Abstrak—PDAM  Surya  Sembada  Kota  Surabaya  berupaya untuk meningkatkan pelayanan hingga mencapai 100% dengan melakukan uprating pada IPAM Karangpilang III. Permasalahan  yaitu  penurunan  kualitas  efluen  filter  dan peningkatan frekuensi backwash pada unit filter dalam satu hari dan  tidak  menentu  mengakibatkan  tidak  stabilnya  kuantitas dan  kualitas  air  produksi  sehingga  diperlukan  evaluasi terhadap  unit  filter.  Dilakukan  2  evaluasi  untuk  menentukan kinerja unit  filter  dan kinerja  backwash unit  filter.  Parameter yang  digunakan  yaitu  nilai  kekeruhan.  Evaluasi  pertama meliputi pengukuran nilai kekeruhan influen dan efluen filter, penghitungan  persentase  rasio  volume  air  backwash  terhadap air produksi serta penghitungan unit filter run volume (UFRV). Data menunjukkan bahwa nilai kekeruhan efluen dari seluruh unit  sudah  memenuhi  baku  mutu  dalam  Peraturan  Menteri Kesehatan No. 492 Tahun 2010. Namun, 5 unit tidak memenuhi kriteria  dari  Key  Performance  Indicator  (KPI)  PDAM  yaitu kurang  dari  1  NTU.  Persentase  rasio  volume  air  backwash terhadap volume air produksi menujukkan bahwa kinerja filter nomor 5 hingga 10 normal yaitu diantara rentang 3-7%. Hanya 5 unit yang memenuhi kriteria UFRV yaitu 300-500 m 3 /m 2 . Dari hasil  evaluasi  pertama  dilakukan  penilaian  sehingga  filter nomor  2,  10,  dan  14  terpilih  untuk  dievaluasi  secara  khusus menggunakan  metode  filter  coring.  Kehilangan  media,  media yang  tidak  rata,  cracking,  dan  air  binding  terlihat  pada  filter nompr  2  dan  10.  Berdasarkan  profil  nilai  kekeruhan  setelah backwash, efisiensi penyisihan dan kualitas efluen filter nomor 2 lebih dari filter nomor 10. Profil floc retention filter nomor 10 menunjukkan kondisi media pada titik 1 dan 2 sangat kotor dan mengandung  mud  balls  sementara  titik  ke  3  memiliki  media yang kotor dan adanya kemungkinan terbentuk mud balls pada media.
Kata  Kunci—Backwash,  Ekspansi,  Filter,  Filter  Coring, Kekeruhan.

## I. PENDAHULUAN
ERUSAHAAN  Daerah  Air  Minum  (PDAM)  Surya Sembada  berupaya  untuk  mencapai  100%  pelayanan kebutuhan  air  minum  di  Kota  Surabaya  dengan  melakukan uprating pada  beberapa  instalasi  pengolahan  air  minum (IPAM) yang ada. IPAM Karangpilang III meurpakan salah satunya,  dimana  peningkatan  kapasitas  telah  dilaksanakan sebesar 400 L/detik sehingga kapasitas IPAM Karangpilang III  menjadi  2.400  L/detik.  Namun,  untuk  menjaga  kualitas debit  pengolahan  dianjurkan  tidak  berubah  sesuai  desain debit  kapasitas  pengolahan  IPAM  Karangpilang  III  yaitu 2.000  L/detik  [1].  Penurunan  kualitas  air  terjadi  dan mengakibatkan tidak stabilnya antara kuantitas dan kualitas air  produksi.  Peningkatan  kapasitas  yang  diharapkan  dapat menambah debit air pelayanan tidak tercapai secara maksimal karena  terjadi  peningkatan  frekuensi backwash filter  yang tidak  menentu  dan  dapat  mencapai  2  kali backwash dalam
satu hari.
Data  sekunder  PDAM  bulan  Desember  tahun  2019 menunjukkan  bahwa  nilai  kekeruhan  rata-rata  filter  masih memenuhi baku mutu kecuali pada tanggal 20 dan 21. Baku mutu yang digunakan yaitu Peraturan Menteri Kesehatan No. 492 Tahun 2010 Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum [2] dengan  baku  mutu  nilai  kekeruhan  sebesar  5  NTU.  Namun sebagian besar nilai kekeruhan efluen tidak memenuhi target PDAM yaitu berupa key performance indicator (KPI) dengan nilai  kekeruhan  dibawah  1  NTU.  KPI  ditetapkan  sebagai upaya  untuk  mempertahankan  nilai  kekeruhan  air  yang didistribusi pada titik terjauh tetap memenuhi peraturan yang berlaku. Oleh karena itu untuk mencapai target PDAM baik secara  kuantitas  maupun  kualitas,  evaluasi  khusus  terhadap unit filter perlu dilakukan.
Unit  filter  IPAM  Karangpilang  III  merupakan  unit rapid sand filter yang memiliki ukuran tipikal 9 m x 7 m x 6,2 m. Media yang digunakan yaitu media antrasit dengan ketebalan 30  cm  dan  media  pasir  silika  dengan  ketebalan  50  cm. Berdasarkan  arah  alirannya,  filter  dapat  dikategorikan sebagai filter dengan aliran yang mengalir ke bawah. Sistem backwash yang diterapkan yaitu backwash dengan injeksi air dan  udara  dimana  injeksi  udara  dlakukan  selama  10  menit, dilanjutkan  dengan  injeksi  udara  dan  air  secara  bersamaan selama 15 menit.
Filter  yang  baik  memiliki  kriteria  yaitu  memiliki  nilai kekeruhan < 0,3 NTU, dapat beroperasi lebih dari 24 jam, dan memilki  nilai  UFRV  mencapai  300-500  m 3 /m 2 .  UFRV merupakan pengukuran produksi filter per luas unit filter per unit yang dioperasikan [3]. Baku mutu untuk nilai kekeruhan yaitu  kurang  dari  sama  dengan  5  NTU  [2]  dan  kurang  dari sama  dengan  1  NTU  [4].  Jumlah  air backwash yang diperlukan sebesar 3 hingga 7% dari air yang diproduksi [5].
Kinerja  filter  bergantung  pada  dua  faktor  yaitu filter ripening dan  volume  air  yang  ditampung  per  hari. Filter ripening merupakan  proses  kompleks  yang  melibatkan mekanisme  biologi  dan  fisik  pada  filtrasi.  Ada  beberapa metode  yang  dapat  digunakan  untuk  mengevaluasi  masalah yang ditemui pada unit filter. Salah satunya yaitu metode core sampling atau filter coring . Metode ini dapat digunakan untuk mengevaluasi 5 masalah yang sering terlihat pada filter yaitu durasi  pengoperasian  filter  yang  terlalu  pendek,  efisiensi penyisihan  partikulat  yang  rendah, filter  bed  growth , filter bed compaction , dan efisiensi penyisihan kontaminan terlarut yang rendah [6].
Metode filter coring atau metode coring merupakan teknik inspeksi  yang  digunakan  untuk  mengetahui  jumlah  partikel flok yang menempel dan tertinggal pada lapisan media filter. Metode  ini  menggunakan  alat  sederhana  berupa  pipa

## Evaluasi Kinerja Unit Filter IPAM Karangpilang III PDAM Surya Sembada Kota Surabaya
Aliza Camellia dan Bowo Djoko Marsono Departemen Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : bowodjok@gmail.com
P
electrical conduit dengan panjang 5 feet berdiameter 1,5 inci dengan  kedalaman  tertentu  yang  sudah  ditandai  pada  pipa. Metode  ini  dilakukan  sebelum  dan  sesudah backwash dilakukan.

## II. ALAT DAN BAHAN
Peralatan yang akan digunakan pada penelitian ini adalah:
1. Turbidimeter
2. Alat timbangan yaitu neraca analitik
3. Alat core  sampling yaitu  pipa  berbahan  PVC  jenis  AW dengan diameter 1,5 inci sepanjang 5 feet .
4. Alat pengukur ekspansi media
5. Alat pengayak
6. Kontainer untuk wadah sampel air dan sampel media filter.
7. Glassware ,  meliputi  3 gelas  erlenmeyer  100  mL,  3 gelas beaker 500 mL, 3 corong kaca, dan 1 gelas ukur 100 mL.

## III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Pengumpulan Data
Pengumpulan  data  terdiri  dari  pengumpulan  data  sekunder
dan primer. Untuk data sekunder didapatkan dari data IPAM Karangpilang  III  sedangkan  data  primer  didapatkan  dari pengukuran di lapangan.

## B. Evaluasi Kinerja Filter
Evaluasi  dilakukan  terhadap  14  unit  filter  sebagai pengujian  pendahuluan  untuk  menentukan  3  filter  yang dievaluasi secara khusus dengan menggunakan metode filter coring . Evaluasi ini meliputi:
1) Pengukuran nilai kekeruhan
Pengukuran  dilakukan  dengan  melakukan sampling pada influen  dan  efluen  filter  kemudian  diukur  dengan turbidimeter.  Jumlah  sampel  yang  diambil  sebanyak  28 sampel.  Dari  hasil  pengukuran  dapat  dihitung  efisiensi penyisihan filter.
2) Penghitungan persentase rasio volume air backwash terhadap volume air produksi.
Penghitungan menggunakan data sekunder untuk mengetahui  persentase  rasio  air backwash yang  digunakan per  unit,  dimana  hasilnya  dibandingkan  dengan  kriteria kinerja  filter  yang  baik.  Penghitungan  menggunakan  rumus berikut:
Gambar 3.  Nilai Kekeruhan Influen dan Efluen Unit Filter.
Gambar 4.  Efisiensi Penyisihan Kekeruhan.
Tabel 2. Persentase Rasio Volume Backwash terhadap Volume Air Produksi Nomor Filter Volume Air Backwash (m 3 ) Volume Air Produksi (m 3 ) % Rasio Volume Air Backwash / Volume Air Produksi 1 486 35.729,06 1,36 2 486 24.320,65 2,00 3 486 24.631,79 1,97 4 486 20.584,92 2,36 5 486 11.873,04 4,09 6 486 10.578,71 4,59 7 486 10.319,42 4,71 8 486 14.984,43 3,24 9 486 13.739,87 3,54 10 486 9.334,15 5,21 11 486 21.829,47 2,23 12 486 27.276,47 1,78 13 486 62.899,74 0,77 14 486 33.551,09 1,45
Gambar 1.  Alat Core Sampling.
Gambar 2.  Alat Pengukur Ekspansi Media dan Peletakannya.
Tabel 1. Efisiensi Penyisihan Kekeruhan Unit Filter Nomor Filter Influen (NTU) Efluen (NTU) Efisiensi (%) 1 13,2 1,3 90 2 11,9 0,37 97 3 12,4 0,73 94 4 10,9 1,29 88 5 10,7 0,88 92 6 7,6 1,4 82 7 11,7 0,77 93 8 11,5 0,93 92 9 12,4 0,66 95 10 13 2,1 84 11 14,6 0,66 95 12 15,1 1,25 92 13 13,4 0,81 94 14 14,5 0,61 96 Rata-rata 12,35 0,98 92
𝑃𝑒𝑟𝑠𝑒𝑛𝑡𝑎𝑠𝑒 𝑟𝑎𝑠𝑖𝑜 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑎𝑖𝑟 𝑏𝑎𝑐𝑘𝑤𝑎𝑠ℎ (𝑚3)
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑎𝑖𝑟 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 (𝑚3) 𝑥 100% (1)
3) Penghitungan UFRV
Penghitungan menggunakan data sekunder untuk mengetahui  produski  filter  per  luas  unit filter  per  unit yang dioperasikan, dimana hasilnya dibandingkan dengan kriteria kinerja  filter  yang  baik.  Penghitungan  menggunakan  rumus berikut:
𝑈𝐹𝑅𝑉 ( 𝑚 3 𝑚 2 ) = 𝐿𝑎𝑗𝑢 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 ( 𝑚 3 𝑚 2 .𝑗𝑎𝑚 )𝑥 𝐷𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑠𝑖𝑎𝑛 (𝑗𝑎𝑚) (2)
Dari hasil evaluasi, dilakukan penilaian untuk menentukan 3  unit  filter  untuk  dievaluasi  secara  khusus  menggunakan metode filter coring . Tiga unit filter meliputi 1 filter dengan kinerja  yang  terbaik,  1  filter  dengan  kinerja  sedang,  dan  1 filter dengan kinerja terburuk.

## C. Evaluasi Kinerja Backwash Menggunakan Metode Filter Coring
Evaluasi  dilakukan  pada  3  unit  yang  sudah  dipilih
berdasarkan  hasil  evaluasi  kinerja  filter.  Evaluasi  yang dilakukan meliputi beberapa tahap yaitu:

## 1) Inspeksi visual unit filter
Prosedur yang dilakukan yaitu menguras dan mengisolasi filter,  kemudian  dilakukan  inspeksi  secara  visual  untuk melihat tanda-tanda terbentuknya cracking pada permukaan media, mud  balls ,  dan  gundukan  media  dengan  masuk  ke dalam filter dengan tanbgga dan kayu lapis sebagai alas untuk mengelilingi media tanpa menginjak media secara langsung. 2) Core sampling Core  sampling dilakukan  pada  3  titik  yang  sudah ditentukan  pada  permukaan  media  filter.  Prosedur  yang dilakukan  yaitu  menguras  dan  mengisolasi  filter,  kemudian mengambil sampel dengan kedalaman yang berbeda yaitu 0- 15,24 cm, 15-24-45,72 cm, dan 45,72-76,2 cm pada tiap titik sampling menggunakan  alat core  sampling .  Hasil core sampling kemudian  dianalisis  menggunakan  analisis floc retention .
3) Pengukuran kekeruhan saat backwash
Pengukuran dilakukan dengan mengambil sampel selama 15 menit pada setiap menitnya. Sampel pertama diambil tepat saat air backwash mulai tumpah kedalam backwash throughs ,
4) Pengukuran ekspansi media filter saat backwash
Pengukuran  dilakukan  dengan  meletakkan  alat  pengukur ekspansi  saat  filter  sedang  diisolasi  terlebih  dahulu.
Gambar 7. Media Unit Filter Nomor 10.
Gambar 8. Air Binding Media Unit Filter .
Gambar 9. Profil Floc Retention Titik 1 Unit Filter Nomor 10.
Gambar 5. Unit Filter Run Volume (UFRV).
Gambar 6. Filter Channeling pada Media Unit Filter.
Tabel 3.
Nilai Kinerja Unit Filter Nomor Filter Nilai Kekeruhan Unit Filter Run Volume % Rasio Volume Air Backwash / Volume Air Produksi Total Nilai 1 2 4 1 7 2 4 4 2 10 3 3 4 2 9 4 2 3 2 7 5 3 2 3 8 6 2 1 4 7 7 3 1 4 8 8 3 2 3 8 9 3 2 3 8 10 1 1 4 6 11 3 4 2 9 12 2 4 2 8 13 3 4 1 8 14 3 4 1 8
Kemudian backwash dilakukan  untuk  mengukur  ekspansi yang  terjadi.  Ambil  alat  pengukur  lalu  simpan  sampel  dari alat  pengukur  sesuai  ketinggian  pipa  pada  wadah  sampel untuk ditimbang dan diayak menggunakan analisis ayakan. 5) Profil kekeruhan efluen unit filter
Pengukuran dilakukan dengan mengambil sampel setiap 5 menit  sekali  selama  30  menit  pada  efluen  filter.  Alat  core sampling  dapat  dilihat  pada  Gambar  1  dan  alat  pengukur ekspansi media dan peletaknya dapat dilihat pada Gambar 2.

## D. Analisis Data
Analisis  data  dan  pembahasan  dilakukan  terhadap  data primer  dan  sekunder  yang  diperoleh.  Parameter  yang digunakan  yaitu  parameter  nilai  kekeruhan.  Terdapat  2 analisis data yang dilakukan yaitu:
1) Analisis floc retention Analisis  dilakukan  terhadap  hasil core  sampling yaitu media filter. Berikut tahap pelaksanaan analisis: (1)Diambil dan  ditimbang  sampel media filter  hasil  dari core  sampling beratnya sebesar 50 gram; (2)Campurkan dengan 100 mL air lalu dikocok selama 30 detik; (3)Pisahkan air dengan media lalu ulangi percobaan pada poin 2; (4)Ulangi percobaan pada poin  2  dan  3  hingga  volume  air  hasil  pemisahan  dengan media  sebesar  500  mL;  (5)Ukur  kekeruhan  air  tersebut dengan  turbidimeter  lalu  kalikan  2  hasil  pengukuran  untuk mendapatkan  hasil  pengukuran  untuk  mendapatkan  hasil pengukuran  untuk  100  gram  sampel  media.  Catat  hasil penghitungan;  (6)Ulangi  perlakuan  poin  1-5  untuk  masing- masing  hasil core  sampling kemudian  bandingkan  hasilnya
dengan  kriteria range nilai  kekeruhan  untuk  menentukan bersih  tidaknya  media  filter.Berikut  kriteria  range  nilai kekeruhan:
• 10-30 NTU        = Media filter sangat bersih dan tidak matang
• 30-60 NTU        = Media filter bersih namun matang secara parsial
• 60-120 NTU     = Media filter sedikit kotor dan matang secara menyeluruh
• 120-300 NTU    = Media filter dan menyekap secara menyeluruh
• 300-600 NTU     = Media kotor dengan kemungkinan terbentuknya mud balls dan matang secara menyeluruh
• 600-1.200 NTU   = Media sangat kotor, terbentuk banyak mud balls
• > 1.200 NTU     = Media sangat kotor sehingga perlu pembersihan menggunakan bahan kimia atau penggantianmedia.
Setelah  analisis  selesai  dilakukan,  dibuat  profil  untuk menggambarkan  hubungan  antara  nilai  kekeruhan  dengan variasi kedalaman core sampling .
2) Analisis ayakan
Analisis  dilakukan  terhadap  hasil sampling pengukuran ekspansi media yaitu media filter. Berikut tahap pelaksanaan analisis:
1. Keringkan sampel pada suhu 110 derajat celcius selama 1 hari
2. Pilih ukuran bukaan
yang cocok untuk mengklasifikasikan  sampel  lalu  goncangkan  pengayak
Gambar 13. Profil Nilai Kekeruhan Efluen Unit Filter Nomor 10.
Tabel 4.
Nilai Kekeruhan Tiap Titik dan Kedalaman Core Sampling Filter Nomor 10 Kedalaman (cm) Kekeruhan Titik 1 (NTU) Kekeruhan Titik 2 (NTU) Kekeruhan Titik 3 (NTU) 0-15,24 1.100 704 682 15,24-45,72 900 800 522 45,72-76,2 900 492 526 Rata-rata 967 665 577 Tabel 5. Nilai Kekeruhan Efluen Filter Nomor 2 dan 10 Menit Nilai Kekeruhan Filter 2 (NTU) Nilai Kekeruhan Filter 10 (NTU) 5 2,49 3,25 10 1,72 2,74 15 1,71 1,76 20 1,76 1,74 25 1,32 1,64 35 1,23 1,4 Gambar 10. Profil Floc Retention Titik 2 Unit Filter Nomor 10.
Gambar 11. Profil Floc Retention Titik 3 Unit Filter Nomor 10.
Gambar 12. Profil Nilai Kekeruhan Efluen Unit Filter Nomor 2.
dengan  tangan  atau  alat  mekanis  selama  periode  yang diperlukan
3. Batasi kuantitas sampel sehingga semua partikel memiliki peluang untuk terklasifikasi selama analisis beralngsung
4. Lanjutkan  pengayakan  sehingga  tidak  sampai  1  %  berat dari  sampel  tertahan  pada  tiap  ayakan  selama  1  menit proses pengayakan berlangsung.
5. Tentukan massa dari tiap kenaikan ukuran. Apabila total massa sampel yang sudah diayak memiliki perbedaan 0,3 % dari massa kering sebelumnya maka hasil pengayakan tidak dapat digunakan
6. Setelah  analisis  selesai  dilakukan,  dibuat  diagram untuk menggambarkan  distribusi  ukuran  partikel  media  sesuai variasi ketinggian alat.
Untuk  hasil  pengukuran  kekeruhan  efluen  dna backwash filter  dibuat  masing-masing  1  profil  yang  menggambarkan; (1)Hubungan  antara  nilai  kekeruhan backwash dan  waktu pengambilan  sampel;  (2)Hubungan  antara  nilai  kekeruhan efluen dan waktu pengambilan sampel. Kemudian dilakukan pembahasan dari hasil analisis dari profil-profil yang dibuat berdasarkan hasil yang diperoleh.

## IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN
A. Evaluasi Kinerja Filter
1) Pengukuran nilai kekeruhan
Pengukuran  dilakukan  sebanyak  1  kali  pada  influen  dan efluen unit filter. Alat ukur yang digunakan yaitu turbidimeter dengan  merk  Turb  WTW  430  IR.  Hasil  pengukuran selengkapnya  pada  Tabel  1.  Nilai  kekeruhan  influen  yang diterima oleh tiap unit filter tidak memenuhi key performance indicator PDAM  yaitu  6  NTU  sehingga  perlu  dilakukan evaluasi  terhadap  unit  sebelumnya  yaitu  unit clearator . Tingginya  nilai  kekeruhan  yang  diterima  dapat  disebabkan oleh  kualitas  air  baku  yang  berubah-ubah  dan  dosis pembubuhan bahan kimia yang tidak sesuai.
Pada Gambar 3 menunjukkan nilai kekeruhan influen and efluen  yang  dihasilkan  oleh  setiap  filter  dan  nilai  rata-rata kekeruhan  efluen  yang  dihasilkan  sebesar  0,98  NTU sedangkan  Gambar  4  menunjukkan  hasil  penghitungan persentase efisiensi penyisihan nilai kekeruhan untuk setiap filter dan persentase rata-rata efisiensi sebesar 92%.
Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan No. 492 Tahun 2010 Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum , nilai efluen filter  masih  memenuhi  baku  mutu  yaitu  dibawah  5  NTU [2]sedangkan  berdasarkan  Angreni  (2009),  Nilai  efluen seluruh filter belum memenuhi baku mutu yaitu < 0,3 NTU [3].  Di  Amerika  Serikat  dan  Eropa,  baku  mutu  yang ditetapkan sebesar kurang dari sama dengan 1 NTU  sehingga kualitas  efluen  tidak  memenuhi  [4].  Namun  apabila dibandingkan dengan Key Performance Indicator (KPI) yang ditetapkan  oleh  PDAM  Surya  Sembada,  nilai  efluen  yang tidak memenuhi PI yaitu dibawah 1 NTU adalah nilai efluen dari unit filter nomor 1, 4, 6, 10, dan 12.
2) Penghitungan persentase rasio volume air backwash terhadap volume air produksi.
Penghitungan  menggunakan  data  debit  pengolahan  unit filter  dari  data  sekunder  yaitu  8.711,9  m 3 /jam  dari  14  unit filter  sehingga  rata-rata  debet  pengolahan  per  unit  sebesar 622,28  m 3 /jam.  Berdasarkan  spesifikasi  pompa,  data  debit backwash sebesar 1.080 m 3 /jam untuk 1 pompa. Penggunaan
1  pompa  untuk  3  menit  pertama  dan  penggunaan  2  pompa untuk  12  menit  selanjutnya,  sehingga  volume backwas h sebesar  486  m 3 .Persentaserasio  volume  Backwash  terhadap volume air produksi dapat dilihat pada Tabel 2.
Berdasarkan  hasil  penghitungan  dapat  diketahui  bahwa rasio filter nomor 5 hingga 10 yang memenuhi kriteria yaitu diantara  3  -  7  %.  Jumlah  air backwash yang  diperlukan sebesar 3 hingga 7% dari air yang diproduksi [5]. Persentase rasio yang kurang dari kriteria menandakan durasi backwash yang  diterapkan  tidak  sesuai  dengan  durasi  pengoperasian filter.  Durasi  atau  frekuensi backwash akan  bertambah apabila  durasi  pengoperasian  filter  pendek  [7].  Durasi pengoperasian  yang  pendek  dapat  diakibatkan  oleh  kondisi media  penyaring  yang  buruk  yaitu  terjadinya  kehilangan media dan permukaan media yang tidak rata [6].

## 3) Penghitungan UFRV
Penghitungan menggunakan data sekunder yang didapatkan dari  PDAM  yang  sudah  diolah.  Berikut  hasil  penghitungan UFRV  pada  Gambar  5.  Hasil  penghitungan  diatas menunjukkan  bahwa  hanya  filter  2,  3,  4,  11,  dan  12  yang memenuhi kriteria yaitu 300-500 m 3 /m 2 . Untuk filter dengan nilai  UFRV  kurang  dari  kriteria  dapat  melakukan  evaluasi terhadap  kondisi  media  filter  untuk  menghindari  dan meminimalkan penambahan frekuensi atau durasi pengoperasian  sekaligus  durasi backwash yang  dapat mengurangi volume air produksi. Hal ini akan mempengaruhi nilai kekeruhan dan dapat memperpendek waktu operasi filter [8].
Dari  hasil  pengukuran  dan  penghitungan  dilakukan penilaian selengkapnya pada tabel 3.
Keterangan:  Range  nilai  untuk  setiap  kriteria  yaitu  1-4. Unit  dengan  total  nilai  tertinggi  merupakan  unit  dengan kinerja  terbaik  sedangkan  nilai  terendah  menandakan  unit dengan  kinerja  filter  terburuk  sehingga  dapat  disimpulkan bahwa unit nomor 2 merupakan unit dengan kinerja terbaik sedangkan  unit  nomor  10  merupakan  unit  dengan  kinerja terburuk.  Untuk  unit filter  dengan  kinerja  sedang  yaitu  unit nomor  14.  Berdasarkan  hasil  pada  tabel  diatas,  dipilih  unit nomor 2, 14, dan 10 yang mewakili setiap 3 kategori kinerja filter yaitu kinerja baik, sedang, dan buruk untuk dievaluasi secara khusus menggunakan metode filter coring .
Unit filter nomor 2 memiliki kinerja filter yang baik karena memenuhi kriteria efluen filter dan UFRV. Penyebab kriteria persentase rasio volume backwash terhadap volume produksi tidak  memenuhi  yaitu  durasi backwash yang  tidak  sesuai dengan  durasi  pengoperasian  filter.  Hal  ini  dapat mengakibatkan media filter tidak tercuci dengan baik. Perlu dilakukan  evaluasi  lanjutan  terhadap  unit  filter  untuk memastikan  bahwa  filter  tidak  mengalami  kendala  pada medianya,  melainkan  akibat  pengoperasian backwash yang tidak sesuai. Hal ini dapat dibuktikan dari hasil pengukurun nilai kekeruhan efluen setelah backwash yang dilakukan pada evaluasi kinerja backwash .
Unit  filter  nomor  10  memiliki  kinerja  terburuk  karena hanya memenuhi kriteria persentase rasio volume backwash . Hal  ini  diakibatkan  oleh  berkurangnya  dan  menyusutnya media filter dan proses backwash yang tidak merata.
Hasil  penilaian  pada  evaluasi  kinerja  filter  menunjukkan bahwa semua filter tidak dapat memenuhi 3 kriteria kinerja filter  yaitu  nilai  kekeruhan,  persentase  rasio  volume backwash terhadap  volume  air  produksi,  dan  nilai  UFRV.
Unit  filter  yang  telah  memenuhi  kriteria  nilai  kekeruhan belum  tentu  memenuhi  kriteria  nilai  UFRV  dan  persentase rasio.  Filter  yang  telah  memenuhi  kriteria  UFRV  tidak memenuhi  kriteria  persentase  rasio,  begitu  pula  sebaliknya. Hal  ini  terjadi  karena  durasi  pengoperasian  filter mempengaruhi persentase rasio volume air backwash dengan volume  air  produksi  dan  nilai  UFRV.  Semakin  lama  filter dioperasikan, semakin besar nilai UFRV namun persen rasio semakin kecil. Untuk memenuhi kriteria persen rasio, maka dapat  menambah  durasi backwash sehingga  volume backwash bertambah.  Nilai  kekeruhan  dipengaruhi  oleh pengoperasian backwash dan  kondisi  media  filter  sehingga memiliki keterkaitan dengan kriteria persentase rasio volume backwash terhadap volume  air  produksi.  Dengan demikian, ketiga kriteria tersebut saling berkaitan.
B. Evaluasi Kinerja Backwash Menggunakan Metode

## Filter Coring
1) Inspeksi Visual Media Filter
Unit  filter  IPAM  Karangpilang  III  menggunakan  2  jenis media penyaring yaitu media pasir silika dan antrasit. Media pasir silika yang digunakan berukuran 0,5-2 mm dengan tebal 50  cm  sedangkan  media  antrasit  berukuran  0,5-1,9  mm dengan tebal 30 cm sehingga tidak memenuhi ukuran efektif dan ketebalan media berdasarkan SNI 6774:2008 [9]. Kriteria ukuran  efektif  media  pasir  yaitu  0,3-0,7  mm  dengan ketebalan 30-60 cm sedangkan ukuran efektif media antrasit yaitu  1,2-1,8  mm  dengan  tebal  40-50  cm.  Terdapat  ukuran efektif  media  pasir  yang  lebih  besar  dari  0,7  mm,  ukuran efektif media antrasit kurang dari 1,2 mm dan lebih dari 1,8 mm, serta ketebalan media antrasit kurang dari 40 cm.
Berdasarkan  data  sekunder  dari  PDAM,  diketahui  bahwa media yang digunakan berumur 10 tahun. Pada tahun 2018, unit  filter  nomor  1,  2,  dan  3 melakukan  penggantian  media antrasit  setebal  40  cm.  Menurut  Hendricks,  media  dapat bekerja  dengan  baik  selama  20-30  tahun  dengan  asumsi kondisi  sistem underdrain yang  baik,  dimana orifice tidak tersumbat  [10].  Idealnya,  sistem  yang  berjalan  dengan  baik ditandai  dengan  distribusi  air backwash yang  merata,  tidak ada dead zone akibat orifice yang tersumbat, dan air terfilter oleh  seluruh  area  media  filter.  Namun  selama backwash berlangsung  pada  filter  nomor  2  dan  10,  terlihat  distribusi backwash yang tidak merata dan adanya dead zone sehingga dapat  dipastikan  adanya  penyumbatan  pada orifice dan masalah yang terjadi belum tentu diakibatkan oleh faktor usia media.
Air  binding juga  terjadi  selama backwash berlangsung pada  unit  filter  nomor  2  dan  10. Air  binding merupakan proses  keluarnya  udara  terlarut  dalam  air  jenuh  akibat penurunan tekanan atau udara yang terperangkap pada media filter pada penyelesaian proses backwash . Udara menghalangi air melalui media filter sehingga mengakibatkan  pengoperasian  filter  yang  singkat.  Media akan  tersuspensi  dalam  air  cucian  dan  terbawa  keluar  filter sehingga  mengakibatkan  kehilangan  media  khususnya  pada filter yang menggunakan media ringan. Menyesuaikan durasi atau urutan siklus backwash dan menyesuaikan laju aliran air scouring dapat  mejadi  solusi  dalam  menyelesaikan permasalahan media boils dan kehilangan media [11].
Jumlah  media  filter  pada  filter  nomor  10  berkurang, ditandai  dengan  bekas  ketinggian  media  sebelumnya  diatas
media di dinding filter dan permukaan media yang tidak rata. Adanya cracking dan penyusutan pada media filter juga dapat menjadi  penyebab  proses backwash yang  berjalan  tidak efektif dan tidak sesuai [11].
Berdasarkan hasil analisis visual ditemukan cracking pada unit  filter  nomor  2  dan  10. Cracking biasa disebabkan  oleh akumulasi padatan pada permukaan lapisan media filter yang terjadi dengan cepat. Pada saat head loss meningkat, terjadi pembentukan lapisan lembut lendir yang menyelimuti butiran pasir. Cracking juga berkaitan dengan masalah filter lainnya yaitu inkrustasi pasir, dimana dapat menjadi penyebab awal terjadinya cracking akibat mengendapnya material berlendir yang berasal dari air influen atau akibat kristalisasi kalsium karbonat dari air influen berkadar kapur tinggi [12].
Mud  balls tidak  ditemukan  pada  permukaan  media  dan pada  sampel  media  yang  diambil  dari  hasil core  sampling filter  nomor  10.  Namun  tidak  berarti mud  balls tidak terbentuk pada lapisan media filter. Mud balls dapat terbentuk pada  lapisan  dasar  media  dan  merusak  struktur  media penyaring  dan  penyangga.  Apabila  dibiarkan, mud  balls memadat  dan  mengeras,  kemudian  membentuk  “saluran” akibat  alginat  dari  bakteri  yang  tumbuh  pada  media. Pembentukan  saluran  ini  dikenal  sebagai filter  channeling . Dampak  yang  diakibatkan filter  channeling yaitu  jumlah udara dan air yang diinjeksikan selama backwash tidak dapat menghilangkan biofilm pada butiran media [13]. Oleh karena itu, filter  channeling terjadi  pada  filter  ditandai  dengan adanya cracking pada  permukaan  media  sehingga  operasi pada proses backwash perlu disesuaikan.
Munculnya  beberapa  indikator  yang  meliputi  kehilangan media, media yang retak dan menyusut, media saling campur, air  binding ,  nilai  kekeruhan  tinggi,  dan  terbentuknya mud balls dapat  disebabkan  oleh backwash yang  berjalan  tidak sesuai.  Namun  di  sisi  lain,  indikator-indikator  tersebut  juga dapat  disebabkan  oleh  hal  lain.  Kehilangan,  penyusutan, adanya cracking pada media, serta media saling campur dapat terjadi akibat nozzle yang buntu, lapisan gravel tidak rata atau underdrain gagal berfungsi [6]. Hasil inspeksi visual media filter  nomor  10  selengkapnya  dapat  dilihat  pada  Gambar  6 hingga Gambar 8.
2) Core Sampling Hasil dari core sampling atau filter coring pada unit filter nomor 10 berupa sampel media filter dengan kedalaman yaitu 0-15,24  cm,  15,24-45,72  cm,  dan  45,72-76,2  cm  yang dilakukan  sebelum backwash berlangsung.  Hasil  profil floc retention dapat dilihat pada pada Gambar  9 hingga Gambar 11.  Pengukuran  nilai  kekeruhan  menggunakan  turbidimeter merk  HANNA  HI88703.  Nilai  kekeruhan  tiap  titik  dan kedalaman core sampling filter no 10 dapat dilihat pada Tabel 4.  Profil floc  retention pada  Gambar  9  hingga  11 menunjukkan bahwa pada titik 1 dan 3 memiliki banyak floc yang  tertahan  pada  kedalaman  0-15,24  cm  sedangkan  pada titik 2 floc yang tertahan terdapat di kedalaman 15,24-45,72 cm.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa proses  filtrasi  yang maksimal terjadi pada kedalaman yang berbeda di titik yang berbeda. floc yang  terakumulasi  di  bagian  atas  media  pasir dapat  diakibatkan  oleh  media  antrasit  yang  hilang  sehingga mengakibatkan air  binding .  Berdasarkan  McGlohorn  [14], rata-rata  hasil  tersebut  maka  kondisi  media  pada  berbagai titik  yaitu  sebagai  berikut;  (a)Titik  1  =  Media  sangat  kotor dan terbentuk banyak mud balls (600-1.200 NTU); (b)Titik 2
= Media sangat kotor dan terbentuk banyak mud balls (600- 1.200 NTU); (c)Titik 3 = Media kotor dengan kemungkinan terbentuknya mud balls dan matang secara menyeluruh (300- 600 NTU).
3) Pengukuran Nilai Kekeruhan Efluen Setelah Backwash
Berdasarkan data hasil pengukuran didapatkan profil nilai kekeruhan efluen setelah backwash unit filter 2 dan 10 pada Gambar  12  dan  Gambar  13.  Hasil  pengukuran  diatas menunjukkan  bahwa  terjadi  penurunan  kekeruhan  terbesar dari  menit  5  ke  menit  10  pada  unit  2  sebesar  0,77  NTU sedangkan penurunan kekeruhan terbesar terjadi pada menit 10 ke menit 15 pada unit 10 sebesar 0,51. Setelah 30 menit, kualitas  efluen  yang  dihasilkan  filter  nomor  2  lebih  baik dibandingkan  filter  nomor  10.  Namun  kedua  efluen  pada menit ke 30 tidak memenuhi KPI PDAM yaitu kurang dari 1 NTU.  Tingginya  nilai  kekeruhan  yang  terjadi  pada  awal pengoperasian filter diakibatkan oleh sisa flok yang tertinggal pada  permukaan  media  filter  [15].  Nilai  kekeruhan  efluen filter nomor 2 dan 10 dapat dilihat pada Tabel 5.
Berdasarkan  Logsdon,  ada  beberapa  metode  yang  dapat dilakukan untuk meminimalkan nilai kekeruhan yang tinggi saat  filter  dioperasikan  kembali  setelah backwash .  Metode- metode itu terdiri dari [16]:
1. Mengontrol  laju  air backwash secara  bertahap  di  akhir proses backwash
2. Penambahan  koagulan  atau  polimer  tambahan  selama proses filtrasi berlangsung
3. Penambahan bahan kimia kedalam air backwash di akhir proses backwash
4. Mengistirahatkan unit filter setelah di backwash
5. Filter-to-Waste
Pengontrolan laju bertujuan agar lapisan media terfluidasi dengan baik sehingga dapat menyisihkan sisa flok backwash pada  periode filter  ripening .  Metode  ini  tidak  memerlukan peralatan  dan  fasilitas  khusus  selain  kemampuan  untuk mengontrol  laju  fluidasi  air backwash selama backwash sehingga  sangat  mudah  dilakukan.  Operator  dapat memodifikasi prosedur backwash sesuai dengan kebutuhan, dimana  waktu  yang  direkomendasikan  berdasarkan  laju peningkatan dan waktu yang dibutuhkan air backwash untuk melewati lapisan media ditambah waktu yang dibutuhkan air untuk sampai ke level permukaan wash water through . Laju air backwash diturunkan perlahan di akhir proses backwash sehingga  menambah  durasi backwash .  Dengan  mengontrol laju  air backwash di  akhir  proses  dapat  memperpendek prosedur Filter-to-Waste sehingga volume air yang dibuang dapat berkurang [17].
Metode  kedua  yaitu  penambahan  koagulan  atau  polimer tambahan bertujuan untuk mengurangi muatan elektronegatif pada  permukaan  partikel  dengan  menambah  bahan  kimia bermuatan  positif  selama  proses  filtrasi  berlangsung. Penambahan  bahan  kimia  ke  dalam  air backwash di  akhir proses  bertujuan  untuk  menguatkan  flok  dan  meningkatkan kemampuan  partikel  untuk  saling  mengikat,  namun  tidak mengurangi muatan elektronegatif pada permukaan partikel. Bila  penambahan  diterapkan  pada  filter  yang  tidak menerapkan Filter-to-Waste maka bahan kimia akan terbawa ke  air  produksi.  Hal  ini  dapat  dihindari  dengan  mengakhiri penambahan pada waktu yang sudah ditentukan berdasarkan laju aliran backwash dan volume pipa dan underdrain filter.
Filter  dapat  diistirahatkan  setelah backwash untuk mengurangi  tingginya  nilai  kekeruhan  yang  dihasilkan. Namun,  waktu  istirahat  yang  terlalu  lama  dihindari  karena dapat  mengakibatkan  tumbuhnya  bakteri  pada  media  filter sehingga  filter  tidak  dapat  dioperasikan  langsung.  Partikel yang stabil tidak dapat disisihkan secara efektif karena tidak dipengaruhi oleh kapan filter dioperasikan kembali dan besar laju filter saat dioperasikan  kembali [18]. Selain itu metode ini  tidak  cocok  dengan  instalasi  pengolahan  yang membutuhkan  seluruh  filternya  untuk  mencapai  target  air produksi  tertentu  sehingga  metode  ini  tidak  dapat diaplikasikan pada unit filter IPAM Karangpilang III.
Filter-to-Waste merupakan  metode  pembuangan  efluen pada awal filter dioperasikan hingga efluen memenuhi baku mutu  nilai  kekeruhan.  Waktu  yang  dibutuhkan  bergantung unit instalasi sehingga perlu dilakukan pemantauan terhadap nilai kekeruhan efluen untuk menentukan durasi yang tepat. Metode  ini  hemat  biaya  dan  mudah  untuk  dilakukan  oleh operator.
Berdasarkan  metode-metode diatas,  pengontrolan  laju  air backwash secara bertahap dan Filter-to-Waste dipilih sebagai metode yang dapat diaplikasikan di IPAM Karangpilang III karena  hemat  biaya  dan  mudah  dilakukan  oleh  operator. Walaupun  penentuan  prosedur backwash yang  tepat  dapat menurunkan  nilai  kekeruhan  pada  fase ripening ,  proses filtrasi tidak bisa dilakukan tanpa melakukan tahap Filter-to- Waste [19].
Tahap Filter-to-Waste umumnya membutuhkan waktu 30- 40 menit untuk membilas flok-flok pada lapisan media filter. Untuk unit filter yang melakukan air scouring membutuhkan waktu yang lebih lama karena dilakukannya backwash sesuai urutam  yaitu  injeksi  udara  kemudian  air backwash [20]. Berdasarkan profil nilai kekeruhan pada Gambar  12 dan 13 juga menunjukkan bahwa waktu yang dibutuhkan kedua unit untuk  mencapai  nilai  KPI  lebih  dari  30  menit.  Di  sisi  lain, penggantian media pada filter nomor 2 yang dilakukan pada tahun  2018  dapat  mempengaruhi  kinerja backwash filter sehingga  waktu  yang  dibutuhkan  unit  filter  nomor  2  untuk mencapai  nilai  KPI  lebih  cepat  dibandingkan  unit  filter nomor 10 yang medianya tidak diganti. Hal ini didukung oleh hasil pengukuran nilai kekeruhan efluen filter pada evaluasi kinerja filter, dimana nilai kekeruhan efluen yang dihasilkan memenuhi  nilai Key  Performance  Indicator (KPI)  yaitu kurang  dari  1  NTU  sedangkan  nilai  kekeruhan  efluen  unit filter nomor 10 belum memenuhi KPI.

## V. KESIMPULAN/RINGKASAN
Semua filter tidak dapat memenuhi 3 kriteria kinerja filter yaitu nilai kekeruhan, persentase rasio volume air backwash terhadap  volume  air  produksi,  dan  nilai  UFRV.  Ketiganya saling berkaitan satu sama lain. Parameter operasional yang mempengaruhi  kinerja  filter  yaitu  operasional backwash , yang  meliputi  durasi backwash dan  pengontrolan  laju  air backwash .  Penilaian  berdasarkan  hasil  pengukuran  dan penghitungan  evaluasi  kinerja  filter  berdasarkan  3  kriteria tersebut  menunjukkan  bahwa  unit  filter  nomor  2  memiliki kinerja  filter  terbaik  dengan  nilai  10,  unit  filter  nomor  14 memiliki kinerja filter sedang dengan nilai 8, dan unit filter nomor 10 memiliki kinerja filter terburuk dengan nilai 6.
Filter  dengan  nilai  diatas  rata-rata  sebanyak  10  unit  dan dengan nilai dibawah rata-rata sebanyak 4 unit.
Evaluasi  kinerja backwash menunjukkan  adanya filter channeling pada media filter nomor 2 dan 10 dan penyusutan serta  kehilangan  media  pada  media  filter  nomor  10.  Hasil core  sampling menunjukkan  perbedaan  kondisi  media  pada ketiga  titik sampling dan  kemampuan  lapisan  media  dalam mengakumulasi partikel flok. Profil kekeruhan efluen setelah backwash menunjukkan penurunan kekeruhan filter nomor 2 lebih baik daripada filter nomor 10.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Qomaruddin, E. Karnaningrum, and Vanany, “Analisis resiko clearator ipam karangpilang iii pdam surya sembada kota surabaya,” ITS Digital Repository, 2013.
[2]  “PerMenKes  492  Tahun  2010  tentang  Persyaratan  Kualitas  Air Minum.” https://www.slideshare.net/metrosanita/permenkes-492- tahun-2010-tentang-persyaratan-kualitas-air-minum (accessed Sep. 12, 2020).
[3]  E.  Angreni,  “Review  on  optimation  of  conventional  drinking  water treatment plan,” World Appl. Sci. J. , vol. 7, no. 9, pp. 1144–1151, 2009, doi: 10.1109/ICBEE.2010.5652523.
[4]  F.  Schute, Handbook  for  the  Operation  of  Water  Treatment  Works. , vol.  3.  South  Africa:  Department  of  Chemical  Engineering University,University of Pretoria, 2006.
[5]  F. R. Spellman, Handbook of Water and Wastewater Treatment Plant Operations . London: Lewis Publishers A, 2003.
[6]  L.  Lopato,  “Granular  filters  for  water  treatment:  heterogeneity  and diagnostic tools,” Technical University of Denmark (DTU), Denmark, 2011.
[7]  A.  F.  Hess,  A.  Rachwa,  and  M.  J.  Chipps, Filter  maintenance  and Operational  Guidance  Manual .  Virginia:  American  Water  Works
Association, 2002.
[8]  N. G. Pizzi, Water Treatmen , 4th ed. Ohio: AWWA.
[9]  Badan  Standardisasi  Nasional, Standar  Nasional  Indonesia  6774 : 2008 - Tata Cara Perencanaan Unit Paket Instalasi Pengolahan Air . Jakarta: Badan Standardisasi Nasional, 2008.
[10]  D.  Hendricks, Fundamentals  of  Water  Treatment  Unit  Process: Physical, Chemical, and Biological . London: CRC Press, 2011.
[11]  G. Carty and N. Bourke, Water Treatment Manuals Filtration . Ireland: Environmental Protection Agency, 1995.
[12]  J.  K.  Das  and  M.  Sandha,  “Design  of  Rapid  Gravity  Filter  Using  C Programming  and  Autocad  Design  of  Rapid  Gravity  Filter  Using,” National Institute of Technology Rourkela, 2007.
[13]  S. M. Al Aibi et al. , “Removal efficiency of solid particles from raw water  using  afm  grade-2  media:  case  study,” J.  Chem.  Eng.  Process Technol. ,  vol.  09,  no.  03,  pp.  2–10,  2018,  doi:  10.4172/2157- 7048.1000384.
[14]  G.  McGlohorn, Filter  Assessment  Manual ,  3rd  ed.  South  Carolina: Departement of Health and Environmental Control, 2003.
[15]  W. C. H. S. V.D., “Improving the initial effluent quality of a rapid sand filter by coagulants as alum & polymer in back wash,” Int. J. Sci. Res. , vol.  3,  no.  6,  pp.  2232–2236,  2014,  [Online].  Available: https://www.ijsr.net/archive/v3i6/MDIwMTQ3NzE=.pdf.
[16]  G. S. Logsdon, Water Filtration Partices: Including Slow Sand Filter and  Precoat  Filtration ,  1st  ed.  USA:  American  Water  Works Association, 2011.
[17]  A.  Enhanced,  A.  Amirtharajah, B. M.  Brouckaert, and  N.  C.  Spivey, “An enhanced backwashing techniques for improved filter ripening,” J. AWWA 9512 , no. December, pp. 81–94, 2003.
[18]  J. E. Amburgey, A. Amirtharajah, B. M. Brouckaert, and N. C. Spivey, “Effect of washwater chemistry and delayed start on filter ripening,” J. AWWA , vol. 96, no. 1, pp. 97–110, 2004.
[19]  I. Slavik, A. Jehmlich, and W. Uhl, “Impact of backwashing procedures on deep bed filtration productivity in drinking water treatment,” Water Res. , vol. 47, no. 16, pp. 6348–6357, 2013, doi: 10.1016/j.watres.2013.08.009.
[20]  M.  L.  Davis, Water  and  Wastewater Engineering:  Design Principles and Practice . New York: McGraw-Hill Companies, Inc., 2010.