MAKALAH AIR SUMUR ARTESIS
Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Teknologi Air
Disusun Oleh:
Nungki Primastuti
(L2C008140)
Paradigma Ca Carlo Gi Giovani
(L2C008142)
Pramitha Rosyidhi
(L2C008143)
Rangga Warsita Aji
(L2C008145)
Rohmat Figi Arto
(L2C008148)
TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2011
BAB I PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan yang sangat vital bagi kehidupan manusia. Karena itu jika kebutuhan akan air tersebut belum tercukupi maka dapat memberikan dampak yang besar terhadap kesehatan maupun sosial. Pengadaan air bersih di Indonesia khususnya untuk skala yang besar masih terpusat di daerah perkotaan, dikelola oleh Perusahaan Air Minum (PAM) kota yang bersangkutan. Namun demikian secara nasional jumlahnya masih belum mencukupi dan dapat dikatakan relatif kecil. Untuk daerah yang belum mendapakan pelayanan air bersih dari PAM umumnya mereka menggunakan air tanah (sumur). Permasalahan yang timbul yakni sering dijumpai kualitas air tanah yang digunakan masyarakat kurang memenuhi syarat sebagai air minum yang sehat bahkan di beberapa tempat bahkan tidak layak untuk diminum. Air yang layak diminum mempunyai standar persyaratan tertentu yakni persyaratan fisis, kimiawi dan bakteriologis yang merupakan satu kesatuan. Jika ada satu parameter yang tidak memenuhi syarat maka air tersebut tidak layak untuk diminum. Pemakaian air minum yang tidak memenuhi standar kualitas tersebut dapat menimbulkan gangguan kesehatan, baik secara langsung maupun tidak langsung. Air tanah sering mengandung zat besi (Fe) dan Mangan (Mn) cukup besar. Adanya kandungan Fe dan Mn dalam air menyebabkan warna air tersebut berubah menjadi kuning-coklat setelah beberapa saat kontak dengan udara. Disamping dapat mengganggu kesehatan juga menimbulkan bau yang tidak sedap serta menyebabkan warna kuning pada dinding bak serta bercak-bercak
kuning
pada
pakaian.
Oleh
karena
itu
menurut
MenKes
RI
No
416/MENKES/PER/1990, kadar Besi (Fe) dalam air minum maksimum yang diperbolehkan adalah 1 mg/liter, dan kadar Mangan (Mn) yang diperbolehkan adalah 0,5 mg/liter. Untuk menanggulangi masalah tersebut, salah satu teknologi alternatif yakni dengan cara mengolah air tanah atau air sumur sehingga didapatkan air dengan kualitas yang memenuhi syarat kesehatan. Unit alat tersebut terdiri dari, pompa air baku, filter bertekanan, filter mangan zeolit, filter karbon aktif, catridge filter dan sterilisator untra violet. Unit alat tersebut dapar dirancang sesuai dengan kapasitas yang diinginkan.
1.2. Tujuan
Makalah ini bertujuan untuk menelaah mengenai air sumur artesis dan metode untuk mengolah air sumur menjadi air yang layak untuk dikonsumsi masyarakat. 1.3. Manfaat
Dengan adanya makalah ini diharapkan akan dapat memberikan tambahan ilmu dan informasi pada masyarakat tentang air sumur artesis dan metode-metode dalam pengolahan air sumur artesis menjadi air yang layak untuk dikonsimsi.
BAB II ISI II. 1.
Air Sumur Artesis
Sumur adalah sumber air buatan yang berbentuk saluran/lubang yang dibuat jauh ke dalam tanah untuk mengambil air yang berada di dalam tanah dengan kedalaman dibawah water table dan proses pengambilannya dengan menggunakan alat tertentu. Air sumur artesis adalah air yang letaknya sangat jauh di dalam tanah serta berada diantara dua lapisan kedap air. Pengambilan air sumur artesis atau air tanah dalam harus menggunakan bor dan memasukan pipa dengan kedalamanya, sehingga dalam suatu kedalaman (biasanya antara 100 - 300 m) akan didapatkan suatu lapis air (Totok Sutrisno dan Eni Suciastuti, 1996).
Gambar. Letak Sumur Artesis
II. 2.
Persyaratan Air
Dalam program kesehatan lingkungan dikenal adanya dua jenis air yang dari aspek kesehatan layak digunakan masyarakat untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari, yaitu air minum dan air bersih. Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 416/Menkes/Per/IX/1990 tentang pengawasan dan syarat-syarat kualitas air yang disebut sebagai air minum adalah air yang memenuhi syarat kesehatan yang dapat langsung diminum, sedangkan yang disebut sebagai air bersih adalah air yang memenuhi syarat
kesehatan, yang harus dimasak terlebih dahulu sebelum diminum. Syarat kesehatan dimaksud meliputi syarat-syarat fisika, kimia, mikrobiologi dan radioaktifitas. Menurut
peraturan
Menteri
Kesehatan
Republik
Indonesia
Nomor
416/
Menkes/Per/IX/1990, air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum setelah dimasak. Air bersih didapat dari sumber mata air yaitu air tanah, sumur, air tanah dangkal, sumur artesis atau air tanah dalam. Air bersih ini termasuk golongan B yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum. Kualitas air bersih apabila ditinjau berdasarkan kandungan bakterinya menurut SK. Dirjen PPM dan PLP No. 1/PO.03.04.PA.91 dan SK JUKLAK PKA Tahun 2000/2001, dapat dibedakan ke dalam 5 kategori sebagai berikut: 1) Air bersih kelas A ketegori baik mengandung total koliform kurang dari 50 2) Air bersih kelas B kategori kurang baik mengandung koliform 51-100 3) Air bersih kelas C kategori jelek mengandung koliform 101-1000 4) Air bersih kelas D kategori amat jelek mengandung koliform 1001-2400 5) Air bersih kelas E kategori sangat amat jelek mengandung koliform lebih 2400 Berikut ini disajikan tabel persyaratan kualitas air bersih menurut MenKes RI No 416/MENKES/PER/1990: Parameter Fisika
No
Satuan
Kadar maksimum
Keterangan
-
-
Tidak berbau
mg/I.
1.500
-
Skala NTU
25
-
1
Bau
2
Jumlah zat padat terlarut (TDS)
3
Kekeruhan
4
Rasa
-
-
Tidak berasa
5
Suhu
°C
Suhu udara (±3 °C)
-
6
Warna
Skala TCU
50
-
1
Kimia Kimia Anorganik Air raksa
mg/I.
0,001
2
Arsen
mg/I.
0,05
3
Besi
mg/I.
1,0
4
Fluorida
mg/I.
1,5
5
Kadmium
mg/I.
0,005
6
Kesadahan
mg/I.
500
7
Khlorida
mg/I
600
8
Kromium, Val 6
mg/l.
0,05
9
Mangan
mg/l.
0,5
10
Nitrat, sebagai N
mg/I.
10
11
Nitrit, sebagai N
mg/I.
1.0
12
PH
mg/I.
6,5-9,0
13
Selenium
mg/I.
0,01
14
Seng
mg/I.
15
15
Sianida
mg/I.
0,1
16
Sulfat
mg/I.
400
17
mg/I.
0,05
1
Timbal Kimia Organik Aldrin dan Dieldrin
mg/I.
0,0007
2
Benzene
mg/I.
0,01
3
Benzon (a) pyrene
mg/I.
0,00001
4
Chlordane (total isomer)
mg/l.
0,007
5
Chloroform
mg/I.
0,03
6
2,4-D
mg/I.
0,10
7
DDT
mg/I.
0,03
8
Detergen
mg/l.
0,5
9
1,2 Dichloroethane
mg/I.
0,01
10
1,1 Dichloroethane
mg/I.
0,0003
11
Heptachlor dan Heptachlor
mg/I.
0,003
epoxide 12
Hexachlorobenzene
mg/l
0,00001
13
Gamma-HCH (Lindane)
mg/I.
0,004
14
Methoxyclor
mg/I.
0,10
15
Penthacholorphenol
mg/I.
0,01
16
Pestisida Total
mg/l.
0,10
17
2.4.6 trichlorophenol
mg/l.
0,01
18
Zat Organik (KmnO4) Mikrobiologi Koliform tinja
mg/l.
10
Jml/100 ml
50
1
Bukan air
pemipaan
2 Total koliform Keterangan:
Jml/100 ml
mg
: Miligram
TCU
: True Color Unit
NTU
: Nephelometric Turbidity Unit
II. 2.
Air Pemipaan
10
Kualitas Air Sumur Artesis
Secara umum kualitas air sumur artesis mempunyai karakteristik tertentu yang berbeda dengan air sumur dangkal. Air tanah pada umumnya jernih, namun sering mengandung mineral-mineral atau garam-garam yang cukup tinggi, sebagai akibat dari pengaruh batuan di bawah tanah yang dilalui oleh air tanah. Pada air sumur dangkal, kualitas dan kuantitasnya dipengaruhi oleh kondisi lingkungan di permukaan, dalam hal kuantitas sangat dipengaruhi oleh curah hujan, sedangkan kualitasnya dipengaruhi oleh kondisi sanitasi disekitarnya. Berikut ini adalah data kualitas sumur artesis sampel yang diambil dari Kelurahan Sukorejo, Kecamatan Gunung Pati, Semarang. Tabel. Kualitas Air Sumur Artesis secara Fisika
No
Parameter
Hasil
Baku mutu Permenkes
792
No.416/Menkes/Per/IX/1990 50
Rasa
Tidak Berasa
Tidak Berasa
3
Bau
Tidak Berbau
Tidak Berbau
4
Temperatur (°C)
28,2
Suhu Udara +/- 3
5
Kekeruhan (Skala TCU)
12,1
25
1
Warna (Skala TCU)
2
6 Zat Padat Terlarut 825 1500 (Sumber : Hasil pemeriksaan Air Balai Laboratorium Kesehatan Provinsi Jawa Tengah, 2010)
Tabel. Kualitas Air Sumur Artesis secara Kimia
No
Baku mutu Permenkes
Hasil
Parameter
(dalam mg/l)
No.416/Menkes/Per/IX/1990
1
Air Raksa
0,0005
(dalam mg/l) 0,001
2
Arsen
0,001
0,05
3
Besi
2,06
1,0
4
Kadmium
0,001
1,5
5
Kesadahan
103,38
500
6
Klorida
500
600
7
Mangan (Mn)
0,7
0,5
8
Nitrat sbg N (NOз N)
1,13
10
9
Nitrit, sbg N ((NO2 N)
0,063
1,0
10 pH
7,45
6,5-9,0
11
Seng (Zn)
0,239
15
12
Sianida (CN)
0,002
0,1
13
Sulfat (SO4)
204,17
400
14
Detergen
0,003
0,5
15
Timbal (Pb)
0,002
0,05
16
Zat organik (KmnO4)
1,01
10
17 Kromium, Valensi 6 (Cr 6+) 0,001 0,05 (Sumber : Hasil pemeriksaan Air Balai Laboratorium Kesehatan Provinsi Jawa Tengah, 2010)
Tabel. Kualitas Air Sumur Artesis secara Biologi
No 1
Parameter Total koliform
Hasil 240
Kadar maksimum yang diperbolehkan Perpipaan Non Perpipaan < 10 < 50
2 Koliforin tinja 240 < 10 < 50 (Sumber : Hasil pemeriksaan Air Balai Laboratorium Kesehatan Provinsi Jawa Tengah, 2010) Dari data-data diatas, dapat diketahui permasalahan pada air sumur artesis di kelurahan Sukorejo, kecamatan Gunung Pati, Semarang adalah tingkat kekeruhan airnya yang sudah melebihi ambang batas, masih tingginya kandungan besi (Fe) dan Mangan (Mn) di dalam air, serta tingginya kandungan koliform dalam air.
II. 3.
Pengolahan Air Sumur Menjadi Air Bersih
Untuk menangani masalah diatas, kami menawarkan solusi agar air sumur artesis tersebut bisa menjadi air yang layak digunakan untuk masyarakat sekitar. Keuntungan tambahan dari metode yang kami tawarkan adalah air bersih yang dihasilkan dari proses pengolahan dapat langsung digunakan sebagai air minum tanpa melalui proses pemasakan terlebih dahulu. Berikut ini adalah proses pengolahannya (kapasitas 10.000 liter/hari: a.
Air dari sumur artesis dipompa menggunakan pompa jet sambil diinjeksi dengan larutan klorin atau kaporit menggunakan pompa dosing, lalu dialirkan ke tanki reaktor. Alat yang digunakan: - Pompa Air Baku Spesifikasi alat: Power
: 250 watt
Pressure
: 4 Bar (max)
Suction head
: 9 meter
Jumlah
: 1 unit
Gambar. Pompa Air Baku - Pompa Dosing Spesifikasi: Tekanan
Gambar. Pompa Dosing - Tanki Reaktor
: 7 Bar
Kapasitas
: 4,7 liter/jam
Jumlah
: 1 unit
Spesifikasi: Kapasitas
: 0,5 – 1 m3/jam
Ukuran
: 63 cm – 120 cm
Jumlah
: 1 unit
Gambar. Tanki Reaktor Bahan yang digunakan: - Kaporit
Gambar. Kaporit
Fungsi pembubuhan kaporit adalah untuk mengoksidasi zat besi atau mangan menjadi bentuk oksida yang tidak larut dalam air sehingga dapat dipisahkan dengan penyaringan, serta membunuh kuman atau bakteri coli. Reaksi oksidasi besi atau mangan oleh klorin atau kaporit adalah sebagai berikut: 2Fe2+ + Cl2 + 6H2O
2Fe(OH)3 + 2Cl- + 6H+
Mn2+ + Cl2 + 2H2O
MnO2 + 2Cl- + 4H+
Klorin (Cl2) dan hipoklorit (OCl-) adalah merupakan bahan oksidator yang kuat sehingga meskipun pada kondisi pH rendah dan oksigen terlarut sedikit, dapat mengoksidasi dengan cepat. Berdasarkan reaksi tersebut di atas, maka untuk mengoksidasi setiap 1 mg/l mangan dibutuhkan 1,29 mg/l klorin. Tetapi pada prakteknya,
pemakaian klorin ini lebih besar dari kebutuhan teoritis karena adanya reaksi-reaksi samping yang mengikutinya. b.
Dari tanki reaktor air dialirkan ke rangkaian alat saringan pasir cepat, filter mangan zeolit dan filter karbon aktif.
Gambar. Rangkaian Alat Saringan Pasir Cepat, Filter Mangan Zeolit, dan Filter Karbon Aktif Alat yang digunakan:
Saringan Pasir Cepat (sand filter)
Spesifikasi Alat Saringan Pasir Cepat: -
Tekanan
: 3 Bar
-
Kapasitas
: 1,4 – 1,8 m3/jam
-
Ukuran
: 10 inchi – 120 cm
-
Pipa Outlet/Inlet
: ¾ inchi
-
Sistem
: Semi automatic backwash
-
Media filter
: Pasir Silika
-
Media penahan
: Gravel
-
Jumlah
: 1 unit
Saringan pasir cepat berfungsi untuk menyaring oksida besi atau oksida mangan yang terbentuk di dalam tanki reaktor.
Filter mangan zeolit
Spesifikasi Alat Filter Mangan Zeolit: -
Tekanan
: 3 Bar
-
Kapasitas
: 1,4 – 1,8 m3/jam
-
Ukuran
: 10 inchi – 120 cm
-
Pipa Outlet/Inlet
: ¾ inchi
-
Sistem
: Semi automatic backwash
-
Media filter
: Mangan Zeolit
-
Media penahan
: Gravel
-
Jumlah
: 1 unit
Filter mangan zeolit berfungsi untuk menghilangkan zat besi atau mangan yang belum sempat teroksidasi oleh klorin atau kaporit. Mangan seolit berfungsi sebagai katalis dan pada waktu yang bersamaan besi dan mangan yang ada di dalam air teroksidasi menjdai bentuk ferri-oksida dan manganoksida yang tak larut dalam air. Reaksinya adalah sebagai berikut: K 2Z.MnO.Mn2O7 + 4Fe(HCO3)2
K 2Z + 3MnO 2 + 2Fe2O3 + 8CO2 + 4H2O
K 2Z.MnO.Mn2O7 + 2Mn(HCO3)2 K 2Z + 5MnO 2 + 4CO2 + 2H2O Reaksi penghilangan besi dan mangan dengan zeolit tidak sama dengan proses pertukaran ion, tetapi merupakan reaksi dari Fe2+ dan Mn2+ dengan oksida mangan tinggi (higher mangan oxide). Filtrat yang dihasilkan mengandung ferri-oksida dan mangan-oksida yang tidak larut dalam air dan dapat dipisahkan dengan pengendapan dan penyaringan. Selama proses berlangsung, kemampuan reaksi semakin berkurang dan akhirnya menjadi jenuh. Untuk regenerasinya dapat dilakukan dengan menambahkan larutan Kaliumpermanganat ke dalam mangan zeolite (K 2Z.MnO.Mn2O7).
Filter karbon aktif
Spesifikasi Alat Filter Karbon Aktif:
-
Tekanan
: 3 Bar
-
Kapasitas
: 1,4 – 1,8 m3/jam
-
Ukuran
: 10 inchi – 120 cm
-
Pipa Outlet/Inlet
: ¾ inchi
-
Sistem
: Semi automatic backwash
-
Media filter
: Karbon Aktif
-
Media penahan
: Gravel
-
Jumlah
: 1 unit
Filter karbon aktif ini berfungsi untuk menghilangkan polutan mikro misalnya zat organik, deterjen, bau, senyawa fenol, logam berat dan lain-lain. Pada saringan karbon aktif ini terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan zat-zat yang akan dihilangkan oleh permukaan karbon aktif. Apabila seluruh permukaan karbon aktif sudah jenuh atau sudah tidak mampu lagi menyerap maka proses penyerapan akan berhenti, dan pada saat ini karbon aktif harus digati dengan karbon aktif yang baru. c.
Air dialirkan ke filter catridge. Spesifikasi Alat: Kapasitas
: 120 Liter/ menit
Tekanan
: 125 Psi (maksimum)
Inlet/outlet
: ¾ inchi
Diameter Pori
: 0,5 mikron
Gambar. Filter Catridge Filter catridge berfungsi untuk menghilangkan sisa partikel padatan yang ada di dalam air, sehingga air menjadi benar-benar jernih.
d.
Air dialirkan ke sterilisator ultraviolet Spesifikasi Alat: - Kapasitas : 5 ton/hari - Power
: 40 watt
- Jumlah
: 1 unit
Gambar Sterisator Ultraviolet Sterilisator
ultraviolet
berfungsi
untuk
membunuh
seluruh
bakteri
atau
mikroorganisme yang ada di dalam air. Air yang keluar dari sterilisator ultraviolet merupakan air hasil olahan yang dapat diminum langsung. Berikut ini adalah gambar lengkap proses pengolahan air sumur menjadi air minum: Gambar. Desain alat proses pengolahan air sumur menjadi air minum
BAB III PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Berdasarkan sampel air sumur artetis yang diambil (dari kelurahan Sukorejo, kecamatan Gunung Pati, Semarang) diketahui bahwa kualitas air sumur artetisnya masih memiliki tingkat kekeruhan yang melebihi ambang batas, kadar Fe dan Mn yang tinggi, serta kandungan koliform yang juga sangat tinggi. Oleh karena itu air tersebut belum layak untuk dikategorikan sebagai air bersih dan air minum. Perlu beberapa proses pengolahan agar air tersebut dapat menjadi air yang layak untuk menjadi air minum. 3.2
Saran
Diharapkan peran serta aktif dari masyarakat serta pemerintah untuk menjaga, merawat dan mengupayakan ketersediaan sumber air bersih bagi seluruh warga masyarakat di Indonesia. Perlu adanya inovasi-inovasi baru dalam rangka pengolahan air bersih secara terpadu yang semakin sederhana sehingga dapat dengan mudah diterapkan oleh masyarakat luas.
DAFTAR PUSTAKA
http://acehpedia.org/Air_Tanah (diakses tanggal 23 November 2011) http://syadiashare.com/jenis-jenis-air.html (diakses tanggal 23 November 2011) Said Nusa, Dwi Heru. 1999. Cara Pengolahan Air Sumur Untuk Kebutuhan Air Minum. Jakarta.
