https://journal.uwgm.ac.id/index.php/abdimasmahakam/index E-ISSN: 2549-5755 Januari 2019, Vol. 3 No. 1

## Perancangan dan Implementasi Alat Backwash Air Layak Konsumsi
Erick Sorongan Politeknik Negeri Balikpapan erick.sorongan@poltekba.ac.id
Saiful Ghozi Politeknik Negeri Balikpapan saiful.ghozi@potekbal.ac.id
Emil Azmanajaya Politeknik Negeri Balikpapan emil.azmanajaya@potekbal.ac.id

## Hilmansyah
Politeknik Negeri Balikpapan hilmansyah@potekbal.ac.id

## Abstrak
Dampak dari kekurangan air bersih dapat dirasakan secara langsung oleh warga Balikpapan, mulai dari kualitas air yang berbau dan tidak jernih bahkan apabila hal ini terus dibiarkan bisa menyebabkan penyakit menular seperti diare dan tifus. Salah satu metode yang dapat dilakukan untuk  mengatasi  masalah  ketersediaan  air  bersih  layak  konsumsi  adalah  dengan  membuat sebuah  sistem  pencucian  air  baku  atau  yang  dikenal  dengan  sebutan  backwash.  Alat  ini dirancang  dengan  menggabungkan  beberapa  bahan  media  yang  digunakan  untuk  filter  yang terdiri  atas  karbon  aktif,  zeolite,  mangan  dan  pasir  silica.  Sedangkan  proses  pemisahan  zat berbahaya yang terkandung dalam air baku menggunakan teknik sedimentasi alami sehingga terbebas dari penggunaan bahan kimia. Berdasarkan hasil pengamatan Tim PKM Poltekba di Al Muhajirin, alat ini mampu mengurangi tingkat kandungan mangan dan bakteri yang terbawa dari  baku  PDAM  sehingga  ketika  ditampung  di  bak  penampungan  air  sudah  siap  untuk dikonsumsi.  Selain itu  juga  hasil  PKM  ini mampu  memperpanjang  usia  media  yang  dipakai dengan cara penggunaan yang tepat, sehingga kedepan alat ini dapat dikembangkan memiliki kemampuan  menghasilkan  air  bersih  yang  bisa  langsung  diminum  dari  hasil  olahan  atau treatment lanjutan.
Kata Kunci: air bersih, backwash, treatment air
Received: Desember 2018
Accepted: Januari 2019 Published: Januari 2019 Article DOI: http://dx.doi.org/10.24903/jam.v3i1.382
https://journal.uwgm.ac.id/index.php/abdimasmahakam/index E-ISSN: 2549-5755 Januari 2019, Vol. 3 No. 1

## Pendahuluan
Lembaga  Kesejahteraan  Sosial  Anak  (LKSA)  Al  Muhajirin  adalah  salah  satu  LKSA  yang berada di kelurahan Manggar Balikpapan Timur, kota Balikpapan. LKSA ini dihuni oleh anak dengan berbagai latar belakang keluarga sejumlah 64 anak dari mulai usia SD hingga  ada yang masuk perguruan tinggi. Dalam aktifitas kesehariannya di lingkungan LKSA, ketersediaan air untuk kebutuhan sehari- hari diperoleh melalui gafilitas PDAM. Sedangkan untuk kebutuhan air  minum  sejauh  ini  dipasok  dari  donatur  sebanyak  10  galon  per  minggu.  Secara  umum kebutuhan  air  di  LKSA  tersebut  sudah  cukup  memenuhi,  namun  ketergantungan  LKSA terhadap  pasokan  air  siap  konsumsi  oleh  donator  menjadi  permasalahan  tersendiri  bagi pengurus LKSA.
Jika suatu saat pasokan terhenti, maka LKSA harus menyediakan air siap minum dengan cara membeli, sehingga memberatkan biaya operasional LKSA. Sedangkan kualitas PDAM tidak memungkinkan untuk dimasak karena mengandung zat kapur dan mangan yang cukup tinggi. Menurut peraturan menteri kesehatan (Menkes, 1990) kualitas air yang memiliki kandungan Fe dan mangan yang cukup tinggi secara kualitas belum layak untuk dikonsumsi oleh manusia (Menkes,  2002).  Apabila  dibandingkan  pada  skala  industri  kandungan  Fe  dan  mangan umumnya  diturunkan  dengan  penambahan  oksigen  kedalam  air  sampai  dengan  pH  >7 (Benefield,  1990).  Untuk  itu  diperlukan  upaya  membangun  kemandirian  LKSA  dalam menghasilkan air layak konsumsi agar air yang ditampung dapat layak untuk digunakan dalam menunjang kebutuhan primer (seperti minum dan memasak).
Kegiatan  pengabdian  kepada  masyarakat  yang  dilakukan  ini  adalah  upaya  membangun kemandirian LKSA Al Mujarin dalam menyediakan air siap konsumsi melalui penerapan alat pengolah air yang menghasilkan air yang siap konsumsi. Selain perancangan dan penerapan alat  pengolah  air,  kegiatan  pengabdian  juga  memberikan  edukasi  kepada  anak  usia  sekolah penghuni panti asuhan dan pengurus panti asuhan untuk senantiasa peduli dengan kualitas air yang dikonsumsi. Sehingga meningkatkan taraf kualitas budaya hidup sehat dilingkungan panti asuhan.
Kualitas  air  yang  baik  adalah  jernih  (bening)  dan  tidak  keruh.  Batas  maksimal  kekeruhan airlayak  minum  menurut  PERMENKES  RI  Nomor  907  Tahun  2002  adalah  5  skala  NTU. Kekeruhan  air  disebabkan  oleh  partikel-partikel  yang  tersuspensi  di  dalam  air  yang menyebabkan air terlihat keruh, kotor, bahkan berlumpur. Bahan - bahan yang menyebabkan air keruh antara lain tanah liat, pasir, dan lumpur. Air keruh bukan berarti tidak dapat diminum atau berbahaya bagi kesehatan. Namun, dari segi estetika, air keruh tidak layak atau tidak wajar untuk  diminum.  Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  pernah  dilakukan  agar  dapat  menyaring kandungan berbahaya pada air bisa dengan menggunakan zeolite asal Bayah yang dihaluskan menjadi butiran-butiran kecil berdiameter 3 mm dan mampu menurunkan Fe sebesar 55% dan 40% Mn dalam air tanah (Rahman, 2004). Sehingga cara ini cukup efektif untuk mengurangi kandungan Fe dan Mn pada air.
Metode  yang  digunakan  dalam  mengolah  bahan  baku  air  bersih  sehingga  layak  digunakan untuk  kebutuhan  sehari  –  hari  adalah  dengan  membuat  suatu  sistem  penyaringan  air  secara bertahap  dan  berkelanjutan  dimana  mulai  dari  proses  sendimentasi  dengan  sistem  saringan
https://journal.uwgm.ac.id/index.php/abdimasmahakam/index E-ISSN: 2549-5755 Januari 2019, Vol. 3 No. 1
pasir zeolite yang efektif untuk menghilangkan kandungan mangan dan lapisan atas berminyak didalam air. Selanjutnya air baku akan melewati 5 kali proses filtrasi menggunakan cartridge sendimen air berukuran mulai dari 0,5 micron sampai dengan 0,1 micron . Proses pengolahan bahan  baku  air  ini  dilakukan  secara  fisika  tanpa  menggunakan  bahan  kimia  sehingga  aman untuk digunakan.

## Metode
Langkah  –  langkah  yang  dilaksanakan  dalam  kegiatan  pengabdian  kepada  masyarakat  ini secara umum tergambar dalam bagan berikut.
Gambar 1. Bagan  Kegiatan Pengabdian kepada Masyarakat

## Hasil dan Pembahasan
Teknik Pengolahan Bahan Baku Air PDAM di LKSA Al Muhajirin a. Sendimentasi
Sedimentasi  adalah  pemisahan  partikel  dari  air  dengan  memanfaatkan  gaya  gravitasi. Proses ini terutama bertujuan untuk memperoleh air buangan yang jernih. Dalam proses sedimentasi hanya partikel- partikel yang lebih berat dari air yang dapat terpisah. Misalnya kerikil  dan  pasir,  padatan  pada  tangki  pengendapan  primer, Biofloc pada  tangki pengendapan sekunder, floc hasil pengolahan secara kimia dan lumpur (pada pengendapan lumpur).  Didalam  sistem  pengolahan  ini  proses  pengolahan  yang  utama  adalah penyaringan dengan media pasir dengan kecepatan penyaringan yang lambat (kisaran 5- 10 m3/m2/hari). Jika air baku dialirkan ke saringan pasir lambat, maka kotoran-kotoran yang ada didalamnya akan tertahan pada media pasir (Said, 1999).
b. Filtrasi Filtrasi  atau  penyaringan  ( filtration )    adalah  pemisahan  partikel  zat  padat  dari  fluida dengan jalan melewatkan fluida itu melalui suatu medium penyaring atau septum, dimana zat  padat  itu  tertahan.  Dalam  industri,  filtrasi  ini  meliputi  ragam  operasi  mulai  dari penapisan sederhana sampai separasi yang sangat rumit. Carbon filter adalah karbon aktif sebagai sarana proses filterisasi dengan tujuan mengadakan penyaringan untuk jenis-jenis
Analisis Situasi • Analisis kebutuhan
• Perumusan Masalah
Perumusan Desain Solusi
• Desain Alat Pengolah Air • Desain Kegiatan Sosialisasi dan Penyuluhan Implentasi • Pembuatan alat
• Pelaksanaan Sosialisasi
Uji Efektifitas
• Uji kelayakan alat • Uji keberhasilan sosialisasi
https://journal.uwgm.ac.id/index.php/abdimasmahakam/index E-ISSN: 2549-5755 Januari 2019, Vol. 3 No. 1
material yang terdapat dalam air, seperti bau, kekeruhan, serta warna-warna yang mungkin timbul pada air baku dan menyaring kotoran dengan ukuran antara 1 s/d 2 mm. Alat yang dirancang menggunakan media carbon aktif, pasir silica dan zeolite .
Proses awal yang yang dilakukan dalam membuat alat backwash ini adalah dengan membuat desain atau rancangan yang tampak seperti pada Gambar 1 sebagai berikut.
Gambar 1. Rancangan Backwash Air
Adapun proses kerja dari instalasi treatment penjernih air yang akan dibuat sebagai berikut :
1. Mesin  pompa  digunakan  untuk  mengalirkan  air  PDAM  yang  keruh,  kemudian  air dilewatkan melalui saringan pasir cepat selanjutnya masuk ke saringan pasir lambat ( Up Flow) (seperti terlihat pada urutan panah kedua). Penyaringan air dengan pasir bertujuan sebagai treatment pendahuluan sekaligus mengurangi kandungan Mangan (Mn), zat besi dan  zat-zat  menimbulkan  bau.  Sistem  semacam  ini  sangat  efektif,  karena  ketika  bahan baku dialirkan ke saringan pasir lambat, kotoran-kotoran didalamnya akan tertahan pada media pasir tanpa harus memakai zat kimia (Said, 1999).
2. Tahap selanjutnya adalah proses filtrasi ( carbon actived ), memakai tabung filter berbahan dasar karbon aktif. Digunakan sebagai adsorben untuk menghilangkan warna, pengolahan limbah, serta pemurnian air. Karbon aktif akan membentuk amorf   yang sebagian besar terdiri  dari  karbon  bebas  dan  memiliki  permukaan  dalam  yang  berongga,  warna  hitam, tidak berbau, tidak berasa, dan mempunyai daya serap yang jauh lebih besar dibandingkan dengan karbon yang belum menjalani proses aktivasi (Noerhadi, 2017). Dengan kata lain proses  ini  bertujuan  untuk  menghilangkan  kotoran-kotoran  air  yang  masih  terkandung dalam air. Biasanya proses ini menggunakan bahan sand filter yang disesuaikan dengan kebutuhan baik debit maupun kualitas air dengan media filter.
3. Air  yang  melewati  karbon  aktif  selanjutnya  dilewatkan  pada  proses  sendimentasi,  yang mana dalam proses ini diwakili dengan cartride berukuran 1,0 micron diteruskan cartridge ukuran 0,5 micron dan 0,3 micron sampai dengan masuk kedalam 2 bak penampungan.
https://journal.uwgm.ac.id/index.php/abdimasmahakam/index E-ISSN: 2549-5755 Januari 2019, Vol. 3 No. 1
4. Proses akhir dari treatment air ini adalah mengalirkannya kedalam bak penyimpanan yang berukuran  cukup  besar,  dengan  hasil  output  bahan  baku  air  telah  jernih,  bebas  dari kandunga  Fe dan Mn  serta E. Coli . Produk ini dihasilkan dari proses sedimentasi akhir menggunakan cartridge berukurab 0,3 micron dan 0,1 micron sampai pada akhirnya bisa digunakan sebagai air yang layak konsumsi.
Implementasi  alat  di  lapangan  sedikit  berbeda  dari  rancangan  yang  dibuat  pada  metode pelaksanaan, hal ini dikarenakan penyesuaian kondisi di Muhajirin dan anggaran yang dimiliki oleh Tim. Seperti tampak pada Gambar 1 diatas proses dimulai ketika air bahan baku PDAM dialiri melalui pipa dengan bantuan pompa penyedot air untuk memaksimalkan kuantitas air yang  dialiri.  Tahap  penyaringan  awal  dilakukan  pada  tabung  filter  yang  berisi  media diantaranya, karbon aktif, zeolite mangan dan pasir silica. Tujuannya adalah untuk mengurangi kadar klorin yang terdapat pada bahan baku air PDAM, dimana kandungan ini berbahaya bagi manusia  jika  terlalu  berlebihan  dan  bisa  mempengaruhi  sistem  kekebalan  tubuh  manusia. Setelah proses filter pertama selesai langkah berikutnya adalah :
1. Penyaringan menggunakan cartridge 0,5 micron yang memiliki bahan terbuat khusus yang membunuh polutan dalam air seperti kuman, bakteri, virus dan micro organisme lainnya yang berbahaya bagi tubuh
2. Penyaringan  menggunakan  cartridge  0,3  micron  yang  berfungsi  untuk  menyaring  atau memfilter air dari kandungan lumpur, pasir, tanah dan partikel kotoran zat padat terlarut air  lainnya  sehingga  menghasilkan  air  jernih  bebas  dari  pencemaran  zat  padat  terlarut dalam air baku PDAM.
3. Air  yang  telah  difilter  menggunakan  cartridge  ukuran  0,5  dan  0,3  selanjutnya  akan ditampung kedalam 2(dua) buah bak penampungan dengan dibantu melalui pipa air. Air yang  ditampung  pada  bak  penampungan  sebenarnya  telah  siap  untuk  digunakan  untuk masak, mandi, minum dan lain-lain. Namun karena alat ini ditekankan lebih kepada proses backwash air  produk,  maka  proses  berikutnya  adalah  mencuci  ulang  atau  kembali  alat menggunakan  air  produk  yang  siap  konsumsi  tersebut  dengan  mengulangi  langkah filterisasi awal sampai dengan tahap nomor. 2
4. Langkah keempat adalah memfilter air menggunakan cartridge ukuran 0,3 micron dan 0,1 micron  yang  bertujuan  untuk  memastikan  bahwa  air  produk  dari  tempat  penampungan benar-benar terbebas dari kandungan berbahaya untuk selanjutnya dialiri kepada pengguna untuk dikonsumsi.
https://journal.uwgm.ac.id/index.php/abdimasmahakam/index E-ISSN: 2549-5755 Januari 2019, Vol. 3 No. 1
Gambar 2. Proses Perakitan Alat Backwash Air
Pada Gambar 2 adalah proses perakitan alat sesuai dengan dengan atau rancangan. Proses ini membutuhkan  waktu  sekitar  1  minggu  untuk  benar-benar  berfungsi.  Alat  ini  juga  memiliki kemampuan untuk mencuci media yang digunakan dengan memanfaatkan bahan produk (air siap konsumsi) sehingga menurunkan biaya perawatan yang cukup signifikan, terutama dalam hal  penggunaan  media.  Cara  ini  dilakukan  dengan  menutup  beberapa  titik  keran  yang bersumber  dari  PDAM  untuk  selanjutnya  dilakukan  proses  pencucian  media  dan  filter  air menggunakan air produk. Cara ini dirasa sangat efektif dan dapat memperpanjang umur dari media  yang  digunakan,  sehingga  menghemat  pengeluaran  untuk  dimasa  berikutnya.  Cara seperti ini juga sebetulnya masih sedikit dilakukan oleh pemilik perusahaan maupun pengelola air minum, yang biasanya mencuci media atau filter dengan menggunakan bahan baku (baik berasal  dari  sumur  maupun  PDAM)  dimana  hal  tersebut  justru  membuat  masa  pakai  media akan  lebih  cepat  using  atau  kotor.  Pencucian  media  menggunakan  air  produk  akan meningkatkan kualitas dari air tersebut ketika nantinya akan dilakukan tahap berikutnya dalam menampung air hasil olahan di bak penampungan.
https://journal.uwgm.ac.id/index.php/abdimasmahakam/index E-ISSN: 2549-5755 Januari 2019, Vol. 3 No. 1
Gambar 3. Alat Backwash Air Layak Konsumsi
Pada  Gambar  3  adalah  hasil  dari  pengimplementasian  alat  di  Panti  Asuhan  Muhajirin Sepinggan  Balikpapan.  Alat  ini  sangat  membantu  bagi  penghuni  Panti  Asuhan  dalam mengkonsumsi air yang dipastikan layak untuk konsumsi, tidak hanya berbekal dari air yang dipasok  dari  PDAM  dengan  kandungan  zat  berbahaya  yang  ada  didalamya.  Sebuah  hasil penelitian menunjukkan bahwa kualitas air Waduk Manggar belum memenuhi syarat menjadi sumber air bersih, begitu pula dengan air di instalasi pengolahan dan air kran pelanggan karena masih  terdapat  parameter  kualitas  air  yang  belum  sesuai  dengan  baku  mutu  air  bersih  dan minum  (Vaniandayani,  2010)  sehingga  alat  ini  sangat  membantu  masyarakat  khususnya  di LKSA dalam mendapatkan air kualitas layak konsumsi.

## Sosialisasi dan Pembiasaan Hidup Anak LKSA
Kegiatan  berikutnya  setelah  perancangan  dan  pengimplementasian  alat backwash air  adalah melakukan edukasi kepada penghuni LKSA akan pentingnya pola hidup sehat. Ada 4 faktor yang berpengaruh terhadap status kesehatan derajat masyarakat atau individu, antara lain : (a) keturunan,  (b)  lingkungan,  (c)  perilaku  dan  (d)  pelayanan  kesehatan  (Blum,  1995).  Pada Gambar 4. menunjukkan kegiatan penyuluhan akan pentingnya perilaku hidup sehat mengingat mayoritas  penghuni  di  LKSA  85%  usia  balita  dan  remaja  dan  15%  diantaranya  lanjut  usia. Apabila mereka tidak peduli akan perilaku pola hidup sehat maka akan rentan sekali terserang penyakit  menular,  seperti tuberculosis ,  ISPA,  diare,  demam  berdarah  dan  penyakit  kulit lainnya.  Pentingnya  edukasi  perilaku  hidup  sehat  adalah  penyakit  terkait  air,  sanitasi  dan higienis menyumbangkan 3,5 persen dari total kematian di Indonesia menurut laporan WHO pada Tahun 2008. Sementara Riskesdas 2007 menyebutkan, diare menjadi penyebab kematian pertama balita dengan kisaran 25 persen (Kania, 2015).
https://journal.uwgm.ac.id/index.php/abdimasmahakam/index E-ISSN: 2549-5755 Januari 2019, Vol. 3 No. 1

## Gambar 4 Sosialisasi Perilaku Hidup Bersih dan Sehat (PHBS)

## Simpulan dan rekomendasi
1. Hasil  PKM  alat backwash air  ini  sangat  berguna  bagi  penghuni  di  Al  Muhajirin  dalam menjamin ketersediaan air bersih layak konsumsi di bak penampungan yang dimiliki. Hal ini sangat membantu ketika Waduk Manggar Balikpapan sedang mengalami kekeringan melalui air hasil olahan menggunakan alat backwash yang diinstal. Selain itu juga alat ini memiliki  kemampuan  dalam  menjaga  masa  pakai  media  yang  digunakan  sehingga termasuk  ketika  bahan  baku  berasal  dari  sumber  lainnya  seperti  air  hujan.  Selain  itu kegiatan  PKM  ini  merupakan  bentuk  kepedulian  terhadap  perilaku  hidup  sehat  melalui pemanfaatan air layak konsumsi.
2. Kedepan  untuk  memaksimalkan  alat  backwash  air  yang  diimplementasikan  sangat diperlukan  peningkatan  sistem  pengolahan  air  yang  ada  saat  ini,  sehingga  mampu menghasilkan  air  yang  siap  minum  dari  bak  penampungan  dan  bisa  menjadi income generate bagi Al-Muhajirin.

## Daftar Pustaka
Benefield  LD.  (1990).  Morgan  JS.  Chemical  precipitation.  In:  Pontius  FW,  editor.  Water Quality and Treatmen. A Handbook of Community Water Supplies. 4th ed. New York: McGraw-Hill,  641-708.
Blum,  H.  et.al.  (1995).  Public  Health  Informatics  :  How  Information-Age  Technology  can Strenthen Public Health, Annu. Rev. Public Health 16: 239-52.
Departemen Kesehatan RI. (2002) Keputusan Menteri Kesehatan RI No. 907/MenKes/SK/VII/2002. Jakarta: Departemen Kesehatan RI.
Departemen Kesehatan RI, (1990). Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 416/MenKes/Per/IX/1990. Jakarta: Departemen Kesehatan RI.
Kania,  D.  (2015).  Penyakit  Akibat  Air  Kotor  dan  Sanitasi  Buruk. Okezone .  Retrieved  from https://lifestyle.okezone.com/read/2015/10/15/481/1232392/penyakit-akibat-air-kotor- dan-sanitasi-buruk
Noerhadi Wiyono, Arief Faturrahman, I. S. (2017). Sistem pengolahan air minum sederhana (portable water treatment). Konvesi , 6 (1), 27–35.
Rahman,  A.  Hartono,  B.  (2004).  Penyaringan  Air  Tanah  dengan  Zeolit  Alami  untuk Menurunkan Kadar Besi dan Mangan. Makara, Kesehatan. Vol.8 N0.1: 1-6.
Said, N. I. (1999). Teknologi Pengolahan Air Bersih Dengan Proses Saringan Pasir Lambat “ Up Flow .”
Vaniandayani,  N.  (2010). Analisis  Kualitas  Air  PDAM  Tirta  Manggar  Kota  Balikpapan . Universitas Gadjah Mada.