## ANALISIS PENGOLAHAN AIR TANAH DARI PROSES PENGOLAHAN MENGGUNAKAN SAND FILTER DAN CARBON PURIFIER

## ANALYSIS OF GROUNDWATER TREATMENT FROM TREATMENT PROCESS USING SAND FILTER AND CARBON PURIFIER
Vina N. Van Harling 1

## A BSTRACT
Penelitian ini dilakukan untuk menganalisa hasil pengolahan air tanah untuk bahan baku utama proses produksi yang diolah dengan menggunakan sand filter dan carbon purifier. Penelitian dilakukan di PT. XYZ selama 1 bulan di unit QA (Quality Assurance). Metode analisa  hasil  pengolahan air  menggunakan  pengukuran fisiko  kimiawi dalam  sampel air dengan  parameter  pengukuran  fisikawi  adalah  total  padatan  terlarut  (ppm),  kekeruhan (NTU) sementara parameter kimiawi yang untuk pengukuran adalah pH, alkalinitas (ppm), total  klorin  (ppm),  klorin  bebas  (ppm),  total  besi  (ppm),  total  kesadahan  (ppm).  Hasil analisis  pengolahan  air  tanah  dengan  menggunakan  sand  filter  dan  carbon  purifier menunjukkan bahwa air yang digunakan masih berada di bawah standar yang ditetapkan oleh PT.XYZ sehingga baik untuk digunakan sebagai bahan baku utama proses produksi.
Keywords : sand filter, carbon purifier, air tanah

## 1. PENDAHULUAN
Air merupakan kebutuhan utama yang diperlukan oleh manusia dalam berbagai aktivitas manusia. Air  digunakan  oleh  manusia  untuk  memenuhi  kebutuhan  sehari  –  hari,  selain  itu  untuk  memenuhi kebutuhan  aktivitas  ekonomi  dan  sosial  seperti  industri,  rumah  sakit,  perhotelan,  perdagangan, perkantoran dan pendidikan. Air bersih untuk keperluan masyarakat umumnya dipasok oleh Perusahaan Daerah  Air  Minum  Daerah  (PDAM),  sementara  untuk  keperluan industri  umumnya  industry  tersebut telah menyediakan Water Treatment Plan (WTP) untuk proses pengolahannya. [1]
Dalam  industry,  air  digunakan  sebagai  bahan  baku  utama  proses  produksi,  atau  sebagai  bahan penolong,  sebagai  sarana  transportasi  (conveyor),  bahan  utama  proses  pencucian  atau  sanitasi  area pabrik.  Apabila  air  digunakan  sebagai  bahan  baku  utama  produksi  maka  diperlukannya  proses pengolahan  air,  yang  berfungsi  untuk  meningkatkan  nilai  tambah  air  dengan  cara  menyisihkan kontaminan  yang  ada  di  dalam  air  baku  dengan  berbagai  tahapan  proses  hingga  mutu  air  memenuhi tujuan  dan  persyaratan  yang  telah  ditentukan  oleh  pihak  industry,  dan  tentunya  disesuaikan  dengan Peraturan  Menteri  Kesehatan  Nomor  492/MENKES/PER/IV/2010  tentang  Persyaratan  Kualitas  Air Minum.  Aturan  ini  digunakan  untuk  menentukan  kualitas  air  berdasarkan  parameter  fisika,  kimia, mikrobiologis hingga radioaktif.
Pada prinsipnya pengolahan air yang dilakukan oleh setiap industry memiliki kesamaan, namun terdapat  beberapa  tambahan  pengolahan  untuk  industry  yang  menggunakan  air  sebagai  bahan  baku utama  produksi  seperti  pada  industry  minuman.  Pengolahan  tambahan  yang  dilakukan  adalah  proses filtrasi  atau  penyaringan  dan  proses  penghilangan  bau,  warna  dan  rasa  menggunakan  karbon  aktif. Perusaahan air minum yang berada di bawah naungan PT. XYZ ini menggunakan proses pengolahan air dengan menggunakan teknik filtrasi atau penyaringan dan juga menggunaan karbon aktif.
Berdasarkan penelitian – penelitian yang ada sebelumnya menyatakan bahwa penggunaan kedua metode  ini  mampu  untuk  menghasilkan  air  yang  bersih,  dan  memenuhi  standar  baku  mutu  yang ditetapkan untuk perusahaan yang menggunakan air sebagai bahan baku utama. Untuk itu penelitian ini
1 Politeknik Saint Paul Sorong. Jl. R. A. Kartini No. 1 Kampung Baru. Indonesia. nath.vin87@gmail.com
dilakukan untuk melihat apakah hasil analisis hasil pengolahan air di perusahaan tersebut sesuai dengan penelitian – penelitian yang telah ada sebelumnya atau berbanding terbalik.

## 2. KAJIAN PUSTAKA

## Sand Filter
Filtrasi merupakan proses pemisahan zat padat dari fluida (cair maupun gas) yang membawanya menggunakan suatu medium berpori atau bahan berpori lain untuk menghilangkan sebanyak mungkin zat padat halus yang tersuspensi dan koloid). [2]
Proses  filtrasi  hingga  saat  ini  tetap  menjadi  salah  satu  teknologi  mendasar  terkait  dengan pengolahan  air  guna  memisahkan  padatan  halus  yang  tersuspensi  tahapan  ini  sering  dikenal  dengan tahapan awal atau primary treatment. [3] Umumnya dalam proses filtrasi ini menggunakan sand filter yang berupa silica sand. Silica sand yang digunakan harus bersih, keras dan juga tahan lama. [10][12] Penyaring pasir yang digunakan disesuaikan dengan syarat teknis pasir sebagai media penyaringan, dimana syarat yang digunakan meliputi berat jenis pasir yang digunakan, perhitungan persentase berat butiran agregat yang  lolos  dari  saringan.  Sistim  penyaringan  yang  baik  menggunakan  sistem  pasir  lambat,  dalam penelitiannya El-Taweel [4] menyatakan bahwa penggunaan saringan pasir lambat setelah saringan kasar meningkatkan  persentase  penghilangan  kekeruhan,  di  mana  mencapai  hingga  83%  setelah  saringan seadanya sementara mencapai 92% setelah saringan pasir lambat.

## Carbon active
Arang aktif didefenisikan sebagai bentuk karbon yang tidak mempunyai bentuk yang tetap dan yang penuh dengan pori – pori, yang terjadi oleh destilasi destruktif dari hampir semua bahan berkarbon. Arang  aktif  dapat  dibuat  dari  bahan  yang  mengandung  karbon  baik  organik  atau  anorganik,  tetapi biasanya yang beredar dipasaran berasal dari tempurung kelapa, kayu dan batubara. [11] Hingga saat ini media  batok  kelapa  sebagai  karbon  aktif  berfungsi  sebagai  absorbser  untuk  menyerap  apa  saja  yang dilaluinya terutama zat Mn dan Fe, sehingga air yang tercemar akan melalui pori –pori   pada karbon aktif  kemudian  akan  menghambat  endapan  lumpur  pada  air  tanah. [5] Dalam  bukunya  Siboro [6] mengatakan  bahwa  1  gram  bubuk  karbon  aktif  mempunyai  luas  permukaan  kira  –  kira  500  meter bujusangkar.
Karbon  aktif  mengacu  pada  berbagai  bahan  berkarbonisasi dengan  tingkat  porositas tinggi  dan luas permukaan yang tinggi. Karbon aktif sendiri telah banyak diaplikasikan di lingkungan dan industri untuk  penghilangan,  pengambilan,  pemisahan  dan  modifikasi  berbagai  senyawa  dalam  fase  cair  dan gas. [7] Penggunaan karbon aktif biasanya digunakan sebagai adsorben untuk menghilangkan rasa, bau dan  warna.  Permukaan  dari  karbon  aktif  bisa  digunakan  untuk  adsorpsi  karena  terdiri  dari  luas penampang  luar  dan  luas  permukaan  kapiler. [8] Adsorpsi  sendiri  merupakan  proses  yang  terjadi  saat molekul  zat  cair  atau  gas  terakumulasi  pada  suatu  permukaan  padatan/cairan  sehingga  membentuk lapisan tipis yang terbentuk dari molekul – molekul atau atom – atom. [9]

## 3. METODE PENELITIAN
Peneltian  dilaksanakan  di  PT.  XYZ  selama  1  bulan  di  unit  QA  (Q uality  Assurance ).  Metode analisa hasil pengolahan air menggunakan pengukuran fisiko kimiawi dalam sampel air disajikan dalam table berikut:
Tabel 1 . Parameter Fisiko-Kimiawi dan Metode atau Piranti
Paramter Metode/Piranti Fisikawi Total Padatan Terlarut (ppm) TDS Meter Kekeruhan (NTU) Turbiditas Kimiawi pH pH Meter Alkalinitas (ppm)
Titrasi asidimetri
Total Klorin (ppm) Kolorimetri (HACH) Klorin Bebas (ppm)
Kolorimetri (HACH)
Total Besi (ppm)
Kolorimetri (HACH)
Total Kesadahan (ppm)
Kompleksometri/ Titrasi EDTA

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses  pengolahan  air  dari  PT.  XYZ  merupakan  proses  pengolahan  air  sumur  yang  diproses sedemikian rupa sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku produk. Tujuan dari proses pengolahan sendiri  adalah  untuk  menurunkan  alkalinitas  dan  tingkat  kesadahan,  serta  mengurangi  kadar  mineral yang tidak diperlukan oleh tubuh.
Proses  pengolahan  air  di  PT.  XYZ  sendiri  dimulai  dari  proses  blending  ( buffer  tank) yang dilanjutkan  dengan  proses  aerasi  ( cooling  tower )  yang  kemudian  hasil  pengolahan  air  ini  ditampung dalam reservoir tank yang berfungsi untuk mengendapkan kotoran seperti pasir, lumpur dan lain – lain, untuk menjaga kestabilan proses produksi serta air ditambahkan penambahan klorin (Ca(OCl) 2 ) sebagai desinfektan. Langkah selanjutnya air dari reservoir tank dialirkan ke flokulator dengan maksud untuk menambahkan bahan kimia seperti Ca(OH) 2 , FeSO 4 dan klorin untuk membantu pembentukan flok. Air dari  flokulator  kemudian  dialirkan  dalam settling  tank dan break  tank yang  bertujuan  untuk mengendapkan  sisa  –  sisa  flok  yang  berasal  dari  proses  flokulator.  Air  dari break  tank kemudian dialirkan ke sand filter yang bertujuan untuk menyempurnakan sisa flok yang masih terbawa air dengan menggunakan penyaringan pasir silika dan antrasit. Air dari proses tadi kemudian di alirkan ke dalam carbon  purifier yang  berisi  media  karbon  aktif  yang  berfungsi  menyerap  rasa,  warna  dan  bau  serta mengingkat Cl 2 yang masih terkandung dalam air. Tahapan akhir pengolahan air adalah air dari carbon purifier disaring  dengan  menggunakan  filter  uk uran  5μm  da n 1  μm  dengan  maksud  untuk menghilangkan jasad renik dan partikel – partikel halus yang mungkin masih melewati carbon purifier . Air  yang  dihasilkan  dari  proses  penyaringan  ini  kemudian  digunakan  oleh  PT.  XYZ  untuk  proses produksi.
Dalam  laboratorium Quality  Assurance (QA)  PT.  XYZ  dilakukan  beberapa  analisa  air  yang berasal dari proses filtrasi dengan menggunakan sand filter dan menggunakan carbon purifier . Proses analisa  air  dari  pengolahan sand  filter dilakukan  setiap  hari  dan  setiap  4  jam  sekali.  Hasil  analisa pengolajan air dari sand filter disajikan dalam table 2.

## Tabel 2. Analisa Air Hasil Pengolahan dari Sand Filter
Pengukuran P Alkali A Alkali M Alkali Cl 2 Bebas pH Fe Kesadahan Total Turbiditas - 5 – 27 < 85 1 – 3 6 – 12,5 <0,1 ppm <100 ppm <0,5 NTU 1 40,7/42 23,3/25,3 58,7/58,7 1,40/1,43 10,21/10,17 0/0 79,3/79,3 0,132/0,129 2 40/40 23/20 57/60 1,40/1,45 10,15/10,18 0/0 77/79 0,119/0,168 3 40/40 25/26 55/40 1,6/1,4 10,22/10,23 0/0 75/77 0,116/0,087 4 40,8/39/6 21,6/21,6 60/57,6 1,64/1,66 10,21/10,18 0/0 80/80,4 0,139/0,128 5 41/39,67 23,3/23,7 57,5/55,7 1,6/1,72 10,15/10,15 0/0 74/79,3 0,101/0,112 6 43,2/44,4 24,8/24 60,4/63,6 1,22/1,16 10,14/10,11 0/0 80,4/80,8 0,121/0,137 7 40/40 24/26 56/54 1,21/1,3 10,10/10,07 0/0 80/80 0,105/0,147 8 39,5/39,7 22,3/21,3 53/57,7 1,42/1,38 10,20/10,18 0/0 81,3/80 0,113/0,105
9 35/37 20,5/22 49,5/52 1,33/1,35 9,79/9,81 0/0 79/79,5 0,121/0,099 10 34/32 20/22 48/42 2,4/1,8 10,03/10,03 0/0 82/86 0,242/0,251 11 35,2/36 18/18 52,7/55,3 1,23/1,23 10,02/10 0/0 78,67/80 0,21/0,288 12 39/39,3 19,3/21 58,7/57,7 1,5/1,42 9,92/9,96 0/0 77,33/78,33 0,113/0,130 13 37,5/40 21,5/22,5 64,5/57,5 1,43/1,45 9,95/9,93 0/0 76,5/78 0,147/0,192 14 33,6/33,2 16/15,6 51,6/50,8 1,58/1,54 10,05/10,06 0/0 71,6/74,8 0,126/0,119 15 38,4/40,4 20/21,6 56,8/56,8 1,76/1,74 10,37/10,36 0/0 78,8/78,4 0,111/0,140 Rata-rata 38,5/38,9 21,5/22 55,97/54,6 1,5/1,5 10,1/10,1 0/0 78,3/79,4 0,134/0,149
Berdasarkan table di atas terlihat rataan nilai dari alkalinitas (P, A, dan M) dari tangki sand filter masih  berada  di  bawah  standar  kualutas  air  yang  ditetapkan  oleh  PT.  XYZ  dengan  rataan  masing  – masing  secara  berturut  –  turut  38,5/38,9;  21,5/22;  55,97/54,6.  Selanjutnya  rataan  dari  klorin  bebas adalah 1,5/1,5 ppm, hasil analisa menunjukkan nilai klorin bebas masih berada di bawah standar yang ditetapkan yaitu 1 – 3 ppm. Sementara hasil analisa pH dari tangki sand filter masih memenuhi standar dengan nilai purata 10,1/10,1 dan standar yang dipakai adalah 6 – 12,5. Lebih lanjut dari table 2. Terlihat bahwa kandungan Fe berada di bawah standar analisa Fe dari PT. XYZ dengan rataan kandungan 0/0 ppm.
Rataan  hasil  analisa  kesadahan  total  dari  table  2  adalah  78,3/79,4  ppm  dengan  standar  yang ditetapkan  <100  ppm.  Hasil  ini menunjukkan  bahwa nilai  kesadahan  masih  berada  di  bawah  standar mutu  yang  ditetapkan.  Selanjutnya  untuk  rataan  hasil  kekeruhan  adalh  0,134/0,149  NTU,  dan  rataan hasil analisa nilai ini masih berada di bawah standar yang ditetapkan yaitu <0,5 NTU. Dengan demikian kandungan Fisiko Kimiawi hasil pengolahan sand filter masih berada di bawah standar yang ditetapkan, sehingga kualitas air dari proses ini sudah baik.
Dalam  penelitiannya  Mahanna  (2018)  menyatakan  bahwa  proses  filtrasi  sangat  efektif  dalam menghilangkan  partikel  dari  air.  Hal  ini  dicapai  dengan  melewatkan  air  yang  memiliki  partikel tersuspensi  kedalam sand  filter yang  dalam  biasanya  antara  0,5  m  dan  2,0  m  kedalaman.  Partikel suspensi dipertahankan dalam kedalaman media filter. Lebih lanjut dalam artikelnya dijelaskan bahwa kedalaman  efektif  adalah  yang  terkecil  kedalaman  pasir  yang  memberikan  batas  kekeruhan  yang diijinkan.
Air  hasil  pengolahan  dari sand  filter kemudian  dimurnikan  dengan  karbon,  karbon  digunakan karena karbon tidak hanya memiliki kinerja adsorpsi yang baik dan memiliki harga yang murah tetap karbon  juga  dapat  di  daur  ulang  dan  karbon  memiliki  kinerja  luar  biasa  lainnya  sehingga  banyak digunakan dalam proses pengolahan air. Hasil pengolahan air dengan menggunakan karbon kemudian dianalisa untuk mengetahui sampai sejauh mana adanya penuruanan kandungan berbagai parameter air setelah melewati proses ini. Biasanya dalam analisa lebih dikenal dengan after polisher dan hasil analisa disajikan dalam table 3.
Tabel 3 . Analisa Air Hasil Pengolahan dari Carbon Purifier
Pengukuran
M Alkali Total Cl 2 pH Fe Kesadahan Total Turbiditas TDS < 85 0 ppm 6 – 12,5 <0,1 ppm <100 ppm <0,5 NTU <500 ppm 1 41,33 0 9,94 0 61,33 0,113 178,17 2 39 0 9,81 0 61,67 0,116 172,5 3 39 0 9,92 0 68 0,106 173,75 4 35,33 0 9,94 0 61 0,116 170,83 5 42,33 0 9,87 0 66,33 0,096 183,5 6 39,67 0 9,83 0 68,67 0,088 182,3 7 40,8 0 9,78 0 65,2 0,087 177,8 8 10,33 0 9,97 0 68 0,107 181,8 9 41,37 0 9,85 0 69,67 0,11 181,67 10 35 0 9,71 0 75 0,103 179 11 39,67 0 9,76 0 67 0,131 175,67
12 44,67 0 9,72 0 63 0,102 177,17 13 41,33 0 9,72 0 65,67 0,114 178,5 14 41 0 9,89 0 67,33 0,094 177,5 15 37,67 0 9,88 0 62,33 0,096 166 Rata-rata 39,92 0 9,84 0 61,95 0,105 177,1
Hasil analisa di atas terlihat bahwa rataan dari nilai M alkali adalah 39,92, nilai ini masih berada di bawah standar kualitas air dari PT.XYZ yaitu <85. Rataan total klorin sebesar 0 ppm, hasil ini sesuai dengan  standar  yang  ditetapkan  yaitu  0  ppm.  Lebih lanjut  dari table  terlihat  bahwa  pH  air  dari  tanki carbon  purifier masih  berada  dalam  kisaran  standar  (6-12,5)  dengan  rataan  9,84.  Standar  Fe  yang ditetapkan <0,1 ppm, dan rataan kandungan Fe di dalam air setelah dianalisa sebesar 0 ppm yang berarti bahwa air yang diolah tidak terkandung Fe.
Rata  –  rata  dari  kesadahan  total  dari  tabel  3  di  atas  diperoleh  61,95  ppm,  dengan standar  yang ditetapkan untuk kesadahan adalah <100 ppm. Selanjutnya untuk nilai kekeruhan sebesar 0,105 NTU dan total padatan terlarut (TDS) masih berkisar antara 177,1 ppm. Hasil analisis kekeruhan air dan total padatan  terlarut  masih  berada  dibawah  standar  yang  ditetapkan  yaitu  0,5  NTU  untuk  kekeruhan  dan <100 ppm untuk hasil pengukuran TDS.
Dalam penelitiannya, Jiang [11] menulis bahwa karbon aktif memiliki luas permukaan spesifik yang besar  dan  pori  mikro  yang  berkembang,  karbon  aktif  memiliki  daya  serap  yang  kuat  dan  kapasitas adsorpsi yang besar. Sifat adsorpsi fisik karbon aktif terutama terkait dengan luas permukaan spesifik dan struktur pori karbon aktif. Proses adsorpsi karbon aktif sangat rumit dan melibatkan interaksi banyak gaya yang meliputi gaya van der Waals, aksi elektrostatik, reaksi kompleksasi. Permukaan karbon aktif terutama mengandung gugus karbonil, karboksil, lakton dan hidroksil fenolik, banyak gugus fungsi yang mengandung oksigen bersama-sama menentukan kinerja adsorpsinya.

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis hasil pengolahan air tanah dengan menggunakan sand filter dan carbon purifier dapat ditarik kesimpulan bahwa merujuk standar dari PT.XYZ hasil pengolahan air tanah yang dihasilkan untuk bahan baku proses produksi masih berada di bawah standar yang ditetapkan sehingga layak untuk digunakan

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Suprihatin, S., & Suparno, O. (2013). Teknologi Proses Pengolahan Air, Untuk Mahasiswa dan Praktisi Industri. PT Penerbit IPB Press, Bogor.
[2] Abuzar, S. S., & Pramono, R. (2014). Efektivitas Penurusan Kekeruhan dengan Direct Filtration Menggunakan Saringan Pasir Cepat (SPC). Prosiding SNSTL I 2014, 89-95.
[3] Quddus, R. (2014). Teknik pengolahan air bersih dengan sistem saringan pasir lambat (downflow) yang bersumber dari Sungai Musi. jurnal teknik sipil dan lingkungan, 2(4), 669-675.
[4] El-Taweel,  G.  E., &  Ali,  G.  H.  (2000).  Evaluation  of roughing  and  slow  sand  filters  for  water treatment. Water, air, and soil pollution, 120(1), 21-28.
[5] Salim, N., Rizal, N. S., & Vihantara, R. (2018). Komposisi Efektif Batok Kelapa sebagai Karbon Aktif untuk Meningkatkan Kualitas Airtanah di Kawasan Perkotaan. Media Komunikasi Teknik Sipil, 24(1), 87-95.
[6] Arang Aktif: Penyembuh Ajaib Berbagai Penyakit. (2020). (n.p.): The Siboro Institute.
[7] Heidarinejad,  Z.,  Dehghani,  M.  H.,  Heidari,  M.,  Javedan,  G.,  Ali,  I.,  &  Sillanpää,  M.  (2020). Methods for preparation and activation of activated carbon: a review. Environmental Chemistry Letters, 18(2), 393-415.
[8] Mulya,  W.,  Maslina,  M.,  &  Yuliana,  L.  (2019).  Sosialisasi  dan  Pelatihan  Pembuatan  Alat Penyaring Air dengan Media Karbon Aktif Peruntukan Rumah Tangga. Abdimas Universal, 1(2), 50-55.
[9] Hendra, R. (2008). Pembuatan Karbon Aktif Berbahan Dasar Batubara Indonesia Dengan Metode Aktivasi Fisika Dan Karakteristiknya. Departemen Teknik Mesin. UI. Jakarta.
[10]   Mahanna, H., Radwan, K., Fouad, M., & Elgamal, H. (2018). Effect of operational conditions on performance of deep sand filter in turbidity removal. Trends Tech. Sci. Res, 2(5), 1-7.
[11]   Jiang,  C.,  Cui,  S.,  Han,  Q.,  Li,  P.,  Zhang,  Q.,  Song,  J.,  &  Li,  M.  (2019,  February).  Study  on Application  of  Activated  Carbon  in  Water  Treatment.  In  IOP  Conference  Series:  Earth  and Environmental Science (Vol. 237, No. 2, p. 022049). IOP Publishing.
[12]   LISTIARINI,  O.  I.  (2016).  Pengolahan  Air  Sumur  Menjadi  Air  Bersih  Rumah  Tangga Menggunakan  Alat  Sand  Filter  dalam  Mereduksi  Kadar  Besi  (II)  Sulfat  dengan  Metode Permanganometri  (Performance  Test  Well  Water  Treatment  Water  Become  Household  Sand Filters  Using  the  Tools  in  Reducing  Levels  of  Iron  (II)  Sulfate  Method  permanganometry) (Doctoral dissertation, UNDIP).