BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Air dan Kehidupan

Menurut Kusnaedi (2010), faktor yang mempengaruhi derajat kesehatan

masyakat diantaranya tingkat ekonomi, pendidikan, keadaan lingkungan, dan

kehidupan sosial budaya. Faktor yang penting dan dominan dalam penentuan

derajat kesehatan masyarakat adalah keadaan lingkungan. Salah satu

komponen lingkungan yang mempunyai perana cukup besar dalam kehidupan

air.

Air bersih merupakan kebutuhan pokok yang harus terpenuhi setiap hari

secara berkelanjutan . Peningkatan jumlah penduduk yang diiringi peningkatan

jumlah fasilitas sosial, menimbulkan permasalahan penyuplaian air bersih

(Wardhana dan Surya, 2011; Said, 2012).

Manusia dan semua mahkluk hidup lainnya butuh air. Air merupakan

material yang membuat kehidupan terjadi di bumi. Menurut dokter dan ahli

kesehatan manusia wajib minum air putih 8 gelas per hari. Air merupakan

kebutuhan dasar manusia yang vital. Manusia tidak dapat hidup tanpa air, sebab

tubuh manusia terdiri dari 85% air. Air dipergunakan oleh manusia dalam

kehidupan sehari-hari untuk mandi, minum dan cuci. Tumbuhan dan binatang

juga mutlak membutuhkan air. Tanpa air semua kehidupan didunia akan mati,

sehingga dapat dikatakan air merupakan salah satu sumber kehidupan. Dengan

kata lain air merupakan zat yang paling esensial dibutuhkan makhluk hidup

(Kodoatie dan Sjarief, 2010).

Disamping itu bagi manusia air berperan penting dalam kegiatan pertanian,

industri, dan pemenuhan kebutuhan rumah tangga. Air yang digunakan harus

memenuhi syarat dari segi kualitas maupun kuantitasnya. Secara kualitas, air

harus tersedia ada kondisi yang memenuhi syarat kesehatan. Kualitas air dapat

ditinjuan dari segi fisika, kimia dan biologi. Air yang dapat digunakan untuk

keperluan sehari-hari harus memenuhi standar baku air untuk rumah tangga.

Kualitas air yang baik selamanya tersedia di alam. Adanya perkembangan

industri dan pemukiman dapat mangancam kelestarian air bersih. Bahkan

didaerah-daerah tertentu, air yang tersedia tidak memenuhi syarat kesehatan

secara alam sehingga diperlukan upaya perbaikan upaya perbaikan sacara

sederhana maupun modern (Kusnedi, 2010).

Banyak penduduk yang terpaksa memanfaatkan air yang kurang bagus

kualitasnya. Tentu saja hal ini akan berakibat kurang baik bagi kesehatan

masyarakat. Pada jangka pendek, kualitas air yang tidak baik dapat

mengakibatkan muntaber, diare, kolera, typus atau disentri. Hal ini dapat terjadi

pada keadaan lingkungan yang kurang baik. Bila air tanah dan air permukaan

tercemari oleh kotoran, secara otomatis kuman-kuman tersebar ke sumber air

yang dipakai untuk keperluan rumah tangga. Dalam jangka panjang, air yang

berkualitas kurang baik dapat mengakibatkan penyakit keropos tulang, korosi

gigi, anemia, dan kerusakan ginjal. Hal ini terjadi karena terdapatnya logam-

logam berat yang bersifat toksit (racun) dan pengendapan pada ginjal sehingga

mengganggu fungsi ginjal (Kusnaedi, 2010).

2.2. Standar Baku Air Minum

Penetapan standar mutu air minum bagi masyarakat sangatlah penting

karena air merupakan kebutuhan sehari-hari yang sangat vital. Pemerintah telah

berupaya membuat standar mutu air minum melalui peraturan Menteri Kesehatan

Republik Indonesia No. 907/MENKES/SK/VII/2002 tentang syarat-syarat dan

Pengawasan Kualitas Air Minum. Peraturan menteri tersebut sangat sinkron

dengan standar WHO.

Menurut Permanasari, 2012, Kualitas air dipengaruhi oleh beberapa faktor

sebagai berikut :

1. Siklus air,

2. Tingkat konsentrasi garam,

3. Tingkat konsentrasi magnesium dan kalsium,

4. Warna/kejernihan air dipengaruhi sedimentasi,

5. Rasa dan bau dipengaruhi organism mikroskopik, limbah industri,

6. Biological faktor (jumlah oksigen dalam air),

Sedang standar kualitas air bertujuan untuk memelihara, melindungi, dan

mempertinggi derajat kesehatan masyarakat, terutama dalam pengelolaan air

atau kegiatan usaha mengolah dan mendistribusikan air minum untuk

masyarakat umum. Dengan adanya standardisasi tersebut, dapat dinilai

kelayakan pendistribusian sumber air untuk keperluan rumah tangga atau

masyarakat umum (Kusnaedi, 2010).

2.3. Persyaratan Air Minum

Kualitas air yang digunakan sebagai air minum sebaiknya memenuhi

persyaratan secara fisik, kimia dan mikrobiologi (Kusnaedi, 2010; Sutrisno,

1996).

2.3.1. Persyaratan Fisik

Menurut Kusnaedi, 2010, air yang berkualitas baik harus memenuhi

persyaratan fisik sebagai berikut:

1. Tidak berwarna

Air untuk keprluan rumah tangga harus jernih. Air yang berwarna berarti

mengandung bahan-bahan lain yang berbahaya bagi kesehatan.

2. Temperaturnya normal

Air yang baik harus harus memahami temperatur sama dengan temperatur

udara (20-26º C). Air yang secara mencolok mempunyai temperatur di atas atau

di bawah temperatur udara, berarti mengandung zat-zat tertentu (misalnya, fenol

yang terlarut di dalam air yang cukup banyak) atau sedang terjadi proses tertentu

(proses dekomposisi bahan organik oleh mikroorganisme yang menghasilkan

energi) yang mengeluarkan atau menyerap energi dalam air.

3. Rasanya tawar

Air bisa dirasakan oleh lidah. Air yang terasa asam, manis, pahit, atau asin

menunjukkan kualitas air tersebut tidak baik. Rasa asin disebabkan oleh adanya

garam tertentu yang larut dalam air, sedangkan rasa asam diakibatkan adanya

asam organik maupun asam anorganik.

4. Tidak berbau

Air yang baik memiliki ciri tidak berbau bila dicium dari jauh maupun dekat.

Air yang berbau busuk mengandung bahan organik yang sedang mengalami

dekomposisi (penguraian) oleh mikroorganisme air.

5. Jernih atau tidak keruh

Air yang keruh disebabkan oleh adanya butiran-butiran koloid dari bahan

tanah liat. Semakin banyak kandungan koloid maka air semakin keruh. Derajat

kekeruhan dinyatakan dengan satuan unit.

6. Tidak mengandung zat padatan

Air minum yang baik tidak boleh mengandung zat padatan, walaupun

jernih, air yang mengandung padatan yang terapung tidak baik digunakan

sebagai air minum. Apabila air dididihkan, zat padat tersebut dapat larut

sehingga menurunkan kualitas air minum.

2.3.2. Persyaratan Kimia

Menurut Kusnaedi (2010), kualitas air tergolong baik bila memenuhi

persyaratan kimia sebagai berikut :

1. pH Netral

Derajat kesamaan air minum harus netral, tidak boleh bersifat asam

maupun basa. Air yang mempunyai pH rendah akan terasa asam. Contoh air

alam yang terasa asam adalah air gambut. Skala pH 7. Apabila pH dibawah 7,

berarti air bersifat asam. Bila diatas 7, berarti bersifat basa (rasa pahit).

2. Tidak mengandung bahan kimia beracun

Air yang berkualitas bila tidak mengandung bahan kimia beracun seperti

sianida sulfide dan fenolik.

3. Tidak mengandung garam atau ion-ion logam

Air yang berkualitas baik tidak mengandung garam atau ion logam seperti

Fe, Mg, Ca, K, Zn, Mn, D, dan Cr.

4. Keadaan rendah

Tinggi kesadahan berhubungan dengan garam-garam yang terlarut di

dalam air terutama garam ca dan Mg.

5. Tidak mengandung bahan organik

Kandungan bahan organik dapat terurai menjadi zat-zat yang berbahaya

bagi kesehatan. Bahan-bahan organik itu seperti NH4 , H2 S, SO42−, dan NO3.

2.3.3. Persyaratan Mikrobiologis

Menurut Sutrisno (1996), persyaratan mikrobiologis yang harus dipenuhi

oleh air adalah sebagai berikut :

1. Tidak mengandung bakteri pathogen, misalnya bakteri golongan coli,

salmonella typhi, vibro chlotera. Kuman-kuman ini mudah tersebar melalui air.

2. Tidak mengandung bakteri nonpatogen, seperti actinomycetes, phytoplankton

coliform, dadocera.

2.4. Pengolahan Air Minum

Menurut Kusnaedi (2010), proses pengolahan air minum merupakan

proses perubahan sifat fisik, kimia dan biologi air baku agar memenuhi syarat

untuk digunakan sebagai air minum. Tujuan dari kegiatan pengolahan air minum

adalah sebagai berikut :

1. Menurunkan kekeruhan

2. Mengurangi bau, rasa dan warna

3. Menurunkan dan mematikan mikroorganisme

4. Mengurangi kadar bahan-bahan yang terlarut dalam air

5. Menurunkan kesadahan

6. Memperbaikai derajat keasaman (pH)

Pengolahan air dapat dilakukan secara individu maupun kolektif. Dengan

berkembangnya penduduk dan teknologi di perkotaan, pengolohan air khusus

dilakukan oleh Perusahan Air Minum (PAM). Selain mengolah air, PAM juga

mendistribusikannya ke rumah-rumah penduduk namun, di desa belum ada

perusahaan yang khusus mengolah dan mendistribusikan air bersih. Oleh karena

itu, jika terdapat air yang kualitasnya kurang baik perlu dilakukan pengolahan

dengamn teknik sederhana dan tepat guna sesuai dengan bahan yang ada

dilokasi (Kusnaedi, 2010).

Proses kimia pada pengolahan air minum di antaranya meliputi koagulasi,

Aerasi, Reduksi dan oksidasi. Semua proses kimia tersebut dapat dilakukan

secara sederhana ataupun dengan menggunakan teknik modern. Pegolahan air

secara biologi untuk mematikan bakteri pathogen dapat berlangsung bersama-

sama dengan reaksi kimia dan fisik atau secara khusus dengan pemberian

disenfaktan. Cara yang paling sederhana untuk mematikan mikro organisme

yaitu dengan pemanasan sampai 100ºC (Kusnaedi, 2010).

2.5. Prinsip Dasar Pengolahan Air Di pedesaan

Menurut Kusnaedi (2010), prinsip dasar pengolahan air di pedesaan

meliputi beberapa aspek berikut ini :

a. Bersifat tepat guna dan sesuai dengan kondisi, lingkungan fisik, maupun

sosial budaya masyarakat setempat.

b. Pengoperasiannya mudah dan sederhana.

c. Bahan-bahan yang digunakn berharga murah.

d. Bahan-bahan yang digunakan tersedia dilokasi dan mudah diperoleh.

e. Efektif, memiliki daya pembersih yang besar untuk memurnikan air.

2.5.1. Pengolahan Air Secara Fisik.

Menurut Kusnaedi (2010), pengolahan air secara fisik serta mudah

dilakukan di pedesan berupa hal-hal sebagai berikut :

1. Penyaringan (filtrasi)

Penyaringan merupakan proses pemisahan antara padatan/koloid dengan

cairan. Proses penyaringan bisa merupakan proses awal (primary treatment)

atau penyaringan dari proses sebelumnya, misalnya penyaringan dari hasil

konyugasi. Bahan padatan umumnya dapat dilihat langsung terapung, seperti

potongan kayu atau potongan sayuran. Bahan padatan berupa logam, tulang,

bulu atau daun dapt disaring secara kasar atau sedang mulai proses awal

(primary treatment).

Apabila air olahan yang akan disaring berupa cairan yang mengandung

butiran halus atau bahan-bahan yang larut, sebelum proses penyaringan

sebaiknya dilakukan proses koagulasi atau netralisasi yang menghasilkan

endapan. Dengan demikian, bahan-bahan tersebut dapat dipisahkan dari cairan

melalui filtrasi. Apabila air olahan mempunyai padatan dengan ukuran seragam,

saringan yang digunakan adalah single medium. Sebaliknya, bila ukuran padatan

beragam, digunakan saringan dual medium atau three medium. Penyaringan air

olahan yang mengandung padatan beragam dari ukuran besar sampai

kecil/halus. ingan Penyaringan dilakukan dengan cara membuat saringan

bertingkat, yaitu saringan kasar, saringan sedang, sampai saringan halus.

Bentuk dan jenis saringan bermacam-macam. Penyaringan bahan padatan

kasar menggunakan saringan berukuran 5-20 mm, sedangkan padatan yang

halus (hiperfiltrasi) dapat menggunakan saringan yang lebih halus lagi. Saringan

ini diusahakan mudah diangkat dan dibersihkan.

Jenis saringan yang biasa digunakan adalah saringan bergetar,

barscreensracks, dan bak penyaringan pasir lambat. Jenis saringan yang banyak

digunakan adalah saringan bak pasir dan batuan. Saringan pasir menggunakan

batu krikil dan pasir. Pasir yang baik untuk penyaringan adalah pasir kuarsa.

Jenis saringan menurut konstruksinya dibedakan menjadi saringan miring,

saringan pembawa, saringan sentrifugal dan drum berputar. Kecepatan

penyaringan dikelompokkan menjadi tiga, yaitu filtrasi lambat (0,2-2

liter/menit/ft²), filtrasi cepat (4-8 liter/menit/ft²). menurut tipenya, saringan

dibedakan menjadi tiga.

1. Single medium : Saringan untuk menyaring air yang mengandung

padatan dengan ukuran seragam.

2. Dual medium : Saringan untuk menyaring air limbah yang didominasi

oleh dua ukuran padatan.

3. Three medium : Saringan untuk menyaring air limbah yang

mengandung padatan dengan ukuran yang beragam.

Sistem aliran air olahan dalam sistem filtrasi terdiri dari beberapa macam.

Penentuan aliran ini memperhatikan sifat dari limbah padat yang difiltrasi. Sistem

aliran tersebut dibagi menjadi empat sistem yaitu aliran horizontal (horizontal

filtration), aliran gravitasi (gravitation filtration), aliran dari bawah ke atas (up flow

filtration), dan aliran ganda (bitflow filtration).

2. Pengendapan (Sedimentasi)

Sedimentasi merupakan proses pengendapan bahan padat dari air olahan.

Proses sedimentasi bisa terjadi bila air limbah memounyai berat jenis lebih besar

daripada air sehingga mudah tenggelam.

Proses pengendapan ada yang bisa terjadi langsung, tetapi ada pula yang

memerlukan proses pendahuluan, seperti koagulasi atau reaksi kimia. Prinsip

sedimentasi adalah pemisahan bagian padat dengan memenfaatkan gaya

gravitasi sehingga bagian yang padat berada di dasar kolam pengendapan,

sehingga air murni di atas.

3. Absorpsi dan Adsorpsi

Absorpsi merupakan proses penyerapan bahan-bahan tertentu. Dengan

penyerapan tersebut, air menjadi jernih karena zat-zat didalamnya diikat oleh

absorben.

Absorpsi umumnya menggunakan bahan absorben dari karbon aktif.

Pemakaiannya dengan cara membubuhkan karbon aktif bubuk kedalam air

olahan atau dengan cara menyalurkan air melalui saringan yang medianya

terbuat dari karbon aktif kasar. Sistem ini efektif untuk mengurangi warna serta

menghilangkan baud an rasa. Proses kerja penyerapan yaitu penyerapan ion-ion

bebas dalam air yang dilakukan oleh absorben. Sebagai contoh, penyerapan ion

oleh karbon aktif.

Absorben yang umum digunakan adalah karbon aktif karena cocok untuk

pengolahan air olahan yang mengandung fenol dan bahan yang memiliki berat

molekul tinggi. Karbon aktif yang digunakan dapat berbentuk granula atau serbuk

dengan waktu kontak 30 menit dalam tangki pengolahan yang dilengkapi dengan

pengaduk. Setiap gram kabon aktif dapat mengabsorpsi 0,4-0,9 gr fenol. Karbon

aktif biasanya dibuat dari onthracile, bituminous, petroleum coke, dan arang

tempurung kelapa atau arang kayu.

Aplikasi absorpsi yaitu dengan cara mencampurkan absorben dengan

serbuk karbon aktif dengan cara menjadi karbon aktif sebagai media filtrasi

(filtration bed). Apabila absorben dicampurkan dengan serbuk karbon aktif,

selanjutnya disaring. Namun, apabila karbon aktif digunakan sebagai media

penyaring, dipilih karbon aktif yang berbentuk granula dan secara berkala harus

dicuci atau diganti dengan yang baru. Disamping dapat mengabsorpsi fenol,

karbon aktif juga dapat mengabsorpsi racun dan mikroorganisme.

Absorpsi merupakan penangkapan/pengiktan ion-ion bebas di dalam air

oleh absorben. Contoh zat yang digunakan untuk proses adsorpsi adalah zeolit

dan resi yang merupakan polimerisasi dari polihidrik fenol dengan formaldehid.

Contohnya, pengikat ion Ca2+ dan Na+. setiap gram resin dapat mengadsorpsi

asam 4-9 mev (milliquivalen). Banyaknya adsorben yang diperlukan tergantung

konsentrasi larutan. Semakin tinggi konsentrasi larutan, semakin besar pula

adsorben yang diperlukan untuk menjernihkan air.

2.6. Media Pengolahan Air Bersih

Media pengolahan air sangat diperlukan untuk mendukung kelancaran

proses pengolahan air bersih. Media yang digunakan mampu menyerap ion-ion

dalam air sehingga air menjadi jernih dan bebas dari unsure logam yang

membahayakan kesehatan.

2.6.1. Karbon Aktif

Karbon aktif adalah sejenis adsorben (penyerap). Berwarna hitam,

berbentuk granula, bulat, pellet atau bubuk. Karbon aktif dipakai dalam proses

pemurnian udara, gas, larutan atau cairan dalam proses recovery suatu logam

dari biji logamnya dan juga dipakai sebagai support katalis. Karbon aktif juga

dipakai dalam pemurnian gas dan udara, safety mask dan respirator, seragam

militer, adsorbent foams, industry nuklir, electroplating solutions, deklorisasi,

penyerap rasa dan bau dari air, aquarium, cigarette filter serta penghilang

senyawa-senyawa organic dalam air. Hanya dengan satu gram dari karbon aktif,

akan didapatkan suatu material yang memiliki luas permukaan kira-kira sebesar

500 m2. Dengan luas permukaan yang sangat besar ini, karbon aktif memiliki

kemampuan menyerap (adsorbsi) zat-zat yang terkandung dalam air dan udara.

Dengan demikian, arang aktif ini sangat efektif dalam menyerap zat terlarut

dalam air, baik organic maupu anorganik. Oleh karena itu, karbon aktif biasanya

dibuat dari petroleum coke, serbuk gergaji, lignit, batu bara, peat, kayu,

tempurung kelapa dan biji buah-buahan. Kesemuanya itu ada kalanya dapat

langsung diproses sebagai karbon aktif dan ada pula yang melalui proses

aktivasi. Cara mengaktifkaan karbon adalah dengan memakai gas pengoksida

seperti udara, steam, atau karbondioksida dan klorida bahan baku dengan

memakai chemical agent, seperti seng klorida atau phosphoric acid (Kusnaedi,

2010).

Ada tiga jenis karbon aktif yang terbuat dari tempurung kelapa yang banyak

dipasarkan , yaitu sebagai berikut (Kusnaedi, 2010) :

1. Bentuk serbuk : bentuk dan ukuran karbon aktif ini lebih kecil dari 0,18 mm.

karbon aktif ini digunakan dalam aplikasi fase cair dan gas.

2. Bentuk granula : bentuknya tidak beraturan dengan ukuran 0,2-5 mm. jenis

ini umumnya digunakan dalam aplikasi fase cair dan gas.

3. Bentuk pellet : berdiameter 0,8-5 mm. kegunaannya adalah untuk aplikasi

fase gas , karena mempunyai tekanan rendah, kekuatan mekanik tinggi dan

kadar abu rendah.

Gambar 1. Bahan pembuat akrbon aktif dan karbon aktif

2.6.2. Pasir Kuarsa

Menurut (Kusnaedi, 2010) pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir

putih atau pasir silica (silica sand) merupakan hasil pelapukan batuan yang

mengandung mineral utama, seperti kuarsa dan feldspar. Hasil pelapukan

kemudian tercuci dan terbawa oleh air atau angin yang terendapkan di tepi-tepi

sungai, danau dan laut. Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas

Kristal-kristal silica (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa

selama proses pengendapan. Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari

SiO2, Fe2O3, AI2O3, TiO2, CaO, MgO danK2O berwarna putih bening atau

warna lain tergantung pada senyawa pengotornya, kekerasan 7 (skala Mohs),

berat jenis 2,65 titik lebur 17-150C, bentuk Kristal heksagonal, panas spesifik

0,185.

2.6.3. Pasir Lain

Pada umumnya semua pasir yang ada di Indonesia dalam bentuk batuan

beku keras yang dihaluskan dapat digunakan sebagai media filter untuk

pengolahan air. Namun, efektivitasnya berbeda-beda. Secara umum zeolit aktif

lebih baik karena lebih berkemampuan untuk menukar ion. Batuan beku yang

bisa digunakan sebagai media filter pengolahan air adalah cadas yang biasa

ditambang dari bukit untuk bahan bangunan, pasir hitam dari sungai untuk

campuran beton, batuan andesit atau batuan split beton. Cara menggunakannya

cukup dengan dihaluskan saja. Pasir beton juga bisa digunakan untuk

penyaringan. Prosesnya harus dicuci serta dibuang debu dan kotorannya

(Kusnaedi, 2010).

2.6.4. Ijuk

Pemilahan ijuk yang di gunakan sebagai filter sangatlah penting, oleh

karena itu saya ikut serta dalam pengambilah ijuk tersebut. Pembersihan serta

pencucian ijuk tersebut memerlukan waktu sehari. Adapun ukuran ijuk yang di

masukkan dalam tabung filter adalah 40 cm. Fungsi ijuk yaitu menghambat

masuknya benda-benda berupa debu akibat pasir yang menyusut.

2.6.5. Kerikil

Kerikil merupakan bebatuan kecil, biasanya batu granit yang di pecahkan.

Ukuran kerikil yang sellalu di gunakan ialah antara 2 mm dan 75 mm. Kerikill

adalah bahan penyaring (filter) yang berada di atas dari beberapa penyaring lain,

karena kerikil bisa menghambat lumpur yang terbawa oleh air. Adapun jenis

kerikil yang di gunakan adalah kerikil sungai. Sebelum di masukkan dalamtabung

alat penjernih air kerikil tersebut di rendam selama seharian.

2.6.6. Pasir

Pasir adalah bahan berbutir terbentuk secara semula jadi yang terdiri dari

pada batu dan zarah galian kecil yang halus. Ada dua jenis pasir yang sering di

gunakan oleh masyarakat pada umumnya. Dalam pemilihan bahan filltrasi kami

menggunakan pasir sungai sebagai media filter alat penjernih air. Ukuran pasir

yang di masukkan dalam tabung (pipa pvc) adalah 40 cm.

2.7. Tangki Air (Tabung Penampungan)

Pemilihan pompa sangatlah berpengaruh untuk menyuplai air dari sumber

mata air ke head (tabung alat penjernih). Dalam memilih suatu pompa untuk

suatu maksud tertentu, terlebih dahulu harus di ketehui kapasitas serta head

yang diperlukan untuk mengalirkan zat cair yang akan di pompa. Selain dari pada

itu, agar pompa dapat bekerja tanpa mengalami kavitasi, perlu di taksir beberapa

tekanan minimum yang tersedia pada sisi masuk pompa yang terpasang pada

instalasinya. Atas dasar tekanan isap ini maka putaran pompa dapat di tentukan.

Kapasitas aliran, head, dan putaran pompa dapat di tentukan seperti tersebut di

atas. Tetapi apa bila perubahan kondisi operasi sangat besar (khususnya

perubahan aliran dan head) maka putaran dan ukuran pompa yang akan dipilih

harus ditentukan dengan memperhitungkan hal tersebut. Selanjutnya untuk

menentukan penggerak mula yang akan dipakai, harus dahulu dilakukan

penyelidikan tentang jenis sumber tenaga yang dapat dipergunakan di tempat

yang bersangkutan.

Berdasarkan pembuatan alat maka di pilih tabung sebagai penampungan

air jernih,dengan ukuran atau kapasitas 650 liter. Tangki yang digunakan untuk

penampungan atau penyimpanan air bersih (tangki bawah tanah, tangki atas,

tangki tekan dan sebagainya) haruslah dibersikan secara teratur agar kualitas air

dapat tetap terjaga. Di beberapa negara hal ini bahkan dipersyaratkan oleh

undang-undang, dengan batas ukuran tangki minum tertentu.

Gambar 2 Profil Tangki air FRP

Tangki air FRP adalah singkatan dari Fiberglass Reinforced Plastic,

sebagai bahan tangki air baru mulai digunakan sekitar tahun 60an. Serat gelas

dalam bahan komposit ini berfungsi sebagai penguat srtuktual. Bahan plasti yang

banyak digunakan terutama unsaturated polyester res.

Kelebihan dari bahan FRP terutama adalah :

1) Jauh lebih ringan dibanding tangki yang berbahan lain

2) Mudah dibentuk dan diwarnai

3) Tahan terhadap karat dan beberapa bahan kimia

4) Kurang merambatkan panas

Kelemahan dari bahan FRP terutama :

1) Dibandingkan dengan tangki berbahan lain, kekuatan mekanis lebih rendah

terutama terhadapa tumbukan dan benturan

2) Koefisien pemuaian termal besar

3) Akan terjadi gejala kelelahan (fatigue)

4) Dapat menimbulkan algae (lumut)

5) Kurang tahan terhadap alkali

Gejala kelelahan umumnya akan terjadi setelah tangki tersebut digunakan

untuk menampung air selama 3-4 tahun, dan ini diduga sebagai kelemahan

bahan tangki tersebut. Gejala ini umumnya nampak sebagai munculnya retakan

mendadak pada dasar tangki.

2.7.1. Pompa Air

Menurut Nouwen (1994) dalam memilih pompa, terlebih dahulu harus

diketahui data-data seperti (1) kapasitas aliran, (2) kondisi isap dan keluar

pompa, (3) Head total pompa, (4) jenis zat cair, (5) kondisi kerja pompa dan (6)

penggerak.

Head total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan jumlah air seperti

yang direncanakan, dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang akan dilayani

pompa. Dengan adanya pompa yang bekerja pada sistem ini, maka head total

pompa dapat ditentukan sebagai berikut (Sularso dan Tahara, 1984)

2.7.2. Besi

Besi yang di gunakan untuk rangka alat penjernih air yakni besi yang

berkualitas tinggi, serta sering di gunakan oleh pengguna besi di wilayah kota

Gorontalo. Besi tersebut di namakan besi siku, Adapun jenis besi tersebut

adalah sebagai berikut :

a. Besi siku 5X5 cm

b. Besi siku 4X4 cm

c. Besi siku 3X3 cm

2.7.3. Pipa

Pengetahuan perpipaan merupakan sarana dan dasar pengetahuan di

dalam perhitungan,perencanaan dan pelaksanaan perpipaan berikutnya. Jenis-

jenis pipa Dari sekian jenis pembuatan pipa secara umum dapat dikelompokkan

menjadi dua bagian yaitu :

1. Jenis pipa tanpa sambungan

2. Jenis pipa dengan sambungan

Bahan-bahan pipa secara umum, bahan-bahan pipa yang dimaksud di

sini adalah struktur bahan baru pipa tersebut yang dapat di bagi secara umum

sebagai berikut :

1. Carbon steel

2. Carbon moly

3. Galvanes

4. Ferro nikel

5. Stainless steel

6. Pvc (paralon)

7. Chrome moly

Penilitian ini menggunakan pipa pvc (paralon) karena untuk menghemat

dan telah di perhitungkan karena pipa pvc sangat ringan serta tahan terhadap

karat dan menghindari menempelnya bahan-bahan kimia lainnya.

Untuk menentukan pipa perlu dipertimbangkan batas kecepatan terendah

dan tertinggi, yakni ditentukan 0,9 m/detik sampai 2,0 m/detik. Dan untuk

kecepatan awal perhitungan digunakan kecepatan rencana sebesar 2,0 m/detik

(Littleton, dalam Suarso. 1982).

Komponen perpipaan, komponen perpipaan harus di buat berdasarkan

spesifikasi, standar yang terdaftar dalam simbol dan kode yang telah dibuat

atau di pilih sebelumnya.

Komponen perpipaan yang di maksud di sini meliputi :

1. Pipes (pippa-pipa)

2. Flanges (flens-flens)

3. Fittings (sambungan)

4. Valves (katup-katup)

5. Boltings (baut-baut)

6. Gasket

7. Special items (bagian khusus)

Berdasarkan beberapa macam sambungan pipa maka sambungan

perpipaan dapat di kelompokkan sebgai berikut :

1. Sambungan dengan menggunakan pengelasan.

2. Sambungan dengan menggunakan ulir.

Selain sambungan seperti diatas, terdapat pula penyambungan khusus

dengan menggunakan pengeleman (perekatan) serta pengkleman (untuk pipa

plastik dan pipa vibbre glass.

Tipe sambungan cabang (brance conection) dapat di kelompokkan

sebagai berikut :

1. Sambungan langsung (stub in )

2. Sambungan dengan menggunakan fittings alat penyambung

3. Sambungan dengan menggunakan flanges (flens-flens).

Tipe sambungan cabang dapat pula di tentukan pada spesifikasi yang

telah di buat sebelum mendesain atau dapat pula di hitung berdasarkan

perhitungan kekuatan, kebutuhan, dengan tidak melupakan faktor

efektivitasnya. Sambungan cabang itu sendir merupakan sambungan antara

pipa dengan pipa, misalkan sambungan antara header dengan cabang yang

lain apakah memerlukan alat bantu penyambung lainnya atau dapat di

hubungkan secara langsung, hal ini tergantung kebutuhan serta perhitungan.

Spesifikasi umum dapat dilihat pada ASTM (American Society of Testing

Materials). Dimana disitu diterangkan mengenai diameter, ketebalan, serta

schedule pipa. Diameter luar (Out side diameter), ditetapkan sama, walaupun

ketebalan (thickness) berbeda untuk setiap schedule. Diameter dalam (inside

diameter), ditetapkan berbeda untuk setiap schedule. Diameter nomilnal ini

adalah diameter pipa yang dipilih untuk pemasangan ataupun perdagangan

(commodity). Ketebalan dan schedule, sangatlah berhubungan, hal ini karena

ketebalan pipa tergantung dari pada schedule itu sendiri (Raswari, 1987:3).

Alat penjernih air sistem gravitasi yang di buat di laboratorium proses

produksi adalah alat yang berfungsi untuk proses penjernihan air, maka alat

tersebut menggunakan dua jenis pipa yaitu sebagai berikut :

a. Pipa Pvc (Tabung Filter)

Pipa yang di gunakan sebagai tabung untuk penjernih air tersebut adalah

dari bahan pvc dengan diameter 9,8 cm dan berukuran panjang 200 cm.

b. Pipa Pvc (Penyalur Air)

Pipa penyalur air yang menyalurkan air dari sumber mata air ke tabung

alat penjernih air adalah pipa pvc dengan ukuran diameter 1,9 cm dan panjang

360 cm.

2.8. Pengukuran Aliran Fluida

Ada banyak peranti yang telah digunakan dalam praktek prekayasaan

untuk mengukur aliran fluida. Pengukuran kecepatan dilakukan dengan tabung

pitot, meteran arus, anemo meter putar dan anemometer kawat panas. Cara-cara

fotografi seringkali digunakan dalam mempelajari model. Pengukuran besaran

telah dilaksanakan dengan mempergunakan mulut sumpit (orifices), tabung-

tabung, nosel-nosel, Venturi meter, dan saluran-saluran, meteran siku dan

bendungan-bendungan, bermacam-macam modifikasi dari alat-alat tersebut, dan

berbagai meteran yang telah di patenkan. Agar dapat memakai peralatan

hidraulik secara ahli, penggunaan persamaan Bernoulli dan pengetahuan

tambahan mengenai sifat-sifat dan koofisien-koofisien dari setiap alat menjadi

sangat penting. Dalam hal ini di mana tidak tersedia harga-harga dan kofisien-

koofisien yang di percaya, sebuah piranti harus di kalibrasi untuk kondisi-kondisi

penggunaan yang di harapkan.

Pada proses industri, Pengukuran untuk mengetahui aliran fluida didalam

pipa diperlukan peralatan instrument khususnya transmitter elektrik yang sangat

berpengaruh dalam keberlangsungan proses produksi pabrik. Tujuan

pengendalian aliran fluida ini adalah untuk menjaga agar proses berlangsung

sesuai dengan yang dinginkan Pengukuran dengan menggunakan transmitter

elektrik sebagai alat perasa (sensor) dan pengirim,dimana transmitter elektrik

mendeteksi besaran aliran yang diterima oleh sensor tekanan fluida dan

transmitter tersebut merubah sinyal dari alat ukur menjadi sinyal yang dapat

diterima oleh controller,recorder. Jadi apabila ada kesalahan pada transmitter

maka proses pengontrolan tidak dapat dilakukan,karena sinyal yang diberikan

oleh transmitter tersebut tidak sesuai dengan besaran yang terjadi pada proses

tersebut sehingga dapat menimbulkan terjadi masalah dalam proses tersebut.

Untuk mengukur aliran fluida dalam suatu pipa maka pada aliran fluida dipasang

suatu penghalang dengan diameter lubang yang lebih kecil dari diameter

pipa,sehingga baik tekanan maupun kecepa tannya berubah dengan mengukur

perbedaan tekanan antara sebelum dan sesudah penghalang, dapat ditentukan

besaran aliran. Hasil pendeteksian ini akan dikirimkan kecontroler oleh bagian

pengirim dan transmitter untuk proses selanjutnya (Eko, Bambang. 2012)

2.8.1. Mengukur Aliran Fluida Menggunakan Perbedaan Tekanan

Mengukur Aliran Fluida Menggunakan Perbedaan Tekanan Teori

Elektronika Aliran fluida dalam suatu pipa dapat diukur menggunakan teknik

membaca perbedaan tekanan pada pipa tersebut, dimana untuk mendapatkan

perbedaan tekanan pada suatu pipa tersebut dibuat dengan cara mengatur luas

penampang pipa pada kedua ujungnya berbeda. Metoda pengukuran aliran

fluida pada suatu pipa ini dapat dilakukan berdasarkan “Hukum Bernoulli”,

dimana Hukum Bernoulli menyatakan hubungan tekanan fluida yang mengalir

pada suatu pipa adalah sebagai berikut :

P1+ ½ ρν 12+ρ-g-h1 = p2+½ρν22 ρ-g-h2

dimana: P = tekanan fluida

ρ = masa jenis fluida

v = kecepatan fulida

g = gravitasi bumi

h = tinggi fluida (elevasi) Gambar Prinsip Hukum Kontiunitas

Mengukur Aliran Fluida

Gambar 3 Perinsip Kontiunitas

Menggunakan Perbedaan Tekanan,Gambar Prinsip Hukum Kontiunitas,tekanan

fluida,aliran fluida,mengukur fluida,kecepatan fluida,tinggi fluida,volume

fluida,debit fluida,mengukur tekanan fluida,perbedaan tekanan fluida,alat ukur

tekanan fluida,mengukur perbedaan tekanan fluida,kecepatan aliran fluida,pipa

pitot,orifice plate,pipa venturi,flow nozzle,hukum kontinuitas aliran

fluida,hubungan debit dan kecepatan aliran fluida Dari gambar diatas dapat

diperoleh persamaan tekanan fluida jika h1 dan h2 dibuat sama tingginya maka :

P1+½ ρν 12=P2+½ ρν 22

½ρ-(ν12-v22)= P2+P1

Perhatian :

Rumus diatas hanya berlaku untuk aliran Laminer, yaitu aliran yang memenuhi

prinsip kontinuitas. Pipa pitot, orifice plate, pipa venturi dan flow Nozzle

menggunakan hukum Bernoulli diatas.

Prinsip dasarnya adalah membentuk sedikit perubahan kecepatan dari

aliran fluida sehingga diperoleh perubahan tekanan yang dapat diamati.

Pengubahan kecepatan aliran fluida dapat dilakukan dengan mengubah diameter

pipa, hubungan ini diperoleh dari Hukum kontiunitas aliran fluida. Perhatikan

rumus berikut: A1.D1 = A2.D2, di mana : A = luas penampang pipa dan B = debit

fluida yang mengalir pada pipa tersebut. Karena debit fluida berhubungan

langsung dengan kecepatan fluida, maka jelas kecepatan fluida dapat diubah

dengan cara mengubah diameter pipa. (Eko, Bambang. 2013)

2.8.2. Persamaan Kontinuitas

Dihasilkan dari prinsip kekekalan massa, yang menyatakan bahwa untuk

aliran steady flow, massa fluida yang melalui semua bagian dalam aliran fluida

per satuan waktu adalah konstan, hal ini seperti rumus di bawah ini (Fox dan

McDonal, 1987) :

2.8.3. Kerapatan fluida

Massa jenis/kerapatan suatu fluida dapat bergantung pada banyak faktor

seperti temperatur fluida dan tekanan yang mempengaruhi fluida, akan tetapi

pengaruhnya sangat sedikit sehingga massa jenis suatu fluida dinyatakan

sebagai konstanta/bilangan tetap. Massa jenis atau rapat massa (ρ) adalah suatu

besaran turunan yang diperoleh dengan membagi massa suatu benda atau zat

dengan volumnya. Secara matematis massa jenis ditulis: . Keterangan

ρ adalah massa jenis, m adalah massa, dan V adalah volume.

Satuan massa jenis dalam „CGS (centi-gram-sekon) adalah gram per

sentimeter kubik (g/cm3). Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik

(kg·m-3). Contoh Massa jenis air murni adalah 1 g/cm3 atau sama dengan 1000

kg/m3

Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa

jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya

akan memiliki massa jenis yang sama. Akan tetapi sebelum menghitung

kapasitas aliran, sebeumnya kita harus menghitung voume tabung. Rumus dari

volume tabung itu sendiri adalah V=π r2xt.

2.8.4. Tabung Pitot

Tabung pitot mengukur kecepatan di suatu titik berdasarkan kenyataan

bahwa tabung tersebut mengukur tekanan stagnasinya, yang melampaui

tekanan statik setempat sebesar 𝜌( v² |2 ). Dalam suatu arus fluida terbuka,

karena tekanan setempatnya adalah nol meteran, maka head kecepatannya di

ukur sesuai dengan ketinggian mana cairannya naik ke dalam tabung tersebut

(Widodo, 1990)

2.8.5. Koofisien kecepatan

Koofisien kecepatan (cv) adalah perbandingan kecepatan rata-rata

sebenarnya pada irisan penampang (semburan) arus terhadap kecepatan rata-

rata ideal yang akan terjadi tanpa gesekan. Jadi

Cv = kecepatan rata −rata sebenarnya dalam m/dtk

kecepatan rata −rata ideal dalam m/dtk =

V

√2gH

2.8.6. Koefisien Penyusutan

Koefisien penyusutan (Cc) adalah perbandingan luas irisan yang menyusut

dari suatu (semburan) arus terhadap luas lubang melalui mana fluidanya

mengalir. Jadi

Cc=luas semburan arus

luas lubang=

Asemburan

Ao