnya seperti penelitian Dashti dkk .
HRF yang dirancang menggunakan batu kapur berbagai ukuran .
mm, 12 mm, dan 20 m.
pada berbagai laju filtrasi .
, 60, dan 100 mL/meni.
menunjukkan hasil penurunan SS sebesar 75% diperoleh pada laju aliran yang lebih rendah dengan batu kapur berukuran lebih kecil .
Sementara Mukhopadhay dkk .
, menggunakan kriteria desain Weglin berdasarkan teori filter mengembangkan Slow Sand Filter (SSF) sebagai unit pretreatment, dimana hasil yang dicapai dari tiga model berbeda dari unit eksperimental SSF-HRF menunjukkan efisiensi maksimal dan hasil verifikasi model dianggap Mistoro dan saraswati .
, melakukan inovasi pada aliran Horizontal dan menggunakan Roughing Filter pada kolam dihitung retensi berdasarkan asumsi kolam sebagai wadah campuran lengkap menghasilkan penurunan BOD5 20,9 mg/L menjadi 3 mg/L dan TSS 102 mg/L menjadi 50 mg/L dengan debit (Q) sebesar 2,54 m3/detik, sehingga target efisiensi penyaringan mencapai 94%.
Kekeruhan (NTU) SB1 5s SB2 5s SB3 5s SBRR 5s SS1 5s SS2 5s SS3 5s SSRR 5s Keterangan:
SB1, 2, 3 5s = Kualitas Kekeruhan Sebelum Pengolahan 5 menit ulangan 123
SBRR 5s = Kualitas Kekeruhan Sebelum Pengolahan 5 menit rerata
SS1, 2, 3 5s = Kualitas Kekeruhan Sesudah Pengolahan 5 menit ulangan 123
SSRR 5s = Kualitas Kekeruhan Sesudah Pengolahan 5 menit rerata
Gambar 6 Grafik Hasil Pemeriksaan Kekeruhan pada HRF Isi Media Kain Waktu Kontak 5 Menit BPI, 2023 | 110
ISSN 2654-5926
Buletin Profesi Insinyur 6.
106Ae112 http://dx.
org/10.
20527/bpi.
Tabel 3 Data Hasil Pemeriksaan Kualitas Kekeruhan Sebelum dan Sesudah Perlakuan pada HRF Isi Media Kain Panjang 100 cm Durasi Waktu Kontak 10 menit Parameter SK10.
SK10.
SK10.
Rerata K10.
K10.
Rerata
Kekeruhan TDS
Suhu
8,54 8,56 8,67
137 133 139
31,0 31,1 31,1
8,59
31,07
7,16
7,13
7,10
7,13
7,19 7,18 7,18
7,18
Keterangan:
SK10.
SK10.
SK10.
K10.
K10.
K10.
Baku Mutu*) K10.
Efisiensi
Baku
Penurunan Mutu*) < 3 NTU 300 mg/L Suhu udara
A 3OC
6,5-8,5
Hasil Pemeriksaan Sebelum Perlakuan dengan pengulangan sampling 1-2-3 Hasil Pemeriksaan Sesudah Perlakuan pada HRF isi media Kain panjang 100 cm durasi waktu kontak 10 menit dengan pengulangan sampling 1-2-3 Permenkes No 2 Th 2023 standar baku mutu kesehatan lingkungan media air minum Kekeruhan (NTU) SB1 10s SB2 10s SB3 10sSBRR 10s1 10s SS2 10s SS3 10sRR 10s Keterangan:
SB1, 2, 3 10s = Kualitas Kekeruhan Sebelum Pengolahan 10 menit ulangan 123 SBRR 10s = Kualitas Kekeruhan Sebelum Pengolahan 10 menit rerata SS1, 2, 3 10s = Kualitas Kekeruhan Sesudah Pengolahan 10 menit ulangan 123 SSRR 10s = Kualitas Kekeruhan Sesudah Pengolahan 10 menit rerata Gambar 7 Grafik Hasil Pemeriksaan Kekeruhan pada HRF Isi Media Kain Waktu Kontak 10 Menit Hasil analisis menunjukkan Roughing Filter Aliran Horizontal yang paling optimal adalah desain berbentuk balok memanjang dengan dimensi panjang 44,6 m, lebar 2,5 m, dan tinggi 1,7 m.
Media filter yang digunakan berupa kerikil .
dengan ukuran 24Ae16 mm dan diasumsikan koefisien permeabilitas k = 0,1 m/s.
Roughing Filter aliran Horizontal isi media cangkang kerang dan batu apung yang dikembangkan oleh Setyobudiarso dkk .
, waktu 210 menit diperoleh penurunan kekeruhan air sungai 90,92% dan kesadahan 51.
59% dan Roughing Filter aliran Upflow waktu 60 menit diameter media 19-22 mm.
media batu kapur 100 cm.
batu kerikil 0 cm.
penurunan kekeruhan 28,70% dan kesadahan 49,05%.
Kesimpulan Horizontal Roughing Filter (HRF) untuk penelitian ini dibuat dari pipa PVC diameter 4 inci .
,1 mete.
yang diperlukan sebanyak 4 buah dengan panjang masing-masing 2 meter.
Bahan yang digunakan pada HRF adalah kain panjang 100 Hasil ujicoba pada HRF isi media Kain durasi 0 menit kekeruhan 33,5 NTU menjadi 2,09 NTU .
%).
Durasi 5 menit kekeruhan 27 NTU menjadi 5,49 NTU .
%).
Durasi 10 menit kekeruhan 38 NTU menjadi 8,59 NTU .
%).
HRF dapat diaplikasi sebagai proses pretreatment atau setelah proses secondary treatment atau dapat digunakan pada kedua proses tersebut Referensi