Abstrak — Banjir  dan  kekeringan  merupakan  sebuah  fenomena yang  rutin  dihadapi  di  berbagai  daerah  dengan  kerugian  yang tidak  kecil  contohnya  di  wilayah  Jabodetabek  pada  bulan februari tahun 2007, banjir yang terjadi selama 5 hari mencapai kerugian sekitar 8,6 triliyun rupiah. Saat terjadi banjir pengungsi sangat  sulit  untuk  mendapat  air  bersih  maupun  air  minum,  di karenakan  sumur  penduduk  yang  dipenuhi lumpur dan kotoran. Kesulitan dalam memperoleh air bersih maupun air minum pada saat  maupun  paska  bencana  banjir,  berdampak  pada  timbulnya berbagai penyakit terkait air bersih yaitu seperti muntaber, diare dan  gatal-gatal.  Oleh  karena  itu  diperlukan  solusi  atau penanggulangan masalah air bersih dan air siap minum baik saat maupun paska bencana banjir.
Menurut buku Introduction to International Disaster Management (2007),  disebutkan  bahwa  ada  beberapa  alternatif dalam  penyediaan  air  bersih  dan  air  siap  minum  pada  saat kondisi banjir yaitu  penyediaan air melalui tangki truk, atau dari tangki  yang  di  datangkan    dari  luar  daerah  banjir,  melakukan proses  pengolahan  air  banjir  itu  sendiri  untuk  menghasilkan  air bersih  sebagai  contoh  menggunakan  filter.  Solusi  dalam  hal masalah  ini  adalah  pengolahan  air  minum  yang  berbasis mobile water  treatment .  Dalam  kaitan  tentang  masalah  ini  perlu  adanya perencanaan  tentang  desain  instalasi  pengolahan  air  minum secara mobile untuk  kondisi  darurat  bencana  banjir.  Dalam  hal ini  rencana  desain  atau  DED  ( Detail  Engineering  Design )  yang akan  digunakan  adalah mobile  water  treatment membran mikrofiltrasi, keuntungan dari menggunakan membran ini adalah dapat menyisihkan bakteri patogenik dan beberapa jenis virus. Pada  perencanaan  ini  direncanakan  unit-unit  sebelum  dan sesudah membran mikrofiltrasi agar kualitas air hasil pengolahan ( effluent )  memenuhi  baku  mutu  air  siap  minum  yang  sesuai dengan PERMENKES RI No.492/MEN.KES/PER/IV/2010.
Kata Kunci —air bersih, air siap minum, banjir, detail engineering desain , mobile water treatment , mobile .

## I. PENDAHULUAN
ikrofiltrasi  mengalami  perkembangan  dengan  sangat cepat  pada  tahun  40-50  tahun  terakhir.  Membran mikrofiltrasi  (MF)  dapat  dibuat  dari  berbagai  material baik  organic  maupun  anorganik.  Membran  MF  memiliki  pori antara 0,05-10 µm dan tebal antara 10-150 µm. membran yang paling  banyak  digunakan  adalah  anorganik  dikarenakan ketahanan pada suhu tinggi dan zat kimia [1]. Proses koagulasi dan  flokulasi  yaitu  adanya  proses  penambahan  bahan  kimia
pembentuk  flok-flok,  dan  bergabung  dengan  padatan  koloid yang  sulit  mengendap,  agar  dihasilkan  suatu  flok-flok  yang mudah  mengendap  perlahan-lahan  dari suspended  solid [2]. Adanya  koagulasi,  partikel-partikel  koloid  akan  menggumpal dan  saling  tarik-menarik  dan  membentuk  flok  [3].  Membran mikrofiltrasi  adalah  salah  satu membran untuk pengolahan air bersih  dan  cocok  untuk  menahan  emulsi  dan  suspensi,  juga dapat  memisahkan  partikel  (ragi  dan  bakteri).  Membran mikrofiltrasi lebih murah dan hanya membutuhkan tekanan < 2 bar  [4].  Dengan  desinfeksi  menggunakan  gas  klor  sangat efektif  untuk  mengaktivasi  pathogen  dan  bakteri  indikator, pemberian  gas  klor  1  mg/L  dengan  waktu  kontak  yang umumnya  efektif  untuk  mengurangi  bakteri  dalam  jumlah besar  adalah  30  menit,  dalam  proses  pengolahan  air  minum sisa  klor  minimal  yang  harus  dipertahankan  adalah  0,1  mg/L [5].

## II. METODE PERENCANAAN

## A. Ide Perencanaan
Karakteristik  air  baku  yaitu  sungai  Kali  Mas  yang  akan digunakan  untuk  sampel  bahan  air  baku  pengolahan  untuk korban  pengungsi  banjir.  Berdasarkan  Peraturan  Menteri Kesehatan  No.492/MENKES/PER/IV/2010.  Maka  wajib  atau perlu dilakukan pengolahan sehingga air baku tersebut menjadi air  siap  minum  dan  sesuai  dengan  Peraturan  Menteri Kesehatan No.492/MENKES/PER/IV/2010.

## B. Studi Literatur
Studi  literatur  adalah  membahas  tentang  materi  untuk perencanaan  desain  pengolahan  air  minum  yang  didalamnya terdapat teori-teori seperti jurnal nasional maupun internasional, handbook ,  dan  artikel  yang  mengacu karateristik  air  banjir,  pengolahan  air  minum mobile yang sudah  ada  di  Indonesia.  Jenis-jenis  membran,  karakteristik membran  mikrofiltrasi.  Artikel  juga  akan  meliputi  tentang pretreatment untuk membran mikrofiltrasi.

## C. Pengumpulan Data
Data  yang  akan  digunakan  ada  2  jenis  data  yaitu  data sekunder  dan  data  primer.  Data  primer  masing-masing didapatkan  ketika  terjadi  hujan  dan  air  sungai  pun  meluap.

## Desain Mobile Unit Instalasi Pengolahan Air Minum untuk Kondisi Darurat Bencana Banjir Menggunakan Membran Mikrofiltrasi
Angie Prabhata Putra dan Bowo Djoko Marsono
Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
e-mail : bowodjok@yahoo.com
M
Untuk  pengambilan  data  sekunder  yaitu  meliputi  data spesifikasi  membran,  removal  untuk  tiap-tiap  unit  pengolahan dan yang terakhir spesifikasi kendaraan untuk pengangkut.

## D. Analisis Untuk Data Sekunder dan Data Primer
Penentuan  untuk  data  sekunder  maupun  data  primer ditentukan dan disesuaikan dengan karakteristik air banjir dan unit-unit dan peralatan yang dibutuhkan.

## E. Perencanaan Pendahuluan
Dalam  perencanaan  pendahuluan  meliputi  debit  untuk pengolahan, removal dengan menggunakan membran mikrofiltrasi,  penentuan  unit-unit  sebelum  dan  sesudah membran  mikrofiltrasi, preliminary  sizing ,  merencanakan peletakan  dan  mempertimbangkan  luas  masing-masing  unit pengolahan berdasarkan kendaraan yang akan digunakan.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Penentuan Debit Untuk Pengolahan
Perhitungan  debit  pengolahan  berdasarkan  atas  kebutuhan air  bersih  &  sanitasi  dan  air  minum  untuk  pengungsi  banjir, waktu untuk pengoperasian, air untuk backwash membran, dan untuk  pencucian  unit-unit  pengolahan.  Perhitungan  sebagai berikut :
 Kebutuhan air bersih & sanitasi dan air minum untuk pengungsi banjir :
Menurut Peraturan  Kepala  BNPB  No 7 Tahun 2008 Tentang Pedoman  Tata  Cara  Pemberian  Bantuan  Pemenuhan Kebutuhan  Dasar. Kebutuhan  air  bersih  dan  sanitasi  untuk pengungsi adalah sebagai berikut :
 Bantuan  air  bersih  pada  tiga  hari  pertama  diberikan sejumlah  7  liter/orang/hari,  dan  untuk  selanjutnya  15 liter/orang/hari.
Untuk  kebutuhan  air  minum  yaitu  dalam  bentuk  air  siap minum  atau  air  yang  memenuhi  syarat  kesehatan  untuk  dapat diminum. Yaitu sebagai berikut :
 Bantuan  air  minum  yang  diberikan  sejumlah  2,5 liter/orang/hari.
 Rasa  dan  kualitas  dapat  diterima  dan  cukup  memadai untuk diminum tanpa adanya resiko kesehatan.
Kebutuhan total untuk kebutuhan air bersih & sanitasi dan air minum adalah 17,5 liter/orang/hari.
 Jumlah pengungsi = 4144 jiwa
 Kebutuhan air bersih tiap orang = 17,5 L/org/hari
 Total kebutuhan air bersih & sanitasi pengungsi = 4144 jiwa x 15 L/orang/hari = 62160 Liter/org/hari.
 Total  kebutuhan  air  minum  pengungsi  =  4144  jiwa  x 2,5 L/orang/hari = 10360 Liter/org/hari.
 Total  semua  kebutuhan  pencucian  instalasi  pipa  dan tangki adalah
= 33,089 L/hari + 20 L/hari + 500 L/hari = 588,77 L/hari di bulatkan menjadi
= 600 L/hari
 Total pencucian bakwash membran adalah : =  fluks  x  durasi  backwash  x  luas  filtrasi  membran  x frekuensi jumlah backwash = 1,2 m 3 /m 2 .jam x 0,0333 jam x  5 m 2 x 3 = 900 Liter/hari
 Kebutuhan air untuk pelarut koagulan adalah 0,9 L/hari
 Mobile  Water  Treatment akan  direncanakan  dalam sehari  dapat  beroperasi  selama  12  jam,  dengan rentang waktu yaitu, pukul 05.00  – 10.00 dan 16.00 – 21.00.
 Waktu  pengoperasian Mobile  Water  Treatment (td)  =
12 jam.
B. Kebutuhan Koagulan Aluminium Sulfat (Al 2 (SO 4 ) 3 )
Koagulan  yang  digunakan  berbentuk  serbuk,  menurut Schulz,  1984;  Spellman,  2009  ,  kadar  alum  yang  dilarutkan dalam  air  3  –  7  %  (rata  –  rata  5%),  pembubuhan  dilakukan dengan  mencampur  larutan  aluminium  sulfat  cair  yang  telah dibuat  pada  unit  pembubuh.  Dari  hasil  literatur  didapatkan dosis  optimum  Aluminium  sulfat  (Al 2 (SO 4 ) 3 )  adalah  20  mg/l. untuk perhitungan dapat dilihat sebagai berikut :
 Volume kebutuhan air = 1800 Liter (1,8 m3)
 Kebutuhan  koagulan  =  dosis  optimum  x  volume kebutuhan  air  =  20  mg/l  x  1800  liter  =  36000  mg (0,036 kg).
C. Unit Pengaduk Cepat & Unit Pengaduk Lambat
Unit pengaduk cepat dan unit pengaduk lambat menggunakan
pengadukan mekanis yaitu dengan menggunakan blade dalam suatu tangki reaktor.
Spesifikasi  untuk  unit  pengaduk  cepat  dan  lambat  sebagai berikut :
Diameter tangki          = 1,4 m Tinggi tangki             = 1,4 m Diameter blade/pengaduk  = 1,12 m Jenis blade/paddle        =  impeller  ( Straight  Blade/Flat Blade )
Bahan material paddle     = aluminium Volume tangki           = 1800 liter (air yang di olah) Power (P) pengaduk cepat    = G 2 x V x µ =  1000 2 /detik x  1,8  m 3 x 0,000827 N s/m 2
= 1602 Watt (1,6 kW)
Power (P) pengaduk lambat  = G 2 x V x µ =  125 2 /detik x  1,8  m 3 x 0,000827 N s/m 2
= 25,03 Watt (0,025 kW) Cek Nre untuk pengadukan cepat    =  3646216  >  10000
(aliran turbulen sesuai kriteria > 10.000)
Cek Nre untuk pengadukan lambat   =  3646216  >  10000 (aliran turbulen sesuai kriteria > 10.000)
Cek Gtd untuk pengadukan cepat     = 20.000/det (Gtd < 60000) (memenuhi)
Cek Gtd untuk pengadukan lambat   = 150.000/det
( Gtd 125.000-200.000)  (memenuhi)
Gambar 1. Tangki Reaktor Unit Pengaduk Cepat & Lambat

## D. Unit Sedimentasi
Untuk  pengendapan  dilakukan  didalam  tangki  reaktor dengan perhitungan sebagai berikut : Waktu detensi                      =  40  menit  (0,6667 jam)
Spesific Gravity (Ss)                 = 2,65 gr/cm 3
Tinggi kedalaman bak ruang lumpu     = 45 cm Diameter partikel                   = 0,743 mm Kecepatan horizontal                = 0,0005833 m/det R jari-jari hidrolis                  = 0,7 m
Perhitungan untuk zona lumpur  adalah sebagai berikut :
 Zona lumpur  =  ((dosis  alum  (mg/l)  x  2,2)  + (kekeruhan air baku (NTU)  X  1,3  X  8,34)  (Sumber: Kawamura, 1991)
= 640,31 mg/l
 Kebutuhan air dalam tangka = 1800 liter
 Volume  lumpur  =  Kec.timbulan  lumpur  x  Keb.air dalam tangka = 1152558 mg (1,152 kg)
 Densitas lumpur ρ (lumpur setelah pembubuhan alum) = 1440 kg/m3
 Volume lumpur total = (V lumpur = massa x densitas) = 1,1525 kg/1,4 kg/l
= 0,8232557 liter (0,0008233 m3).
 Air hasil produksi (inlet – lumpur) = 1800 – 0,8232557 Liter = 1799,176 Liter

## E. Katrid Filter
Direncanakan catridge filter : Material                   = polypropylene Ukuran micron             = 5 micron Diameter katrid             = 2,5 “ (2,5 inch) Panjang                   = 9-7/8 “- 40 “ Temperature maksimum      = 60 o C Untuk housing katrid filter menggunakan : Material                   = polypropylene Maksimum temperatur          = 52 o C Maksimum tekanan         = 125 psi

## F. Membran Mikrofiltrasi
Membran  yang  digunakan  adalah  membran  mikrofiltrasi dari  Veolia  Water.  Perhitungan  kebutuhan  membran  adalah sebagai berikut :
Luas membran yang dibutuhkan:
 Fluks= 1200 lmh/bar= 1,2 m 3 / m 2 .jam
 Debit (Q)= 10 L/det= 0,01 m 3 /det Jumlah membran:
 Luas filtrasi 1 membran (spesifikasi produk)= 5 m 2
 Total  diperlukan  1  membran  dan  1  membran digunakan sebagai cadangan
Dimensi membran:  Panjang= 34 inches = 864mm= 0,864 m  Diameter= 5.6 inches= 142mm= 0,142 m
Waktu yang diperlukan untuk melewati permeat :  J = V/A.t
 t  (waktu)  =  Volume  permeat  /  (luas  permukaan membran x fluks membran atau larutan)
= 1799,89 Liter / (5 m 2 x 1,2 m 3 / m 2 .jam)
= 0,299982321 jam ( 17,99 menit)
Gambar 2. Unit Membran Mikrofiltrasi & Housing Membran
Untuk perencanan tangki backwash/bakcflushing , direncanakan sebagai berikut :
Fluks           = 1.200 L/ m 2 .jam = 1.200 L/ m 2 .jam  = 1,2 m 3 / m 2 .jam Durasi          = 180 s   = 0,05 jam Luas filtrasi     = 5 m 2
Dimensi tangki backflushing/backwash :  Volume tangki backflushing :
=  fluks x durasi x luas filtrasi
=  1,2 m 3 / m 2 .jam x 0,05 jam x 5 m 2
= 0,30 m 3 = 300 L
 Diameter tangki berbentuk silinder :
= 0,67 cm (67 cm)
 Tinggi bak adalah = 100 cm (1 m)
G. Unit Desinfeksi
 Sisa klor= 0,3 mg/L
 Kapasitas tabung klorinator= 50 kg
Kebutuhan klor untuk dosis 0,5 mg/L Debit klor  = Debit x Dosis = 10 L/det x 0,3 mg/Lx 10 -6 kg/mg x 3600 det/jam = 0,00324 kg/jam = 0,02592 kg/hari
 Spesifikasi tabung khlor:
 Material        = Steel
 Temperature    = -40~60
 Kapasitas       = 50 kg
 Uji tekanan hyraulic  = 45 Mpa
Kapasitas  tabung  khlor  yang  ada  di  pasaran  yaitu  50  kg,  jadi dibutuhkan sejumlah 1 buah tabung gas klor.

## Gambar 3. Unit Desinfeksi

## H. Pompa
Pompa  yang  beroperasi  ada  3  buah  pompa  dengan  1  buah pompa  cadangan.  Pompa  1  berfungsi  untuk  mempompa  air baku  (air  banjir)  ke  atas  truk  sampai  ke  unit  koagulasi  dan masuk  ke  tangki  flokulasi  sedimentasi,  lalu  pompa  2 beroperasi  untuk  mempompa  air  dari  tangki  flokulasi  dan  di alirkan  pada  membran  MF  (mikrofiltrasi)  lalu  dialirkan  ke sistem yang terakhir yaitu desinfeksi. Pompa 3 berfungsi untuk mempompa air dari tangki backwash untuk mencuci membran dan dialirkan keluar truk.
Setelah perhitungan untuk kebutuhan pompa didapatkan sebagai berikut :
Pompa 1 : Head pompa   = 15,97 m
Pompa 2 :
Head pompa  = 15,19 m
Pompa 3 : Head pompa  = 14,60 m
Spesifikasi pompa yang digunakan adalah
Grundfos NF 30-18 M-pompa transfer :
Deskripsi : Diameter pipa hisap     : 2 ” & 1,25 “ Diameter pipa dorong    : 2 “ Elektrik data : Voltage (V)/Hz/Phase   : 380/50/3 Kapasitas maksimum : Total head             = 18 m Kapasitas             = 600 L/s Power motor           = 1850 watt

## I. Generator Set
Generator  didasarkan  atas  kebutuhan  energy  yang diperlukan  yaitu  untuk  menghidupkan  3  pompa  dan  1  pompa cadangan.  1  motor  pengaduk.  Sehingga  daya  yang  diperlukan oleh genset adalah sebagai berikut :
Daya untuk 3 pompa dan 1 motor pengaduk = 3 x 1850 watt + 1302 watt + 120 watt (2 lampu TL) = 6972 watt = 6,9 kW Spesifikasi untuk Genset Engine Honda 8000 watt SHT 11500 adalah sebagai berikut :
Model                    =  Honda  GX630  21.1  PS  Air- Cooled OHV V-Twin Engine.
AC maximum output motor   = 8400 Watt (10,5 KVA) Phase/Voltage             = 3/380 V/50 Hz Mesin type                = OHVI Mesin RPM               = 3600 Kapasitas bahan bakar       = 26 Liter Berat kosong              = 198 kg Dimensi (P X L X T)        = 953 mm x 617 mm x 622 mm

## J. Massa Mobile Water Treatment
Massa mobile water treatment saat beroperasi sebagai berikut :
Tabel 1. Massa Mobile Water Treatment Saat Beoperasi Unit Massa kg Unit pengaduk cepat/pipa inlet tangki 2,13 kg Tangki pembubuh koagulan 4,7 kg Tangki backwash membran MF aluminium 4,9 kg Membran Mikrofiltrasi 123,19 kg Petugas operator (2 orang) 160 kg Genset/generator 177 kg Pompa Grundfos sentrifugal NF 30-36 T 135 kg Tangki gas chlorine stainless steel 62,20 kg Lemari penyimpanan terbuat dari aluminium 438,75 kg Unit flokulasi dan sedimentasi (Tangki) 203,75 kg Larutan koagulan (tawas) 196 kg Massa air dalam tangki flokulasi dan sedimen 1800 kg Massa air dalam tangki backwash 360 kg Massa air di pipa  48 mm 17,40 kg Massa air di pipa 76 mm 15,68 kg Massa Total 2389 kg

## IV. KESIMPULAN/RINGKASAN
Pada artikel ini dapat disimpulkan untuk mengolah air banjir yaitu  meluapnya  dari  sungai  Kali  Mas.  Unit  yang  digunakan adalah  unit  koagulasi  (pengadukan  cepat  mekanis),  unit flokulasi  (pengadukan  lambat  mekanis),  unit catridge  filter , unit  membran  mikrofiltrasi  dan  unit  desinfeksi.  Dari  hasil perencanaan  ini  untuk effluent/ air  hasil  pengolahan mobile water  treatment ini  didapatkan  untuk  parameter  kekeruhan yaitu 0,438 NTU dan untuk parameter E.Coli adalah sebesar 0 per  mL  yaitu  dengan  sisa  klor  yang  ada  pada  air  minum sebesar  0,3 mg/L.  Air hasil olahan mobile water  treatment ini telah  memenuhi  baku  mutu  Peraturan  Menteri  Kesehatan Republik Indonesia No.492 /MENKES/PER/IV/2010.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis A.P.P mengucapkan kata syukur kepada Tuhan yang Maha  Esa  dan  tidak  lupa  juga  berterimakasih  kepada  bapak dosen  pembimbing  dan  dosen  penguji  tugas  akhir,  maupun dosen  wali  dan  juga  teman-teman  angkatan  2010  Teknik Lingkungan  ITS  yang  telah  membantu  dalam  penyelesaian tugas akhir dan artikel ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Wenten,  I.G.  (1999) Teknologi  Membran  Industrial. Institut  Teknologi Bandung.
[2] Reynold,  D.Tom.  1982. Unit  Operation  and  Process  in  Environment Engineering . California.
[3] Suryadiputra,  I.N.N.,  “ Pengantar  Kuliah  Pengolahan  Air  Limbah dengan Metode Kimia (Koagulasi dan Flokulasi) ”, Fakultas Perikanan,
Institut Pertanian Bogor, 1995.
[4] Mulder,  Marcel,  “ Basic  Principles  of  Membrane  Technology ”. Netherlands, Kluwer Academic Publisher, 1991.
[5] “Design Criteria For Waterworks Facilities”, JWWA , 1978.