## Abstrak—Salah  satu  Instalasi  Pengolahan  Air  yang  ada  di
Siwalan  Panji  menggunakan  teknologi  ultrafiltrasi.  Pada umumnya  air  baku  dengan  kadar  kekeruhan  tinggi membutuhkan  pretreatment  pada  unit  ultrafiltrasi  untuk mencegah  fouling  pada  membran.  Unit  Ultrafiltrasi  tersebut perlu  dievaluasi  kualitas,  kuantitas  dan  operasi.  Metoda evaluasi  yang  dilakukan  dengan  membandingkan  kriteria teknis dan spesifikasi teknis pada setiap unit pengolahan, serta membandingkan dengan unit konvensional yang ada di Siwalan Panji.  Sehingga  dapat  diketahui  kondisi  yang  ada  pada bangunan pengolahan air tersebut. Parameter kualitas air baku yang memenuhi syarat adalah temperatur, pH, TSS, NO 3 N, dan PO 3 P, sedangkan parameter yang lain tidak memenuhi standar baku mutu PP No. 22 Tahun 2021. Kualitas air produksi di IPA Siwalanpanji  telah  memenuhi  standar  baku  mutu  Permenkes RI  No.492/MENKES/PER/IV/2010,  kecuali  untuk  nilai  zat organik.  Evaluasi  kinerja  operasi  pada  tiap  unit  pengolahan yang  berkaitan  dengan  unit  membran  pada  Instalasi Pengolahan  Air  di  Siwalanpanji  sudah  memenuhi  kriteria desain.  Namun,  penggunaan  unit  ultrafiltrasi  menghasilkan kualitas  air  olahan  yang  setara  dengan  unit  pengolahan konvensional. Sehingga pada evaluasi ini didapatkan rekomendasi perlu adanya pretreatment yang lebih baik untuk air baku yang akan diolah menggunakan ultrafiltrasi.
Kata Kunci—Evaluasi, IPA, Kinerja Instalasi, Ultrafiltrasi.

## I. PENDAHULUAN
ALAH  satu  instalasi  di  PDAM  Sidoarjo  adalah  IPA Siwalanpanji,  dimana  IPA  ini  memiliki  5  instalasi pengolahan  air  yang  terdiri  dari  4  instalasi  konvensional dalam  bentuk  paket  dan  1  instalasi  dengan ultrafiltration (UF)  yang  saling  interkoneksi  dengan  kapasitas  produksi mencapai 165 l/detik. Adapun pada proses dan pengoperasian unit  ultrafiltrasi  di  IPA  Siwalanpanji  unit  pengolahan  yang digunakan  terdiri  dari  unit intake ,  sumur  pengumpul,  bak prasedimentasi, dan bak pengumpul II. Sedangkan untuk air baku yang digunakan pada IPA Siwalanpanji merupakan air yang  berasal  dari afvoer Wilayut  dimana  berdasarkan penelitian  kualitas  air  baku  IPA  Siwalanpanji  pada  tahun 2019  memiliki  nilai  BOD  5,78  mg/L,  COD  26,3  mg/L  dan TSS  35,94  mg/L  [1].  Berdasarkan  hal  tersebut  diketahui bahwa  air  baku  memiliki  kandungan  COD  dan  BOD  yang melebihi baku mutu air kelas 1 pada PP No. 22 Tahun 2021.
Unit  membran  ultrafiltrasi  merupakan  unit  yang  dapat dioperasikan  sebagai single  operation dimana  artinya  unit tersebut  tidak  memerlukan pretreatment kecuali  adanya screen  filter atau  dioperasikan  secara  kombinasi  dengan proses  lainnya  seperti  koagulasi,  dan  adsorspsi  [2].  Pada kasus  dimana  air  baku  yang  digunakan  memiliki  tingkat kekeruhan  yang  tinggi  atau  kadar  pencemaran  yang  tinggi penggunaan pengolahan air konvensional (adsorbs, koagulasi,  oksidasi)  diawal  sangat  membantu  dalam
meningkatkan efisiensi dari kinerja dari unit ultrafiltrasi [3]. Pada  pengolahan  air  menggunakan  membran, pretreatment juga  merupakan  salah  satu  cara  untuk  mengurangi fouling, dengan  tidak  adanya pretreatment yang  memadai  dapat menyebabkan fouling terjadi lebih cepat dan sering yang akan membuat unit membran cepat rusak [4].
Berdasarkan  hal-hal  tersebut  maka  diperlukan  suatu identifikasi  kualitas  air  baku  dan  air  produksi  yang dibandingkan dengan baku mutu yang ada, beserta evaluasi kinerja  operasi  dari  instalasi  yang  berkaitan  dengan  unit ultrafiltrasi pada Instalasi Pengolahan Air (IPA) Siwalanpanji PDAM  Sidoarjo  yang  dibandingkan  dengan  kriteria  desain. Sehingga  dapat  diketahui  kondisi-kondisi  yang  ada  pada bangunan  pengolahan  air  tersebut.  Adapun  nantinya

## Evaluasi Teknis Instalasi Pengolahan Air Unit Ultrafiltrasi pada Instalasi Pengolahan Air (IPA) Siwalanpanji PDAM Sidoarjo
Fitriana Rachmawati dan Bowo Djoko Marsono Departemen Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : bowodjok@enviro.its.ac.id
S Tabel 1.
Matriks Analisis Data dan Pembahasan Parameter Evaluasi Metode yang Digunakan Kualitas air baku dan produksi
Dibandingkan dengan baku mutu yang ada di PP No.22 Tahun 2021 untuk air baku dan Permenkes RI
No.492/MENKES/PER/IV/2010 untuk air produksi Kinerja dari unit instalasi
Dibandingkan dengan kriteria desain, spesifikasi teknis dan literatur Kinerja unit ultrafiltrasi Dibandingkan Volume produksi dan volume air pencuci unit membran dan dibandingkan
instalasi membran ultrafiltrasi dengan unit pengolahan konvensional Biaya operasi membran Dibandingkan antara biaya operasi IPA keseluruhan dan biaya operasi membran Tabel 2. Hasil Analisis Air Baku IPA Siwalanpanji Parameter Satuan Hasil Analisis Air Baku Baku Mutu Air Baku Air Minum (PP No. 22 Th. 2021) pH 7,4 6-9 E.Coli MPN/100 mL ≥1600 1000 Tabel 3. Hasil Analisis Air Produksi di IPA Siwalanpanji Parameter Satuan Hasil Analisis Air Produksi Baku Mutu (PerMenKes No. 492 Th. 2010 ) pH 7,3 6,5 - 8,5 Warna TCU 9,3 15 Kekeruhan NTU 1,43 5 Sisa Klor mg/L 5,32 250 Zat Organik (KMnO 4 ) mg/L 13,69 10 E.Coli Jumlah per 100 mL sample 0 0
diharapkan hasil dari evaluasi dapat memberikan kontribusi informasi/ identifikasi dan rekomendasi untuk meningkatkan kinerja  operasi  IPA  Siwalanpanji  PDAM  Kabupaten Sidoarjo.

## II. METODE PENELITIAN

## A. Pengumpulan Data Penelitian
Data yang digunakan dalam analisa kualitas air baku dan produksi IPA Siwalanpanji adalah :

## 1) Data Primer
Data  primer  didapat  dari  pengambilan  sampel  di  5  titik pada lokasi penelitian yaitu IPA Siwalanpanji. Sampel yang diambil  dianalisis  untuk  6  jenis  parameter  yakni  pH, kekeruhan, warna, sisa klor, zat organik, dan e.coli.

## 2) Data Sekunder
Data sekunder yang dibutuhkan adalah sistem pengolahan air di lokasi, dimensi unit IPA, kualitas air baku dan produksi dan spesifikasi unit ultrafiltrasi.

## B. Analisis Data dan Pembahasan
Data yang telah dikumpulkan akan dianalisis dan dibahas secara keseluruhan kemudian hasilnya dibandingkan dengan baku  mutu  yang  telah  ditetapkan  dan  kriteria  desain  pada literatur. Analisis dan pembahasan dilakukan agar hasil dari proses pengolahan data tersebut dapat dibandingkan dengan konsep  dan  teori  yang  mendasari  ruang  lingkup  penelitian yang diperoleh dari studi  literatur.  Langkah pertama adalah mengevaluasi kualitas air baku dengan PP No. 22 Tahun 2021 dan air produksi dengan membandingkan dengan baku mutu yang ada di Permenkes RI No.492/MENKES/PER/IV/2010, kemudian  menganalisis  nilai  parameter  dari  air outlet instlasai,  lalu  mengevaluasi  kinerja  operasi  dari  setiap instalasi  untuk  mengetahui  kinerja  instalasi  yang  tidak memenuhi  kriteria  desain  dari  berbagai  literatur,  selain  itu juga mengevaluasi biaya operasi dari kinerja instlasi dengan
membandingkan  antara  biaya  operasi  IPA  keseluruhan  dan biaya operasi membran. Sehingga dari evaluasi tersebut dapat dicapai  suatu  rekomendasi  kinerja  operasi  unit  membran ultrafiltrasi pada Instalasi Pengolahan Air (IPA)
Siwalanpanji.  Matriks  Metode  evaluasi  dapat  dilihat  pada Tabel 1.

## III. GAMBARAN UMUM DAERAH PENELITIAN
Instalasi  Pengolahan  di  IPA  Siwalanpanji  terdiri  dari  5 instalasi  secara  konvensional  dan  1  instalasi  menggunakan membran ultrafiltrasi (UF). Saat ini instalasi yang beroperasi di  IPA  Siwalanpanji  hanya  4  instalasi  konvensional  (IPA Paket  5  L/detik,  10  L/detik,  2x25  L/detik,  dan  50  L/detik) serta 1 instalasi dengan membran ultrafiltrasi (UF). Instalasi konvensional di IPA Siwalanpanji merupakan instalasi paket dimana pada instalasi 50 L/dt dan 2 x 25 L/dtk terdapat unit koagulasi-flokulasi,  unit  sedimentasi,  dan  unit  filter  pasir cepat didalamnya. Sedangkan untuk instalasi 5 L/dtk dan 10 L/dtk  merupakan clearator .    Alur  proses  pengolahan  dapat dilihat pada Gambar 1.
Proses  pengolahan  di  IPA  Siwalanpanji  secara  umum adalah  sebagai  berikut,  air  baku  yang  berasal  dari intake dialirkan  ke  sumur  pengumpul  1  dan  dilanjutkan  ke  sumur pengumpul 2. Kemudian dari sumur pengumpul dialirkan ke
Gambar 1. Alur Proses Produksi IPA Siwalanpanji Secara Umum.
Tabel 4.
Perbandingan Kualitas Air Baku dan Outlet Unit Prasedimentasi Parameter Satuan Air Baku Outlet Prasedimentasi pH 7,4 7,8 Warna TCU 144,3 90,7 Kekeruhan NTU 47,7 2,4 Sisa Klor mg/L 0,0 2,95 Zat Organik (KMnO 4 ) mg/L 27,4 17,9 E.Coli 100 mL/sample ≥1600 33,7
Gambar  2.  Grafik  Hasil  Analisa  Kualitas Outlet Unit  Ultrafiltrasi  dan Konvensional.
Tabel 5. Hasil Kualitas Outlet Unit Ultrafiltrasi dan Unit Konvensional Parameter Satuan Hasil Analisis Baku Mutu (PerMenKes No. 492 Th.
2010 )
Outlet UF Konvensional pH 7,7 7,4 6,5 - 8,5 Warna TCU 24,7 15,7 15 Kekeruhan NTU 1,13 0,45 5 Sisa Klor mg/L 0 2,4 250 Zat Organik (KMnO 4 ) mg/L 14,75 17,4 10 E.Coli 100 mL sample 2,7 0 0
bak prasedimentasi. Pada bak prasedimentasi diberi koagulan PAC.  Setelah  itu,  air  olahan  menuju  ke  bak  pengumpul, sebelum  masuk  bak  pengumpul  dilakukan  pre-klorinasi dengan  gas  klor.  Dari  bak  pengumpul,  air  kemudian dimpompa ke 4 instalasi konvensional dan 1 instalasi dengan ultrafiltration (UF). Air dari instalasi konvensional 50 L/dtk dan 2 x 25 L/dtk di kumpulkan dulu ke reservoir ipa paket. Kemudian aliran menyatu kembali ke reservoir utama dimana dilakukan post -klorinasi  yang  bersifat  opsional  berdasarkan kondisi air di reservoir.

## IV. PEMBAHASAN

## A. Evaluasi Kualitas air
Terdapat dua data yang digunakan dalam analisa kualitas air  yaitu  data  primer  dan  data  sekunder,  dari  data  tersebut kemudian  dianalisa.  Berdasarkan  hasil  analisa  sampel  air, kemudian  dilakukan  evaluasi  terhadap  unit  bangunan pengolahan  yang  berkaitan  dengan  ultrafiltrasi  di  IPA Siwalanpanji PDAM Sidoarjo.
1) Analisa Data Primer
a. Analisa air baku
Hasil  analisa  kualitas  air  baku  dibandingkan  dengan  PP No.  22  Tahun  2021  mengenai  kualitas  badan  air  kelas  I sebagai  air  yang  digunakan  untuk  air  baku  air  minum. Analisa kualitas air baku dapat dilihat pada Tabel 2.
Berdasarkan  Tabel  2  untuk  nilai  kualitas  air  baku  yang dibandingkan  dengan  PP  No  22  Tahun  2021  dengan  nilai yang dibandingkan adalah parameter pH dan E.coli, diketahui bahwa hasil analisis air baku untuk nilai pH memenuhi baku mutu  sedangkan  untuk  e.coli  tidak  memenuhi  baku  mutu yang tertera pada PP No 22 Tahun 2021.
b. Analiasa air  produksi
Hasil  Analisa  kualitas  air  produksi  dibandingkan  dengan PERMENKES  No.  492  Tahun  2010.  Analisa  kualitas  air produksi dapat dilihat pada Tabel 3.
Berdasarkan Tabel 3 untuk nilai kualitas air produksi yang dibandingkan  dengan  PERMENKES  No.  492  Tahun  2010 sudah memenuhi baku mutu yang berlaku kecuali untuk nilai parameter  dari  zat  organik  (KMnO 4 )  dimana  hasil  analisis menunjukkan  rata-rata  nilai  zat  organik  (KMnO4)  adalah 13,69 mg/L sedangkan nilai baku mutunya adalah 10 mg/L. c. Analisa air outlet prasedimentasi
Hasil dari outlet unit prasedimentasi dibandingkan dengan air  baku  yang  digunakan  di  IPA  Siwalanpanji.  Tabel perbandingan  hasil  dari outlet unit  prasedimentasi  dan  air baku dapat dilihat pada Tabel 4.
Perbandingan  ini  dapat  memperlihatkan  presentase efisiensi  penyisihan  pada  unit  prasedimentasi  di  IPA Siwalanpanji. Berdasarkan Tabel 4 penyisihan efisiensi unit prasedimentasi tinggi dimana efisiensi penyisihan kekeruhan adalah  95%  dan  zat  organik  35  %.  Hasil Outlet dari  unit prasedimentasi  ini  belum  memenuhi  baku  mutu  standar  air minum, karena unit prasedimentasi merupakan salah satu unit pretreatment , sehingga air yang sudah diolah perlu diolah lagi dengan secondary  treatment ,  sehingga  air  yang  dihasilkan dapat didistribusikan.
d. Analisa  perbandingan  air outlet unit  ultrafiltrasi  dan  unit konvensional
Hasil  dari outlet unit  ultrafiltrasi  dan outlet unit konvensional  dibandingkan  dengan  dibandingkan  dengan
Tabel 6.
Efisiensi Penyisihan Tiap Unit Bangunan
No. Unit Bangunan Parameter Kekeruhan Zat Organik 1 Prasedimentasi 95% 35% 2 Ultrafiltrasi 53% 18% 3 Konvensional 89% 37%
Tabel 7. Analisa Data Sekunder Rata-Rata Nilai Kualitas Air Baku IPA Siwalanpanji
Parameter Satuan Nilai Rata- rata
Baku Mutu Air Baku
Air Minum (PP No 22 Tahun 2021)
Keterangan Baku Mutu Temperatur o C 29,07
Dev 3* Perbedaan dengan suhu udara di atas
permukaan air pH mg/L 6,86 6-9 DO mg/L 2,89 6 Batas minimal BOD mg/L 5,78 2 COD mg/L 26,3 10 TSS mg/L 35,94 40 NO 3 N mg/L 1,02 10
NO 2 N mg/L 0,29 0,06
NH 3 N mg/L 0,36 0,1 PO 3 P mg/L 0,1 0,2
Minyak & Lemak mg/L 1,09 1 Tabel 8. Perhitungan Parameter Kinerja Unit Sumur Pengumpul Unit Bangunan Parameter Hasil Perhitungan Kriteria Desain* Keterangan Sumur Pengumpul Waktu detensi 8,79 < 10 menit memenuhi
Gambar  3.  Grafik  Data  Sekunder  Analisa  Kualitas  Air  Baku  Bulan Januari - Desember Tahun 2020 di IPA Siwalanpanji.
Gambar 4. Grafik Data Sekunder Analisa Kualitas Air Produksi Bulan Januari - Desember Tahun 2020 di IPA Siwalanpanji.
PERMENKES No. 492 Tahun 2010. Analisa kualitas outlet unit  ultrafiltrasi  dan outlet unit  konvensional  dapat  dilihat pada Tabel 5.
Berdasarkan  Tabel  5    untuk  nilai  kualitas  air  yang dihasilkan  anatara outlet unit  ultrafiltrasi  dan  konvensional dibuat grafik hasil Analisa yang dapat dilihat pada Gambar 2.
Berdasarkan hasill analisis kualitas outlet unit ultrafiltrasi dan  konvensional  dibandingkan  dengan  PERMENKES  No. 492  Tahun  2010  sudah  memenuhi  baku  mutu  yang  berlaku kecuali  untuk  nilai  parameter  warna  dan  zat  organik (KMnO4). Namun, outlet unit ultrafiltrasi pada hasil analisis ini nilai e.coli juga belum memenuhi baku mutu.
Adapun dari hasil analisa data primer tersebut dapat dilihat efisiensi  penyisihan  dari  unit  bangunan.  yang  dapat  dilihat pada  Tabel  6.  Pada  Tabel  6  presentasi  efisiensi  yang digunakan adalah kekeruhan dan zat organik.
Hasil  efisiensi    yang  dapat  dilihat  pada  Tabel  6 menunjukkan  bahwa  nilai  efisiensi  untuk  unit  ultrafiltrasi tidak lebih baik dibandingkan dengan konvensional, dimana nilai penyisihan kekeruhan dari unit ultrafiltrasi lebih rendah dibandingi outlet konvensional. Perbandingan yang digunakan pada studi ini yaitu unit konvensional 50 L/detik, dimana  unit  konvensional  ini  terdiri  dari  unit  koagulasi- flokulasi,  sedimentasi  dan  filter  pasir  cepat.  Perbedaan efisiensi ini dapat disebabkan karena kurangnya pretreatment pada  unit  ultrafiltrasi,  dimana  pada  pengolahan  air menggunakan  unit  ultrafiltrasi  di  IPA  Siwalanpanji, outlet dari prasedimentasi langsung dimasukkan ke unit ultrafiltrasi. Sedangkan  untuk  unit  konvensional  didalamnya  masih terdapat pretreatment lain salah satunya penambahan bahan kimia.
pengolahan air minum menggunakan ultrafiltrasi terdapat syarat  penting  untuk  pengaplikasiannya  yaitu  perlu  adanya penambahan bahan kimia seperti koagulan atau bubuk karbon di awal treatment untuk mengilangkan/mengurangi kontaminan yang lebih kecil seperti bahan organik alami atau mikropolutan pretreatment untuk  air  yang  masuk  ke membran  ini  juga  sebagai  sebagai  salah  satu  cara  untuk
mengurangi fouling yang  dapat  menyebabkan  turunnya performasi dari membran [4-5].

## 2) Analisa Data Sekunder
Data sekunder yang didapatkan dari laboratorium yang ada di  IPA  Siwalanpanji  PDAM  Sidoarjo,  dari  data  yang  ada didapat  parameter  kualitas  air  yang  digunakan  tiap  unit bangunan  antara  lain  pH  dan  kekeruhan. Data  terbaru  yang didapat adalah data tahun 2020. Data grafik yang ada diambil dari  data  sekunder  perhari  yang  dirata-rata  sehingga didapatkan angka untuk parameter kekeruhan dan pH setiap bulan.
a. Analisa air baku
Hasil  analisa  kualitas  air  baku  dibandingkan  dengan  PP No.  22  Tahun  2021  mengenai  kualitas  badan  air  kelas  I sebagai air yang digunakan untuk air baku air minum.  Grafik data  sekunder  analisa  kualitas  air  baku  dapat  dilihat  pada Gambar  3.  Berdasarkan  grafik  pada  Gambar  3  diketahui kekeruhan air baku cukup tinggi antara 5 – 50 NTU dengan pH rata-rata 7,4.
b. Analiasa air  produksi
Hasil  Analisa  kualitas  air  produksi  dibandingkan  dengan PERMENKES  No.  492  Tahun  2010.  Grafik  data  sekunder analisa  kualitas  air  produksi  dapat  dilihat  pada  Gambar  4. Berdasarkan Gambar 4 diketahui kualitas air produksi sudah memenuhi  baku  mutu  baku  mutu  Permenkes  RI No.492/MENKES/PER/IV/2010 untuk parameter kekeruhan dan pH, dengan nilai kekeruhan rata-rata 0,75 dan pH 7,1.
Adapun selain data sekunder dari laboratorium yang ada di IPA  Siwalanpanji  PDAM  Sidoarjo,  terdapat  pula  data sekunder  yang  berasal  dari  literatur.  Hasil  dari  analisa Laboratorium Lingkungan PJT I untuk rata-rata nilai kualitas air  baku  yang  digunakan  di  IPA  Siwalanpanji  dapat  dilihat pada Tabel 7.
Berdasarkan  Tabel  7  nilai  kualitas  air  baku  di  IPA Siwalanpanji parameter yang memenuhi standard baku mutu adalah temperature, pH, TSS, NO 3 N, dan PO 3 P. Sedangkan untuk  parameter  yang  lain  tidak  memenuhi  standart  baku
Gambar 5. Diagram Alir Rekomendasi Pengolahan Menggunakan Ultrafiltrasi.
Gambar 6. Alur Proses Produksi IPA Siwalanpanji Secara Umum Apabila Terdapat Setelah Penambahan Unit Rekomendasi.
mutu  PP  No.  22  Tahun  2021  untuk  air  yang  digunakan sebagai air baku untuk air minum

## B. Evaluasi Kinerja Instalasi yang Berkaitan dengan Unit Membran Ultrafiltrasi
Unit-unit  yang  dievaluasi  antara  lain  unit  sumur pengumpul,  unit  prasedimentasi,  dan  unit  bak  pengumpul. Dari hasil evaluasi diharapkan dapat diketahui efektivitas dari kinerja unit-unit pengolahan dan memberikan saran terhadap unit  yang  tidak  memenuhi  kriteria  desain,  sehingga  tidak hanya  kualitas  air  yang  memenuhi  baku  mutu  tetapi  unit pengolahan juga memenuhi kriteria desain.

## 1) Sumur Pengumpul Setelah Intake
Sumur  pengumpul  berguna  untuk  tempat  penampungan sementara  air  dari intake yang  kemudian  akan  disalurkan menggunakan  pompa  ke  unit  prasedimentasi  atau  ke  unit konvensional paket yang ada. Pada IPA Siwalanpanji PDAM Sidoarjo  terdapat  2  buah  sumur  pengumpul  yang  saling berhubungan.  Hasil  evaluasi  unit  sumur  pengumpul  dapat dilihat  pada  Tabel  8.  Berikut  diuraikan  data  mengenai bangunan sumur pengumpul:
a. Diameter (d)    = 4,85 meter
b. Kedalaman (t)   = 5 meter
c. Debit (Q)      = 175 l/detik = 0,175 m 3 /detik Perhitungan  waktu  detensi unit  sumur  pengumpul  adalah sebagai berikut.
Volume (V) = π 4 × d 2 × t Volume (V) = 3,14 4 × 4,85 2 × 5 Volume (V) = 92,33 m 3 (1) Td = V/Q
Td = 92,33 m 3 0,175 m 3 /detik Td = 527,58 detik
(2)

## Td = 8,79 menit
Berdasarkan hasil evaluasi, didapatkan waktu detensi pada sumur pengumpul adalah 8,79 menit, hal tersebut memenuhi kriteria desain dari sumur pengumpul.

## 2) Prasedimentasi
Bak  Prasedimentasi  pada  IPA  Siwalanpanji  merupakan pengolahan  setelah  air intake masuk  ke  sumur  pengumpul. Pada bangunan ini terdapat 12 bak dalam satu bangunan. Bak prasedimentasi  ini  pada  bulan  februari  2021  mengalami perubahan  sistem  operasional,  dimana  dalam  bangunan prasedimentasi  terdapat  2  bak  lain  yaitu  sebagai  bak  aerasi dan pengolahan biologis menggunakan bio-ball . Penggunaan bak aerasi dan bio-ball adalah untuk memperbaiki hasil outlet dari  bak  prasedimentasi.  Hasil  evaluasi  unit  prasedimentasi dapat dilihat pada Tabel 9.
Berikut merupakan data mengenai unit prasedimentasi: a. Debit (Q)          = 175 L/detik  = 0,175 m 3 /detik b. Panjang (p)        = 15,5 m
c. Lebar (l)           = 5,5 m
d. Kedalaman (t)      = 5 m
e. Jumlah bak         = 12
f. T                = 29 o C g. 𝜐 = 8,21 x 10 -7 m 3 /detik h. g                 = 9,81 m/detik
i. Sg                = 2,65
j. Ukuran partikel (d)  = 0,2 mm
k. 𝜌 = 995,97 kg/m 3 l. 𝜇 = 0,8181 x 10 -3 N.det/m 2
Perhitungan parameter kinerja unit prasedimentasi:
m. Q per bak      = 0,015 m 3 /detik
Volume per bak = p × l × t Volume per bak = 15,5 × 5,5 × 5
Volume per bak = 426,25 m 3
(3)
(4)
Tabel 9. Perhitungan Parameter Kinerja Unit Prasedimentasi Unit Bangunan Parameter Hasil Perhitungan Kriteria Desain* Keterangan Prasedimentasi Perbandingan panjang dan lebar 1 : 3 1 : 5 memenuhi waktu detensi 7,89 jam 1,5 – 3 jam lebih baik kedalaman 5 m 3 – 5m memenuhi Beban permukaan 0,63 m 3 /m 2 .jam 0,83 – 2,5 m 3 /m 2 .jam lebih baik Bilangan Reynold 1185 2000 memenuhi Kecepatan horisontal 5,5 x 10 -4 m/detik Bilangan Fraud 1,7 x 10 -8 >10 -5 Tidak memenuhi Tabel 10. Perhitungan Parameter Kinerja Unit Bak Pengumpul Unit Bangunan Parameter Hasil Perhitungan Kriteria Desain* Keterangan Bak Pengumpul Waktu detensi 20,5 menit < 10 menit Tidak memenuhi Tabel 11. Perhitungan Parameter Kinerja Unit Ultrafiltrasi Unit Bangunan Parameter Hasil Perhitungan Kriteria Desain* Keterangan Ultrafiltrasi Fluks 2,98 m 3 /jam 2,8 – 8,4 m 3 /jam memenuhi Volume air pencuci 0,01% Tabel 12. Perbandingan Air Pencuci Unit Ultrafiltrasi dan Filter Konvensional Unit Volume air produksi Volume air pencuci Persentase air pencuci Membran UF 2592 m 3 /hari 0,24 m 3 /hari 0,01 % Filter Konvensional 852,43 m 3 /hari 28,08 m 3 /hari 3,29 %
Td = 426,25 m 3 0,015 m 3 /detik
Td = 28,416 detik Td = 7,89 jam So = Debit Luas permukaan So = 0,015 m 3 /detik
85,25 m 2 So = 0,000176  m 3 m 3 ∙ ⁄ detik So = 0,63 m 3 m 3 ∙ ⁄ jam (5)
Vh = Q Ac ⁄ Vh = 0,015 m 3 detik ⁄ (5,5 × 5)m 2
Vh = 5,5 × 10 −4 m/detik
(6) R = (l × t) (2t + 1) R = 1,77 m (7) Nre = ρ × R × Vs μ
Nre = 995,97 × 1,77 × 5,5 × 10 −4 0,8181 × 10 −3 Nre = 1185 (8) Nfr = Vh 2 g × r Nfr = (5,5 × 10 −4 ) 2
9,81 × 1,77
Nfr = 1,7 × 10 −8
(9)
Berdasarkan hasil evaluasi unit prasedimentasi, didapatkan hasil  perbandingan  panjang  dan  lebar,  waktu  detensi, kedalaman,  beban  permukaan,  dan  bilangan  Reynold  yang sesuai dengan kriteria desain yang ada. Sedangkan untuk nilai bilangan Fraud tidak memenuhi kriteria desain.

## 3) Bak Pengumpul Setelah Prasedimentasi
Bak  pengumpul  di  IPA  Siwalanpanji  berfungsi  sebagain pengumpulan  sementara  hasil  dari  prasedimentasi  yang kemudian akan dipompa dan disalurkan ke unit selanjutnya, yaitu  unit  ultrafiltrasi  dan  unit  konvensional  yang  lainnya. Hasil evaluasi unit bak pengumpul dapat dilihat pada Tabel 10.  Berikut  diuraikan  mengenai  dimensi  bangunan  bak pengumpul:
a. Panjang (p)    = 9 meter
b. Lebar (l)       = 6 meter
c. Kedalaman (t)  = 4 meter
d. Debit (Q)      = 175 l/detik = 0,175 m 3 /detik Perhitungan waktu detensi unit bak pengumpul adalah sebagai berikut.
Volume (V) = p × l × t
Volume (V) = 9 × 6 × 4
Volume (V) = 216 m 3 (10)

## Td = V/Q
Td = 216 m 3 0,175 m 3 /detik Td = 1234,28 detik
Td = 20,5 menit
(11)
Berdasarkan hasil evaluasi, didapatkan waktu detensi pada sumur  pengumpul  adalah  20,5  menit.  Hal  tersebut  tidak memenuhi kriteria desain, namun dikarenakan adanya sistem pompa  pada  bak  pengumpul  sehingga  perbedaan  waktu detensi tidak menjadi masalah.

## C. Evaluasi Unit Ultrafiltrasi
Terdapat 2 skit unit ultrafiltrasi di IPA Siwalanpanji yang digunakan, masing-masing skit sendiri terdiri dari 36 modul tabung  ultrafiltrasi.  Ultrafiltrasi  yang  digunakan  di  IPA Siwalanpanji  yakni  berasal  dari Deerfos  membrane dengan jenis Hollow-Fiber  Membrane  Module tipe  DFU-0870AD. Berdasarkan spesifikasi pabrik dari membran kondisi operasi yang digunakan adalah sebagai berikut. a. Max. Inlet Pressure ( kPa ) = 300 b. Max Operating TMP (kPa)  = 200
c. Max. Temperatur ( o C)      = 40 d. pH                      = 2 – 9 e. filtrate turbidity (NTU) = < 0,1
Berikut  spesifikasi  mengenai  membran  modul  yang digunakan:
a. Effective surface area (m 2 )  = 70 b. Desain Flux (m 3 /jam)     = 2,8 – 8,4 c. Dimensi ( ϕ x Hmm)      = 216 x 2,275
d. Material dari membran    = PVDF
e. Ukuran pori            = 0,07 um
Hasil evaluasi unit ultrafiltrasi dapat dilihat pada Tabel 11. Berikut merupakan data mengenai unit ultrafiltrasi:
a. Debit (Q)    = 30 L/detik
b. Jumlah modul    = 36 modul
Perhitungan parameter kinerja unit ultrafiltrasi:
Debit per modul = Q Jumlah modul Debit per modul = 30 L/detik 36 (12) Tabel 13. Penggunaan Pompa di IPA Siwalanpanji Penggunaan Tipe Kapasitas (L/dtk) Daya (KW) Pompa Intake EBARA P 0127844 50 11 EBARA P 0127844 50 11 Pompa WTP Grundfos
OPQ8220174 80 37 Grudfos NK 125 - 250 / 269 AH - F - B - BAOE 100 75 Ebara 150X125 FSLA 50 55 EBARA 100x80 FSJA 25 30 Pompa UF Ebara 150X125 FSLA 50 55
Ebara 150X125
FSLA 50 55
Debit per modul = 0,83 L/detik
Debit per modul = 2,9 m 3 /jam
Fluks membran = V/t
Fluks membran = 2,98 m 3 1 m 3 /detik Fluks membran = 2,98 m 3 /jam
(13)
Volume air pencuci = air pencuci air produksi × 100%
Volume air pencuci = 0,24 m 3 /hari
2592 m 3 /hari
Volume air pencuci = 0,01% (14)
Berdasarkan  hasil  evaluasi  nilai  fluks  membran  yang memenuhi  kriteria  dari  membran  itu  sendiri,  dengan presentase volume air pencuci membran 0,01 %.

## D. Analisa Kinerja Unit Ultrafiltrasi pada Instalasi Pengolahan Air Minum (IPA) Siwalanpanji PDAM Sidoarjo
Pada penelitian ini dibuat perbandingan operasional antara unit  ultrafiltrasi  dengan  unit  konvensional  50  L/detit,  dari hasil perbandingan ini akan diketahui keefektifan penggunaan  unit  ultrafiltrasi  di  IPA  Siwalanpanji. Perbandingan operasional yang digunakan adalah persentase air pencuci membran dan air pencuci filter. Pada pembahasan sebelumnya diketahui persentase air pencuci membran adalah 0,01 %, sedangkan untuk air persentase air pencuci filter Pasir adalah sebagai berikut.
a. Volume air backwash               = 28,08 m/jam
b. Durasi filtrasi tiap filter Pasir     = 40 jam
Volume air produksi = debit filtrasi × durasi filtrasi
Volume air pencuci = 21,31 m 3 jam × 40jam Volume air pencuci = 852,42 m 3 /hari (15)
Presentase air backwash = volume air backwash volume air produksi × 100%
Presentase air backwash = 28,08 m 3 /hari 852,43 m 3 /hari × 100% Presentase air backwash = 3,29 % (16)
Perbandingan  hasil  perhitungan  presentase  air  pencuci dapat dilihat pada Tabel 12.
Berdasarkan  persentase  air  pencuci  yang  digunakan dibandingkan  dengan  air  yang  diproduksi,  penggunaan membran  UF  lebih  efektif  dikarenakan  volume  air  pencuci yang  digunakan  sedikit  dibandingkan  dengan  volume  air yang  dapat  diproduksi  oleh  unit  membran  ultrafiltrasi  yaitu 0,01  %.  Sedangkan  untuk  unit  konvensional  membutuhkan volume  air  pencuci  yang  lebih  banyak  apabila  dibandingan dengan volume air yang dihasilkan yaitu 3,29 %.
Kemudian, membandingkan energi yang dibutuhkan untuk operasional  membran  dengan  energi  untuk  keseluruhan operasinal IPA Siwalanpanji. Perbandingan kebutuhan energi didapatkan  dari  kebutuhan  energi  dari  pompa  yang digunakan,  hal  ini  dapat  dilihat  pada  spek  pompa.  Pada pengoperasian  keseluruhan  unit  di  IPA  Siwalanpanji dibutuhkan 8 pompa, dimana dijelaskan dalam Tabel 13.
Berdasarkan Tabel 13 diketahui pompa UF memiliki daya yang cukup besar dabandingkan dengan daya yang digunakan untuk keseluruhan IPA yaitu sebesar 33 % penggunaan daya dari keseluruh daya yang dibutuhkan.

## E. Rekomendasi Kinerja Operasi Unit Membran Ultrafiltrasi
Berdasarkan  analisa  kondisi  eksisting  dan  didukung  oleh data  primer  berupa  hasil  analisis  perbandingan  unit ultrafiltrasi  dengan  unit  konvensional  sebelumnya,  dimana hasil  outlet    konvensional  dengan  adanya  pretreatment tambahan  setelah  unit  prasedimentasi  yaitu  koagulasi- flokulasi dan sedimentasi, memiliki kualitas oulet yang lebih baik  dibanding  outlet  ultrafiltrasi  yang  tidak  terdapat pretreatment  lain  setelah  unit  prasedimentasi.  Berdasarkan hal  tersebut  diketahui  bahwa  operasi  dari  unit  ultrafiltrasi kurang baik karena tidak lengkapnya pretreatment yang ada, sehingga perlu diadakannya pretreatment sebelum masuk ke unit ultrafiltrasi, diagram alir rekomendasi pengolahan dapat dilihat pada Gambar 5.
Pada  diagram  alir  tersebut  dijelaskan  untuk  pretreatment yang  akan  dilakukan  adalah  koagulasi-flokulasi  kemudian masuk  ke  bak  sedimentasi.  Pengadaan  bangunan  untuk koagulasi-flokulasi agar koloid yang masih ada pada air dapat dikurangi konsentrasinya sehingga kinerja membran UF tidak berat  dan  juga  tidak  sering  terjadi  fouling.  Berdasarkan penelitian  adanya  proses  koagulasi-flokulasi  menggunakan PAC  sebelum  ultrafiltrasi  dapat  meningkatkan  efisiensi penyisihan kekeruhan hingga 99 % [6]. Selain itu penggunaan PAC  juga  dapat  meningkatkan  efisiensi  penyisihan  bahan organik  humic  acid  hingga  90%  dibandingan  dengan  tidak menggunakan PAC hanya 40% [7].
Berdasarkan  diagram  alir  alternatif  pengolahan  dapat dilihat  bahwa  proses  koagulasi-flokulasi  dan  sedimentasi dilakukan  sebelum  masuk  UF.  Selain  hal  tersebut penambahan  koagulan  juga  dilakukan  sebelum  masuk  ke masing-masing  WTP.  Sehingga  alur  proses  produksi menjadi, setelah bak pengumpul air akan dipecah menjadi 5 yaitu,  ke  unit  koagulasi-flokulasi  dan  sedimentasi  sebelum masuk UF, ke unit WTP 5 L/dtk, WTP 10 L/dtk, 50 L/dtk dan 2x25  L/dtk.  WTP  5  L/dtk  dan  10  L/dtk  merupakan  unit clearator  sehingga  sebelum  masuk  WTP  akan  ditambahkan koagulan  terlebih  dahulu,  begitupun  dengan  WTP  50  L/dtk dan 2x 25 L/dtk yang bentuk unitnya merupakan IPA paket dengan unit koagulasi-flokulasi, sedimentasi, dan filter pasir cepat. Hal ini lebih efektif karena menghindari penambahan koagulan  berlebihan  seperti  pada  pengolahan  sebelumnya dimana  terdapat    2  kali  penambahan  koagulan  yaitu diprasedimentasi  dan  sebelum  masuk  WTP.  Perbedaan gambaran penambahan koagulan sesudah adanya rekomendasi kinerja dapat dilihat pada Gambar 6.

## V. KESIMPULAN/RINGKASAN
Kesimpulan  evaluasi  kinerja  unit  Ultrafiltrasi  pada  IPA Siwalan  Panji  sebagai  berikut:  (1)  Kualitas  air  hasil pengolahan untuk parameter zat organik melebihi baku mutu, sehingga  perlu  pengolahan  lanjutan.  (2)  Unit  ultrafiltrasi menghasilkan  fluks  sesuai  spesifikasi  pabrik  yaitu  2,98 m 3 /jam.  Kemudian,  unit  UF  lebih  efisien  dari  pengolahan konvensional dengan kebutuhan air pencuci 0,01 % air
produksi.  Sedangkan  untuk  energi  yang  dibutuhkan mencapai  33%  dari  total  kebutuhan  energi  seluruh  IPA Siwalanpanji.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  B.  Josopandojo,  “Studi  Kemampuan  Instalasi  Pengolahan  Air  untuk Meminimalisasi  Trihalometana  (Studi  Kasus  IPA  Siwalanpanji Kabupaten Sidoarjo),” Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2020.
[2]  M.  Clever,  F.  Jordt,  R.  Knauf,  N.  Räbiger,  M.  Rüdebusch,  and  R. Hilker-Scheibel,  “Process  water  production  from  river  water  by ultrafiltration  and  reverse  osmosis,” Desalination ,  vol.  131,  no.  1–3,
pp. 325–336, 2000.
[3]  I.  G.  Wenten,  “Membrane  in  Water  and  Wastewater  Treatment,” Institut Teknologi Bandung, 2008.
[4]  I.  Koyuncu,  R.  Sengur,  T.  Turken,  S.  Guclu,  and  M.  E.  Pasaoglu, “Advances  in  water  treatment  by  microfiltration,  ultrafiltration,  and nanofiltration,” Adv. Membr. Technol. water Treat. , pp. 83–128, 2015.
[5]  J. Davey and A. Schäfer, “Ultrafiltration to supply safe drinking water in developing countries: A review of opportunities,” J. Eng. , 2009.
[6]  S. Xia, Y. Liu, L. I. Xing, and J. Yao, “Drinking water production by ultrafiltration of Songhuajiang River with PAC adsorption,” J. Environ. Sci. , vol. 19, no. 5, pp. 536–539, 2007.
[7]  M.  Tomaszewska  and  S.  Mozia,  “Removal  of  organic  matter  from water by PAC/UF system,” Water Res. , vol. 36, no. 16, pp. 4137–4143, 2002.