http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v5i1.133
Hamzani  S.,  Pahruddin,  M.,  A.  Syarifudin,  (2022)  Aplikasi  Reaktor  Koagulasi-Flokulasi  Berbiaya  Murah  untuk Menghasilkan Air Bersih yang Memenuhi Persyaratan Kesehatan. Buletin Profesi Insinyur 5(1) 027-031

## Aplikasi Reaktor Koagulasi- Flokulasi Berbiaya Murah untuk Menghasilkan Air Bersih yang Memenuhi Persyaratan Kesehatan
Penyediaan  air  bersih  merupakan  salah  satu intervensi  penting  bagi  kesehatan,  perkembangan anak dan pembangunan berkelanjutan serta memiliki peranan penting dalam menurunkan angka penderita penyakit  seperti  diare,  trachoma,  dan  stunting. Berdasarkan  survei  pada  anak  sungai  di  wilayah cempaka  diketahui  tingkat  kekeruhan  sangat  tinggi berkisar  220-235  NTU,  pH  6,67-7,0  dan  masih digunakan  masyarakat  sekitar  untuk  keperluan mandi,  cuci  dan  kakus.  Tujuan  penelitian  adalah menganalisis  kemampuan  koagulan  kapur  dan PACl pada  aplikasi  reaktor  koagulasi-flokulasi  untuk pengolahan  air  sungai  menjadi  air  bersih  memenuhi persyaratan  kesehatan.  Tahapan  penelitian  dimulai dari  uji  jartest  dengan  variasi  dosis  koagulan  untuk menentukan  dosis  optimum  kapur  dan PACl , kemudian  dilakukan  ujicoba  pada  aplikasi  reaktor koagulasi-flokulasi  dengan  variasi  dosis  koagulan tersebut.  Parameter  yang  diamati  adalah  kekeruhan dan pH. Hasil penelitian menunjukkan dosis koagulan optimum  diperoleh  pada  dosis  kapur  1,25  mg/L  x  20 Liter = 25 mg dan PACl 0,625 mg/L x 20 liter = 12,5 mg pada reaktor koagulasi-flokulasi, mampu menurunkan  kekeruhan  air  sungai  rerata  205,7  NTU menjadi 4,10 NTU (98%) dan pH rerata 6,94 menjadi 7. Kedua  parameter  memenuhi  persyaratan  standar baku mutu air bersih untuk kekeruhan 25 NTU dan pH 6,5-8,5.  Model  reaktor  koagulasi-flokulasi  ini  dapat menjadi  alternatif  pengolahan  air  sungai  berbiaya murah  dengan  kisaran budget Rp.  200.000,-  sudah termasuk keperluan koagulan kapur dan PACl.
Kata kunci : koagulasi-flokulasi, dosis koagulan, kekeruhan, pH, air bersih.
Diajukan: 6 Mei 2022 Direvisi:  15 Mei 2022 Diterima: 23 Mei 2022 Dipublikasikan online: 30 Mei 2022
Sulaiman Hamzani 1 Muhammad Pahruddin 2
Syarifudin A. 3
1 Program Studi Sanitasi Lingkungan Program Sarjana Terapan, Poltekkes Kemenkes Banjarmasin
2 Program Studi Sanitasi Program Diploma Tiga, Poltekkes Kemenkes Banjarmasin
3 Program Studi Sanitasi Lingkungan Program Sarjana Terapan, Poltekkes Kemenkes Banjarmasin

## 
sulaimanhamzani001@gmail.com

## Pendahuluan
Penyediaan  air  bersih  adalah  salah  satu  intervensi  penting bagi kesehatan dan perkembangan anak dan pembangunan berkelanjutan  karena  tiga  alasan  utama  yaitu:  pertama, akses  air  merupakan  hak  asasi  manusia  yang  fundamental melalui sutainable  development  goals (SDGs).  Kedua,  air mencegah  infeksi  trachoma  dan  cacing  pada  anak-anak. Ketiga,  efek  jangka  panjang  air,  sanitasi,  dan  kebersihan berpengaruh  terhadap  stunting  dan  gizi  (Rusell  and Azzopardi, 2019).
Keberhasilan  penyediaan  air  bersih  akan  memberikan dampak  positif  terhadap  kondisi  kesehatan  lingkungan, masyarakat  dan  peningkatan  produktifitas  sebagai  upaya menanggulangi  permasalahan  kesehatan  (Setyoad,  2014). Sementara  menurut  Latif  dkk  (2019),  keterlibatan masyarakat  merupakan  bentuk  kepedulian  terhadap program  penyediaan  air  bersih  yang  menjadi  suatu  proses perkembangan dalam masyarakat dalam rangka meningkatkan derajat kesehatan.
Penelitian Putra  dkk (2017)  menunjukkan bahwa  balita yang  tinggal  di  rumah  dengan  sarana  air  bersih  tidak memenuhi syarat kesehatan mempunyai resiko sekitar 3 kali
lebih besar menderita diare dibandingkan dengan tinggal di rumah pada kondisi sarana air bersih telah memenuhi syarat kesehatan.  Penyediaan  air  bersih  menjadi  faktor  dominan yang mempengaruhi diare pada balita.
Penyakit  diare  merupakan  masalah  kesehatan  utama dengan  angka  kesakitan  dan  kematian  yang  masih  tinggi (Qisti  dkk.,  2021).  Pada  penelitian  Nisa  dkk  (2021), menyimpulkan  bahwa  gambaran  sanitasi  penyediaan  air bersih  kategori  kurang  baik  sebagian  besar  terjadi  pada responden  balita  stunting,  diperkuat  analisis  bivariate dengan  uji  chi-square  menunjukkan  ada  hubungan  antara sanitasi penyediaan air bersih dengan kejadian stunting.
Berdasarkan  penelitian  Hamzani  (2013),  menggunakan reaktor pipe  circular-gravel  bed  flocculator dengan  dosis kapur  60  mg/L  dan PACl 30  mg/L  mampu  menurunkan kekeruhan  air  baku  Sungai Martapura  53 NTU  menjadi  1,4 NTU dengan persentase 97,4% melampaui jauh persyaratan baku  mutu  air  bersih  25  NTU.  Selanjutnya  pada  penelitian Prasetya  dkk  (2018),  diperoleh  data  bahwa PACl dosis  20 mg/L  lebih  baik  dibanding  tawas  dalam  menurunkan kekeruhan  air  baku  29,2  NTU  menjadi  0,22  NTU  dengan estimasi  biaya  pembelian  koagulan PACl sebesar  Rp.  215,- per m 3 air bersih yang dihasilkan.
http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v5i1.133
Berdasarkan  survei  pada  anak  sungai  di  wilayah cempaka  diketahui  tingkat  kekeruhan  air  sangat  tinggi berkisar 220-235 NTU, pH 6,67-7,0 dan masih digunakan masyarakat  sekitar  untuk  keperluan  mandi,  cuci  dan kakus.  Kondisi  ini  dapat  menimbulkan  permasalahan kesehatan,  jika  tidak  dilakukan  pengolahan  air  secara tepat.  Dalam  penelitian  ini  dilakukan  variasi  dosis koagulan  kapur  dan PACl pada  reaktor  koagulasi- flokulasi  yang  berbiaya  murah,  karena  menggunakan peralatan dan bahan yang harganya terjangkau seperti drum plastik kapasitas ± 20 liter 2  buah,  mesin pompa kecil  1  buah,  selang  plastik,  pipa  PVC  dan  aksesoris lainnya dengan total budget sekitar Rp. 200.000,- sudah termasuk  bahan  koagulan  kapur  dan PACl masing- masing sekitar ½ kg.

## Metode
Penelitian  bersifat  eksperimen  yaitu  menguji kemampuan  koagulan  kapur  dan PACl pada  aplikasi reaktor koagulasi-flokulasi untuk pengolahan air sungai memenuhi  persyaratan  kualitas  air  bersih.  Penelitian dimulai  dari  kegiatan  uji  jartest  di  laboratorium  untuk memperoleh  dosis  optimum koagulan  kapur dan PACl , dimana  konsentrasi  dosis  koagulan  yang  dibuat  untuk kapur dan PACl masing-masing sebesar  2% =  20 gram dilarutkan  dalam  1  liter  aquadest,  artinya  dosis  1  ml yang  dilarutkan  setara  dengan  20  mg/L.  Kemudian dilakukan  perancangan  dan  pembuatan  reaktor koagulasi-flokulasi seperti pada Gambar 1.
Setelah  reaktor  tersedia,  dilanjutkan ujicoba  perlakuan aplikasi  reaktor  koagulasi-flokulasi  untuk  pengolahan  air sungai  dengan  tahapan  kegiatan  sebagai  berikut: Memasukan koagulan kapur dan PACl ke dalam gayung yang
telah  disediakan;  Menambahkan  air  kedalam  gayung secukupnya,  kemudian  diaduk  dan  dimasukan dalam  drum plastik  1  yang  sudah  berisi  air  baku  kapasitas  ±  20  liter; Hidupkan  mesin  pompa  celup,  kemudian  buka  stop  kran  1 dan  biarkan  beberapa  saat  untuk  proses  pencampuran bahan  koagulan  dengan  air  baku;  Tutup  kran  1,  kemudian buka kran 2 = ¼ putaran untuk mengalirkan air menuju drum plastik 2 melewati selang model pipa circular dan masuk ke dalam filter untuk proses penyaringan dengan media carbon aktif dan kain; Air hasil olahan akan keluar dari drum plastik 2  dan  siap  dilakukan  pengambilan  sampel  air  untuk pemeriksaan laboratorium (parameter kekeruhan dan pH).

## Hasil Kerja
Bahan  koagulan  yang  digunakan  dalam  uji  jartest adalah  kapur dan PACl, koagulan  dibuat dalam bentuk larutan  konsentrasi  2%,  selanjutnya  ditambahkan variasi dosis kapur dan PACl pada masing-masing beaker glass 1000 mL yang sudah berisi air sampel dari Sungai Cempaka , kemudian beaker glass diletakkan dalam alat uji  jartest flocculator .  Lakukan  pengadukan  cepat  100 rpm  selama  1  menit,  lalu  pengadukan  lambat  30  rpm selama  5  menit,  lalu  diamkan  15  menit.  Hasil pemeriksaan laboratorium sesudah uji jartest disajikan pada Tabel 1.
Berdasarkan  Tabel  1  diketahui  data  hasil  pemeriksaan laboratorium  setelah  perlakuan  uji  jartest  diperoleh  dosis optimum  untuk  kapur  80  mg/l  dan PACl 40  mg/l  mampu menurunkan kekeruhan dari 220 NTU menjadi 9,22 NTU  dan pH  dari  6,67  menjadi  6,47  memenuhi  persyaratan  kualitas air bersih. Secara grafik garis ( line ) hasil uji jartest terhadap kekeruhan dapat dilihat pada Gambar 2.
http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v5i1.133
Tabel 1 Hasil Uji Jartest dengan Variasi Dosis Kapur- PACl
Gambar 2. Variasi Dosis Kapur- PACl pada Uji Jartest terhadap Kekeruhan
Pada  Gambar  2  terlihat  jelas  hasil  uji  jartest  diperoleh dosis  optimum  koagulan  kapur  80  mg/L  dan PACl 40  mg/L dapat menurunkan kekeruhan 220 NTU menjadi 9,22 NTU. Pada  variasi  dosis  koagulan  yang  lebih  tinggi  terjadi pengurangan  kemampuan  dalam  menurunkan  kekeruhan. Melihat  trend  grafik  garis  ( line ),  ada  kecendrungan  variasi dosis koagulan yang ditambahkan lebih sedikit atau kurang dari  dosis  optimum  yang  sudah  diperoleh  berdasarkan  uji jartest tersebut.
Selanjutnya  dapat  dilihat  juga  gambaran  pH  setelah perlakuan  variasi  dosis  pada  uji  jartest  seperti  Gambar  3: Pada  Gambar  3  diketahui  bahwa  adanya  variasi penambahan dosis koagulan kapur dan PACl pada uji jartest ini tidak terjadi perubahan pH air secara signifikan dan masih memenuhi  baku  mutu  dalam  rentang  6,5-8,5  persyaratan baku mutu kualitas air bersih.
Menurut Wityasari (2015), PACl termasuk jenis koagulan polimer kationik berasal dari bahan kimia berantai panjang. Keuntungan  penggunaan PACl sebagai  koagulan  dalam penjernihan  air  yaitu  korosivitasnya  rendah  karena  PAC adalah  koagulan  bebas  sulfat,  sehingga  aman  dan  mudah dalam  penyimpanan.  Flok  yang  dihasilkan  lebih  mudah untuk dipisahkan, dan pH air hasil pengolahan tidak terlalu rendah.
Setelah  perlakuan  uji  jartest  di  laboratorium  selesai dilaksanakan,  kemudian  langkah  berikutnya  menyiapkan peralatan  reaktor  koagulasi-flokulasi  dan  pengambilan sampel air baku disiapkan sebanyak 400 Liter (2 drum) yang berasal  dari  anak  Sungai  Cempaka.  Berikut  hasil  ujicoba variasi dosis koagulan kapur dan PACl pada reaktor kogulasi- flokulasi  terhadap  parameter  kekeruhan  pada  Tabel  2  dan parameter pH pada Tabel 3:
Berdasarkan Tabel 2 dan Tabel 3 diketahui bahwa dosis koagulan optimum diperoleh pada dosis kapur 1,25 mg/L x 20  Liter =  25  mg dan PACl 0,625  mg/L  x  20  liter  =  12,5  mg pada  reaktor  koagulasi-flokulasi,  mampu  menurunkan kekeruhan  air  sungai  rerata  205,7  NTU  menjadi  4,10  NTU (98%) dan pH rerata 6,94 menjadi 7.
Untuk  memperjelas  gambaran  penurunan  kekeruhan dan perubahan pH hasil ujicoba variasi dosis koagulan kapur dan PACl pada  reaktor  koagulasi-flokulasi  dibuat  dalam bentuk grafik batang ( clustered column ) seperti Gambar 4. Pada Gambar 4 secara grafik batang ( clustered column ) terlihat  jelas  bahwa  semua  variasi  dosis  koagulan  pada reaktor  koagulasi-flokulasi  mampu  menurunkan  kekeruhan memenuhi  persyaratan  kualitas  air  bersih  25  NTU.  Sedang pH pada perlakuan 2 dan 3 melebihi baku mutu 6,5-8,5. Hasil terbaik diperoleh pada perlakuan 4 pH menjadi 7.
http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v5i1.133
Tabel 2 Hasil Ujicoba Reaktor Koagulasi-Flokulasi dengan Variasi Dosis Kapur- PACl Terhadap Kekeruhan
Tabel 3 Hasil Ujicoba Reaktor Koagulasi-Flokulasi dengan Variasi Dosis Kapur- PACl
Terhadap pH

## P1                              P2                            P3                             P4
Keterangan: P1-P4 = Perlakuan 1-4
Gambar 4 Variasi Dosis Kapur- PACl pada Ujicoba Reaktor Koagulasi-Flokulasi terhadap Parameter Kekeruhan-pH
Dokumentasi  kegiatan  penelitian  ujicoba  aplikasi reaktor koagulasi-flokulasi disajikan pada Gambar 5. Seperti terlihat pada Gambar 5, dimana untuk ujicoba yang semula menggunakan  reaktor  drum  berwarna  biru  di  gantikan dengan  reaktor  ember  transparan  yang  bertujuan  agar proses  ujicoba  lebih  terlihat  jelas.  Nampak  terlihat  pada gambar  sampel  air  sebelum  perlakuan  terlihat  keruh berwarna  kecoklatan  dan  setelah  perlakuan  terlihat  jernih sebagai  indikator  bahwa  air  bisa  dikatakan  memenuhi persyaratan  kualitas  air  bersih.  Pada  gambar  juga  terlihat
peralatan  digital  turbidimeter  untuk  mengukur  kadar kekeruhan dengan satuan NTU.
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan,  terbukti bahwa  kombinasi  penggunaan  dosis  koagulan  kapur  dan PACl mampu  memberikan  efek  yang  lebih  baik  dalam menurunkan  kekeruhan  dan  pemenuhan  pH  tidak  hanya memenuhi persyaratan kualitas air bersih kekeruhan 25 NTU dan  pH  6,5-8,5  bahkan  mencapai  persyaratan  kualitas  air minum  kekeruhan  5  NTU  dan  pH  6,5-8,5.  Menurut Anwardah  (2018),  alkalinitas  pada  air  merupakan  hal  yang penting, karena alkalinitas tinggi lebih mampu
http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v5i1.133
mempertahankan pH yang cukup konsisten. alkalinitas akan bereaksi dengan ion H + untuk menjaga pH tetap stabil, jika penambahan  kapur  tidak  mampu  menaikkan  nilai  pH menandakan bahwa alkalinitas dalam air rendah.
Gambar 5 . Ujicoba pada Reaktor Koagulasi-Flokulasi
Penelitian  Bo  dkk.  (2011)  menyimpulkan  efisiensi koagulasi  dapat  ditingkatkan  secara  signifikan  dengan menggunakan  kombinasi  dua  bahan  koagulan.  Kadar  pH dapat  dipengaruhi  oleh  faktor  alami  dan  faktor  manusia. Pengendapan mineral tanah dan zat-zat asam dari air hujan merupakan  faktor  alami  siklus  kadar  asam.  Faktor pendorong  terjadinya  tingkat  pencemaran  terbesar  yaitu aktivitas  manusia  sehari-hari.  Zat-zat  asam  ataupun  basa akan  mengikat  kadar  oksigen  dalam  air,  sehingga menyebabkan  tingkat  pencemaran  air  meningkat.  Apabila pH  rendah,  maka  kualitas  air  buruk  dan  tidak  layak dipergunakan.  Air  yang  sudah  terkontaminasi  zat-zat  kimia banyak mengandung zat asam seperti karbondioksida.
Koagulan PACl secara  umum  mengkonsumsi  tingkat alkalinitas yang lebih kecil dibandingkan dengan tawas. PACl efektif pada selang pH yang lebih lebar dibandingkan dengan alum dan hasil penelitian menunjukkan bahwa PACl bekerja dengan  baik  pada  rentang  pH  5,0-8,0  (Nansubuga  dkk., 2013).  Altenor  dan  Gaspard  (2014),  menyatakan  bahwa koagulasi  terdiri  dari  tiga  tahapan  proses,  yaitu pembentukan  inti  flok,  destabilisasi  koloid/partikel,  dan pembesaran  ukuran  partikel.  Prinsip  tersebut  banyak diterapkan  dalam  proses  pengolah  air  limbah  dan  juga pengolahan air bersih.

## Kesimpulan
Hasil  penelitian  menunjukkan  dosis  koagulan  optimum diperoleh pada dosis kapur 1,25 mg/L x 20 Liter = 25 mg dan PACl 0,625 mg/L x 20 liter = 12,5 mg pada reaktor koagulasi- flokulasi,  mampu  menurunkan  kekeruhan  air sungai  rerata 205,7  NTU  menjadi  4,10  NTU  (98%)  dan  pH  rerata  6,94 menjadi 7. Kedua parameter memenuhi persyaratan standar baku mutu air bersih untuk kekeruhan 25 NTU dan pH 6,5- 8,5.  Model  reaktor  koagulasi-flokulasi  ini  dapat  menjadi alternatif  pengolahan  air  sungai  berbiaya  murah  dengan kisaran budget Rp.  200.000,-  sudah  termasuk  keperluan koagulan kapur dan PACl.

## Referensi
Altenor,  S.  and Gaspard,  S. (2014)  “Chapter  1. Biomass  for Water Treatment: Biosorbent, Coagulants and Flocculants,”  in  Biomass  for  Sustainable  Applications: Pollution Remediation and Energy. The Royal Society of Chemistry,  pp.  1–45.  doi:  10.1039/9781849737142- 00001
Anwardah,  T.  (2018).  Sifat  Kimia  Air:  Alkalinitas  dan Pengertiannya. teknologipengolahanair.com.
Bo,  X.,  Gao,  B.,  Peng,  N.,  Wang,  Y.,  Yue,  Q.,  dan  Zhao,  Y.
(2011). “Coagulation Performance and Floc Properties of Compound  Bioflocculant-Aluminum Sulfate Dual- Coagulant  in  Treating  Kaolin-Humic  Acid  Solution”. Chemical Engineering Journal, Vol. 173, hal. 400-406. Hamzani,  S.,  Hadi,  W.,  (2013),  Pengolahan  Air  Sungai Martapura  Menggunakan Dual  Coagulants Dosis Optimum  pada  Reaktor Pipe  Circular-Gravel  Bed Flocculator. Prosiding  Seminar  Nasional  Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah, Edisi Juni 2013 , DIII FTSP- ITS, Surabaya.
Latif  A.  &  dkk  (2019).  Partisipasi  Masyarakat  dalam Pembangunan  Infrastruktur  di  Desa  Timoreng  Panua Kecamatan  Panca  Kecamatan  Panca  Rijang  Kabupaten Sidenreng  Rappang.  Moderat:  Jurnal  Ilmiah  IIP  UGC, 5(1), 1-15.
Nansubuga,  I.,  Banadda,  N.,  Babu,  M.,  Verstraete,  W.  and Van  de  Wiele,  T.  (2013).  “Effect  of  polyaluminium chloride  water  treatment  sludge  on  effluent  quality  of domestic  wastewater  treatment,”  African  Journal  of Environmental  Science  and  Technology,  7(4),  pp.  145– 152. doi: 10.5897/AJEST12.194.
Nisa,  S.K.,  Lustiyati,  E.D.,  Fitriani,  A.  (2021)  Sanitasi Penyediaan  Air  Bersih  dengan  Kejadian  Stunting  pada Balita. Jurnal PPKMI, Vol. 2(1), hal. 17-25.
Prasetya,  P.E.  dan  Saptomo,  S.K.  (2018)  Perbandingan Kebutuhan  Koagulan  Al 2 (SO 4 ) 3 dan  PACl  untuk Pengolahan Air Bersih di WTP Sungai CiapusKampus IPB Dramaga. Jurnal Bumi lestari, Vol. 18, No. 2, Hal. 75-87.
Putra,  A.D.P.,  Rahardjo,  M.,  Joko,  T.  (2017)  Hubungan
Sanitasi  Dasar  dan  Personal  Hygiene  dengan  Kejadian Diare pada Balita di Wilayah Kerja Puskesmas Tasikmadu Kabupaten  Karanganyar.  Jurnal Kesehatan Masyarakat, Vol. 5 No. 1 Jan 2017, Hal. 422-429.
Qisti,  D.A.,  Putri,  E.N.E.,  Fitriana,  H.,  Irayani,  S.P.    (2021) Analisis Aspek Lingkungan dan Prilaku terhadap Kejadian Diare  pada  Balita  di  Tanah  Sareal.  Jurnal  Inovasi Penelitian, Vol. 2 No. 6 Sept 2021, Hal. 1661-1668.
Rusell, F. and Azzopardi, P. (2019) Wash: A basic human right and  essential  intervention  for  child  health  and development. The  Lancet Global  Health, 7(4),  p.  e417. doi: 10.1016/S2214-109X(19)30078-6.
Setyoad,  N.H.  (2014)  Penilaian  Sistem  Pelayanan Infrastruktur Air Minum Program PAmsimas. Sosek Pekerjaan Umum, 6, 79-87.
Wityasari,  N.  (2015)  Penentuan  Dosis  Optimum  Poly Aluminium  Chloride  (PACl)  Pada  Pengolahan  Air Bersih  di  IPA  Tegal  Besar  PDAM  Jember.  Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. Universitas Jember.