Sistem Pengelolaan Air Yang Terpadu Dan Berkelanjutan Dengan Menerapkan Instalasi Pengolahan Air Bersih Sederhana Dan Wastewater Garden Sebagai Instalasi Pengolahan Air Limbah Domestik

SISTEM PENGELOLAAN AIR YANG TERPADU DAN BERKELANJUTAN DENGAN MENERAPKAN INSTALASI PENGOLAHAN AIR BERSIH SEDERHANA

DAN WASTEWATER GARDEN SEBAGAI INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH DOMESTIK DI DESA SUKARAJA

Diajukan untuk mengikuti Lomba Eco-Village Tingkat NasionalIndonesian Civil and Environmental Festival (ICEF) “Eco-Village 2014”

Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan LingkunganInstitut Pertanian Bogor

Tahun 2014

Tim Ecopolis :Christian AntoniIrene Almakusuma LucasTiara

UNIVERSITAS INDONESIA

2014

Kata Pengantar

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas befkat dan rahmat-Nya saja kami apat dapat

menyelesaikan karya tulis ilmiah ini. Dalam perumusan dan penyusunan karya tulis ilmiadi

Indonesiah ini, tidak sedikit hambatan dan kesulitan yang dialami penulis. Namun penulis menyadari

terselesaikannya karya tulis ilmiah ini adalah karena dorongan, bantuan, dukungan serta bimbingan

dari dosen pembimbing yang selalu memberi masukan kritik dan saran guna menyempurnakan karya

tulis ilmiah ini; teman-teman dari Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Indonesia

yang mendukung penuuh penulis dalam menyelesaikan karya tulis ilmiah ini; serta orang tua yang

selalu memberikan dukungan moral.

Besar harapan penulis agar karya tulis ilmiah ini dapat bermanfaat bagi pengembangan teknologi

kerakyatan di Indonesia. Penulis berharap agar karya tulis ilmiah ini dappat menjadi solusi atas

permasalahan pemenuhan kebutuhan air bersih di berbagai wilayah di Indonesia. Selain itu, dapat

diterapkan juga suatu sistem yang menunjang keberlanjutan dari suatu sistem pengelolaan air.

Akhir kata, tidak ada gading yang tidak retak, dan karya tulis ilmiah ini pun tidak lepas dari berbagai

kekurangan dan kelemahan. Penulis mengharapkan pula kritik dan saran dari pembaca demi perbaikan

karya tulis ini.

Penulis,

Oktober 2014

Daftar Isi

Daftar Tabel

Daftar Gambar

SISTEM PENGELOLAAN AIR YANG TERPADU DAN BERKELANJUTAN DENGAN MENERAPKAN INSTALASI

PENGOLAHAN AIR BERSIH SEDERHANA DAN WASTEWATER GARDEN SEBAGAI INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH

DOMESTIK DI DESA SUKARAJA

________________________________________________________________Christian Antoni1), Irene Almakusuma Lucas2), Tiara3)

1Civi Engineering, Universitas Indonesia, Depoke-Mail : [email protected]

2 Environmental Engineering, Universitas Indonesia, Depoke-Mail : [email protected]

3 Environmental Engineering, Universitas Indonesia, Depoke-Mail : [email protected]

Abstrak : Pelayanan PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum) di Indonesia baru memenuhi kurang dari 50% kebutuhan air bersih masyarakat. Oleh karena itu masyarakat cenderung mencari alternatif lain untuk memenuhi kebutuhan air bersihnya dengan air tanah, air permukaan atau mata air yang terdapat di wilayah sekitarnya. Namun demikian, kontinuitas air tanah dan mata air belum dapat dipastikan keberlangsungannya. Salah satunya adalah Desa Sukaraja yang terletak di wilayah Kecamatan Sukaraja Kabupaten Bogor, yang mengalami permasalahan kekurangan air bersih baik secara kuantitas dan kontinuitas. Muka air tanah di desa ini dalam, sehingga masyarakat kesulitan mengakses sumber air tanah. Karena itu, masyarakat menggantungkan pemenuhan kebutuhan air bersihnya pada mata air. Namun demikian, kontinuitas mata air tidak dapat dipastikan keberlangsungannya di masa mendatang. Selain itu, terdapat juga permasalahan distribusi air bersih dari mata air yang belum bersifat komunal dan terpadu. Karya tulis ini bertujuan untuk menyelesaikan permasalahan pemenuhan kebutuhan air bersih di Desa Sukaraja. Keberadaan Ciwulan yang termasuk dalam Daerah Aliran Sungai (DAS) Ciliwung, dengan debit 26,3 m3/detik, dapat dijadikan alternatif pemenuhan kebutuhan air bersih di Desa Sukaraja. Selain itu, Sungai Kalibaru juga bebas dari limbah industri, sehingga dengan Instalasi Pengolahan Air Sederhana (IPAS), air sungai dapat langsung digunakan sebagai pemenuh kebeutuhan MCK, sehingga mata air hanya digunakan untuk pemenuhan kebutuhan air minum. Pembenahan sistem distribusi air bersih pun perlu dilakukan agar merata dan efisien. Perlu juga diterapkan sebuah instalasi pengolahan air limbah (IPAL) domestik yang berupa Wastewater Garden. Wastewater Garden berfungsi juga untuk menambah ruang terbuka hijau. Selain itu, air olahan dari wastewater garden yang terinfiltrasi ke dalam tanah diharapkan dapat menambah muka air tanah sehingga persediaan air tanah dapat bertambah. Perpaduan antara dua instalasi pengolahan air bersih dan wastewater garden sebagai instalasi pengolahan air limbah, ditambah dengan sistem distribusi air yang terintegrasi, diharapkan dapat menciptakan suatu sistem pengelolaan air yang terpadu dan berkelanjutan pada sistem pengelolaan air pada Desa Sukaraja.

Keywords : kebutuhan air, instalasi pengolahan air sederhana (IPAS), wastewater garden, sistem distribusi, terpadu, berkelanjutan

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Air bersih adalah kebutuhan mendasar bagi manusia. Menurut Peraturan Menteri Kesehatan

RI Nomor 41 6 tahun 1990 tentang syarat-syarat pengawasan kualitas air, air bersih adalah air

yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat-syarat

kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak.

Di Indonesia, instansi yang bergerak dalam pelayanan air bersih bagi masyarakat adalah

Perusahaan Derah Air Minum (PDAM). Namun pelayanan PDAM sendiri baru memenuhi

kurang dari 50% air bersih masyarakat Indonesia sehingga masyarakat cenderung mencari

alternatif lain untuk pemenuhan kebutuhan air bersihnya.

Desa Sukaraja adalah satu desa yang mengalami permasalahan kekurangan air bersih baik

dari segi kuantitas maupun kontinuitas. Desa yang terletak di Kecamatan Sukaraja, Kabupaten

Bogor ini belum mendapatkan pelayanan air bersih dari PDAM. Salah satu solusi telah dicoba

untuk diterapkan adalah penggunaan air tanah. Penduduk menggunakan sarana sumur gali

untuk mengambil air tanah ini. Sesuai dengan namanya, sumur gali dibuat dengan menggali

tanah sampai pada kedalaman lapisan tanah yang kedap air pertama. Namun muka air tanah di

desa ini cukup dalam apabila ditinjau dari permukaan tanah, sehingga masyarakat kesulitan

untuk mengakses sumber air tanah. Selain itu, kerap kali sumur gali kering dalam waktu yang

singkat. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, penduduk Desa Sukaraja berinisiatif untuk

memanfaatkan mata air sebagai pemenuhan utama air bersihnya. Namun demikian,

kontinuitas mata air belum dapat dipastikan keberlangsungannya di masa mendatang.

Penggunaan air mata air sebagai sumber air bersih yang selanjutnya digunakan untuk

kebutuhan MCK (mandi, cuci, dan kakus) dinilai tidak sesuai dengan peruntukan air mata air

pada umumnya, yaitu untuk pemenuhan kebutuhan air minum. Selain itu, terdapat juga

permasalahan distribusi air bersih yang masih bersifat konvensional dan tidak terpadu.

Keberadaan Sungai Ciwulan yang termasuk dalam bagian tengah Daerah Aliran Sungai

(DAS) Ciliwung, dengan debit rata-rata 26.5 m3/detik, dapat dijadikan alternatif pemenuhan

kebutuhan air bersih di Desa Sukaraja. Saat ini juga telah terdapat berbagai teknologi dalam

pengelolaan dan manajemen air. Penerapan Instalasi Pengolahan Air Sederhana (IPAS),

untuk mengolah air sungai agar dapat digunakan sebagai pemenuh kebutuhan air bersih.

Pemerataan distribusi air bersih dapat diwujudkan dengan menerapkan sebuah sistem

distribusi yang menyeluruh. Perlu diterapkan juga sebuah instalasi pengolahan air limbah

(IPAL) domestik yang berupa Wastewater Garden. Wastewater Garden merupakan

pengolahan limbah yang sangat efektif untuk negara tropis dan berfungsi juga untuk

menambah ruang terbuka hijau. Selain itu, air olahan dari wastewater garden yang

terinfiltrasi ke dalam tanah dapat menyokong kegiatan pertainan serta perkebunan sebagai

sektor ekonomi utama di Desa Sukaraja. Air yang terinfiltrasi ke dalam tanah juga diharapkan

dapat menambah muka air tanah. Sistem ini diharapkan dapat menjadi solusi jangka panjang

terhadap permasalahan kekurangan air bersih di Desa Sukaraja.

B. Rumusan Masalah1. Bagaimana cara mengatasi ketidaktersediaan air bersih di Desa Sukaraja?

2. Bagaimana cara memperbaiki sistem distribusi air bersih di Desa Sukaraja?

3. Bagaimana cara menaikkan muka air tanah terkait dengan kemungkinan penggunaan air

tanah di masa mendatang?

4. Bagaimana cara meningkatkan ruang terbuka hijau?

5. Bagaimana kearifan lokal dapat mendukung sistem pengelolaan air yang terpadu dan

berkelanjutan?

C. Tujuan PenulisanTujuan dari penulisan gagasan ini adalah: 1) mengatasi permasalahan ketidatersediaan air

bersih melalui usaha pengelolaan air bersih yang terpadu dan berkelanjutan, 2) merancang

sistem distribusi air bersih yang bersifat komunal guna tersalurkannya air bersih secara

merata, 3) membuat sistem pengolahan air limbah domestik yang terpadu untuk menjaga

kualitas air baku, 4) membuat sumur resapan sebagai upaya menjaga keberlangsungan air

tanah, 5) meningkatkan inisiatif dan partisipasi masyarakat dalam upaya pengoperasian dan

pemeliharaan sistem pengelolaan air.

D. Manfaat PenulisanAdapun manfaat dari penulisan gagasan ini yaitu, 1) dapat menyediakan air bersih secara

merata untuk masyarakat Desa Sukaraja, 2) menjaga keberlangsungan air tanah di Desa

Sukaraja, 3) terciptanya sistem pengelolaan air yang terpadu dan berkelanjutan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Definisi Air Bersih

Air merupakan zat yang mutlak bagi setiap mahluk hidup dan kebersihan air adalah syarat utama bagi terjaminnya kesehatan (Dwijosaputro, 1981). Menurut Peraturan Menteri Kesehata RI No. 416/Menkes/PER/IX/1990 tentang syarat-syarat pengawasan kualitas air, air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat-syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Persyaratan yang dimaksud dalam permenkes tersebut adalah kualitas air dalam parameter fisik, kimia, biologis, dan radiologis sehingga apabila dikonsumsi tidak menimbulkan efek samping (Ketentuan Umum Permenkes No. 416/Menkes/PER/IX/1990).

Kebetuhan Air Bersih

Kebutuhan air bersih manusia bervariasi tergantung tempat bermukimnya. Badan dunia UNESCO pada tahun 2002 telah menetapkan hak dasar manusia atas air yaitu sebesar 60 ltr/org/hari. Untuk lebih spesifik, Direktorat Jenderal Cipta Karya Departemen Pekerjaan Umum membagi lagi standar kebutuhan air minum tersebut berdasarkan lokasi wilayah.

a. Pedesaan dengan kebutuhan 60 liter/per kapita/hari.b. Kota Kecil dengan kebutuhan 90 liter/per kapita/hari.c. Kota Sedang dengan kebutuhan 110 liter/per kapita/hari.d. Kota Besar dengan kebutuhan 130 liter/per kapita/hari.e. Kota Metropolitan dengan kebutuhan 150 liter/per kapita/hari.

Persyaratan Penyediaan Air Bersih

Ada beberapa persyaratan utama yang harus dipenuhi dalam sistem penyediaan air bersih, yaitu:

1. Persyaratan kualitatif

Persyaratan kualitatif menggambarkan mutu atau kualitas dari air baku air bersih. Persyaratan ini

meliputi persyaratan fisik, kimia, biologis dan radiologis. Persyaratan kualitatif ini dapat dilihat

berdasarkan Permenkes No. 416/Menkes/PER/IX/1990 yang dapat ditunjukkan pada lampiran.

a. Syarat-syarat fisik

Secara fisik air minum harus jernih, tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Syarat

warna pada air minum didasari oleh pertimbangan estetika. Rasa seperti manis, asin, pahit,

asam dan sebagainya tidak boleh terdapat dalam air minum konsumsi publik. Demikian pula

halnya dengan bau.

b. Syarat-syarat kimia

Air bersih tidak boleh mengandung bahan-bahan kimia dalam jumlah yang melampaui batas.

Beberapa persyaratan kimia antara lain adalah pH, zat padat total, kesadahan, CO 2 agresif, zat

organik dalam KMnO4, kalsium (Ca), besi (Fe), mangan (Mn), seng (Zn), klorida (Cl), nitrit ,

fluorida (F), dan logam-logam berat.

c. Syarat-syarat biologis

Air minum tidak boleh mengandung kuman-kuman patogen dan parasitik seperti kuman-

kuman tifus, kolera, disentri, dan gastroenteritis. Apabila kuman patogen terdapat pada

sumber air minum masyarakat maka dapat timbul penyakit atau gangguan kesehatan.

d. Syarat-syarat radiologis

Air minum tidak boleh mengandung zat yang menghasilkan bahan-bahan yang mengandung

radioaktif seperti sinar alfa, beta dan gamma.

2. Persyaratan kuantitatif

Persyaratan kuantitatif dalam penyediaan air bersih ditinjau dari banyaknya air baku yang tersedia

di alam. Persyaratan kuantitatif dapat ditinjau dari standar debit air yang dialirkan ke konsumen

dengan angka kebutuhan air bersih konsumen.

3. Persyaratan kontinuitas

Persyaratan kontinuitas erat hubungannya dengan kuantitas air yang tersedia yaitu air baku yang

ada di alam. Makna dari kontinuitas itu sendiri adalah air baku untuk air bersih tersebut dapat

diambil terus menerus dengan fluktuasi debit yang relatif tetap, baik pada saat kemarau maupun

musim hujan

Sumber Air Baku Utama

Beberapa sumber air baku yang dapat digunakan untuk penyediaan air bersih dikelompokkan sebagai

berikut:

1. Air hujan

Air hujan atau air angkasa. Sifat-sifat air hujan diantara lain bersifat lunak, tidak mengandung

larutan garam dan zat-zat mineral, umumnya bersifat cukup bersih, dan dapat pula bersifat korosif

jika tercemar oleh zat-zat penyebab hujan asam. Kuantitas air hujan tergantung pada besarnya

curah hujan.

2. Air permukaan

Air permukaan yang lazim digunakan adalah air waduk, air sungai atau air danau. Kontinuitas dan

kuantitas air permukaan dapat dianggap tidak menimbulkan masalah yang besar untuk penyedian

air bersih yang memakai bahan baku air permukaan

3. Air tanah

Air tanah banyak mengandung garam dan mineral yang terlarut saat air melewati lapisan tanah.

Pada dasarnya air tanah bebas dari polutan karena berada di bawah permukaan tanah, namun tidak

menutup kemungkinan terdapat zat-zat pengganggu seperti ion Fe dan Mn. Air tanah dibedakan

dari kedalamannya dapat dibedakan menjadi air tanah dangkal dan air tanah dalam.air tanah

dalam memiliki kualitas air yang lebih baik dibandingkan dengan air tanah dangkal. Dari segi

kuantitas, air tanah dapat dianggap cukup mencukupi standar yang berlaku. Namun demikian bila

dilihat dari segi kontinuitas maka pengambilan air tanah sebaiknya dibatasi karena pengambiolan

yang terus-menerus dapat menyebabkan penurunan muka air tanah.

4. Mata air

Mata air adalah sumber air baku yang memiliki tingkat kualitas terbaik, meskipun rawan tercemar

oleh bakteri karena letaknya yang berada pada daerah terbuka. Dilihat dari segi kuantitas, jumlah

dan kapasitas mata air sangat terbatas sehingga hanya mampu memenuhi kebutuhan sejumlah

penduduk tertentu.

Macam Kebutuhan Air Bersih

1. Kebutuhan domestik adalah kebutuhan air bersih untuk pemenuhan kegiatan sehari-hari atau

rumah tangga.

2. Kebutuhan non-domestik adalah air bersih yang digunakan untuk kegiatan institusional,

kebutuhan komersial, kebutuhan industri dan kebutuhan fasilitas umum seperti tempat ibadah

Perhitungan Proyeksi Penduduk

Metode geometrik

Pt=Po+(1+r )n

Dimana Po : jumlah penduduk tahun yang diketahui

Pt : jumlah penduduk tahun proyeksi

r : persen pertambahan penduduk tiap tahun

n : tahun proyeksi

Wastewater Garden sebagai Teknologi Pengolahan Air Bersih

Salah satu alternatif sistem pengolahan air limbah adalah Sistem Lahan Basah Buatan (Constructed

Wetlands). Terdapat 2 (dua) jenis Lahan Basah Buatan, yaitu jenis aliran permukaan (Surface Flow)

dan aliran bawah permukaan (Sub Surface Flow). Sistem Lahan Basah Aliran Bawah Permukaan (Sub

Surface Flow –Wetlands) merupakan salah satu sistem pengolahan air limbah jenis Lahan Basah

Buatan (Constructed Wetlands), dimana prinsip kerja sistem pengolahan limbah tersebut dengan

memanfaatkan simbiosis antara tumbuhan air dengan mikroorganisme dalam media di sekitar sistem

perakaran (Rhizosphere) tanaman tersebut. Bahan organik yang terdapat dalam air limbah akan

dirombak oleh mikroorganisme menjadi senyawa lebih sederhana dan akan dimanfaatkan oleh

tumbuhan sebagai nutrien, sedangkan sistem perakaran tumbuhan air akan menghasilkan oksigen

yang dapat digunakan sebagai sumber energi atau katalis untuk rangkaian proses metabolisme bagi

kehidupan mikroorganisme. Setiap jenis tanaman akan memiliki kemampuan yang berbeda-beda

untuk menghasilkan oksigen, sehingga kondisi aerob pada daerah rhizosphere untuk tiap-tiap jenis

tanaman akan menjadi faktor pembatas terhadap kehidupan mikroorgaisme. Bagi jenis bakteri aerob,

konsentrasi oksigen merupakan faktor pembatas, sehingga suasana aerob pada daerah rhizosphere

tersebut yang menyebabkan mikroorganisme yang dapat bersimbiosis dengan masing – masing jenis

tanaman akan spesifik. Berdasarkan rata-rata kondisi iklim Indonesia yang potensial untuk

mendukung pertumbuhan dan transpirasi tanaman sepanjang tahun, maka pengolahan air limbah

menggunakan sistem tersebut diprakirakan dapat berjalan dengan optimal. Disamping itu, murahnya

biaya konstruksi maupun biaya operasional salah satu faktor penentu keberhasilan upaya pengolahan

air limbah secara berkelanjutan.

Wastewater Garden (WWG) adalah salah satu bentuk pengembangan dari constructed wetland,

dimana tanaman yang digunakan dapat divariasikan sesuai dengan kebutuhan. Dan hasil akhir air

olahan akan diresapkan kembali ke dalam tanah dan dapat digunakan sebagai irigasi di bawah

permukaan tanah dan dapat juga meningkatkan permukaan air tanah. Secara sederhana, cara kerja

wastewater garden dapan digambarkan dalam diagram sebagai berikut.

Gambar1. Tahapan sederhana pengolahan air pada wastewater garden

BAB III METODE PENULISAN

Penyusunan karya tulis ilmiah ini menggunakan metode penelusuran pustaka dan informasi dari buku,

jurnal, laporan penelitian, dan internet. Materi yang dihimpun mencakup kajian tentang : 1)

Pengelolaan air bersih dan air minum, 2) sistem distribusi jaringan dan 3) Wastewater Garden.

Ketiga materi kajian tersebut dielaborasi sehingga terbentuk sebuah sistem pengelolaan air terpadu

dan berkelanjutan.

Tahapan Penyusunan Karya Imliah ini adalah sebagai berikut.

1. Pengambilan Data

Data yang digunakan pada karya tulis ini adalah data sekunder yang terdiri dari :

Data geografis dan iklim

Data jumlah penduduk

Data sosial kependudukan seperti mata pencaharian penduduk, penggunaan lahan

desa, kepercayaan, dan lain-lain.

Data debit air

Peta lokasi peneltian

2. Analisis data

Analisis kebutuhan air bersih penduduk

Analisis pertumbuhan penduduk

3. Desain pengembangan sistem pengelolaan air bersih

Desain Instalasi Pengolahan Air Sederhana

Desain Wastewater Garden sebagai Instalasi Pengolahan Air Limbah

4. Analisis hasil / pembahasan

5. Kesimpulan dan Saran

6. Selesai.

BAB IV PEMBAHASAN DAN HASIL

A. Identifikasi Kebutuhan Air Penduduk Desa Sukaraja

Sebelum dapat menentukan desain instalasi pengolahan air bersih dan air minum di Desa

Sukaraja terlebih dahulu perlu dilakukan proyeksi penduduk selama minimal 20 tahun

mendatang untuk menentukan kebutuhan air bersih domestik Desa Sukaraja. Proyeksi

penduduk dilakukan untuk mendukung perancangan instalasi pengelolaan air, sehingga di

masa yang akan datang instalasi tersebut masih dapat melayani kebutuhan masyarakat akan

air bersih. Penghitungan kebutuhan Air bersih dilakukan dengan rumus sebagai berikut:

Kebutuhan Air Bersih Domestik=Jumlah Penduduk × Debit

Tabel 1 : Kebutuhan Air Penduduk Desa Sukaraja tahun 2012-2032

TahunJumlah

Penduduk(jiwa)

Kebutuhan Air Bersih liter/orang/hari (Qd)

Debit Kebutuhan Air Domestik

(Liter/hari)

Kebutuhan Air Bersih Non Domestik

Liter/Orang/Hari (Qn)

2012 8399 60 503940 10002013 8558 60 513480 10002014 8721 60 523260 10002015 8886 60 533160 10002016 9055 60 543300 10002017 9227 60 553620 10002018 9403 60 564180 10002019 9581 60 574860 10002020 9763 60 585780 10002021 9949 60 596940 10002022 10138 60 608280 10002023 10331 60 619860 10002024 10527 60 631620 10002025 10727 60 643620 10002026 10931 60 655860 10002027 11138 60 668280 10002028 11350 60 681000 10002029 11566 60 693960 10002030 11785 60 707100 10002031 12009 60 720540 10002032 12238 60 734280 1000

Sumber : olahan data penulis

Selanjutnya ditentukan pula kebutuhan kehilangan air Penduduk Desa Sukaraja. Kebutuhan

Kehilngan Air adalah debit yang perlu ditambahkan untuk menjaga nilai debit kebutuhan

yang sampai pada masyarakat akibat kehilangan pada sistem ditribusi. Nilai kebutuhan

kehilangan air dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Kehilangan Air=(Qn+QD)×0.15

Dimana Qn adalah debit kebutuhan air non domestik

QD adalah debit kebutuhan air domestik

Tabel 2. Kebutuhan Kehilangan Air Penduduk Desa Sukaraja

TahunJumlah Penduduk

(Jiwa)Kehilangan Air / Hari

Qa = (Qn+Qd) × koef aKehilangan Air /

Detik

2012 8399 75741 5.842013 8558 77172 5.952014 8721 78639 6.072015 8886 80124 6.182016 9055 81645 6.302017 9227 83193 6.422018 9403 84777 6.542019 9581 86379 6.672020 9763 88017 6.792021 9949 89691 6.922022 10138 91392 7.052023 10331 93129 7.192024 10527 94893 7.322025 10727 96693 7.462026 10931 98529 7.602027 11138 100392 7.752028 11350 102300 7.892029 11566 104244 8.042030 11785 106215 8.202031 12009 108231 8.352032 12238 110292 8.51

Sumber : olahan data penulis

Setelah ditentukan kebutuhan air domestik, kebutuhan air non domestik, dan kebutuhan kehilangan air, dapat diperoleh kebutuhan air total dengan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

Kebutuhan Air Total(Qt )=(Qd+Qn+Qa)Kebutuhan Air Maksimum=1.25∗QtKebutuhan Air Peak=1.75∗Qt

Tabel 3. Kebutuhan Total Air Desa Sukaraja

TahunJumlah

Penduduk (jiwa)

Kebutuhan Air TotalQt = Qd + Qn + Qa

(liter/hari)

Kebutuhan Air Maksimum

Qm = 1.25 × Qt(liter/hari)

Kebutuhan Air PeakQp = 1.75 × Qt

(liter/hari)

2012 8399 580681 725851.25 1016191.752013 8558 437308 546635 7652892014 8721 445621 557026.25 779836.752015 8886 454036 567545 7945632016 9055 462655 578318.75 809646.252017 9227 471427 589283.75 824997.252018 9403 480403 600503.75 840705.252019 9581 489481 611851.25 856591.752020 9763 498763 623453.75 872835.252021 9949 508249 635311.25 889435.752022 10138 517888 647360 9063042023 10331 527731 659663.75 923529.252024 10527 537727 672158.75 941022.252025 10727 547927 684908.75 958872.252026 10931 558331 697913.75 977079.252027 11138 568888 711110 9955542028 11350 579700 724625 10144752029 11566 590716 738395 10337532030 11785 601885 752356.25 1053298.752031 12009 613309 766636.25 1073290.752032 12238 624988 781235 1093729

Sumber : olahan data penulis

B. Instalasi Pengolahan Air Sederhana (IPAS) dan Pola Jaringan Distribusi

Instalasi pengolahan air sederhana (IPAS) adalah bangunan pengolahan air yang mampu

mengolah air baku menjadi air bersih untuk pelayanan secara komunal. IPAS yang penulis

rancang pada kesempatan kali ini mengacu pada pedoman yang dikeluarkan oleh Direktorat

Jenderal Cipta Karya Departemen Pekerjaan Umum (Modul No. 4.2 Petunjuk Praktis

Pembangunan Instalasi Pengolahan Air Sederha Type 2). Bangunan IPAS tipe 2 ini mampu

mengolah air baku dengan range kadar kekeruhan 50-150 NTU. Sungai Ciwulan yang

melewati Desa Sukaraja memiliki kekeruhan sekitar 25 NTU, oleh karena itu IPAS ini penulis

anggap sesuai untuk dipergunakan sebagai instalasi pengolahan air bersih di Desa Sukaraja

karena jika ditinjau dari parameter kekeruhan IPAS ini tidak akan mengalami pembebanan

yang begitu berarti sementara parameter lain tetap dapat dikurangi.

Unit pengolahan terdiri dari bangunan penyadap, bak penampung, tangki penampung,

saringan kasar naik turun (SKNT), saringan pasir lambat (SPL). Tipe pengaliran air

disesuaikan dengan topografi Desa Sukaraja dimana sungai sebagai sumber air baku memiliki

perbedaan elevasi 13 m lebih rendah dibandingkan dengan pemukiman warga.

Bangunan Penyadap

Bangunan penyadap berupa peresapan yang terbuat dari batu kali setinggi 1 meter atau untuk

sungai relatif dangkal. Bangunan penyadap berbentuk trapesium dengan dimensi disesuaikan

dengan debit untuk pemenuhan kebutuhan masyarakat.

Kebutuhan air domestik dan non domestik

Berdasarkan proyeksi penduduk tahun 2032, jumlah populasi Desa Sukaraja diprakiran

menjadi 12.238 orang. Perhitungan dimensi yang penulis lakukan dimodelkan untuk

kebutuhan satu RW. Dengan 8 RW yang terdapat di Desa Sukaraja, maka pada tahun 2032

diprakirakan jumlah penduduk pada satu RW dengan asumsi penyebaran merata di tiap RW

akan menjadi 1.530 orang.

Kebutuhan air domestik:

60 liter /kapita/hari x1530=91.800 liter /hari

Kebutuhan air non-domestik:

5 % x 91.800 liter /hari=4.590 liter /hari

Kehilangan air :

15 % x (91.800+4.590 )=14.458 liter /hari

Total kebutuhan air bersih :

91.800+4.590+14.459=110.849 liter /hari

Saluran penyadap

Saluran berpenampang trapesium dengan

panjang saluran 1,5 m dan lebar atas 40

cm dan lebar bawah 70 cm dengan

kedalaman 1 m

Sumur pengumpul

Bangunan sumur pengumpul yang terbuat

dari pasangan batu bata yang diplester.

Bentuk sumur pengumpul segi empat

dengan lebar 1 m x 1 m dan kedalaman 3,7

m dari permukaan tanah. Air baku akan

masuk kedalam sumur pengumpul melalui

saluran penyadap yang berlubang-lubang.

Bak penampung

Dari sumur pengumpul air akan disalurkan

ke dalam bak penampung melalui pipa

dengan bantuan pompa. Bak penampung

berfungsi sebagai penampung air baku

yang nantinya akan diolah. Pemompaan

akan dilakukan selama 3 jam per harinya

pada kisaran pukul 02.00 hingga 05.00.

Pemompaan Dilakukan pada pukul

tersebut dengan antisipasi pemakaian

maksimum oleh warga terjadi di pagi hari.

Debit yang dibutuhkan : 110,85m 3/hari

Pemompaan 3 jam :

110,85 /3=36,95 m 3/ jam

Ukuran dimensi bak penampungan untuk

menampung volume air yang dibutuhkan

per hari:

V = p x l x t

V = 5 m x 6 m x 4 m

V=120 m3 (mencukupi volume

kebutuhan air bersih harian)

Debit/jam:110,85m3

harix 24 jam /hari

¿4,62 m 3/ jam x1 jam /3600 s

¿1,28 x10−3m3/ s

Jenis pipa yang digunakan adalah pipa PVC

dengan diameter 1 ¼ inchi

Untuk mengetahui apakah diameter pipa

sesuai dengan debit yang dibutuhkan,

digunakan persamaan untuk mencari

kehilangan tenaga primer akibat gesekan pada

pipa:

H f =10.67 ×Q1,85

CHW1,85× D4,87 × L

Dengan nilai CHW = 130

H f =10.67 × 0.001281,85

1301,85× 0.031254,87 × 7=0.872

∆H antara muka air sumur pengumpul dan

ujung pipa yang keluar air di bak

penampang direncanakan sebesar 1 m,

dengan demikian dapat dicek apakah

ukuran pipa 1 ¼ inchi dapat mengalirkan

air ke bak penampung atau tidak

Kontrol : ∆H > Hf

1 > 0.872

Karena ∆H > Hf maka diameter pipa yang

dipilih memadai untuk pengaliran.

Tipe pengaliran dari sumur pengumpul ke

bak penampung menggunakan sistem

gravitasi. Aliran dari bak penampung ke

unit pengolahan saringan kasar naik turun

menggunakan bantuan pompa karena

elevasi bak penampung lebih rendah

daripada unit pengolahan.

Saringan kasar naik turun

Tanki saringan kasar naik turun terbuat

dari fiber glass atau plastik dengan

kapasitas per unit 3 m3. Tangki diisi

dengan pecahan batu/kerikil berdiameter

2-4 cm sampai ketinggian 40 cm dari

permukaan bagian atas tanki. Untuk

mengakomodir kebutuhan air harian

penduduk yaitu 4.62 m3/jam, selama 3 jam

pengaliran air dari bak penampung ke

saringan kasar naik turun diperlukan

tangki dengan kapasitas 13,6 m3. Untuk itu

diperlukan 5 unit saringan kasar naik

turun.

Pipa inlet dan outlet yang digunakan

berdiameter 1 inchi, sementara pipa untuk

back wash sebesar 2 inchi. Sistim aliran

air dari tangki penampung ke unit

pengolahan dari bawah ke atas, kemudian

pada SKNT 1 ke SKNT 2 dari atas ke

bawah dan begitu seterusnya hingga unit

SKNT 5.

Dudukan/Penyangga

Dudukan atau penyangga terbuat dari

balok kayu ukuran 8/15 yang berfungsi

sebagai penyangga untuk untuk unit tangki

penampung dan saringan kasar naik turun.

Saringan pasir lambat

Bangunan saringan pasir lambat (SPL)

terbuat dari batu bata atau batu kali yang

diplester dengan ukuran lebar 3.5 m

panjang 4 m dan tinggi 1 m. sebagai media

penyaring adalah pasir setinggi 60 cm dan

papan sebagi penyangga media pasir

sehingga ada ruang kosong antara media

pasir dengan dasar bagian bawah SPL.

Unit SPL memiliki pipa inlet dan outlet

dengan diameter 1 inchi dan pipa penguras

3 inchi.

Hidran umum

Hidran umum atau reservoir dibuat

karena elevasi unit pengolahan lebih

rendah dari pemukiman publik. Dari

hidran umum air akan langsung

didistribusikan ke masyarakat dengan

bantuan sistem aliran gravitasi dan apabila

perbedaan tekanan tidak mencukupi

hingga titik terjauh pendistribusian maka

dapat dibantu dengan penggunaan pompa.

Ukuran kapasitas Q maksimum adalah:

110.85 m3/hari x 1.75 = 194 m3/hari

Ukuran per unit hidran = 4 m3

Banyaknya hidran umum yang diperlukan:

Unit hidran :194

4=48.5 49unit

Jadi dibutuhkan 37 nit hidran umum untuk

mengakomodir 1530 orang dengan

kebutuhan air 60 liter/orang/hari.

Base demand untuk tiap hidran umum

1 HU=2.29liter

s:49

¿0.047liter

s

Pola jaringan distribusi

Pola jaringan distribusi yang penulis

anggap cocok untuk diaplikasikan pada

desa ini adalah sistem distribusi cabang.

Sistem distribusi cabang adalah sistem

pendistribusi air bersih yang bersifat

terputus membentuk cabang-cabang sesuai

dengan daerah pelayanan. Sistem

distribusi ini akan memudahkan saat

menghitung dimensi pipa. Selain itu untuk

pengembangan daerah pelayanan lebih

mudah karena hanya tinggal menambah

sambungan pipa yang telah ada. Dengan

diperbaikinya sistem distribusi secara

komunal dan terpadu maka pemenuhan

kebutuhan air bersih seluruh warga dapat

terjamin.

Pada pola distribusi cabang debit dapat

dibagi berdasarkan cabang-cabang pipa

pelayanan. Oleh karena itu dapat dicari

ukuran pipa yang tepat untuk digunakan

agar kecepatan aliran pada pipa yang

digunakan dapat disesuaikan dengan

syarat kecepatan maksimum pipa PVC

3.0-4.5 m/s. Penulis menetapkan

kecepatan sebesar 4 m/s

Q=A × v

1.28 ×10−3 m3

s=3.14 ×

D2

4× 4

ms

D=0.02m

Maka ukuran pipa yang merepresentasikan

ukuran tersebut yang ada di pasaran adalah

pipa diameter 1 inchi.

C. Desain Wastewater Garden

Untuk mengitung luas WWG yang

dibutuhkan, terlebih dahulu menetukan

harus air limbah yang dihasilkan. Dalam

pengolahan ini hanya menggunakan grey

water, karena diasumsikan black water

telah diolah di septic tank yang dimiliki

oleh masing-masing rumah penduduk.

Karakteristik utama grey water yang

menjadi pertimbangan pada desain IPAL

ini adalah Total Suspended Solid (TSS/Zat

Padat Tersuspensi) dan Biochemical

Oxygen Demand (BOD/Kebutuhan

Oksigen Biokimiawi). Menurut hasil

survey domestik yang dilakukan oleh

BPPT pada tahun 2005, kadar BOD air

limbah domestik adalah sebesar 80.3 mg/L

dan kadar TSS dalam greywater air limbah

domestik adalah sebesar 160 mg/L.

Jumlah penduduk yang digunakan adalah

jumlah penduduk proyeksi 20 tahun

mendatang pada Desa Sukaraja, yaitu

12.238 jiwa. Karena permodelan yang

kami gunakan adalah untuk satu RW, dan

mengasumsikan setiap penduduk

terdistribusi merata di 8 RW, maka setiap

RW terdiri dari 1.530 jiwa.

a. Penghitungan debit limbah (grey

water) yang dihasilkan

Qwaste

orang=

kebutuhan airoranghari

× koefisienlimbah

= × 60 L/orang/hari × 0,8 = 48L/

orang / hari

Umumnya setiap orang menghasilkan

10L limbah black water setiap

harinya, maka:

Q greywater=( Qwaste

orang−10

Loranghari )× jumlah penduduk

= (48L/orang/hari –

10L/orang/hari) × 1.530 = 58.140

L/hari = 58,14 m3/hari

b. Penghitungan kadar parameter per

hari

Kriteria design WWG berdasarkan

parameter utama yaitu BOD dan TSS

1. BOD :

KadarBODhari

=80,3 gm3 ×58,14

m3

hari=4668,642 g /hari

2. TSS :

KadarTSShari

=160 gm3 ×58,14

m3

hari=9302,4 g /har

c. Luas WWG dibutuhkan (untuk

masing-masing parameter)

Luas WWGBOD=4668,642 g BOD/hari

6g

m2 . hari=778,107 m2

Luas WWGTSS=9302,4 gTSS /hari

20g

m2 . hari=465,12 m2

Karena

Luas WWGBOD>LuasWWGBOD

maka dipilihlah standar BOD untuk

luas desain yang dibutuhkan yaitu

778,107 m2.

Dalam perencanaan, Wastewater Garden ini akan diinstalasikan di lahan Desa Sukaraja yang

digunakan sebagai pekarangan. Menurut Badan Pusat Statistik tahun 2012, 12,50 hektar lahan

dari total 564,5 hektar lahan (atau sebesar 2,22%) di Desa Sukaraja merupakan pekarangan.

Jika diasumsikan distribusi luas pekarangan yang merata di setiap RW, maka luas

pekarangan di suatu RW adalah 1,5625 hektar atau 15.625 m2. Maka, berdasarkan

perhitungan luas WWG sebelumnya, menunjukkan bahwa lahan yang tersedia dapat

memenuhi kebutuhan luas WWG.

Tipe aliran yang akan digunakan pada WWG adalah subsurface flow, yaitu aliran yang

terdapat dibawah permukaan tanah. Keunggulannya adalah memiliki efisiensi yang tinggi

dalam penyerapan TSS, BOD, COD, logam, serta penggunaan energi yang kecil, tidak bau,

dan tidak memiliki masalah terhadap nyamuk atau serangga serupa (EPA, 2000) sehingga

tepat digunakan pada derah tropis.

Selain digunakan sebagai unit pengolahan air limbah domestik menjadi air bersih, Wastewater

Garden memiliki beberapa fungsi lainnya. Wastewater Garden dapat berfungsi sebagai Ruang

Terbuka Hijau di Desa Sukaraja. Pemilihan tanaman pada Wastewater Garden dapat

dilakukan sesuai dengan kebutuhan dan sesuai dengan keanekaragaman tumbuhan di wilayah

dimana Wastewater Garden akan diaplikasikan. Ruang Terbuka Hijau juga dapat menambah

nilai estetika pada lingkungan Desa Sukaraja. Selain itu, air hasil olahan dari Wastewater

Garden ini akan diinfiltrasikan ke tanah sebagai cadangan air tanah dan sebagai subsurface

irrigation bagi persawahan, perkebunan, dan ladang. Hal ini diharapkan dapat mendukung

pula kegiatan pertainan serta perkebunan sebagai sektor ekonomi utama di Desa Sukaraja,

dimana lebih dari 56% penduduk desanya bermatapencaharian sebagai petani.

Masyarakat Desa Sukaraja juga memiliki rasa inisiatif yang tinggi dan penulis beranggapan

masyarakat dapat mengemban amanah dan tanggung jawab untuk menjaga dan

mengoperasikan sistem pengolahan air yang dikonsepkan. Kondisi eksisting Desa Sukaraja

yang telah memiliki sistem distribusi sederhana swadaya menunjukkan bahwa masyarakat

desa memiliki rasa kesadaran yang tinggi untuk mencapai kesejahteraan bersama. Dilihat dari

tingkat pendidikan masyarakat yang cukup baik, maka penulis juga merasa tata cara

pengoperasian dan perawatan instalasi pengolahan air bersih dan pengolahan limbah dapat

dikuasi oleh masyarakat.

V. PENUTUP

VI. DAFTAR PUSTAKA

VII. LAMPIRAN

Menghitung RAB 1 Model Instalasi Pengolahan Air Bersih

No Jenis Pengeluaran Volume Harga Satuan Jumlah1 Pembuatan Bak Penyadap

1. Batu Kali (Batu Kosong) 1.75 m3 Rp 185.000 Rp 327.500

2. Pembuatan Sumur Pengumpul1. Cincin Beton 5 Buah Rp 2000 Rp 10.000

3. Pembuatan Bak Penampung1.Serat Kaca / plastic (kap 4 mc3)

2. Kawat Kasa 1 Buah3m2

Rp 159.000Rp 15.000

Rp 159.000Rp 45.000

4 Pembuatan Saringan Naaik Turun1. Serat Kaca Platik (kap 3 m3)2. Kerikil (dia 2-4 cm)3. Pipa PVC dia 2 inch)

2.5 m3

5 unit10 m3

Rp 159000Rp 220.000Rp. 260.00

Rp 397500Rp 1.100.000Rp 260.000

5 Pembuatan Saringan Pasir Lambat1. Batu Bata / Serat Kaca2. Batu Kali untuk fondasi3. Pasir4. Semen5. Besi Dia 8 mm6. Besi Dia 6 mm7. Plat Besi Berlubang (2x3) 3mm8. Media Pasir

1750 buah1.8 m3

6m3

30 Zak10 Batang5 Batang1 Buah3.6 m3

Rp 2.500Rp. 175.000Rp 100.000Rp 61.000Rp 35.000RP. 28.000Rp. 22.000Rp 150.000

Rp 4.375.000Rp 315.000Rp 600.000Rp 1.830.000Rp 350.000Rp 140.000Rp 22.000Rp 540.000

6. Dudukan Dari Kayu1. Kayu Balok 8/152. Kayu Balok 5/123. Kayu Balok 5/7

2 m3

2 m3

2 m3

Rp 200.000Rp 200.000Rp 200.000

Rp 400.000Rp 400.000Rp 400.000

7. Pompa1. Pompa PVC Dia ¾”2. Pompa Inlet - outlet

4 unit4 unit

Rp 26.000Rp 30.000

Rp 104.000Rp 120.000

Total Rp 11.895.000

Menghitung RAB 1 Model Wastewater Garden

No Jenis Pengeluaran Volume Harga Satuan Jumlah Harga1 Biaya Penggalian Tanah (dapat

dikerjakan warga secara gotong royong) - - -

2. Pembuatan Wastewater Garden1. Gravel (tersedia di alam sekitar Desa

Sukaraja)2. Tanah (tersedia di alam sekitar Desa)3. Tanaman

Pohon Enaupohon keladipohon sentepohon jarak

311 m3

-

----

Rp 60.000,-/ 50 kg

--Rp1.500,-Rp 2.000,-Rp 1.234,-Rp 550,-

-

--Rp 583.000,-Rp 778.000,-Rp 480.026,-Rp 213.950,-

Total Rp 2.055.476,-

Menghitung 1 Model Kebutuhan Bahan Bangunan Penampung Air (Hidran Umum)

No Jenis Bahan Volume Harga Satuan Jumlah1. Semen 10 Zak Rp 61.000 Rp 610.0002. Pasir Uruq 0.8 m3 Rp 90.000 Rp 72.0003. Batu Kali 2.5 m3 Rp 175.000 Rp 437.000

4. Pipa GIP Dia 3” 2 batang Rp 30.000 Rp 60.0005. Pipa GIP Dia ¾” 1 batang Rp 30.000 Rp 30.0006. Kran dia ¾ “ 3 buah Rp 50.000 Rp 150.0007. Socket GIP dia ¾” 3 buah Rp 100.000 Rp 300.0008. Tangki Fiber Kapasitas 4 m3 2 buah Rp 4.280.000 Rp 4.280.000Total Rp 9.670.000

Biodata Peserta

Nama :

NIM :

Tempat tanggal lahir :

Alamat Universitas/ Himpunan :

Jurusan/ Fakultas :

No. HP/ email :

Prestasi/ penghargaan yang pernah diraih selama menjadi mahasiswa :

Nama :

NIM :

Tempat tanggal lahir :

Alamat Universitas/ Himpunan :

Jurusan/ Fakultas :

No. HP/ email :

Prestasi/ penghargaan yang pernah diraih selama menjadi mahasiswa :

Nama :

NIM :

Tempat tanggal lahir :

Alamat Universitas/ Himpunan :

Jurusan/ Fakultas :

No. HP/ email :

Prestasi/ penghargaan yang pernah diraih selama menjadi mahasiswa :

Biodata Dosen Pembina

Nama lengkap dan gelar :

Golongan pangkat dan NIP :

Jabatan fungsional :

Fakultas/Program studi :

Nomor telepon/HP :

Alamat rumah