Uprating Unit Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi Instalasi Pengolahan Air Jurug PDAM Tirta Dharma Kota Surakarta

Oleh: Betty Ramadhani Kusumaningtyas (15314055)

 

Abstrak: Uprating unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi IPA Jurug PDAM Tirta Dharma Kota Surakarta dapat mengatasi permasalahan kebutuhan akan air bersih di kota tersebut. Dalam melakukan uprating haruslah ditinjau terlebih dahulu faktor-faktor yang melatar belakangi dilakukannya uprating pada IPA Jurug. Setelah itu dilakukan analisis terhadap mekanisme pelaksanaan uprating unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi IPA Jurug. Dilakukan peninjauan pula terhadap manfaat dilakukannya uprating IPA Jurug. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan data primer dan data sekunder yang kemudian dianalisis dan dievaluasi untuk menghasilkan alternatif desain.

 

Air sangat penting bagi kehidupan mahluk hidup. Manusia memerlukan air bersih untuk memenuhi kebutuhan dan kelangsungan hidupnya. Air yang dapat dimanfaatkan oleh manusia harus memperhatikan kualitas, kuantitas, serta kontinuitasnya sehingga diperlukan sebuah instalasi pengolahan air bersih dan air minum. Meningkatnya jumlah penduduk Kota Surakarta menyebabkan kebutuhan air bersih menjadi meningkat. Peningkatan ini jika tidak diimbangi dengan penambahan produksi air bersih maka pemenuhan air bersih kepada masyarakat akan menurun. Salah satu solusi dari permasalahan ini yaitu dilakukannya uprating pada instalasi pengolahan air yang memiliki sumber air baku dari sungai. Direncanakan penambahan kapasitas dilakukan pada IPA Jurug yang semula berkapasitas 100 L/s menjadi 150 L/s. Berdasarkan hasil evaluasi kualitas air produksi sudah memenuhi baku mutu, sedang kriteria desain pada unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi belum memenuhi standard sehingga pengembangan IPA Jurug lebih difokuskan pada parameter desainnya.

 

Jadi, untuk mengatasi permasalahan air bersih di Kota Surakarta dilakukan uprating pada IPA Jurug agar produksi air mengalami peningkatan dari tahun sebelumnya. Alternatif terpilih dalam perencanaan pengembangan IPA Jurug, yaitu dengan penambahan dan modifikasi desain. Pemilihan tersebut didasarkan pada fisibilitas dilakukannya proyek serta ketersediaan dana untuk pembangunan proyek. Perencanaan penambahan kapasitas IPA Jurug menjadi 150 L/s dilakukan dengan modifikasi desain pada unit koagulasi dan flokulasi serta menambah kompartemen pada unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi masing-masing satu buah. Dilakukannya uprating pada IPA Jurug akan menambah jumlah produksi air yang didistribusikan ke masyarakat, sehingga kebutuhan masyarakat akan air bersih selalu terpenuhi dan tidak terganggu kontinuitasnya.

 

Kata kunci: instalasi pengolahan air, koagulasi, flokulasi, sedimentasi, uprating

 

 

Abstract: Uprating unit coagulation, flocculation, and sedimentation of IPA Jurug PDAM Tirta Dharma Surakarta can solve the problem of the need for clean water in the city. In doing uprating should be reviewed in advance of the factors behind the uprating on IPA Jurug. After that, an analysis of the mechanism of uprating unit of coagulation, flocculation, and sedimentation of IPA Jurug was conducted. A review of the benefits of uprating IPA Jurug was also conducted. This research was conducted by using primary data and secondary data which then analyzed and evaluated to produce design alternative.

Water is very important for the life of living beings. Humans need clean water to meet their needs and survival. Water that can be utilized by humans should pay attention to the quality, quantity, and continuity so that required a water treatment and drinking water installation. The increasing population of Surakarta City causes the need for clean water to be increased. This increase if not offset by the addition of clean water production then the fulfillment of clean water to the community will decline. One solution to this problem is the uprating of the water treatment plant which has the raw water source from the river. It is planned that the addition of capacity will be done on IPA Jurug which initially has a capacity of 100 L / s to 150 L / s. Based on the results of the evaluation of the quality of production water has met the quality standard, while the design criteria on the coagulation, flocculation, and sedimentation units have not met the standard so that the development of Jurug IPA is more focused on the design parameters.

 

So, to overcome the problem of clean water in Surakarta City uprating on IPA Jurug for water production has increased from the previous year. The chosen alternative in the planning of IPA Jurug development, that is with the addition and modification of the design. The selection is based on the project’s feasibility and availability of funds for project development. Planning of additional IPA Jurug capacity to 150 L / s was done by modifying the design on the coagulation and flocculation unit as well as adding the compartment to the coagulation, flocculation, and sedimentation units of each one. The uprating of IPA Jurug will increase the amount of water production distributed to the community, so that the people’s need for clean water is always met and not disturbed continuity.

 

Keywords: water treatment plant, coagulation, flocculation, sedimentation, uprating,

 

 

PENDAHULUAN

Air bersih merupakan kebutuhan dasar bagi kehidupan manusia baik di pedesaan maupun di perkotaan. Pemanfaatan air bersih oleh masyarakat pedesaan atau perkotaan harus memperhatikan segi kuantitas, kualitas, maupun kontinuitasnya agar aman untuk digunakan oleh seluruh masyarakat. Sebuah instalasi pengolahan air bersih harus dirancang sedemikian mungkin sehingga dapat memproduksi suplai air bersih secara kontinyu tanpa menghiraukan bagaimana karakteristik air baku dan kondisi lingkungannya (Kawamura, 1991).

 

Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) merupakan perusahaan yang mempunyai tugas pokok dan fungsi memberikan pelayanan air bersih untuk masyarakat luas. PDAM terdapat di setiap provinsi, kabupaten, maupun kotamadya di seluruh Indonesia. PDAM merupakan perusahaan daerah yang diawasi dan dimonitor oleh aparataparat eksekutif maupun legislatif daerah. Kota Surakarta mempunyai PDAM sendiri yang terdiri dari beberapa Instalasi Pengolahan Air (IPA). Sumber air pada IPA PDAM Kota Surakarta berasal dari sumur dalam bertekanan, mata air, dan sungai yang terdapat di daerah Kota Surakarta.

Kota Surakarta merupakan salah satu kota yang berada di Provinsi Jawa Tengah. Kota Surakarta memiliki luas wilayah 44,04 km2 dengan jumlah penduduk ditahun 2016 mencapai 570.876 jiwa dengan rasio pertumbuhan penduduk yaitu 2,35% (Dinas Kependudukan dan Pencatatan Sipil Kota Surakarta Tahun 2016). Pertumbuhan penduduk ini tentunya membuat kebutuhan air minum di Kota Surakarta menjadi meningkat. Peningkatan ini jika tidak diimbangi dengan penambahan penyediaan air minum maka dapat menurunkan nilai pemenuhan kebutuhan air minum di Kota Surakarta.

 

Alternatif untuk menanggulangi penurunan pemenuhan kebutuhan air minum  yaitu dengan menambah kapasitas pengolahan air di PDAM Kota Surakarta. PDAM Kota Surakarta diharapkan dapat membantu program pemerintah dalam memberikan akses aman air minum kepada penduduk yang belum memiliki akses terhadap air minum. Uprating unit pengolahan disalah satu IPA yang air bakunya berasal dari air sungai menjadi salah satu alternatif solusi yang dapat mengatasi pemenuhan akses air minum bagi seluruh masyarakat Kota Surakarta. Uprating merupakan usaha untuk menambah kapasitas pengolahan sesuai yang direncanakan terhadap kapasitas terpasang yang ada sekarang ini. Uprating yang direncanakan yaitu uprating terhadap Instalasi Pengolahan Air Jurug yang memiliki air baku berasal dari Sungai Bengawan Solo.

 

TEORI DASAR

Proses pengolahan air baku yang berasal dari air sungai menjadi air bersih biasanya dilakukan pada instalasi pengolahan air. Instalasi tersebut terdiri dari tahapan-tahapan proses pengolahan yang dilakukan pada unit yang berbeda. Unit yang tergolong penting dalam instalasi pengolahan air antara lain yaitu unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi. Hal ini dikarenakan unit tersebut baik untuk menyisihkan partikel-partikel tersuspensi yang biasanya ada pada air sungai.

 

Koagulasi adalah penambahan dan pengadukan cepat (flash mixing) koagulan yang bertujuan untuk mendestabilisasi partikel-partikel koloid dan suspended solid (Reynolds, 1982) sedangkan menurut Kawamura (1991), koagulasi merupakan proses penambahan zat koagulan dengan tujuan untuk mendestabilisasikan partikel tersuspensi dan koloid termasuk virus dan bakteri dengan suatu koagulan. Pengadukan cepat (flash mixing) merupakan bagian integral dari proses koagulasi. Tujuan pengangadukan cepat yaitu untuk mempercepat dan menyeragamkan penyebaran zat kimia melalui air yang diolah.

 

Flokulasi adalah proses berkumpulnya partikel-partikel flok mikro yang saling beraglomerasi membentuk flok yang lebih besar melalui pengadukan fisis atau melalui aksi pengikatan oleh flokulan. Flokulan adalah bahan kimiawi, biasanya organik, yang ditambahkan untuk meningkatkan proses flokulasi. Istilah flokulasi digunakan untuk menggambarkan proses ketika ukuran partikel meningkat sebagai akibat tabrakan antar partikel. Tujuan flokulasi adalah pembentukan partikel melalui agregasi yang dapat disisihkan dengan prosedur pemisahan partikel yang tidak mahal, seperti sedimentasi gravitasi dan filtrasi. Untuk menghasilkan flok yang baik, gradien kecepatan diturunkan secara bertahap agar flok yang telah terbentuk tidak pecah lagi dan berkesempatan bergabung dengan yang lain membentuk gumpalan yang lebih besar. Proses flokulasi bisa dilakukan melalui pengadukan mekanis maupun dengan baffle (Kawamura, 1991).

 

Unit sedimentasi merupakan unit yang berfungsi untuk memisahkan solid dan liquid dari suspensi untuk menghasilkan air yang lebih jernih dan konsentrasi lumpur yang lebih kental melalui pengendapan secara gravitasi (Reynolds 1982). Pada dasarnya bak pengendapan yang panjang adalah yang paling baik tetapi tanpa didukung oleh faktor hidrolis lainnya, seperti lamineritas dan uniformitas dari aliran serta loading rate yang sesuai maka dapat menyebabkan pengendapan yang gagal. Parameter lain yang penting dalam menentukan keberhasilan pengendapan adalah waktu tinggal dalam bak pengendap. Bagian-bagian bak sedimentasi terdiri dari zona inlet, zona pengendapan, zona lumpur, dan zona outlet.

 

METODE

Tahapan-tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.

  1. Survei Lapangan

Survei lapangan dilakukan untuk meninjau secara lebih dalam mengenai hal-hal yang berkaitan dengan kondisi eksisting IPA Jurug dan pelayanannya.

  1. Pengumpulan Data

Data yang digunakan pada penyusunan penelitian ini diperoleh melalui data-data primer dan sekunder. Data primer diperoleh dengan melakukan wawancara terhadap tenaga kerja di PDAM Tirta Dharma serta hasil penelitian laboratorium dan pengecekan desain oleh penulis. Data sekunder merupakan data yang didapatkan dari pihak selain pihak pertama seperti data karakteristik air baku, kualitas air dan debit produksi IPA, denah dan layout area, jumlah penduduk, serta debit sungai harian.

  1. Studi Litratur

Studi mengenai teori-teori yang berhubungan dengan penelitian yang dilakukan melalui buku-buku referensi dan jurnal-jurnal ilmiah.

  1. Perencanaan Unit Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi

Perencanaan unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi dilakukan dengan menggunakan data primer dan data sekunder sebagai acuan. Perencanaan ini dilakukan dengan menganalisis dan mengevaluasi data yang ada untuk kemudian dilakukan pemilihan alternatif desain dan perhitungan rinci desain.

Diagram alir metode perencanaan evaluasi dan perancangan ulang IPA Jurug dapat dilihat pada Gambar 1 sebagai berikut.

b1

Gambar 1. Metodologi perencanaan evaluasi dan perancangan ulang IPA Jurug

PERMASALAHAN DAN ANALISIS

Permasalahan yang ada di PDAM Tirta Dharma antara lain yaitu menurunnya debit produksi air dari tahun sebelumnya akibat berkurangnya sumber air baku dan rusaknya pompa pada intake IPA Jurug. Untuk permasalahan yang ada di IPA Jurug sendiri antara lain yaitu terdapat unit yang meluap padahal kapasitas desain unit lebih besar dari debit air yang diolah.

 

Tahapan perancangan ulang peningkatan kapasitas produksi di IPA Jurug terlebih dahulu dilakukan evaluasi terhadap desain dan kualitas air baku dan hasil proses. Hasil evaluasi terhadap desain antara lain yaitu tidak adanya terjunan pada unit koagulasi dimana hal ini menandakan bahwa pengadukan cepat berjalan tidak sempurna. Untuk bak flokulasi memiliki baffle yang terlalu sempit sehingga menyebabkan air menjadi meluap dan memungkinkan terjadinya pecahnya flok-flok yang sudah terbentuk. Bak sedimentasi tidak memiliki permasalahan yang berkaitan dengan desain.

 

Hasil evaluasi kualitas air menunjukkan kualitas untuk masing-masing parameter fisik seperti pH, temperatur, turbiditas, TDS, TSS, dan konduktivitas masih berada di rentang yang memenuhi standard kualitas air minum berdasarkan Permenkes No. 492 Tahun 2010. Berdasarkan hasil evaluasi, kriteria desain pada unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi belum memenuhi standard sehingga pengembangan IPA Jurug lebih difokuskan pada parameter desainnya.

Tabel 1. Hasil Uji Laboratorium Parameter Kualitas Air IPA Jurug

b2

Sumber: Hasil Percobaan Laboratorium

Penentuan peningkatan kapasitas pengolahan IPA Jurug dilakukan dengan studi proyeksi penduduk dan studi kebutuhan air hingga tahun perencanaan (2038). Rencana pengembangan untuk memenuhi kebutuhan air kelima daerah pelayanan PDAM Tirta Dharma dilakukan dengan meningkatan kapasitas IPA Jurug sebesar 50%. Fokus perancangan pada penelitian ini dilakukan dengan meningkatkan kapasitas produksi IPA Jurug sebesar 100 L/s menjadi 150 L/s. Perancangan dilakukan dengan mempertimbangkan tiga alternatif perencanaan yang tertera pada Gambar 2.

Gambar 2. Skema alternatif pengembangan IPA Jurug

b3

 

Pemilihan alternatif dilakukan dengan metode pembobotan yang menghasilkan alternatif 2 sebagai alternatif terpilih dalam perencanaan pengembangan IPA Jurug, yaitu dengan penambahan dan modifikasi desain. Pemilihan tersebut didasarkan pada fisibilitas dilakukannya proyek serta ketersediaan dana untuk pembangunan proyek.

 

Hasil perancangan IPA Jurug dengan kapasitas 150 L/s yaitu dilakukan dengan pembuatan prosedur pembersihan lumpur pada bak prasedimentasi setiap harinya. Pembubuhan koagulan dilakukan pada outlet bak prasedimentasi dimana sudah terdapat terjunan pada bagian tersebut yang dapat digunakan sebagai pengadukan cepat. Dilakukan pula penambahan 1 buah kompartemen bak prasedimentasi yang berhubungan langsung dengan unit koagulasi. Untuk unit flokulasi dilakukan pembongkaran baffle yang berada di tengah agar tidak terjadi peluapan air yang dapat mengakibatkan pecahnya flok. Pembongkaran ini juga dapat memudahkan pembersihan bak yang biasanya sulit untuk dilakukan. Untuk mencapai debit uprating maka dibangun 1 kompartemen tambahan unit flokulasi dengan menggunakan desain yang sudah dimodifikasi. Pada unit sedimentasi tidak dilakukan modifikasi desain dan hanya dibangun 1 unit kompartemen tambahan.

 

Penambahan kapasitas produksi pada IPA Jurug tentunya akan berdampak baik terhadap masyarakat. Pemenuhan kebutuhan air bersih akan menjadi maksimal. Awalnya masyarakat yang mengalami kesulitan air pada jam-jam puncak dapat teratasi dengan adanya penambahan kapasitas produksi ini. Sehingga kebutuhan masyarakat akan air bersih selalu terpenuhi dan tidak terganggu kontinuitasnya.

 

KESIMPULAN

  1. Faktor yang melatar belakangi dilakukannya uprating pada IPA Jurug PDAM Tirta Dharma Kota Surakarta yaitu berkurangnya produksi air dari tahun sebelumnya dikarenakan berkurangnya sumber air baku dan rusaknya pompa pada intake IPA Jurug.
  2. Perencanaan penambahan kapasitas IPA Jurug menjadi 150 L/s dilakukan dengan modifikasi desain pada unit koagulasi dan flokulasi serta menambah kompartemen pada unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi masing-masing satu buah.
  3. Dilakukannya uprating pada IPA Jurug akan menambah jumlah produksi air yang didistribusikan ke masyarakat, sehingga kebutuhan masyarakat akan air bersih selalu terpenuhi dan tidak terganggu kontinuitasnya.

 

 

SARAN DAN REKOMENDASI

  1. Sebaiknya dilakukan pembuatan prosedur pengoperasian dan perawatan unit agar usia unit menjadi lama.
  2. Proses uprating sebaiknya ditinjau secara berkala karena kebutuhan manusia akan air bersih selalu meningkat karena bertambahnya pula jumlah penduduk.

DAFTAR PUSTAKA

Badan Standarisasi Nasioal. 2008. SNI 6778:2008 Tata Perencanaan Unit Paket Instalasi Pengolahan Air. Indonesia.

Dinas Kependudukan dan Pencatatan Sipil Kota Surakarta. 2016. Profil Perkembangan Kependudukan Kota Surakarta Tahun 2016. Surakarta: Dinas Kependudukan dan Pencatatan Sipil.

Kawamura, Susumu. 1991. Integrated Design of Water Treatment Facilities. John Wiley & Sons, Inc: Canada.

Metcalf, and Eddy, 1994, Wasewater engineering:treatment, disposal, and reuse,. Third Edition, McGraw-Hill, Boston.

PDAM Tirta Dharma Kota Surakarta. 2017. Produksi dan Kualitas Air IPA Jurug. Surakarta: PDAM Tirta Dharma.

Qasim, S.R, Montley, E. M, & Zhu, G. 2000. Water Works Engineering: Planning, Design, and Operation. London: Prentice-Hall.

Ram S. Gupta. Hydrology and Hydraulic Systems. Prentice Hall. London. 1989. Chapter 11, hal. 559

Reynold, Tom, D. 1982. Unit Operation and Processes in Enviromental Engineering. Wadsworth, Inc: Belmont, California

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *


6 + = twelve