Saringan Pasir Cepat [PDF]

Citation preview

DOSEN



: Hidayat SKM.,M.Kes



MATA KULIAH



: Penyehatan Air -B



“TEKNIK PENYARINGAN AIR SEDERHANA DENGAN MENGGUNAKAN SARINGAN PASIR CEPAT”



Oleh: FATMAWATI RAHIM PO.71.4.221.15.1.056 D-IV III B



KEMENTRIAN KESEHATAN REPUBLIK INDONESIA POLITEKNIK KESEHATAN MAKASSAR JURUSAN KESEHATAN LINGKUNGAN PRODI D.IV 2017



KATA PENGANTAR



Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan yang maha Esa karena atas anugrah-NYA saya dapat menyelesaikan makalah ini dengan “TEKNIK PENYARINGAN AIR SEDERHANA DENGAN MENGGUNAKAN SARINGAN PASIR CEPAT” dengan tepat waktu dan penuh rasa tanggung jawab, mengingat ini merupakan salah satu kriteria penilaian dosen terhadap mahasiswa khususnya dalam mata pelajaran Penyehatan Air-B. Adapun dalam penulisan makalah ini saya dihadapkan dengan berbagai kesulitan dan hambatan-hambatan, namun semua itu dapat teratasi berkat adanya bantuan dari berbagai pihak, baik bantuan moral, maupun materil. Oleh karena itu, ijinkan kani menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak yang telah membantu, akhirnya saya menyadari bahwa “tiada gading yang tak retak” begitu pula saya selaku insan manusia biasa yang tak luput dari kesalahan dan kekurangan. Olehnya saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan makalah ini sangat diharapkan.



Makassar, 15 Desember 2017



Penulis



i



DAFTAR ISI



Kata pengantar .................................................................................................. i Daftar isi ...........................................................................................................ii BAB I. Pendahuluan A. Latar belakang ............................................................................................ 1 B. Rumusan masalah....................................................................................... 2 C. Tujuan ........................................................................................................ 2 BAB II. PEMBAHASAN A. Saringan Pasir Cepat .................................................................................. 3 B. Cara Pengelolaan Dengan Saringan Pasir Cepat ........................................ 5 C. Keunggulan dan Kelemahan Saringan Cepat ............................................. 9



BAB III . PENUTUP A. Kesimpulan .............................................................................................. 11 B. Saran ......................................................................................................... 12



DAFTAR PUSTAKA



ii



BAB I



PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Tiap makhluk hidup membutuhkan air. Air merupakan kebutuhan pokok hidup manusia dan sekitar 70-80 % dari berat badan tubuh manusia adalah mengandung air, untuk kebutuhan tersebut Organisasi Kesehatan Sedunia (WHO), menetapkan kebututhan per orang per hari di desa 60 liter, dikota antara 100 sampai 150 liter. Penyediaan air yang memenuhi syarat-syarat kesehatan memegang peranan penting dalam menurunkan angka kejadian berbagai jenis-jenis penyakit yang ditularkan melalui air atau terkait dengan air. Ada tingkat keprihatinan krusial dalam keterkaitan antara air dan kesehatan. Pertama adalah keterbatasan yang dihadapi oleh Negara-negara miskin air dan dampaknya terhadap kegiatan manusia. Kedua adalah pemeliharaan mutu air menghadapi permintaan yang semakin bertambah. Ketiga menyangkut hubungan langsung antara air dan kesehatan, khususnya kepada penyakit-penyakit yang diakibatkan oleh air dengan jumlah dan mutu yang kurang memenuhi syarat-syarat kesehatan. Suplai air yang tidak memenuhi syarat-syarat kesehatan menambah masalah, untuk mempertahankan mutu air dengan dasar pemikiran ini kebutuhan tersebut harus mencakup kuantitas dan kualitas. Oleh sebab itu pertimbangan-pertimbangan dari berbagai aspek perlu di perhatikan sebagai dasar perencanaan penyediaan air yang memenuhi syarat-syarat kesehatan baik aspek teknis (jumlah penduduk, perkembangan IPTEK dan pola hidup masyarakat serta keadaan daerah), aspek administrasi dan aspek social serta aspek hokum dan perundang undangan. 1



Kerena banyaknya masalah mengenai kebutuhan air maka perlua adanya upaya dalam memenuhi kebutuhan air yang sesuai aspek kesehatan seperti di lakukannya saringan pasir, ada dua saringan pasir, ada saringan pasir cepat da nada saringan pasir lambat, salah satunya yang di bahas pada makalah ini yaitu saringan pasir cepat yang merupakan teknologi pengolahan air sederhana dengan hasil bersih dan kualitas air yang bagus. B. Rumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang di atas adapun rumusan masalahanya yaitu “bagaimana cara melakukan penyaringan pasir cepat agar air yang dihasilkan itu bersih dan kualitas air bagus”.



C. Tujuan 1. Untuk mengetahui gambaran umum tentang saringan pasir cepat. 2. Untuk mengetahui cara pengelolaan air dengan saringan pasir cepat. 3. Untuk mengetahui keunggulan dan kelemahan saringan cepat.



2



BAB II



PEMBAHASAN



A. Saringan Pasir Cepat Saringan Pasir Cepat (SPC) atau bahasa kerennya Rapid Sand Filter (RSF) merupakan saringan air yang dapat menghasilkan debit air hasil penyaringan yang lebih banyak daripada Saringan Pasir Lambat (SPL). Walaupun demikian saringan ini kurang efektif untuk mengatasi bau dan rasa yang ada pada air yang disaring. Selain itu karena debit air yang cepat, lapisan bakteri yang berguna untuk menghilangkan patogen tidak akan terbentuk sebaik apa yang terjadi di Saringan Pasir Lambat. Sehingga akan membutuhkan proses disinfeksi kuman yang lebih intensif. Saringan pasir cepat mempunyai kecepatan 40 kali kecepatan saringan pasir lambat, dapat dicuci dan dapat digunakan koagulan kimia, sehingga untuk pengolahan air dengan kekeruhan tinggi. Pada saringan pasir cepat, biasanya digunakan pasir sebagai medium, tetapi prosesnya sangat berbeda dengan saringan pasir lambat. Hal ini disebabkan karena digiunakan butir pasir diambil lapisan besar/kasar, dengan ukuran efektif butir berkisar antara 0,4-1,2 mm, dan kecepatan filtrasinya lebih tinggi , biasanya antara 5-15 m Vm Vjam (120-360 𝑚3 /𝑚2 ). Untuk membersihkan tidak cukup hanya dengan diambil lapisan atasnya saja, tetapi dengan back wash. Ada penggunaan yang berbeda dari saringan cepat dalam pengolahan air minum. Di dalam pengolahan air tanah, saringan cepat digunakan untuk menghilangkan besi dan mangan. Untuk membantu proses filtrasi, sering dilakukan serasi sebagai pengolahan pendahuluan, untuk membentuk senyawa tidak terlarut dari besi dan mangan.



3



Untuk air dengan kekeruhan rendah, seperti sering terjadi di danau dan kadang-kadang disungai, saringan cepat dapat/mampu menghilangkan bakteri pathogen dan virus. Pengolahan akhir seperti khlorinasi penting untuk memperoleh air yang aman. Dalam mengolah air sungai dengan tingkat kekeruhan yang tinggi, saringan cepat dalam digunakan sebagai pengolahan pendahuluan untuk mengurangi beban dari saringan pasir lambat atau dapat digunakan untuk mengolah air yang dijernihkan dengan koagulasi, flokulasi dan sedimentasi dalam hal ini sekali lagi perlu dilakukan khlorinasi akhir. Saringan pasir cepat terbuka disebut juga dengan saringan gravitasi, saringan jenis ini merupakan yang sering digunakan dalam pengolahan air untuk menghilangkan flok yang tidak mengendap setelah koagulasi dan sedimentasi. Media penyaring saringan pasir cepat adalah pasir kasar berukuran antara 4,4-1,22 mm dengan kecepatan penyaringan diatur antara 515 𝑚3 /𝑚2 jam. Lapisan pasir setebal 0,6-8 m ditempatkan di dalam bak beton dengan kedalaman 2,7 m diatas lapisan koral ditempatkan pipa-pipa pengumpul air bersih. Tinggi air diatas permukaan saringan 0,9-1,2 m. selamanya penyaringan air turun kebawah melalui lapisan saringan karena kombinasi dari tekanan air di atas dan hisapan dari bawah. Filter dibersihkan dengan back wash dari bawah ke atas. Zat yang tersuspensi yang bertahan dipermukaan filter dipermukaan filter akan terbawa air. Dan ditampung pada pipa/salurkan khusus dialirkan keluar bak. Adapun persyaratan pasir untuk saringan pasir: 1. Bersih tidak mengandung tanah liat dan zat organic 2. Butiran maksimum 2 mm 3. Derajat kekerasan 0,3 - 0,8 4. Berat jenis 2,35 – 2,65 5. Air bekas cucian tidak mengandung SiO2 lebih dari30



4



B. Cara Pengelolaan Dengan Saringan Pasir Cepat Pengolahan air penyaringan pasir ada tiga jenis, yaitu saringan pasir cepat, saringan pasir lambat dan saringan bertekanan. Salah satu contoh pengolahan air bersih adalah dengan saringan pasir cepat. Salah satu contoh sistem kerja dari pengolahan air dengan saringan pasir cepat ini adalah dari bak sedimentasi air dialirkan ke dalam bak aerasi dan filtrasi yang berisi media pasir, kerikil, arang aktif, zeolit dan ijuk. Kemudian dari bak filtrasi air dialirkan ke dalam bak penampungan akhir. Zeolit disini berfungsi untuk menurunkan kadar Fe dan Mn melalui pertukaran ion. Sedangakan adanya kerikil dan pasir untuk menurunkan kekeruhan. Aerasi juga berfungsi untuk menurunkan kadar Fe. Penambahan arang aktif pada media filtrasi bertujuan untuk menurunkan bau kaporit yang ditambahkan pada bak sedimentasi. Sedangkan pada bak sedimentasi berfungsi untuk mengendapkan bahan-bahan padat tersuspensi atau suspended solid dengan menggunakan gaya gravitasi. Endapan pada sedimentasi secara periodik harus dibuang karena nantinya akan membusuk dan menimbulkan gas. Flok-flok yang belum mengendap perlu dilakukan penyaringan. Pada bak sedimentasi ditambahkan kaporit untuk membunuh kuman penyakit, tawas untuk mempercepat proses pengendapan yaitu lumpur yang kecil-kecil menjadi kepingan yang lebih besar, serta Bubuk batu kapur untuk menetralkan keasaman, karena air yang telah diberi tawas tadi menimbulkan keasaman sehingga pH tidak normal. Filter pasir cepat merupakan filter dengan kecepatan filtrasi cepat 4 hingga 21 m/jam, didahului dengan proses koagulasi – flokulasidan pengendapan untuk memisahkan padatan tersuspensi. Jika kekeruhan pada influen filter pasir cepaat berkisar 5 – 10 NTU maka efesiensi penurunan kekeruhannya dapat mencapai 90 – 98 %.



1. Mekanisme filtrasi yang dominan dalam filter pasir cepat adalah mechanical straining, yaitu tertangkapnya partikel oleh media filter karena ukuran partikel lebih besar daripada ukuran pori-pori media, 5



sedangkan mekanisme filtrasi dalam filter pasir lambat adalah proses biologis. 2. Filtrasi dengan membran ditujukan untuk menyaring bahan berukuran molekuler dan ionik. Untuk berlangsungnya filtrasi ini, diperlukan driving force, seperti perbedaan konsentrasi, potensial listrik, perbedaan tekanan, dan sebagainya. 3. Filter karbon aktif merupakan media untuk proses adsorpsi yang ditujukan untuk menghilangkan bahan organik dalam air.



Saringan pasir cepat



Proses yang terjadi pada unit filter adalah penyaringan (filtrasi). Filtrasi merupakan proses alami yang terjadi di dalam tanah, yaitu air tanah melewati media berbutir dalam tanah dan terjadi proses penyaringan. Dengan meniru proses alam ini, dikembangkan rekayasa dalam bentuk unit filter. Tujuan filtrasi adalah untuk menghilangkan partikel yang tersuspensi dan koloidal dengan cara menyaringnya dengan media filter. Selain itu, filtrasi dapat menghilangkan bakteri secara efektif dan juga membantu penyisihan warna, rasa, bau, besi dan mangan.



6



Berdasarkan kecepatan alirannya, filtrasi dibagi menjadi: 1. Slow sand filter (saringan pasir lambat), merupakan penyaringan partikel yang tidak didahului oleh proses pengolahan kimiawi (koagulasi). Kecepatan aliran dalam media pasir ini kecil karena ukuran media pasir lebih kecil. Saringan pasir lambat lebih menyerupai penyaringan air secara alami. 2. Rapid sand filter (saringan pasir cepat), merupakan penyaringan partikel yang didahului oleh proses pengolahan kimiawi (koagulasi). Kecepatan aliran air dalam media pasir lebih besar karena ukuran media pasir lebih besar. Biasanya filter ini digunakan untuk menyaring partikel yang tidak terendapkan di bak sedimentasi.



Berdasarkan arah alirannya, filtrasi dibagi menjadi: a. down-flow filtration b. up-flow filtration c. up flow-down flow filtration d. horizontal flow filtration Berdasarkan sistem pengaliran/driving force, filtrasi dibagi menjadi: a. gravity filtration b. pressure filtration Selain pasir sebagai media filter, terdapat juga membran dan karbon aktif sebagai media filtrasi dengan tujuan yang lebih khusus. Membran biasanya digunakan sebagai media filter untuk proses penyaringan bahan yang ukurannya jauh lebih kecil dibandingkan ukuran partikel (suspended solid). Karbon aktif digunakan untuk media adsorpsi dengan tujuan untuk menghilangkan bahan organik. 7



Mekanisme filtrasi dalam filter pasir cepat meliputi: a. Penyaringan secara mekanis (mechanical straining) b. Sedimentasi c. Adsorpsi atau gaya elektrokinetik d. Koagulasi di dalam filter bed e. Aktivitas biologis Bagian-bagian dari filter pasir cepat meliputi: a. Bak filter. Bak ini merupakan tempat proses filtrasi berlangsung. Jumlah dan ukuran bak tergantung debit pegolahan (minimum dua bak) b. Media filter. Media filter merupakan bahan berbutir/granular yang mempunyai pori-pori. Di pori-pori antar butiran inilah air mengalir dan terjadilah proses penyaringan. Media dapat tersusun oleh satu macam bahan (single media), dua macam (dual media), atau banyak media (multi media). Susunan media berdasarkan ukurannya dibedakan menjadi: • Seragam (uniform) • Gradasi (stratified) • Tercampur (mixed) c. Sistem underdrain. Underdrain merupakan sistem pengaliran air yang telah melewati proses filtrasi yang terletak di bawah media filter. Underdrain terdiri atas: 



Orifice, yaitu lubang pada sepanjang pipa lateral sebagai jalan masuknya air dari media filter ke dalam pipa.







Lateral, yaitu pipa cabang yang terletak di sepanjang pipa manifold. 8







Manifold, yaitu pipa utama yang menampung air dari lateral dan mengalirkannya ke bangunan penampung air.



Pengoperasian filter pasir cepat adalah sebagai berikut: 



Selama proses filtrasi berlangsung, partikel yang terbawa air akan tersaring di media filter. Sementara itu, air terus mengalir melewati media pasir dan penyangga, masuk lubang/orifice, ke pipa lateral, terkumpul di pipa manifold, dan akhirnya air keluar menuju bak penampung







Partikel yang tersaring di media lama kelamaan akan menyumbat pori-pori media sehingga terjadi clogging (penyumbatan). Clogging ini akan meningkatkan headloss aliran air di media. Peningkatan headloss dapat dilihat dari meningkatnya permukaan air di atas media atau menurunnya debit filtrasi. Untuk menghilangkan clogging, dilakukan pencucian media.







Pencucian dilakukan dengan cara memberikan aliran balik pada media (backwash) dengan tujuan untuk mengurai media dan mengangkat kotoran yang menyumbat pori-pori media filter. Aliran air dari manifold, ke lateral, keluar orifice, naik ke media hingga media terangkat, dan air dibuang melewati gutter yang terletak di atas media.







Bila media filter telah bersih, filter dapat dioperasikan kembali.



C. Keunggulan dan Kelemahan Saringan Cepat Saringan Pasir Cepat adalah jenis filter yang digunakan dalam pemurnian air. Rapid Sand Filter pertama kali digunakan di Amerika Serikat pada 1896 dan secara luas digunakan dalam sistem air kota besar pada tahun 1920, karena mereka membutuhkan lahan lebih kecil dibandingkan dengan Slow sand filter.



9



Saringan pasir cepat menggunakan pasir kasar dan butiran media untuk menghilangkan partikel dan kotoran yang telah terperangkap dalam flok melalui penggunaan flokulasi kimia. Air dan flok mengalir melalui media filter di bawah gravitasi atau di bawah tekanan pompa dan bahan flokulasi yang terperangkap dalam matriks pasir. Rapid sand filter merupakan proses filtrasi yang dilakukan setelah proses koagulasi,flokulasi dan sedimentasi.. Zat kimia,sering digunakan proses sistem filtrasi.



1.



Keuntungan : a. Laju aliran jauh lebih tinggi dari saringan pasir lambat, sekitar 150200.000.000 galon air per hektar per hari b. Membutuhkan area tanah yang relatif kecil c. Kurang sensitif terhadap perubahan kualitas air baku, misalnya kekeruhan d. Kurang memerlukan kuantitas pasir



2. Kekurangan: a. Memerlukan perawatan yang lebih besar dari saringan pasir lambat. Umumnya tidak efektif terhadap masalah rasa dan bau. b. Menghasilkan volume besar lumpur untuk dibuang. c. Membutuhkan investasi yang



mahal pada reagensia flokulasi



(flocculation reagents) d. Pengolahan



air



baku



dengan



bahan



kimia



sangat



penting.



Terampil pengawasan sangat penting. e. Biaya pemeliharaan yang lebih tinggi. f. Tidak bisa menghilangkan bakteri.



10



BAB III



PENUTUP



A. Kesimpulan 1. Saringan Pasir Cepat (SPC) atau bahasa kerennya Rapid Sand Filter (RSF) merupakan saringan air yang dapat menghasilkan debit air hasil penyaringan yang lebih banyak daripada Saringan Pasir Lambat (SPL). Walaupun demikian saringan ini kurang efektif untuk mengatasi bau dan rasa yang ada pada air yang disaring. Selain itu karena debit air yang cepat, lapisan bakteri yang berguna untuk menghilangkan patogen tidak akan terbentuk sebaik apa yang terjadi di Saringan Pasir Lambat. Sehingga akan membutuhkan proses disinfeksi kuman yang lebih intensif.



2. Keuntungan : a. Laju aliran jauh lebih tinggi dari saringan pasir lambat, sekitar 150200.000.000 galon air per hektar per hari b. Membutuhkan area tanah yang relatif kecil c. Kurang sensitif terhadap perubahan kualitas air baku, misalnya kekeruhan d. Kurang memerlukan kuantitas pasir



3. Kekurangan: a. Memerlukan perawatan yang lebih besar dari saringan pasir lambat. Umumnya tidak efektif terhadap masalah rasa dan bau. g. Menghasilkan volume besar lumpur untuk dibuang. h. Membutuhkan investasi yang



mahal pada reagensia flokulasi



(flocculation reagents) i. Pengolahan



air



baku



dengan



bahan



kimia



sangat



penting.



Terampil pengawasan sangat penting. 11



j. Biaya pemeliharaan yang lebih tinggi. k. Tidak bisa menghilangkan bakteri.



B. Saran Semoga dengan adanya makalah ini dapat menjadi sumber referensi pembaca sehingga dapat direalisasikan dalam kehidupan maupun membantu dalam menyelesaaikan tugas kuliah bagi mahasiswa. Serta perlu adanya modifikasi dalam pembaruan teknologi penyaringan pasir cepat, karena masih banyaknya kekurangan yang terdapat dalam penyaringan ini.



12



DAFTAR PUSTAKA



Alaerts.G.dkk. 1984. Metoda Penelitian Air. Usaha Nasional. Surabaya Dordoratika.2011. Rapid Sand Filter. http://doratikaenviroo.blogspot.co.id/rapidsand-filter-pasir-cepat. (diakses pada tanggal 15/12/17) Ronny Muntu. 2015. Penyehatan Air .politeknik Kesehatan Jurusan Kesehatan Lingkungan. Makassar Ronny Muntu. 2003. Dasar-Dasar Kesehatan Lingkungan .politeknik Kesehatan Jurusan Kesehatan Lingkungan. Makassar