sistem pengelolaan air yang terpadu dan berkelanjutan dengan menerapkan instalasi pengolahan air...
DESCRIPTION
Pengolahan AirTRANSCRIPT
SISTEM PENGELOLAAN AIR YANG TERPADU DAN BERKELANJUTAN DENGAN MENERAPKAN INSTALASI PENGOLAHAN AIR BERSIH SEDERHANA
DAN WASTEWATER GARDEN SEBAGAI INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH DOMESTIK DI DESA SUKARAJA
Diajukan untuk mengikuti Lomba Eco-Village Tingkat NasionalIndonesian Civil and Environmental Festival (ICEF) “Eco-Village 2014”
Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan LingkunganInstitut Pertanian Bogor
Tahun 2014
Tim Ecopolis :Christian AntoniIrene Almakusuma LucasTiara
UNIVERSITAS INDONESIA
2014
Kata Pengantar
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas befkat dan rahmat-Nya saja kami apat dapat
menyelesaikan karya tulis ilmiah ini. Dalam perumusan dan penyusunan karya tulis ilmiadi
Indonesiah ini, tidak sedikit hambatan dan kesulitan yang dialami penulis. Namun penulis menyadari
terselesaikannya karya tulis ilmiah ini adalah karena dorongan, bantuan, dukungan serta bimbingan
dari dosen pembimbing yang selalu memberi masukan kritik dan saran guna menyempurnakan karya
tulis ilmiah ini; teman-teman dari Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia
yang mendukung penuuh penulis dalam menyelesaikan karya tulis ilmiah ini; serta orang tua yang
selalu memberikan dukungan moral.
Besar harapan penulis agar karya tulis ilmiah ini dapat bermanfaat bagi pengembangan teknologi
kerakyatan di Indonesia. Penulis berharap agar karya tulis ilmiah ini dappat menjadi solusi atas
permasalahan pemenuhan kebutuhan air bersih di berbagai wilayah di Indonesia. Selain itu, dapat
diterapkan juga suatu sistem yang menunjang keberlanjutan dari suatu sistem pengelolaan air.
Akhir kata, tidak ada gading yang tidak retak, dan karya tulis ilmiah ini pun tidak lepas dari berbagai
kekurangan dan kelemahan. Penulis mengharapkan pula kritik dan saran dari pembaca demi perbaikan
karya tulis ini.
Penulis,
Oktober 2014
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
SISTEM PENGELOLAAN AIR YANG TERPADU DAN BERKELANJUTAN DENGAN MENERAPKAN INSTALASI
PENGOLAHAN AIR BERSIH SEDERHANA DAN WASTEWATER GARDEN SEBAGAI INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH
DOMESTIK DI DESA SUKARAJA
________________________________________________________________Christian Antoni1), Irene Almakusuma Lucas2), Tiara3)
1Civi Engineering, Universitas Indonesia, Depoke-Mail : [email protected]
2 Environmental Engineering, Universitas Indonesia, Depoke-Mail : [email protected]
3 Environmental Engineering, Universitas Indonesia, Depoke-Mail : [email protected]
Abstrak : Pelayanan PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum) di Indonesia baru memenuhi kurang dari 50% kebutuhan air bersih masyarakat. Oleh karena itu masyarakat cenderung mencari alternatif lain untuk memenuhi kebutuhan air bersihnya dengan air tanah, air permukaan atau mata air yang terdapat di wilayah sekitarnya. Namun demikian, kontinuitas air tanah dan mata air belum dapat dipastikan keberlangsungannya. Salah satunya adalah Desa Sukaraja yang terletak di wilayah Kecamatan Sukaraja Kabupaten Bogor, yang mengalami permasalahan kekurangan air bersih baik secara kuantitas dan kontinuitas. Muka air tanah di desa ini dalam, sehingga masyarakat kesulitan mengakses sumber air tanah. Karena itu, masyarakat menggantungkan pemenuhan kebutuhan air bersihnya pada mata air. Namun demikian, kontinuitas mata air tidak dapat dipastikan keberlangsungannya di masa mendatang. Selain itu, terdapat juga permasalahan distribusi air bersih dari mata air yang belum bersifat komunal dan terpadu. Karya tulis ini bertujuan untuk menyelesaikan permasalahan pemenuhan kebutuhan air bersih di Desa Sukaraja. Keberadaan Ciwulan yang termasuk dalam Daerah Aliran Sungai (DAS) Ciliwung, dengan debit 26,3 m3/detik, dapat dijadikan alternatif pemenuhan kebutuhan air bersih di Desa Sukaraja. Selain itu, Sungai Kalibaru juga bebas dari limbah industri, sehingga dengan Instalasi Pengolahan Air Sederhana (IPAS), air sungai dapat langsung digunakan sebagai pemenuh kebeutuhan MCK, sehingga mata air hanya digunakan untuk pemenuhan kebutuhan air minum. Pembenahan sistem distribusi air bersih pun perlu dilakukan agar merata dan efisien. Perlu juga diterapkan sebuah instalasi pengolahan air limbah (IPAL) domestik yang berupa Wastewater Garden. Wastewater Garden berfungsi juga untuk menambah ruang terbuka hijau. Selain itu, air olahan dari wastewater garden yang terinfiltrasi ke dalam tanah diharapkan dapat menambah muka air tanah sehingga persediaan air tanah dapat bertambah. Perpaduan antara dua instalasi pengolahan air bersih dan wastewater garden sebagai instalasi pengolahan air limbah, ditambah dengan sistem distribusi air yang terintegrasi, diharapkan dapat menciptakan suatu sistem pengelolaan air yang terpadu dan berkelanjutan pada sistem pengelolaan air pada Desa Sukaraja.
Keywords : kebutuhan air, instalasi pengolahan air sederhana (IPAS), wastewater garden, sistem distribusi, terpadu, berkelanjutan
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Air bersih adalah kebutuhan mendasar bagi manusia. Menurut Peraturan Menteri Kesehatan
RI Nomor 41 6 tahun 1990 tentang syarat-syarat pengawasan kualitas air, air bersih adalah air
yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat-syarat
kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak.
Di Indonesia, instansi yang bergerak dalam pelayanan air bersih bagi masyarakat adalah
Perusahaan Derah Air Minum (PDAM). Namun pelayanan PDAM sendiri baru memenuhi
kurang dari 50% air bersih masyarakat Indonesia sehingga masyarakat cenderung mencari
alternatif lain untuk pemenuhan kebutuhan air bersihnya.
Desa Sukaraja adalah satu desa yang mengalami permasalahan kekurangan air bersih baik
dari segi kuantitas maupun kontinuitas. Desa yang terletak di Kecamatan Sukaraja, Kabupaten
Bogor ini belum mendapatkan pelayanan air bersih dari PDAM. Salah satu solusi telah dicoba
untuk diterapkan adalah penggunaan air tanah. Penduduk menggunakan sarana sumur gali
untuk mengambil air tanah ini. Sesuai dengan namanya, sumur gali dibuat dengan menggali
tanah sampai pada kedalaman lapisan tanah yang kedap air pertama. Namun muka air tanah di
desa ini cukup dalam apabila ditinjau dari permukaan tanah, sehingga masyarakat kesulitan
untuk mengakses sumber air tanah. Selain itu, kerap kali sumur gali kering dalam waktu yang
singkat. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, penduduk Desa Sukaraja berinisiatif untuk
memanfaatkan mata air sebagai pemenuhan utama air bersihnya. Namun demikian,
kontinuitas mata air belum dapat dipastikan keberlangsungannya di masa mendatang.
Penggunaan air mata air sebagai sumber air bersih yang selanjutnya digunakan untuk
kebutuhan MCK (mandi, cuci, dan kakus) dinilai tidak sesuai dengan peruntukan air mata air
pada umumnya, yaitu untuk pemenuhan kebutuhan air minum. Selain itu, terdapat juga
permasalahan distribusi air bersih yang masih bersifat konvensional dan tidak terpadu.
Keberadaan Sungai Ciwulan yang termasuk dalam bagian tengah Daerah Aliran Sungai
(DAS) Ciliwung, dengan debit rata-rata 26.5 m3/detik, dapat dijadikan alternatif pemenuhan
kebutuhan air bersih di Desa Sukaraja. Saat ini juga telah terdapat berbagai teknologi dalam
pengelolaan dan manajemen air. Penerapan Instalasi Pengolahan Air Sederhana (IPAS),
untuk mengolah air sungai agar dapat digunakan sebagai pemenuh kebutuhan air bersih.
Pemerataan distribusi air bersih dapat diwujudkan dengan menerapkan sebuah sistem
distribusi yang menyeluruh. Perlu diterapkan juga sebuah instalasi pengolahan air limbah
(IPAL) domestik yang berupa Wastewater Garden. Wastewater Garden merupakan
pengolahan limbah yang sangat efektif untuk negara tropis dan berfungsi juga untuk
menambah ruang terbuka hijau. Selain itu, air olahan dari wastewater garden yang
terinfiltrasi ke dalam tanah dapat menyokong kegiatan pertainan serta perkebunan sebagai
sektor ekonomi utama di Desa Sukaraja. Air yang terinfiltrasi ke dalam tanah juga diharapkan
dapat menambah muka air tanah. Sistem ini diharapkan dapat menjadi solusi jangka panjang
terhadap permasalahan kekurangan air bersih di Desa Sukaraja.
B. Rumusan Masalah1. Bagaimana cara mengatasi ketidaktersediaan air bersih di Desa Sukaraja?
2. Bagaimana cara memperbaiki sistem distribusi air bersih di Desa Sukaraja?
3. Bagaimana cara menaikkan muka air tanah terkait dengan kemungkinan penggunaan air
tanah di masa mendatang?
4. Bagaimana cara meningkatkan ruang terbuka hijau?
5. Bagaimana kearifan lokal dapat mendukung sistem pengelolaan air yang terpadu dan
berkelanjutan?
C. Tujuan PenulisanTujuan dari penulisan gagasan ini adalah: 1) mengatasi permasalahan ketidatersediaan air
bersih melalui usaha pengelolaan air bersih yang terpadu dan berkelanjutan, 2) merancang
sistem distribusi air bersih yang bersifat komunal guna tersalurkannya air bersih secara
merata, 3) membuat sistem pengolahan air limbah domestik yang terpadu untuk menjaga
kualitas air baku, 4) membuat sumur resapan sebagai upaya menjaga keberlangsungan air
tanah, 5) meningkatkan inisiatif dan partisipasi masyarakat dalam upaya pengoperasian dan
pemeliharaan sistem pengelolaan air.
D. Manfaat PenulisanAdapun manfaat dari penulisan gagasan ini yaitu, 1) dapat menyediakan air bersih secara
merata untuk masyarakat Desa Sukaraja, 2) menjaga keberlangsungan air tanah di Desa
Sukaraja, 3) terciptanya sistem pengelolaan air yang terpadu dan berkelanjutan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Definisi Air Bersih
Air merupakan zat yang mutlak bagi setiap mahluk hidup dan kebersihan air adalah syarat utama bagi terjaminnya kesehatan (Dwijosaputro, 1981). Menurut Peraturan Menteri Kesehata RI No. 416/Menkes/PER/IX/1990 tentang syarat-syarat pengawasan kualitas air, air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat-syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Persyaratan yang dimaksud dalam permenkes tersebut adalah kualitas air dalam parameter fisik, kimia, biologis, dan radiologis sehingga apabila dikonsumsi tidak menimbulkan efek samping (Ketentuan Umum Permenkes No. 416/Menkes/PER/IX/1990).
Kebetuhan Air Bersih
Kebutuhan air bersih manusia bervariasi tergantung tempat bermukimnya. Badan dunia UNESCO pada tahun 2002 telah menetapkan hak dasar manusia atas air yaitu sebesar 60 ltr/org/hari. Untuk lebih spesifik, Direktorat Jenderal Cipta Karya Departemen Pekerjaan Umum membagi lagi standar kebutuhan air minum tersebut berdasarkan lokasi wilayah.
a. Pedesaan dengan kebutuhan 60 liter/per kapita/hari.b. Kota Kecil dengan kebutuhan 90 liter/per kapita/hari.c. Kota Sedang dengan kebutuhan 110 liter/per kapita/hari.d. Kota Besar dengan kebutuhan 130 liter/per kapita/hari.e. Kota Metropolitan dengan kebutuhan 150 liter/per kapita/hari.
Persyaratan Penyediaan Air Bersih
Ada beberapa persyaratan utama yang harus dipenuhi dalam sistem penyediaan air bersih, yaitu:
1. Persyaratan kualitatif
Persyaratan kualitatif menggambarkan mutu atau kualitas dari air baku air bersih. Persyaratan ini
meliputi persyaratan fisik, kimia, biologis dan radiologis. Persyaratan kualitatif ini dapat dilihat
berdasarkan Permenkes No. 416/Menkes/PER/IX/1990 yang dapat ditunjukkan pada lampiran.
a. Syarat-syarat fisik
Secara fisik air minum harus jernih, tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Syarat
warna pada air minum didasari oleh pertimbangan estetika. Rasa seperti manis, asin, pahit,
asam dan sebagainya tidak boleh terdapat dalam air minum konsumsi publik. Demikian pula
halnya dengan bau.
b. Syarat-syarat kimia
Air bersih tidak boleh mengandung bahan-bahan kimia dalam jumlah yang melampaui batas.
Beberapa persyaratan kimia antara lain adalah pH, zat padat total, kesadahan, CO 2 agresif, zat
organik dalam KMnO4, kalsium (Ca), besi (Fe), mangan (Mn), seng (Zn), klorida (Cl), nitrit ,
fluorida (F), dan logam-logam berat.
c. Syarat-syarat biologis
Air minum tidak boleh mengandung kuman-kuman patogen dan parasitik seperti kuman-
kuman tifus, kolera, disentri, dan gastroenteritis. Apabila kuman patogen terdapat pada
sumber air minum masyarakat maka dapat timbul penyakit atau gangguan kesehatan.
d. Syarat-syarat radiologis
Air minum tidak boleh mengandung zat yang menghasilkan bahan-bahan yang mengandung
radioaktif seperti sinar alfa, beta dan gamma.
2. Persyaratan kuantitatif
Persyaratan kuantitatif dalam penyediaan air bersih ditinjau dari banyaknya air baku yang tersedia
di alam. Persyaratan kuantitatif dapat ditinjau dari standar debit air yang dialirkan ke konsumen
dengan angka kebutuhan air bersih konsumen.
3. Persyaratan kontinuitas
Persyaratan kontinuitas erat hubungannya dengan kuantitas air yang tersedia yaitu air baku yang
ada di alam. Makna dari kontinuitas itu sendiri adalah air baku untuk air bersih tersebut dapat
diambil terus menerus dengan fluktuasi debit yang relatif tetap, baik pada saat kemarau maupun
musim hujan
Sumber Air Baku Utama
Beberapa sumber air baku yang dapat digunakan untuk penyediaan air bersih dikelompokkan sebagai
berikut:
1. Air hujan
Air hujan atau air angkasa. Sifat-sifat air hujan diantara lain bersifat lunak, tidak mengandung
larutan garam dan zat-zat mineral, umumnya bersifat cukup bersih, dan dapat pula bersifat korosif
jika tercemar oleh zat-zat penyebab hujan asam. Kuantitas air hujan tergantung pada besarnya
curah hujan.
2. Air permukaan
Air permukaan yang lazim digunakan adalah air waduk, air sungai atau air danau. Kontinuitas dan
kuantitas air permukaan dapat dianggap tidak menimbulkan masalah yang besar untuk penyedian
air bersih yang memakai bahan baku air permukaan
3. Air tanah
Air tanah banyak mengandung garam dan mineral yang terlarut saat air melewati lapisan tanah.
Pada dasarnya air tanah bebas dari polutan karena berada di bawah permukaan tanah, namun tidak
menutup kemungkinan terdapat zat-zat pengganggu seperti ion Fe dan Mn. Air tanah dibedakan
dari kedalamannya dapat dibedakan menjadi air tanah dangkal dan air tanah dalam.air tanah
dalam memiliki kualitas air yang lebih baik dibandingkan dengan air tanah dangkal. Dari segi
kuantitas, air tanah dapat dianggap cukup mencukupi standar yang berlaku. Namun demikian bila
dilihat dari segi kontinuitas maka pengambilan air tanah sebaiknya dibatasi karena pengambiolan
yang terus-menerus dapat menyebabkan penurunan muka air tanah.
4. Mata air
Mata air adalah sumber air baku yang memiliki tingkat kualitas terbaik, meskipun rawan tercemar
oleh bakteri karena letaknya yang berada pada daerah terbuka. Dilihat dari segi kuantitas, jumlah
dan kapasitas mata air sangat terbatas sehingga hanya mampu memenuhi kebutuhan sejumlah
penduduk tertentu.
Macam Kebutuhan Air Bersih
1. Kebutuhan domestik adalah kebutuhan air bersih untuk pemenuhan kegiatan sehari-hari atau
rumah tangga.
2. Kebutuhan non-domestik adalah air bersih yang digunakan untuk kegiatan institusional,
kebutuhan komersial, kebutuhan industri dan kebutuhan fasilitas umum seperti tempat ibadah
Perhitungan Proyeksi Penduduk
Metode geometrik
Pt=Po+(1+r )n
Dimana Po : jumlah penduduk tahun yang diketahui
Pt : jumlah penduduk tahun proyeksi
r : persen pertambahan penduduk tiap tahun
n : tahun proyeksi
Wastewater Garden sebagai Teknologi Pengolahan Air Bersih
Salah satu alternatif sistem pengolahan air limbah adalah Sistem Lahan Basah Buatan (Constructed
Wetlands). Terdapat 2 (dua) jenis Lahan Basah Buatan, yaitu jenis aliran permukaan (Surface Flow)
dan aliran bawah permukaan (Sub Surface Flow). Sistem Lahan Basah Aliran Bawah Permukaan (Sub
Surface Flow –Wetlands) merupakan salah satu sistem pengolahan air limbah jenis Lahan Basah
Buatan (Constructed Wetlands), dimana prinsip kerja sistem pengolahan limbah tersebut dengan
memanfaatkan simbiosis antara tumbuhan air dengan mikroorganisme dalam media di sekitar sistem
perakaran (Rhizosphere) tanaman tersebut. Bahan organik yang terdapat dalam air limbah akan
dirombak oleh mikroorganisme menjadi senyawa lebih sederhana dan akan dimanfaatkan oleh
tumbuhan sebagai nutrien, sedangkan sistem perakaran tumbuhan air akan menghasilkan oksigen
yang dapat digunakan sebagai sumber energi atau katalis untuk rangkaian proses metabolisme bagi
kehidupan mikroorganisme. Setiap jenis tanaman akan memiliki kemampuan yang berbeda-beda
untuk menghasilkan oksigen, sehingga kondisi aerob pada daerah rhizosphere untuk tiap-tiap jenis
tanaman akan menjadi faktor pembatas terhadap kehidupan mikroorgaisme. Bagi jenis bakteri aerob,
konsentrasi oksigen merupakan faktor pembatas, sehingga suasana aerob pada daerah rhizosphere
tersebut yang menyebabkan mikroorganisme yang dapat bersimbiosis dengan masing – masing jenis
tanaman akan spesifik. Berdasarkan rata-rata kondisi iklim Indonesia yang potensial untuk
mendukung pertumbuhan dan transpirasi tanaman sepanjang tahun, maka pengolahan air limbah
menggunakan sistem tersebut diprakirakan dapat berjalan dengan optimal. Disamping itu, murahnya
biaya konstruksi maupun biaya operasional salah satu faktor penentu keberhasilan upaya pengolahan
air limbah secara berkelanjutan.
Wastewater Garden (WWG) adalah salah satu bentuk pengembangan dari constructed wetland,
dimana tanaman yang digunakan dapat divariasikan sesuai dengan kebutuhan. Dan hasil akhir air
olahan akan diresapkan kembali ke dalam tanah dan dapat digunakan sebagai irigasi di bawah
permukaan tanah dan dapat juga meningkatkan permukaan air tanah. Secara sederhana, cara kerja
wastewater garden dapan digambarkan dalam diagram sebagai berikut.
Gambar1. Tahapan sederhana pengolahan air pada wastewater garden
BAB III METODE PENULISAN
Penyusunan karya tulis ilmiah ini menggunakan metode penelusuran pustaka dan informasi dari buku,
jurnal, laporan penelitian, dan internet. Materi yang dihimpun mencakup kajian tentang : 1)
Pengelolaan air bersih dan air minum, 2) sistem distribusi jaringan dan 3) Wastewater Garden.
Ketiga materi kajian tersebut dielaborasi sehingga terbentuk sebuah sistem pengelolaan air terpadu
dan berkelanjutan.
Tahapan Penyusunan Karya Imliah ini adalah sebagai berikut.
1. Pengambilan Data
Data yang digunakan pada karya tulis ini adalah data sekunder yang terdiri dari :
Data geografis dan iklim
Data jumlah penduduk
Data sosial kependudukan seperti mata pencaharian penduduk, penggunaan lahan
desa, kepercayaan, dan lain-lain.
Data debit air
Peta lokasi peneltian
2. Analisis data
Analisis kebutuhan air bersih penduduk
Analisis pertumbuhan penduduk
3. Desain pengembangan sistem pengelolaan air bersih
Desain Instalasi Pengolahan Air Sederhana
Desain Wastewater Garden sebagai Instalasi Pengolahan Air Limbah
4. Analisis hasil / pembahasan
5. Kesimpulan dan Saran
6. Selesai.
BAB IV PEMBAHASAN DAN HASIL
A. Identifikasi Kebutuhan Air Penduduk Desa Sukaraja
Sebelum dapat menentukan desain instalasi pengolahan air bersih dan air minum di Desa
Sukaraja terlebih dahulu perlu dilakukan proyeksi penduduk selama minimal 20 tahun
mendatang untuk menentukan kebutuhan air bersih domestik Desa Sukaraja. Proyeksi
penduduk dilakukan untuk mendukung perancangan instalasi pengelolaan air, sehingga di
masa yang akan datang instalasi tersebut masih dapat melayani kebutuhan masyarakat akan
air bersih. Penghitungan kebutuhan Air bersih dilakukan dengan rumus sebagai berikut:
Kebutuhan Air Bersih Domestik=Jumlah Penduduk × Debit
Tabel 1 : Kebutuhan Air Penduduk Desa Sukaraja tahun 2012-2032
TahunJumlah
Penduduk(jiwa)
Kebutuhan Air Bersih liter/orang/hari (Qd)
Debit Kebutuhan Air Domestik
(Liter/hari)
Kebutuhan Air Bersih Non Domestik
Liter/Orang/Hari (Qn)
2012 8399 60 503940 10002013 8558 60 513480 10002014 8721 60 523260 10002015 8886 60 533160 10002016 9055 60 543300 10002017 9227 60 553620 10002018 9403 60 564180 10002019 9581 60 574860 10002020 9763 60 585780 10002021 9949 60 596940 10002022 10138 60 608280 10002023 10331 60 619860 10002024 10527 60 631620 10002025 10727 60 643620 10002026 10931 60 655860 10002027 11138 60 668280 10002028 11350 60 681000 10002029 11566 60 693960 10002030 11785 60 707100 10002031 12009 60 720540 10002032 12238 60 734280 1000
Sumber : olahan data penulis
Selanjutnya ditentukan pula kebutuhan kehilangan air Penduduk Desa Sukaraja. Kebutuhan
Kehilngan Air adalah debit yang perlu ditambahkan untuk menjaga nilai debit kebutuhan
yang sampai pada masyarakat akibat kehilangan pada sistem ditribusi. Nilai kebutuhan
kehilangan air dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Kehilangan Air=(Qn+QD)×0.15
Dimana Qn adalah debit kebutuhan air non domestik
QD adalah debit kebutuhan air domestik
Tabel 2. Kebutuhan Kehilangan Air Penduduk Desa Sukaraja
TahunJumlah Penduduk
(Jiwa)Kehilangan Air / Hari
Qa = (Qn+Qd) × koef aKehilangan Air /
Detik
2012 8399 75741 5.842013 8558 77172 5.952014 8721 78639 6.072015 8886 80124 6.182016 9055 81645 6.302017 9227 83193 6.422018 9403 84777 6.542019 9581 86379 6.672020 9763 88017 6.792021 9949 89691 6.922022 10138 91392 7.052023 10331 93129 7.192024 10527 94893 7.322025 10727 96693 7.462026 10931 98529 7.602027 11138 100392 7.752028 11350 102300 7.892029 11566 104244 8.042030 11785 106215 8.202031 12009 108231 8.352032 12238 110292 8.51
Sumber : olahan data penulis
Setelah ditentukan kebutuhan air domestik, kebutuhan air non domestik, dan kebutuhan kehilangan air, dapat diperoleh kebutuhan air total dengan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
Kebutuhan Air Total(Qt )=(Qd+Qn+Qa)Kebutuhan Air Maksimum=1.25∗QtKebutuhan Air Peak=1.75∗Qt
Tabel 3. Kebutuhan Total Air Desa Sukaraja
TahunJumlah
Penduduk (jiwa)
Kebutuhan Air TotalQt = Qd + Qn + Qa
(liter/hari)
Kebutuhan Air Maksimum
Qm = 1.25 × Qt(liter/hari)
Kebutuhan Air PeakQp = 1.75 × Qt
(liter/hari)
2012 8399 580681 725851.25 1016191.752013 8558 437308 546635 7652892014 8721 445621 557026.25 779836.752015 8886 454036 567545 7945632016 9055 462655 578318.75 809646.252017 9227 471427 589283.75 824997.252018 9403 480403 600503.75 840705.252019 9581 489481 611851.25 856591.752020 9763 498763 623453.75 872835.252021 9949 508249 635311.25 889435.752022 10138 517888 647360 9063042023 10331 527731 659663.75 923529.252024 10527 537727 672158.75 941022.252025 10727 547927 684908.75 958872.252026 10931 558331 697913.75 977079.252027 11138 568888 711110 9955542028 11350 579700 724625 10144752029 11566 590716 738395 10337532030 11785 601885 752356.25 1053298.752031 12009 613309 766636.25 1073290.752032 12238 624988 781235 1093729
Sumber : olahan data penulis
B. Instalasi Pengolahan Air Sederhana (IPAS) dan Pola Jaringan Distribusi
Instalasi pengolahan air sederhana (IPAS) adalah bangunan pengolahan air yang mampu
mengolah air baku menjadi air bersih untuk pelayanan secara komunal. IPAS yang penulis
rancang pada kesempatan kali ini mengacu pada pedoman yang dikeluarkan oleh Direktorat
Jenderal Cipta Karya Departemen Pekerjaan Umum (Modul No. 4.2 Petunjuk Praktis
Pembangunan Instalasi Pengolahan Air Sederha Type 2). Bangunan IPAS tipe 2 ini mampu
mengolah air baku dengan range kadar kekeruhan 50-150 NTU. Sungai Ciwulan yang
melewati Desa Sukaraja memiliki kekeruhan sekitar 25 NTU, oleh karena itu IPAS ini penulis
anggap sesuai untuk dipergunakan sebagai instalasi pengolahan air bersih di Desa Sukaraja
karena jika ditinjau dari parameter kekeruhan IPAS ini tidak akan mengalami pembebanan
yang begitu berarti sementara parameter lain tetap dapat dikurangi.
Unit pengolahan terdiri dari bangunan penyadap, bak penampung, tangki penampung,
saringan kasar naik turun (SKNT), saringan pasir lambat (SPL). Tipe pengaliran air
disesuaikan dengan topografi Desa Sukaraja dimana sungai sebagai sumber air baku memiliki
perbedaan elevasi 13 m lebih rendah dibandingkan dengan pemukiman warga.
Bangunan Penyadap
Bangunan penyadap berupa peresapan yang terbuat dari batu kali setinggi 1 meter atau untuk
sungai relatif dangkal. Bangunan penyadap berbentuk trapesium dengan dimensi disesuaikan
dengan debit untuk pemenuhan kebutuhan masyarakat.
Kebutuhan air domestik dan non domestik
Berdasarkan proyeksi penduduk tahun 2032, jumlah populasi Desa Sukaraja diprakiran
menjadi 12.238 orang. Perhitungan dimensi yang penulis lakukan dimodelkan untuk
kebutuhan satu RW. Dengan 8 RW yang terdapat di Desa Sukaraja, maka pada tahun 2032
diprakirakan jumlah penduduk pada satu RW dengan asumsi penyebaran merata di tiap RW
akan menjadi 1.530 orang.
Kebutuhan air domestik:
60 liter /kapita/hari x1530=91.800 liter /hari
Kebutuhan air non-domestik:
5 % x 91.800 liter /hari=4.590 liter /hari
Kehilangan air :
15 % x (91.800+4.590 )=14.458 liter /hari
Total kebutuhan air bersih :
91.800+4.590+14.459=110.849 liter /hari
Saluran penyadap
Saluran berpenampang trapesium dengan
panjang saluran 1,5 m dan lebar atas 40
cm dan lebar bawah 70 cm dengan
kedalaman 1 m
Sumur pengumpul
Bangunan sumur pengumpul yang terbuat
dari pasangan batu bata yang diplester.
Bentuk sumur pengumpul segi empat
dengan lebar 1 m x 1 m dan kedalaman 3,7
m dari permukaan tanah. Air baku akan
masuk kedalam sumur pengumpul melalui
saluran penyadap yang berlubang-lubang.
Bak penampung
Dari sumur pengumpul air akan disalurkan
ke dalam bak penampung melalui pipa
dengan bantuan pompa. Bak penampung
berfungsi sebagai penampung air baku
yang nantinya akan diolah. Pemompaan
akan dilakukan selama 3 jam per harinya
pada kisaran pukul 02.00 hingga 05.00.
Pemompaan Dilakukan pada pukul
tersebut dengan antisipasi pemakaian
maksimum oleh warga terjadi di pagi hari.
Debit yang dibutuhkan : 110,85m 3/hari
Pemompaan 3 jam :
110,85 /3=36,95 m 3/ jam
Ukuran dimensi bak penampungan untuk
menampung volume air yang dibutuhkan
per hari:
V = p x l x t
V = 5 m x 6 m x 4 m
V=120 m3 (mencukupi volume
kebutuhan air bersih harian)
Debit/jam:110,85m3
harix 24 jam /hari
¿4,62 m 3/ jam x1 jam /3600 s
¿1,28 x10−3m3/ s
Jenis pipa yang digunakan adalah pipa PVC
dengan diameter 1 ¼ inchi
Untuk mengetahui apakah diameter pipa
sesuai dengan debit yang dibutuhkan,
digunakan persamaan untuk mencari
kehilangan tenaga primer akibat gesekan pada
pipa:
H f =10.67 ×Q1,85
CHW1,85× D4,87 × L
Dengan nilai CHW = 130
H f =10.67 × 0.001281,85
1301,85× 0.031254,87 × 7=0.872
∆H antara muka air sumur pengumpul dan
ujung pipa yang keluar air di bak
penampang direncanakan sebesar 1 m,
dengan demikian dapat dicek apakah
ukuran pipa 1 ¼ inchi dapat mengalirkan
air ke bak penampung atau tidak
Kontrol : ∆H > Hf
1 > 0.872
Karena ∆H > Hf maka diameter pipa yang
dipilih memadai untuk pengaliran.
Tipe pengaliran dari sumur pengumpul ke
bak penampung menggunakan sistem
gravitasi. Aliran dari bak penampung ke
unit pengolahan saringan kasar naik turun
menggunakan bantuan pompa karena
elevasi bak penampung lebih rendah
daripada unit pengolahan.
Saringan kasar naik turun
Tanki saringan kasar naik turun terbuat
dari fiber glass atau plastik dengan
kapasitas per unit 3 m3. Tangki diisi
dengan pecahan batu/kerikil berdiameter
2-4 cm sampai ketinggian 40 cm dari
permukaan bagian atas tanki. Untuk
mengakomodir kebutuhan air harian
penduduk yaitu 4.62 m3/jam, selama 3 jam
pengaliran air dari bak penampung ke
saringan kasar naik turun diperlukan
tangki dengan kapasitas 13,6 m3. Untuk itu
diperlukan 5 unit saringan kasar naik
turun.
Pipa inlet dan outlet yang digunakan
berdiameter 1 inchi, sementara pipa untuk
back wash sebesar 2 inchi. Sistim aliran
air dari tangki penampung ke unit
pengolahan dari bawah ke atas, kemudian
pada SKNT 1 ke SKNT 2 dari atas ke
bawah dan begitu seterusnya hingga unit
SKNT 5.
Dudukan/Penyangga
Dudukan atau penyangga terbuat dari
balok kayu ukuran 8/15 yang berfungsi
sebagai penyangga untuk untuk unit tangki
penampung dan saringan kasar naik turun.
Saringan pasir lambat
Bangunan saringan pasir lambat (SPL)
terbuat dari batu bata atau batu kali yang
diplester dengan ukuran lebar 3.5 m
panjang 4 m dan tinggi 1 m. sebagai media
penyaring adalah pasir setinggi 60 cm dan
papan sebagi penyangga media pasir
sehingga ada ruang kosong antara media
pasir dengan dasar bagian bawah SPL.
Unit SPL memiliki pipa inlet dan outlet
dengan diameter 1 inchi dan pipa penguras
3 inchi.
Hidran umum
Hidran umum atau reservoir dibuat
karena elevasi unit pengolahan lebih
rendah dari pemukiman publik. Dari
hidran umum air akan langsung
didistribusikan ke masyarakat dengan
bantuan sistem aliran gravitasi dan apabila
perbedaan tekanan tidak mencukupi
hingga titik terjauh pendistribusian maka
dapat dibantu dengan penggunaan pompa.
Ukuran kapasitas Q maksimum adalah:
110.85 m3/hari x 1.75 = 194 m3/hari
Ukuran per unit hidran = 4 m3
Banyaknya hidran umum yang diperlukan:
Unit hidran :194
4=48.5 49unit
Jadi dibutuhkan 37 nit hidran umum untuk
mengakomodir 1530 orang dengan
kebutuhan air 60 liter/orang/hari.
Base demand untuk tiap hidran umum
1 HU=2.29liter
s:49
¿0.047liter
s
Pola jaringan distribusi
Pola jaringan distribusi yang penulis
anggap cocok untuk diaplikasikan pada
desa ini adalah sistem distribusi cabang.
Sistem distribusi cabang adalah sistem
pendistribusi air bersih yang bersifat
terputus membentuk cabang-cabang sesuai
dengan daerah pelayanan. Sistem
distribusi ini akan memudahkan saat
menghitung dimensi pipa. Selain itu untuk
pengembangan daerah pelayanan lebih
mudah karena hanya tinggal menambah
sambungan pipa yang telah ada. Dengan
diperbaikinya sistem distribusi secara
komunal dan terpadu maka pemenuhan
kebutuhan air bersih seluruh warga dapat
terjamin.
Pada pola distribusi cabang debit dapat
dibagi berdasarkan cabang-cabang pipa
pelayanan. Oleh karena itu dapat dicari
ukuran pipa yang tepat untuk digunakan
agar kecepatan aliran pada pipa yang
digunakan dapat disesuaikan dengan
syarat kecepatan maksimum pipa PVC
3.0-4.5 m/s. Penulis menetapkan
kecepatan sebesar 4 m/s
Q=A × v
1.28 ×10−3 m3
s=3.14 ×
D2
4× 4
ms
D=0.02m
Maka ukuran pipa yang merepresentasikan
ukuran tersebut yang ada di pasaran adalah
pipa diameter 1 inchi.
C. Desain Wastewater Garden
Untuk mengitung luas WWG yang
dibutuhkan, terlebih dahulu menetukan
harus air limbah yang dihasilkan. Dalam
pengolahan ini hanya menggunakan grey
water, karena diasumsikan black water
telah diolah di septic tank yang dimiliki
oleh masing-masing rumah penduduk.
Karakteristik utama grey water yang
menjadi pertimbangan pada desain IPAL
ini adalah Total Suspended Solid (TSS/Zat
Padat Tersuspensi) dan Biochemical
Oxygen Demand (BOD/Kebutuhan
Oksigen Biokimiawi). Menurut hasil
survey domestik yang dilakukan oleh
BPPT pada tahun 2005, kadar BOD air
limbah domestik adalah sebesar 80.3 mg/L
dan kadar TSS dalam greywater air limbah
domestik adalah sebesar 160 mg/L.
Jumlah penduduk yang digunakan adalah
jumlah penduduk proyeksi 20 tahun
mendatang pada Desa Sukaraja, yaitu
12.238 jiwa. Karena permodelan yang
kami gunakan adalah untuk satu RW, dan
mengasumsikan setiap penduduk
terdistribusi merata di 8 RW, maka setiap
RW terdiri dari 1.530 jiwa.
a. Penghitungan debit limbah (grey
water) yang dihasilkan
Qwaste
orang=
kebutuhan airoranghari
× koefisienlimbah
= × 60 L/orang/hari × 0,8 = 48L/
orang / hari
Umumnya setiap orang menghasilkan
10L limbah black water setiap
harinya, maka:
Q greywater=( Qwaste
orang−10
Loranghari )× jumlah penduduk
= (48L/orang/hari –
10L/orang/hari) × 1.530 = 58.140
L/hari = 58,14 m3/hari
b. Penghitungan kadar parameter per
hari
Kriteria design WWG berdasarkan
parameter utama yaitu BOD dan TSS
1. BOD :
KadarBODhari
=80,3 gm3 ×58,14
m3
hari=4668,642 g /hari
2. TSS :
KadarTSShari
=160 gm3 ×58,14
m3
hari=9302,4 g /har
c. Luas WWG dibutuhkan (untuk
masing-masing parameter)
Luas WWGBOD=4668,642 g BOD/hari
6g
m2 . hari=778,107 m2
Luas WWGTSS=9302,4 gTSS /hari
20g
m2 . hari=465,12 m2
Karena
Luas WWGBOD>LuasWWGBOD
maka dipilihlah standar BOD untuk
luas desain yang dibutuhkan yaitu
778,107 m2.
Dalam perencanaan, Wastewater Garden ini akan diinstalasikan di lahan Desa Sukaraja yang
digunakan sebagai pekarangan. Menurut Badan Pusat Statistik tahun 2012, 12,50 hektar lahan
dari total 564,5 hektar lahan (atau sebesar 2,22%) di Desa Sukaraja merupakan pekarangan.
Jika diasumsikan distribusi luas pekarangan yang merata di setiap RW, maka luas
pekarangan di suatu RW adalah 1,5625 hektar atau 15.625 m2. Maka, berdasarkan
perhitungan luas WWG sebelumnya, menunjukkan bahwa lahan yang tersedia dapat
memenuhi kebutuhan luas WWG.
Tipe aliran yang akan digunakan pada WWG adalah subsurface flow, yaitu aliran yang
terdapat dibawah permukaan tanah. Keunggulannya adalah memiliki efisiensi yang tinggi
dalam penyerapan TSS, BOD, COD, logam, serta penggunaan energi yang kecil, tidak bau,
dan tidak memiliki masalah terhadap nyamuk atau serangga serupa (EPA, 2000) sehingga
tepat digunakan pada derah tropis.
Selain digunakan sebagai unit pengolahan air limbah domestik menjadi air bersih, Wastewater
Garden memiliki beberapa fungsi lainnya. Wastewater Garden dapat berfungsi sebagai Ruang
Terbuka Hijau di Desa Sukaraja. Pemilihan tanaman pada Wastewater Garden dapat
dilakukan sesuai dengan kebutuhan dan sesuai dengan keanekaragaman tumbuhan di wilayah
dimana Wastewater Garden akan diaplikasikan. Ruang Terbuka Hijau juga dapat menambah
nilai estetika pada lingkungan Desa Sukaraja. Selain itu, air hasil olahan dari Wastewater
Garden ini akan diinfiltrasikan ke tanah sebagai cadangan air tanah dan sebagai subsurface
irrigation bagi persawahan, perkebunan, dan ladang. Hal ini diharapkan dapat mendukung
pula kegiatan pertainan serta perkebunan sebagai sektor ekonomi utama di Desa Sukaraja,
dimana lebih dari 56% penduduk desanya bermatapencaharian sebagai petani.
Masyarakat Desa Sukaraja juga memiliki rasa inisiatif yang tinggi dan penulis beranggapan
masyarakat dapat mengemban amanah dan tanggung jawab untuk menjaga dan
mengoperasikan sistem pengolahan air yang dikonsepkan. Kondisi eksisting Desa Sukaraja
yang telah memiliki sistem distribusi sederhana swadaya menunjukkan bahwa masyarakat
desa memiliki rasa kesadaran yang tinggi untuk mencapai kesejahteraan bersama. Dilihat dari
tingkat pendidikan masyarakat yang cukup baik, maka penulis juga merasa tata cara
pengoperasian dan perawatan instalasi pengolahan air bersih dan pengolahan limbah dapat
dikuasi oleh masyarakat.
V. PENUTUP
VI. DAFTAR PUSTAKA
VII. LAMPIRAN
Menghitung RAB 1 Model Instalasi Pengolahan Air Bersih
No Jenis Pengeluaran Volume Harga Satuan Jumlah1 Pembuatan Bak Penyadap
1. Batu Kali (Batu Kosong) 1.75 m3 Rp 185.000 Rp 327.500
2. Pembuatan Sumur Pengumpul1. Cincin Beton 5 Buah Rp 2000 Rp 10.000
3. Pembuatan Bak Penampung1.Serat Kaca / plastic (kap 4 mc3)
2. Kawat Kasa 1 Buah3m2
Rp 159.000Rp 15.000
Rp 159.000Rp 45.000
4 Pembuatan Saringan Naaik Turun1. Serat Kaca Platik (kap 3 m3)2. Kerikil (dia 2-4 cm)3. Pipa PVC dia 2 inch)
2.5 m3
5 unit10 m3
Rp 159000Rp 220.000Rp. 260.00
Rp 397500Rp 1.100.000Rp 260.000
5 Pembuatan Saringan Pasir Lambat1. Batu Bata / Serat Kaca2. Batu Kali untuk fondasi3. Pasir4. Semen5. Besi Dia 8 mm6. Besi Dia 6 mm7. Plat Besi Berlubang (2x3) 3mm8. Media Pasir
1750 buah1.8 m3
6m3
30 Zak10 Batang5 Batang1 Buah3.6 m3
Rp 2.500Rp. 175.000Rp 100.000Rp 61.000Rp 35.000RP. 28.000Rp. 22.000Rp 150.000
Rp 4.375.000Rp 315.000Rp 600.000Rp 1.830.000Rp 350.000Rp 140.000Rp 22.000Rp 540.000
6. Dudukan Dari Kayu1. Kayu Balok 8/152. Kayu Balok 5/123. Kayu Balok 5/7
2 m3
2 m3
2 m3
Rp 200.000Rp 200.000Rp 200.000
Rp 400.000Rp 400.000Rp 400.000
7. Pompa1. Pompa PVC Dia ¾”2. Pompa Inlet - outlet
4 unit4 unit
Rp 26.000Rp 30.000
Rp 104.000Rp 120.000
Total Rp 11.895.000
Menghitung RAB 1 Model Wastewater Garden
No Jenis Pengeluaran Volume Harga Satuan Jumlah Harga1 Biaya Penggalian Tanah (dapat
dikerjakan warga secara gotong royong) - - -
2. Pembuatan Wastewater Garden1. Gravel (tersedia di alam sekitar Desa
Sukaraja)2. Tanah (tersedia di alam sekitar Desa)3. Tanaman
Pohon Enaupohon keladipohon sentepohon jarak
311 m3
-
----
Rp 60.000,-/ 50 kg
--Rp1.500,-Rp 2.000,-Rp 1.234,-Rp 550,-
-
--Rp 583.000,-Rp 778.000,-Rp 480.026,-Rp 213.950,-
Total Rp 2.055.476,-
Menghitung 1 Model Kebutuhan Bahan Bangunan Penampung Air (Hidran Umum)
No Jenis Bahan Volume Harga Satuan Jumlah1. Semen 10 Zak Rp 61.000 Rp 610.0002. Pasir Uruq 0.8 m3 Rp 90.000 Rp 72.0003. Batu Kali 2.5 m3 Rp 175.000 Rp 437.000
4. Pipa GIP Dia 3” 2 batang Rp 30.000 Rp 60.0005. Pipa GIP Dia ¾” 1 batang Rp 30.000 Rp 30.0006. Kran dia ¾ “ 3 buah Rp 50.000 Rp 150.0007. Socket GIP dia ¾” 3 buah Rp 100.000 Rp 300.0008. Tangki Fiber Kapasitas 4 m3 2 buah Rp 4.280.000 Rp 4.280.000Total Rp 9.670.000
Biodata Peserta
Nama :
NIM :
Tempat tanggal lahir :
Alamat Universitas/ Himpunan :
Jurusan/ Fakultas :
No. HP/ email :
Prestasi/ penghargaan yang pernah diraih selama menjadi mahasiswa :
Nama :
NIM :
Tempat tanggal lahir :
Alamat Universitas/ Himpunan :
Jurusan/ Fakultas :
No. HP/ email :
Prestasi/ penghargaan yang pernah diraih selama menjadi mahasiswa :
Nama :
NIM :
Tempat tanggal lahir :
Alamat Universitas/ Himpunan :
Jurusan/ Fakultas :
No. HP/ email :
Prestasi/ penghargaan yang pernah diraih selama menjadi mahasiswa :
Biodata Dosen Pembina
Nama lengkap dan gelar :
Golongan pangkat dan NIP :
Jabatan fungsional :
Fakultas/Program studi :
Nomor telepon/HP :
Alamat rumah