Abstrak —  Pada  penelitian  ini  dilakukan  pengujian  terhadap parameter-parameter yang berkaitan dengan standar kualitas air minum  berdasarkan  Peraturan  Menteri  Kesehatan  Republik Indonesia  No.492/MENKES/PER/IV/2010  pada  air  baku  Kali Surabaya  yang  terlebih  dahulu  diolah  pada  unit pretreatment di IPAM  Ngagel  1  Surabaya  dan air yang akan diolah berasal dari outlet  prasedimentasi .  Air outlet  prasedimentasi diolah  terlebih dahulu  menggunakan  4  unit roughing  filter yang  disusun  secara seri  kemudian  diolah  lebih  lanjut  ke  unit slow  sand filter dengan rangkaian seri. Digunakan dua variabel yaitu variasi arah aliran dan  variasi  ketebalan  media geotextile .  Media geotextile yang digunakan  berjenis geotextile  non  woven .  Ketebalan  media geotextile yang  digunakan  sebesar  4  cm  dan  6  cm  sedangkan variasi  arah  aliran  yang  digunakan  yaitu downflow-upflow dan downflow-downflow .  Digunakan  unit  pengolahan slow  sand  filter dengan  rangkaian  seri  sebanyak  2  reaktor.  Pada  penelitian  ini akan  dilakukan  penambahan  media geotextile di  unit slow  sand filter dan  nantinya  diharapkan  supaya  kandungan  N  total  dan  P total dapat diturunkan. Flow rate yang digunakan pada unit slow sand  filter sebesara  0,3  m 3 /m 2 jam.  Tujuan  dari  penelitian  ini yaitu  untuk  mengetahui  ketebalan  media geotextile dan  arah aliran yang optimum pada unit slow sand filter dan menganalisis pengaruh  penambahan  media geotextile terhadap  kualitas  air hasil olahan unit slow sand filter untuk menyisihkan N total dan P total.
Kata Kunci — Geotextile , N total, P total, Slow Sand Filter

## I. PENDAHULUAN
ENGOLAHAN  air  secara  biologis  pada  dasarnya  dapat dilakukan  melalui  proses  pertumbuhan  bakteri  yang terlekat  pada  media  pendukung membentuk  lapisan tipis yang disebut biofilm . Slow  Sand  Filter merupakan  teknologi pengolahan  air  yang  sangat  sederhana,  yang  memanfaatkan biofilm yang  terbentuk  pada  media  pasir  yang  digunakan dalam  unit  pengolahannya.  [1]  Air  baku  yang  akan  diolah dalam unit slow sand filter kekeruhannya tidak boleh melebihi 50 NTU sebab jika kekeruhannya melebihi 50 NTU maka slow sand  filter tidak  dapat  bekerja  secara  maksimal.  [2] Penggunaan  media  pasir  pada slow  sand  filter memiliki beberapa kendala yaitu pada saat proses pembersihan unit slow sand  filter ,  perlu  dilakukan  pengerukan  media  pasir  dengan cara scrapping. Keuntungan  dari  penggunaan geotextile yaitu dapat  memperbaiki  kualitas effluent yang  dihasilkan  dengan menurunkan kandungan TSS, bakteri, dan dapat mengakumulasi biomassa. [3] Efisiensi slow sand filter dalam
menyisihkan  P  total  sebesar  58,41%  dan  N  total  sebesar 51,76%.
Pada  penelitian  ini  dilakukan  pengujian  terhadap  ketebalan media geotextile pada  unit  pengolahan slow  sand  filter yang digunakan untuk menyisihkan N total dan P total. Penggunaan media geotextile merupkan  salah  satu  alternatif  yang  perlu dicoba  untuk  menghasilkan  air  olahan  yang  berkualitas  lebih bagus.  Air  baku  yang  digunakan  berasal  dari outlet prasedimentasi yang  kemudian  diolah  di  unit roughing  filter sebanyak 4 unit yang disusun secara seri kemudian barulah air hasil olahan diolah diunit slow sand filter yang disusun secara seri sebanyak 2 reaktor.
Parameter yang digunakan dalam penelitian ini yaitu N total dan P total. Variabel yang digunakan dalam penelitian ini yaitu variasi  ketebalan  media geotextile dan  variasi  arah  aliran. Ketebalan  media geotextile yang  digunakan  yaitu  4  cm  dan  6 cm. Slow  sand  filter disusun  secara  seri  dengan  variasi  arah aliran downflow-downflow dan downflow-upflow .  Hasil  yang diharapkan  nantina  air  hasil  olahan  dapat  memenuhi persyaratan  kualitas  air  minum  berdasarkan  PERMENKES No.  492/MENKES/PER/IV/2010  terhadap  parameter  N  total dan P total pada air baku.

## II. METODE

## A. Tahap Telaah
Pada  penelitian  ini  dilakukan  pengujian  terhadap  beberapa parameter  yang  berkaitan  dengan  standar  kualitas  air  minum berdasarkan  PERMENKES  No.492/MENKES  /PER/IV/2010 terhadap parameter N total dan P total pada air baku. Air baku yang  digunakan  berasal outlet  prasedimentasi yang  kemudian diolah menggunakan unit roughing filter dan slow sand filter . Unit roughing  filter disusun  secara  seri  sebanyak  4  unit,  unit slow sand filter juga disusun secara seri dan divariasikan arah alirannya.  Variabel    yang  digunakan  yaitu  berupa  variasi ketebalan  media geotextile dan  variasi  arah  aliran.  Variasi ketebalan media geotextile yang digunakan sebesar 4 cm dan 6 cm  sedangkan  variasi  arah  aliran  yaitu downflow-downflow dan downflow-upflow . Flow rate yang digunakan yaitu sebesar 0,3  m 3 /m 2 .jam.  Unit roughing  filter menggunakan  media kerikil  dengan  diameter  2-3  cm,  sedangkan  unit slow  sand filter menggunakan media kerikil berdeameter 2-3 cm sebagai.
Tabel 2.1

## Pengaruh Ketebalan Media
Geotextile dan Arah Aliran Slow Sand Filter Rangkaian Seri untuk Menyisihkan P Total dan N Total
Ayuningtyas, Nurina Fitriani, Wahyono Hadi
Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : wahyono@enviro.its.ac.id
P
Variabel Penelitian Ketebalan Media geotextile Arah Aliran 4 cm (A) 6 cm(B)                       Kontrol (C) Downflow- Upflow A1 B1                                       C1 Downflow- Downflow A2 B2                                       C2
media  penyangga  dan  media  pasir  dengan  diameter  0,15-0,35 mm.  Penelitian  yang  dilakukan  berupa  analisis  kandungan  N total  dan  P  total  pada  air  baku.  Reaktor  dioperasikan  secara kontinyu  dan  penelitian  ini  dilakukan  sebanyak  3  tahapan. Tahap  pertama  digunakan  penambahan  media geotextile setebal  4  cm,  tahap  kedua  digunakan  penambahan  media geotextile 6  cm,  dan  pada  tahap  ketiga  tidak  dilakukan penambahan  media geotextile sehingga  hanya  digunakan media  pasir  saja.  Variabel  yang  digunakan  dapat  dilihat  pada tabel 2.1.
Setiap  tahapan  dilakukan  dalam  waktu  7  hari  dan pengambilan  sampel  dilakukan  setiap  dua  kali  sehari.  Total titik sampling yang akan dianalisis yaitu sebanyak 5 titik.
Desain reaktor roughing filter disesuaikan dengan penelitian terdahulu yaitu sebagai berikut:
 Panjang    = 30 cm
 Lebar    = 30 cm
 Ketinggian Reaktor = 90 cm
 Freeboard = 10 cm
 Supernatant = 5 cm
 Bagian bawah bak  = 30 cm
 Ketebalan Media Kerikil = 60 cm Desain reaktor slow sand filter yaitu sebagai berikut:
 Panjang  = 30 cm
 Lebar  = 30 cm
 Ketinggian   Reaktor  = 110 cm
 Freeboard = 10 cm
 Supernatan = 30 cm
 Media Penyangga  = 10 cm
 Ketebalan Media = 60 cm
 Luas Reaktor     = Panjang x Lebar = 30 cm x 30 cm
= 900 cm 2
= 0,09 m 2
 Volume Reaktor = Panjang x Lebar x Tinggi = 60 cm x 60 cm x 110 cm = 396000 cm 3
=  0,396 m 3
Dari desain reaktor dan media yang sudah ditentukan ini maka akan  diperoleh  perhitungan headloss media. Headloss media di  slow  sand  filter  yaitu  sebesar  13,78  cm  dan  headloss  pada media roughing filter yaitu sebesar 0,0043 cm.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Aklimatisasi Media Geotextile
Sebelum  melakukan  penelitian,  media geotextile terlebih dahulu  diaklimatisasi  menggunakan  air outlet prasedimentasi selama  1  bulan.  Pada  proses  aklimatisasi  ini,  dilakukan penggantian  air  baku  setiap  hari  supaya  tidak  terjadi  proses anaerobik.  [4 ] Adanya  mikroorganisme  yang  tumbuh dipermukaan media geotextile ini akan berperan penting dalam menurunkan beberapa pencemar pada air baku.
Penambahan  media geotextile dalam  unit  pengolahan slow sand  filter divariasikan  menjadi  2  tahapan.  Tahap  pertama digunakan  penambahan  media geotextile setebal  4  cm  dan tahap  kedua  sebesar  6  cm.  Media geotextile terlebih  dahulu diaklimatisasi  menggunakan  air outlet prasedimentasi  IPAM Ngagel  1  selama  7  hari.  Pada  saat  media geotextile diaklimatisasi, schmutzdecke sudah  mulai  tumbuh  menempel pada geotextile dan  terlihat  pada  hari  keempat.  Lapisan schmutzdecke tersebut  bertekstur  licin  dan  menempel  di permukaan  media geotextile yang berwarna abu-abu.  Polutan yang berada pada air baku kemungkinan akan menempal pada media geotextile secara  otomatis  lapisan schmutzdecke terbentuk  sebab  polutan  tersebut  merupakan  nutrient  bagi mikroorganisme.  [5 ] Pada  proses  aklimatisasi  ini,  dilakukan penggantian  air  baku  setiap  hari  supaya  tidak  terjadi  proses anaerobik. Adanya mikroorganisme yang tumbuh dipermukaan media geotextile ini akan berperan penting dalam menurunkan beberapa pencemar pada air baku.
Aklimatisasi ini hanya dilakukan pada media geotextile saja sebab  dalam  penelitian  ini  tujuannya  hanya  ingin  untuk mengetahui  efisiensi  penggunaan  media geotextile untuk menurunkan N total dan P total. Akan tetapi media pasir secara otomatis  juga  akan  teraklimtisasi  ketika  proses  pengoperasian sudah  berjalan.  Pada  awalnya  aklimatisasi  dilakukan  pada media geotextile yang  digunakan  pada  tahap  pertama.  Media geotextile pada  tahap  kedua  ini  diaklimatisasi  bersamaan dengan  pengoperasian slow  sand  filter pada  tahap  pertama. Pada  tahap  kedua  ini, geotextile dari  tahap  pertama  dicuci terlebih  dahulu  lalu  ditambah  dengan  media geotextile yang sudah  diaklimatisasi  sehingga  yang  digunakan  pada  tahap kedua ini totalnya untuk setiap reaktor setebal 6 cm.
Hal  ini  hanya  dilakukan  pada  media geotextile saja  sebab dalam  penelitian  ini  tujuannya  hanya  ingin  untuk  mengetahui efisiensi  penggunaan  media geotextile untuk  menurunkan  N total dan P total. Akan tetapi media pasir secara otomatis juga akan  teraklimtisasi  ketika  proses  pengoperasian  sudah berjalan.

## B. Pembentukan Lapisan Schmutzdecke
[6 ] Pada  proses  pengolahan  secara  biologi,  unit slow  sand filter ini  memiliki  lapisan schmutzdecke yang  merupakan lapisan  yang  terdiri  dari  limbah  organik,  bakteri, algae ,  dan senyawa-senyawa  biologi  lainnya  yang  tumbuh  dipermukaan media  filter.  Lapisan Schmutzdecke terbentuk  di  permukaan media geotextile yang  memiliki  tekstur  licin.  Lapisan  ini memiliki  peranan  yang  cukup  besar  dalam  menyisihkan pencemar  karena  adanya  mikroorganisme  yang  tumbuh  dan berkembang pada lapisan tersebut.
Gambar. 1.  Pertukaran isotop oksigen gas dan oksigen dalam patatan katalis provskit.  Biasakan  untuk  menunjukkan  signfikansi  dari  gambar  pada  judul gambar ( caption ).
Lapisan schmutzdecke inilah yang akan menurunkan zat-zat pencemar  yang  ada  pada  air  baku. Schmutzdecke adalah  hal yang paling penting pada saringan pasir lambat dan lapisan ini merupakan  lapisan  coklat  kemerah-merahan  yang  agak berlendir  dimana  dapat  menurunkan  kandungan  zat  organik, besi,  dan  mangan.  Pada  pembentukan  lapisan schmutzdecke yang matang  memerlukan waktu 2-3 minggu, serta tergantung pada suhu dan kandungan biologis (bakteri dan bahan organik) pada  air  baku.  [7 ] Pada  lapisan schmutzdecke ini  terdapat biomassa. Fungsi utama biomassa pada slow sand filter adalah untuk menghilangkan mikroorganisme patogen dan virus, serta untuk  mendegradasi  zat  organik.  Efektivitas schmutzdecke ini bergantung  pada  makanan  yang  tersedia  (bahan  organik  pada air baku), kandungan oksigen serta suhu air yang cukup.

## C. Analisa N total dan P total
Hasil analisis N total dan P total pada setiap tahapan sangat bervariasi  dan  berfluktuatif.  Hal  ini  dipengaruhi  oleh  kondisi lingkungan  sekitar  ketika  dilakukannya  penelitian.  Dari  data- data  yang  sudah  diperoleh  maka  nantinya  akan  diketahui efisiensi penyisihan N total  dan P total pada air baku disetiap tahapan  penelitian.  Penyisihan  kandungan  N  total  dan  P  total ini  dilakukan  oleh  beberapa  mikroorganisme  yang  tumbuh  di permukaan  media  filter.  Akan  tetapi  efisiensi  penyisihan  N total dan P total pada penelitian ini kurang dari 50% sebab air baku  yang  digunakan  sudah  melewati  unit  pengolahan pretreatment sehingga  air  sudah  berkualitas  cukup  bagus. Apabila  Nitrogen  yang  terlarut  dalam  air  baku  cukup  banyak maka nitrogen tersebut akan didegradasi oleh bakteri nitrifikasi sehingga  akan  terjadi  proses  nitrifikasi  pada  media  filter dengan  kedalaman  30-40  cm.  Akan  tetapi  jika  nitrogen  yang terlarut dalam air sedikit maka proses degradasi dilakukan oleh beberapa bakteri jenis lain dan algae .
Posphat yang terlarut didalam air baku ini akan didegradasi oleh  mikroorganisme  yang  tumbuh  dipermukaan  media  filter. Mikroorganisme  tersebut  berbagai  macam  jenis  bakteri  dan juga algae .  Umumnya  penyisihan  kandungan  P  total  pada  air baku  lebih  besar  jika  dibandingkan  dengan  penyisihan kandungan N total.
Pada proses pengolahan secara biologi, unit slow sand filter ini  memiliki  lapisan schmutzdecke yang  merupakan  lapisan yang terdiri dari limbah organik, bakteri, algae , dan senyawa- senyawa  biologi  lainnya  yang  tumbuh  dipermukaan  media filter.  Lapisan Schmutzdecke terbentuk  di  permukaan  media geotextile yang  memiliki  tekstur  licin.  Lapisan  ini  memiliki peranan  yang  cukup  besar  dalam  menyisihkan  pencemar karena adanya mikroorganisme yang tumbuh dan berkembang pada lapisan tersebut.
Media geotextile yang  digunakan  memiliki  serat-serat berupa polimer hidrofobik yang menyebabkan mikroorganisme mudah  untuk  tumbuh  di  permukaan  media  tersebut.  Adanya mikroorganisme yang tumbuh di media ini akan ikut berperan dalam  penurunan  beberapa  pencemar  yang  ada  pada  air  baku Aliran  air  yang  kontinyu  akan  menyebabkan  terbentuknya media schmutzdecke yang  semakin  tebal.  Semakin  tebal lapisan schmutzdecke yang terbentuk maka akan menyebabkan terjadinya clogging .
Tabel 3.1 Ringkasan Efisiensi Unit Slow Sand Filter Aliran Downflow-Downflow dengan Masing-masing Variasi
Parameter Titik 2 Titik 3 N total 16,137 13,327 P total 12,239 21,2724 Tabel 3.2
Ringkasan Efisiensi Unit Slow Sand Filter Aliran Downflow-Upflow dengan Masing-masing Variasi
Parameter Titik 3 Titik 5 N total 17,194 10,438 P total 13,442 6,936 Keterangan :
Tahap 1   : Penambahan media geotextile setebal 4 cm Tahap 2   : Penambahan media geotextile setebal 6 cm Tahap 3  : Tidak dilakukan penambahan media geotextile (Kontrol)
Efisiensi  penyisihan  kandungan  N  total  dan  P  total  pada setiap tahapan dapat dilihat pada tabel 3.1 dan tabel 3.1. Tabel 3.1  dan  3.2  diatas  menunjukkan  bahwa  efisiensi  penurunan pada unit slow sand filter aliran downflow-downflow memiliki hasil  akhir  yang  lebih  baik  jika  dibandingkan  dengan  aliran downflow-upflow dalam  menyisihan  N  total  dan  P  total.  Unit slow  sand  filter yang  ditambah  dengan  media geotextile memiliki efisiensi penyisihan N total dan P total lebih baik jika dibandingkan dengan slow sand filter yang hanya menggunakan  media  pasir  saja.  Perbedaan  yang  diperoleh cukup  jauh  sehingga  media geotextile dalam  pengolahan  di slow  sand  filter ini  memiliki  peranan  yang  cukup  penting dalam  penyisihan  N  total  dan  P  total.  Berdasarkan  nilai efisiensi  penyisihan    N  total  dan  P  total  penambahan  media geotextile dengan  tebal  4  cm  dan  6  cm  cukup  memberikan pengaruh. Hal ini ditunjukkan dalam persentase efisiensi yang dihasilkan  dari  masing-masing  variabel  cukup  besar  jika dibandingkan dengan efisiensi tahap kontrol.
Dari data yang sudah diperoleh, maka nantinya akan dibuat grafik supaya lebih mempermudah pembaca dalam memahami penelitian  ini.  Gambar  3.1  dan  Gambar  3.2  ini  merupakan gambar  efisiensi  penyisihan  N  total  dan  P  total  yang memberikan  nilai  lebih  bagus  dalam  penelitian  ini  jika dibandingkan dengan analisis pada tahap lainnya.

## IV. KESIMPULAN
Dari penelitian ini maka dapat diperoleh kesimpulan yaitu sebagai berikut:
Gambar  3.1  Nilai  efisiensi  penyisihan  N  total  yang  memiliki  hasil lebih bagus
Gambar  3.2  Nilai  efisiensi  penyisihan  P  total  yang  memiliki  hasil lebih bagus
1. Penggunaan  rangkaian  seri  pada  penelitian  ini  tidak  begitu memberikan  pengaruh  terhadap  penyisihan  N  total  dan  P total.  Pada  penelitian  ini  diperoleh  nilai  efisiensi penyisihan N total dan P total. Nilai efisiensi penyisihan N total  pada  penelitian  ini  yang  terendah  yaitu  sebesar 9,423%  dan  penyisihan  N  total  terbesar  yaitu  27,095%. Nilai  efisiensi  penyisihan  P  total  pada  penelitian  ini  yang terendah  yaitu  18,332%  dan  penyisihan  P  total  terbesar yaitu 31,329%.
2. Dari  dua  variasi  penambahan  media geotextile pada slow sand  filter, ketebalan  media geotextile yang  menunjukkan hasil  yang  lebih  baik  dalam  penyisihan  N  total  dan  P  total pada air baku yaitu ketebalan media geotextile 6 cm. 3. Dari dua variasi arah aliran yang digunakan pada slow sand filter ,  arah  aliran  yang  menunjukkan  hasil  yang  lebih  baik dalam  penyisihan  N  total  dan  P  total  pada  air  baku    yaitu aliran downflow-downflow .

## UCAPAN TERIMA KASIH
Para  penulis  mengucapkan  terimakasih  kepada  Direktorat Jenderal  Pendidikan  Tinggi,  Kementrian  Pendidikan  Nasional Republik  Indonesia  yang  memberikan  bantuan  finansial  pada penelitian ini melalui Hibah Penelitian Pascasarjana.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Hadi,  W.  2012.  ― Perencanaan  Bangunan  Pengolahan  Air  Minum”. Surabaya: ITS Press.
[2] Rooklidge,  J.S.,  Burns,  R.E.,  dan  Bolte,  P.J.  2005.  ―Modeling Antimicrobial  Contaminant  Removal  in  Slow  Sand  Filtration‖. Water Research .  Vol.  39.  Halaman  331-339.  H.  Poor, An  Introduction  to
Signal  Detection  and  Estimation .      New  York:  Springer-Verlag  (1985)
Ch. 4.
[3] Rizki,  M.H.,  Dini,  R.P.,  dan  Fitriani,  N.  2013.  ―The  Effectiveness  of Geotextile  on  Slow  Sand  Filter  in  Removing  Pollutant‖.  Surabaya: Department  of  Environmental  Engineering,  Faculty  of  Civil Engineering and Planning, Institut Teknologi Sepuluh Nopember .E. H. Miller,  ―A  note  on  reflector  arrays  (Periodical  style—Accepted  for publication),‖ IEEE Trans. Antennas Propagat. , akan dipublikasikan.
[4] Hamdani,  R.I.  2010.  ― Kajian  Pengolahan  Air  Gambut  Menjadi  Air Bersih  Dengan  Kombinasi  Proses  Upflow  Anaerobic  Filter  dan  Slow Sand  Filter” .  Surabaya:  Tugas  Akhir  mahasiswa  jurusan  Teknik Lingkungan FTSP-ITS Surabaya.
[5] Dini, R.P. 2013. ― Penggunaan Unit Slow Sand Filter Untuk Mengolah Air  Kali  Surabaya  Menjadi  Air  Siap  Minum” .  Surabaya:  Tesis mahasiswa  Y.  Yorozu,  M.  Hirano,  K.  Oka,  and  Y.  Tagawa,  ―Studi elektron  spektroskopi  pada  media  optik-pembesar  dan  antarmuka substrat  plastik  (gaya  jurnal  terjemahan),‖ IEEE  Transl.  J.  Magn.Jpn. , Vol.  2  (1987)    740–741 [ Dig. 9 th Annu. Conf. Magnetics Japan (1982) 301].
[6] Astari,  S.  dan  Rofiq,  I.  2008.  ― Kehandalan  Saringan  Pasir  Lambat Dalam  Pengolahan  Air” .  Bandung:  Tugas  Akhir  Mahasiswa  Jurusan Teknik  Lingkungan  Fakultas  Teknik  Sipil  dan  Lingkungan  Institut Teknologi Bandung.
[7] Rahmayanti,  S.  2012.  ― Analisis  Penggunaan  Downflow  Slow  Sand Filter  Untuk  Pengolahan  Air  Sumur  Menjadi  Air  Minum  Dengan Variasi  Media  Dan  Kecepatan  Filtrasi” .  Surabaya:  Tugas  Akhir Mahasiswa Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS Surabaya.