MAKALAH KIMIA
PENJERNIHAN AIR
DISUSUN OLEH
MUHAMMAD NOVAL SUWANDI
SMA NEGERI 2 SUMBAWA BESAR
2014-2015
KATA PENGANTAR
Puji
syukur kami ucapkan
kehadirat Allah yang telah melimpahkan taufik dan hidayah-Nya sehingga say dapat menyusun Makalah ini dengan judul “Penjernihan Air”.
Sholawat dan Salam semoga tercurahkan keharibaan junjungan alam yakni Nabi
Muhammad saw yang telah
membawa ajaran yang benar semoga kita diberi syafa'at di yaumil akhir nanti.
Penyusun
berusaha semaksimal mungkin agar penyajian Makalah ini dapat
bermanfaat untuk memberi pengetahuan tentang cara pembuatan alat penjernih air
agar kita selalu bisa mendapatkan air yang bersih.
Di dalam Makalah ini masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, segala
kritik dan saran yang bersifat perbaikan dari Guru Bidang Studi akan saya terima
dengan senang hati.
Mudah-mudahan, Makalah ini dapat bermanfaat untuk mendapatkan air bersih dalam
kehidupan kita sehari-hari.
Sumbawa
Besar, 1 Mei 2014
Muhammad
Noval Suwandi
DAFTAR ISI
KATA
PENGANTAR……………………………………………………… i
DAFTAR
ISI……………………………………………………………….. ii
BAB
I : PENDAHULUAN
A. LATAR
BELAKANG………….………………………….. 3
B. RUMUSAN
MASALAH…………………………………... 3
C. TUJUAN
PENULISAN……………………………………. 4
BAB
II : PEMBAHASAN
A. STANDAR KUALITAS AIR
MURNI……………………. 5
B. PENGOLAHAN AIR
BERSIH……………………………. 8
C. PENJERNIHAN AIR
……………………………………... 9
D. PEMBUATAN PENJERNIH AIR
SEDERHANA………... 13
BAB
III : PENUTUP
KESIMPULAN………………………………………………… 16
DAFTAR
PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Air adalah zat atau materi atau
unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini
di bumi, tetapi tidak di planet lain. Air menutupi hampir 71% permukaan bumi.
Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi. Air
sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di
kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan,
sungai, muka air tawar, danau, uap air, dan lautan es. Air dalam obyek-obyek
tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan,
dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai,
muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia. Di banyak tempat
di dunia terjadi kekurangan persediaan air. Selain di bumi, sejumlah besar air
juga diperkirakan terdapat pada kutub utara dan selatan planet Mars, serta pada
bulan-bulan Europa dan Enceladus. Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air)
dan gas (uap air). Air merupakan satu-satunya zat yang secara alami terdapat di
permukaan bumi dalam ketiga wujudnya tersebut Pengelolaan sumber daya air yang
kurang baik dapat menyebakan kekurangan air, monopolisasi serta privatisasi dan
bahkan menyulut konflik. Indonesia telah memiliki undang-undang yang mengatur
sumber daya air sejak tahun 2004, yakni Undang Undang nomor 7 tahun 2004
tentang Sumber Daya Air.
B. RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang di atas
maka timbul rumusan masalah sebagai berikut :
1. Bagaimana standar kualitas air
murni?
2. Bagaimana proses pengolahan air
bersih?
3. Teknik-teknik apa yang digunakan
dalam proses penjernihan air?
4. Bagaimana proses penjernihan air
dengan teknik penjernih air sederhana?
C. TUJUAN
Adapun tujuan dari penulisan
makalah ini adalah :
1. Untuk mengetahui standar kualitas
air murni
2. Untuk mengetahui proses pengolahan
air bersih
3. Untuk mengetahui teknik-teknik yang
digunakan dalam proses penjernihan air
4. Untuk mengetahui cara pembuatan
alat penjernih air dengan teknik saring air sederhana.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Standar Kualitas Air Murni
Dalam pengolahan air limbah industri
dikenal 3 parameter utama yaitu: (1) Oksigen terlarut (OT) atau Dissolved
Oxygen (DO), (2) Kebutuhan Oksigen Biologis (KOB) atau Biologycal Oxygen Demand
(BOD) dan (3) Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK) atau Chemical Oxygen Demand (COD).
1. Oksigen terlarut (OT) atau
Dissolved Oxygen (DO)
Oksigen merupakan parameter yang
sangat penting dalam air.Sebagian besar makhluk hidup dalam air membutuhkan
oksigen untuk mempertahankan hidupnya, baik tanaman maupun hewan air,
bergantung kepada oksigen yang terlarut. Ikan merupakan makhluk air dengan
kebutuhan oksigen tertinggi, kemudian invertebrata, dan yang terkecil kebutuhan
oksigennya adalah bakteri.
Keseimbangan oksigen terlarut (OT)
dalam air secara alamiah terjadi secara bekesinambungan. Mikoorganisme sebagai
makhluk terkecil dalam air , untuk pertumbuhannya membutuhkan sumber energi
yaitu unsur karbon (C) yang dapat diperoleh dari bahan organik yang berasal
dari tanaman, ganggang yang mati, maupun oksigen dari udara.
Bahan organik tersebut oleh
mikroorganisme akan duraikan menadi karbon dioksida (CO2) dan air (H2O). CO2
selanjutnya dimanfaatkan oleh tanaman dalam air untuk proses fotosintesis
membentuk oksigen, dan seterusnya.
Oksigen yang dimanfaatkan untuk
proses penguraian bahan organik tersebut akan diganti oleh oksigen yang masuk
dari udara maupun dari sumber lainnya secepat habisnya oksigen terlarut yang
digunakan oleh bakteri atau dengan kata lain oksigen yang diambil oleh biota
air selalu setimbang dengan oksigen yang masuk dari udara maupun dari hasil
fotosintesa tanaman air.
Apabila pada suatu saat bahan
organik dalam air menjadi berlebih sebagai akibat masuknya limbah aktivitas
manusia (seperti limbah organik dari industri), yang berarti suplai karbon (C)
melimpah, menyebabkan kecepatan pertumbuhan mikroorganisme akan berlipat ganda,
yang berati juga meningkatnya kebutuhan oksigen, sementara suplai oksigen dari
udara jumlahnya tetap. Pada kondisi seperti ini, kesetimbangan antara oksigen
yang masuk ke air dengan yang dimanfaatkan oleh biota air tidak setimbang,
akibatnya terjadi defisit oksigen terlarut dalam air .
Bila penurunan oksigen terlarut
tetap berlanjut hingga nol, biota air yang membutuhkan oksigen (aerobik) akan
mati, dan digantikan dengan tumbuhnya mikroba yang tidak membutuhkan oksigen
atau mikroba anerobik. Sama halnya dengan mikroba aerobik, mikroba anaerobik
juga akan memanfatkan karbon dari bahan organik. Dari respirasi anaerobik ini
terbentuk gas metana (CH4) disamping terbentuk gas asam sulfida (H2S) yang
berbau busuk.
2. BOD dan COD
Untuk menentukan tingkat penurunan
kualitas air dapat dilihat dari penurunan kadar oksigen terlatut (OT) sebagai
akibat masuknya bahan organik dari luar, umumnya digunakan uji BOD dan atau
COD.
Biological Oxygen Demand (BOD) atau
kebutuhan oksigen biologis (KOB) menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang
dibutuhkan oleh mikroorganisme hidup untuk memecah atau mengoksidasi bahan
organik dalam air. Oleh karena itu, nilai BOD bukanlah merupakan nilai yang
menujukkan jumlah atau kadar bahan organik dalam air, tetapi mengukur secara
relative jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk mengoksidasi
atau menguraikan bahan-bahan organik tersebut. BOD tinggi menunjukkan bahwa
jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk mengoksidasi bahan
organik dalam air tersebut tinggi, berarti dalam air sudah terjadi defisit
oksigen. Banyaknya mikroorganisme yang tumbuh dalam air disebabkan banyaknya
makanan yang tersedia (bahan organik), oleh karena itu secara tidak langsung
BOD selalu dikaitkan dengan kadar bahan organik dalam air.
BOD5 merupakan penentuan kadar BOD baku yaitu pengukuran jumlah oksigen yang
dihabiskan dalam waktu lima hari oleh mikroorganisme pengurai secara aerobic
dalam suatu volume air pada suhu 20 derajat Celcius. BOD5 500mg/liter (atau
ppm) berarti 500 mgram oksigen akan dihabiskan oleh mikroorganisme dalam satu
liter contoh air selama waktu lima hari pada suhu 20 derajat Celcius.Beberapa
dasar yang sering digunakan untuk menentukan kualitas air dilihat dari kadar
BOD adalah: Erat kaitannya dengan BOD adalah COD. Dalam bahan buangan, tidak
semua bahan kimia organik dapat diuraikan oleh mikroorganisme secara cepat.
Bahan organik dalam air bersifat:
a) Dapat diuraikan oleh bakteri
(biodegradasi) dalam waktu lima hari
b) Bahan organik yang tidak teruraikan
oleh bakteri dalam waktu lima hari
c) Bahan organik yang tidak mengalami
biodegradasi
Uji COD ini meliputi semua bahan
organik di atas, baik yang dapat diuraikan oleh mikroorganisme maupun yang
tidak dapat diuraikan. Oleh karena itu hasil uji COD akan lebih tinggi dari
hasil uji BOD. Dari segi kualitas air minum harus memenuhi :
a) Syarat fisik seperti :
1) Tidak boleh berwarna, berasa dan
berbau
2) Suhu air hendaknya pada suhu sejuk
kurang dari 25oC
3) Harus jernih
b) Syarat kimia : air minum tidak
boleh mengandung racun, zat-zat mineral atau zat- zat kimia tertentu dalam
jumlah yang melampaui batas yang telah ditentukan.
B. Pengolahan Air Bersih
Pengolahan air bersih didasarkan
pada sifat-sifat koloid, yaitu koagulasi dan adsorbs. Air sungai atau air sumur
yang keruh mengandung lumpur koloidal dan kemungkinan juga mengandung zat-zat
warna, zat pencemar seperti limbah detergen dan pestisida. Bahan-bahan yang
diperlukan untuk pengolahan air adalah tawas (aluminium sulfat), pasir, korin
atau kaporit, kapur tahar, dan karbon aktif. Tawas berguna untuk menggumpalkan
lumpur koloidal, sehingga lebih mudah disaring. Tawas juga membentuk koloidal
Al(OH)3 yang dapat mengadsorpsi zat-zat warna atau zat-zat pencemar seperti
detergen dan pestisida.
Apabila tingkat kekeruhan air yang
diolah terlalu tinggi, maka selain tawas digunakan karbon akiif. Pasir
berfungsi sebagai penyaring. Klorin atau kaporlt berfungsi sebagai pembasmi
hama (desinfektan), sedangkan kapur tohor berguna untuk menaikkan pH yaitu
untuk menetralkan keasaman yanq terjadi karena penggunaan tawas.
Sistem pengolahan air bersih dengan
sumber air baku sungai, tanah dan air pegunungan, dengan skala atau standar air
minum, memerlukan beberapa prosses. Mengenai prosses yang perlu diterapkan
tergantung dari kwalitas air baku tersebut.
Proses yang diterapkan dalam sistem
pengolahan air bersih antara lain:
1. Proses penampungan air dalam bak
penampungan air yang bertujuan sebagai tolak ukur dari debit air bersih yang
dibutuhkan. Ukuran bak penampungan disesuaikan dengan kebutuhan (debit air)
yang mana ukuran bak 2 kali dari kebutuhan.
2. Proses oksidasi atau penambahan
oksigen ke dalam air agar kadar-kadar logam berat serta zat kimiawi lainnya
yang terkandung dalam air mudah terurai.
3. Proses pengendapan atau koagulasi,
proses ini bisa dilakukan dengan menggunakan bahan koagulan (hipoklorit/ PAC)
dengan rumus kimia juga. Proses ini bisa dilakukan dengan menggunakan teknik
lamella plate.
4. Proses filtrasi (karbon aktif),
proses ini bertujuan untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang masih terkandung
dalam air dan bertujuan untuk meningkatkan kualitas air agar air yang
dihasilakan tidak mengandung bakteri (steril) dan rasa serta aroma air.
5. Proses terakhir adalah proses
pembunuhan bakteri, virus, jamur, makroba dan bakteri lainnya yang bertujuan
mengurangi pathogen yang ada, proses ini menggunakan proses klorinator atau
sterilisasi dengan menggunakan kaporit.
C. Penjernihan Air
1. Tujuan Penjernihan Air
Proses Penjernihan air bertujuan
untuk menghilangkan zat pengotor atau untuk memperoleh air yang kualitasnya
memenuhi standar persyaratan kualitas air seperti :
a) Menghilangkan gas-gas terlarut
b) Menghilangkan rasa yang tidak enak
c) Membasmi bakteri patogen yang
sangat berbahaya
d) Mengelolah agar air dapat digunakan
untuk rumah tangga dan industri
e) Memperkecil sifat air yang
menyebabkan terjadinya endapan dan korosif pada pipa atau saluran air lainnya.
2. Teknik-teknik dalam penjernihan air
Ada berbagai macam cara sederhana
yang dapat kita gunakan untuk mendapatkan air bersih, dan cara yang paling
mudah adalah dengan penyaringan dan pengendapan.
a) Teknik Penyaringan
Berikut beberapa alternatif cara
sederhana untuk mendapatkan air bersih dengan cara penyaringan air :
1) Saringan Kain Katun.
Pembuatan saringan air dengan
menggunakan kain katun merupakan teknik penyaringan yang paling sederhana /
mudah. Air keruh disaring dengan menggunakan kain katun yang bersih. Saringan
ini dapat membersihkan air dari kotoran dan organisme kecil yang ada dalam air
keruh. Air hasil saringan tergantung pada ketebalan dan kerapatan kain yang
digunakan.
2) Saringan Kapas
Teknik saringan air ini dapat
memberikan hasil yang lebih baik dari teknik sebelumnya. Seperti halnya
penyaringan dengan kain katun, penyaringan dengan kapas juga dapat membersihkan
air dari kotoran dan organisme kecil yang ada dalam air keruh. Hasil saringan
juga tergantung pada ketebalan dan kerapatan kapas yang digunakan.
3) Aerasi
Aerasi merupakan proses penjernihan
dengan cara mengisikan oksigen ke dalam air. Dengan diisikannya oksigen ke
dalam air maka zat-zat seperti karbon dioksida serta hidrogen sulfida dan
metana yang mempengaruhi rasa dan bau dari air dapat dikurangi atau
dihilangkan. Selain itu partikel mineral yang terlarut dalam air seperti besi
dan mangan akan teroksidasi dan secara cepat akan membentuk lapisan endapan yang
nantinya dapat dihilangkan melalui proses sedimentasi tau filtrasi.
4) Saringan Pasir Lambat (SPL)
Saringan pasir lambat merupakan
saringan air yang dibuat dengan menggunakan lapisan pasir pada bagian atas dan
kerikil pada bagian bawah. Air bersih didapatkan dengan jalan menyaring air
baku melewati lapisan pasir terlebih dahulu baru kemudian melewati lapisan
kerikil.
5) Saringan Pasir Cepat (SPC)
Saringan pasir cepat seperti halnya
saringan pasir lambat, terdiri atas lapisan pasir pada bagian atas dan kerikil
pada bagian bawah. Tetapi arah penyaringan air terbalik bila dibandingkan
dengan Saringan Pasir Lambat, yakni dari bawah ke atas (up flow). Air bersih
didapatkan dengan jalan menyaring air baku melewati lapisan kerikil terlebih
dahulu baru kemudian melewati lapisan pasir.
6) Gravity-Fed Filtering System
Gravity-Fed Filtering System
merupakan gabungan dari Saringan Pasir Cepat(SPC) dan Saringan Pasir
Lambat(SPL). Air bersih dihasilkan melalui dua tahap. Pertama-tama air disaring
menggunakan Saringan Pasir Cepat(SPC). Air hasil penyaringan tersebut dan
kemudian hasilnya disaring kembali menggunakan Saringan Pasir Lambat. Dengan
dua kali penyaringan tersebut diharapkan kualitas air bersih yang dihasilkan tersebut
dapat lebih baik. Untuk mengantisipasi debit air hasil penyaringan yang keluar
dari Saringan Pasir Cepat, dapat digunakan beberapa / multi Saringan Pasir
Lambat.
7) Saringan arang
Saringan arang dapat dikatakan
sebagai saringan pasir arang dengan tambahan satu buah lapisan arang. Lapisan
arang ini sangat efektif dalam menghilangkan bau dan rasa yang ada pada air
baku. Arang yang digunakan dapat berupa arang kayu atau arang batok kelapa.
Untuk hasil yang lebih baik dapat digunakan arang aktif.
8) Saringan air sederhana
Saringan air sederhana/tradisional
merupakan modifikasi dari saringan pasir arang dan saringan pasir lambat. Pada
saringan tradisional ini selain menggunakan pasir, kerikil, batu dan arang juga
ditambah satu buah lapisan injuk / ijuk yang berasal dari sabut kelapa. Untuk
bahasan lebih jauh dapat dilihat pada artikel saringan air sederhana.
9) Saringan Cadas / Jempeng / Lumpang
Batu
Saringan cadas atau jempeng ini
mirip dengan saringan keramik. Air disaring dengan menggunakan pori-pori dari
batu cadas. Saringan ini umum digunakan oleh masyarakat desa Kerobokan, Bali.
Saringan tersebut digunakan untuk menyaring air yang berasal dari sumur gali
ataupun dari saluran irigasi sawah. Seperti halnya saringan keramik, kecepatan
air hasil saringan dari jempeng relatif rendah bila dibandingkan dengan SPL
terlebih lagi SPC.
10) Saringan Keramik
Saringan keramik dapat disimpan
dalam jangka waktu yang lama sehingga dapat dipersiapkan dan digunakan untuk
keadaan darurat. Air bersih didapatkan dengan jalan penyaringan melalui elemen
filter keramik. Beberapa filter kramik menggunakan campuran perak yang
berfungsi sebagai disinfektan dan membunuh bakteri. Ketika proses penyaringan,
kotoran yang ada dalam air baku akan tertahan dan lama kelamaan akan menumpuk
dan menyumbat permukaan filter. Sehingga untuk mencegah penyumbatan yang
terlalu sering maka air baku yang dimasukkan jangan terlalu keruh atau kotor.
Untuk perawatan saringn keramik ini dapat dilakukan dengan cara menyikat filter
keramik tersebut pada air yang mengalir.
b) Teknik Pengendapan
1) Biji kelor Biji buah kelor
(Moringan oleifera) mengandung zat aktif rhamnosyloxy-benzil-isothiocyanate,
yang mampu mengadopsi dan menetralisir partikel-partikel lumpur serta logam
yang terkandung dalam air limbah suspensi, dengan partikel kotoran melayang di
dalam air. Penemuan yang telah dikembangkan sejak tahun 1986 di negeri Sudan
untuk menjernihkan air dari anak Sungai Nil dan tampungan air hujan ini di masa
datang dapat dikembangkan sebagai penjernih air Sungai Mahakam dan hasilnya
dapat dimanfaatkan PDAM setempat.Serbuk biji buah kelor ternyata cukup ampuh
menurunkan dan mengendapkan kandungan unsur logam berat yang cukup tinggi dalam
air, sehingga air tersebut memenuhi standar baku air minum dan air bersih.
2) Tawas Berfungsi untuk memisahkan
dan mengendapkan kotoran dalam air. Lama pengendapan berkisar selama 12 jam.
Fungsi tawas hanya untuk pengendapan, tidak berfungsi untuk membunuh kuman dan
menaikkan pH dalam air.
3) Kaporit Berfungsi untuk membunuh
bakteri, kuman dan virus dalam air. Dan juga menaikkan pH dalam air.
Membutuhkan proses yang lama untuk mengendap.
4) Kapur Gamping Berfungsi untuk
pengendapan namun membutuhkan waktu hingga 24 jam. Juga berfungsi untuk
menaikkan pH air tetepi tidak berfungsi untuk membunuh kuman, virus dan
bakteri.
5) Arang batok kelapa Berfungsi untuk
menghilangkan bau, rasa tidak enak dalam air dan juga menjernihkan.
D. Pembuatan Penjernih Air Sederhana
1. Konsep Pembuatan Alat Penjernih Air
Sederhana
Cara-cara manusia untuk mendapatkan
air bersih melalui proses pembuatan alat penyaringan atau penjernihan air. Ada
beberapa cara menjernihkan/menyaring untuk mendapatkan air yang layak digunakan
manusia. Cara tersebut bersifat mekanik maupun kimiawi tergantung kondisi air.
Kita di sini akan membahas tentang
Sistem Penjernihan dan penyaringan dengan memperlambat aliran. Sistem ini
menggunakan bahan penyaring, seperti sabut/ijuk, batu-batu, arang aktif ataupun
potongan bata. Air yang melewati penyaring tersebut akan tersaring sehingga
menghasilkan air yang jernih.
Adapun kegunaan dari bahan-bahan
tersebut ialah:
a) Serabut dan di sini kita
menggunakan kapas karena kapas tersebut dapat menyerap endapan-endapan air yang
membuat warna air keruh dan kita bisa melihat endapan-endapan tersebut yang
menempel pada kapas berupa warna endapan atau air kotor tersebut
b) Batu-batu atau kerikil berfungsi
untuk menyaring material-material yang berukuran besar, contoh: daun-daun yang berada
di sungai, lumut, ganggang dll
c) Arang aktif ataupun batu bata
berfungsi untuk menyaring/menghilangkan bau, warna, zat pencemar dalam air,
sebagai pelindung dan penukaran resin dalam alat/penyulingan air.
2. Cara Pembuatan Alat Penjernih Air
Sederhana
Di sini kita akan membahas cara
pembuatan alat penjernih air sederhana.
a) Siapkan alat dan bahan
1) Alat : Pisau, Gunting, Paku
2) Bahan: Botol air mineral, Kerikil, Kapas, Arang, Selang atau sedotan
b) Cara Pembuatan
1) Potong
atau gunting bagian bawah botol mineral hingga lepas
2) Lubangi
tutup botol dengan paku dan masukkan selang atau sedotan
3) Botol
dibalik posisinya, tutup botol berada di bawah
4) Masukkan bahan-bahan tersebut sesuai
susunan:
Kerikil, Kapas, Arang, Kapas, Kerikil
5) Setelah selesai menyusun dan
membuat alat tersebut cobalah masukkan air kotor yang keruh ke dalam botol yang
telah siap pakai, lihat dan amatilah hasilnya.
BAB III
PENUTUP
PENUTUP
Kesimpulan:
1. Pengolahan air bersih memanfaatkan
sifat koloid yaitu adsorps dan koagulasi
2. Bahan-bahan yang diperlukan untuk
pengolahan air adalah tawas (aluminium sulfat), pasir, korin atau kaporit,
kapur tahar, dan karbon aktif
3. Cara sederhana untuk mendapatkan
air bersih dengan cara penyaringan dan pengendapan koloidal yang terdapat dalam
air yang berupa Saringan Kain Katun, Saringan Kapas, Aerasi, Saringan Pasir
Lambat (SPL), Saringan Pasir Cepat (SPC), Gravity-Fed Filtering System,
Saringan Arang, Saringan air sederhana / tradisional, Saringan Keramik,
Saringan Cadas / Jempeng / Lumpang Batu dan pengendapan dengan biji kelor,
tawas, kaporit, kapur gamping, arang batok kelapa.
DAFTAR PUSTAKA
Read more at http://tscumum2011.blogspot.com/2012/05/normal-0-false-false-false-en-us-x-none.html#7TYj7eu8X0cIYzoI.99
