PENERAPAN METODE FILTER CORING DALAM EVALUASI … · Kinerja filter dihitung dari rasio volume air backwash dengan air filtrasi sebesar 2,3% termasuk dalam kriteria ... meningkatkan

1

PENERAPAN METODE FILTER CORING DALAM EVALUASI

KINERJA FILTER CEPAT PADA PDAM SIDOARJO

APLICATION OF FILTER CORING METHODS FOR

EVALUATION OF RAPID SAND FILTER PERFORMANCE AT

PDAM SIDOARJO

ADI PRADANA ANGGA NANDYTA dan BOWO DJOKO MARSONO

Jurusan Teknik Lingkungan

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

email: [email protected]

Abstrak

Air Bersih merupakan kebutuhan yang sangat mutlak dibutuhkan oleh setiap manusia. Air yang memiliki kualitas

standar untuk dapat digunakan sebagai sumber Air bersih, dibutuhkan instalasi pengolahan untuk melayani kebutuhan

air bersih / air minum di seluruh kota khususnya kota Sidoarjo sebagai lingkup studi ini. kualitas air yang akan

didistribusikan bergantung pada kinerja filter yang digunakan. Untuk itu, diperlukan evaluasi kinerja filter yang

memberikan gambaran kondisi filter saat filter beroperasi maupun saat backwash. Hasil dari penelitian dengan metode

filter coring ini menghasilkan kekeruhan filtrat rata – rata 0,52 – 0,69 NTU, dan telah sesuai dengan kriteria yaitu < 5

NTU. Kinerja filter dihitung dari rasio volume air backwash dengan air filtrasi sebesar 2,3% termasuk dalam kriteria

2-4% yang berarti normal. Hasil dari pengukuran ekspansi bakwash menunjukan bahwa media terekspansi dengan

baik, ditunjukkan dari alat pengukur ekspansi dimana semua ukuran diameter media masuk ke dalam alat pengukur

ekspansi saat backwash. Hasil kekeruhan core sampling dari 2 unit bak filter yang di jadikan penelitian adalah 35,5 -

43,72 NTU, masuk kedalam kriteria floc retention 30-60 NTU yang berarti media filter bersih. Solusi untuk

meningkatkan kinerja filter dapat dilakukan dengan cara mengganti diameter media pada kedalaman 6-12in dari

ukuran diameter 0,59<x<1,18mm. menjadi ukuran 0,42<x<0,59m

Kata Kunci : Filter, Filter Coring, Backwash.

2

Abstract

Clean water is a requirement that is absolutely needed by every human being. Water that has the quality standards to

be used as a source of clean water, treatment plant needed to serve the needs of clean water / drinking water

throughout the city, especially the town of Sidoarjo as the scope of this study. water quality which will be distributed

depends on the performance of filters used. For that, the required filter performance evaluation that provides a filter

condition when the filter operates as well as backwash. Results from research with coring filter method produces

filtrate turbidity - average 0.52 to 0.69 NTU, and in compliance with the criteria of <5 NTU. Performance is calculated

from the ratio of filter backwash water volume with water filtration of 2.3% is included in criteria 2-4%, which means

normal. The result of the expansion measurements showed that the had expansion bakwash well, shown from the

expansion of the measuring device in which all media diameter into the expansion during backwash gauges. Results

turbidity 2 units of core sampling of the filter tanks made in the study is 35.5 to 43.72 NTU, into the floc retention

criteria 30-60 NTU, which means clean filter media. Solutions to improve the performance of the filter can be done by

changing the diameter of the media at a depth of 6-12in of a diameter of 0.59 <x <1.18 mm. to the size of 0.42 <x

<0.59 mm.

Keyword : Filter, Media, Filter Coring

1. Pendahuluan

Sistem backwash existing pada PDAM Sidoarjo / TTS (Taman Tirta Sidoarjo)

dengan menggunakan udara yang dihembuskan melalui blower,kemudian air bercampur

udara, dan yang terakhir dengan air. Filter berjumlah 4 unit dengan kapasitas flow 200 l/dt,

dengan type single media (pasir silica) rate filtrasi 5-8 m/jam. Lama waktu backwash filter

dapat mepengaruhi kinerja filter saat beroperasi. Backwash yang terlalu cepat berdampak

pada tidak optimalnya removal partikel yang berada pada pori-pori media filter. Sedangkan

backwash yang terlalu lama dapat mengakibatkan bertambah besarnya jumlah media filter

yang terekspansi bersamaan dengan terekspansinya partikel-partikel yang menutup pori-pori

media. Hal ini akan berdampak terhadap menurunnya ketebalan lapisan media filter.

3

Berdasarkan pertimbangan di atas, maka dalam tugas akhir ini dilakukan evaluasi terhadap

kinerja filter dengan dengan penerapan metode filter coring. Karena dengan menggunakan

metode filter coring ada beberapa kelebihan jika dibandingan dengn pengukuran yang

dilakukan pada kondisi existing, dimana hanya dilakukan pengecekan pada influen dan

effluent dengan menggunakan turbidity meter untuk mengukur kekeruhan. Kelebihan antara

lain bisa diketahui kualitas kinerja filter secara mendetail, mulai, Pengamatan fisik filter,

Core sampling untuk solid retention profile sebelum dan sesudah backwash, Profile

kekeruhan saat backwash, Pengukuran ekspansi backwash, Core sampling untuk analisa

ayakan, Profile kekeruhan effluen filter, Solid retention profile. Evaluasi terhadap kinerja

filter dilakukan pada unit filter di TTS (Taman Tirta Sidoarjo) . Evaluasi filter dilakukan

dengan menggunakan metode filter coring. Dari hasil pelaksanaan penelitian didapatkan

gambaran mengenai performa filter saat beroperasi dan saat backwash berlangsung. Data-

data yang diperoleh dapat digunakan sebagai bahan acuan untuk memperbaiki dan

meningkatkan performa filter

2. Gambaran Umum Wilayah Perencanaan

PT. TAMAN TIRTA SIDOARJO didirikan pada tahun 1997 oleh Mr..Bambang, Mr.

Johanes, dan Mr. Hans Maramis yang merupakan pengusaha lokal. Pada tahun 1998 sebagian besar

saham dijual ke investor luar negri dengan nama Compagnie Generale Des Eaux yang berganti

nama menjadi Vivendi water dan kemudian berganti nama lagi Veolia Water, yaitu perusahaan

multinasional dari perancis (berkantor pusat di Singapura) dimana dalam sejarahnya merupakan

perusahaan spesialisasi di bidang pengolahan air. Struktur kepemilikan saham perusahaan berubah

status dari PMDN ke PMA, dengan prosentase kepemilikan saham 60 % PMA dan 40 % Mr. Hans

Maramis.

Kemudian pada pertengahan tahun 2000 kepemilikan saham berubah menjadi 95 %

Compagnie Generale Des Eaux ( berkantor pusat di Paris ) dan 5 % PMDN ( Risjadson

4

Land ) di bulan Maret tahun 2004, 95 % saham dijual dari Compagnie Generale Des Eaux ke

perusahaan Singapura bernama Asian Utilities Pte Ltd. Setelah terjadi perubahan kepemilikan

saham, kegiatan operasional PT. TTS di Sidoarjo masih tetap berada dibawah koordinasi PT Taman

Tirta Sidoarjo di Jakarta, adapun monitoring berubah dari Veolia Water South East Asia yang

berkantor pusat di Kuala Lumpur Malaysia ke Asian Utilities Ote Ltd yang berkantor pusat di

Singapura.

PT. TTS telah membuat perjanijian / kontrak kerjasama dengan PDAM “ Delta Tirta ”

kabupaten Sidoarjo dalam system penyediaan air minum untuk melayani masyarakat kabupaten

Sidoarjo, yaitu :

1. Bangun kelola Alih Milik (BKAM)/ Built Operate dan Transfer (BOT), pembangunan

Instalasi Pengelola Air Minum Kapasitas 200 I/det di Tawangsari. Produk perdana dimulai

tanggal 1 April 1999 dengan masa pengelolaan / pengoperasian selama 25 tahun.

2. Jual Beli Air untuk air minum yang diproduksi dan dijual oleh PT. TTS dari Instalasi

Pengolahan tersebut dibeli oleh PDAM “ Delta Tirta ” Kabupaten Sidoarjo.

Dalam perajalanannya pada bulan Oktober 200 ketentuan kontrak diadendum menyesuaikan

situasi kondisi dalam hal jumlah produksi dan harga, serta masa pengelolaannya diperpanjang

menjadi 30 Tahun.

Total staf operasional di PT. TTS di Sidoarjo adalah 16 orang, adapun bidang pekerjaannya

meliputi produksi, pemeliharaan, dan pengaanan Instalasi Pengolahan Air minum.

3. Tinjauan Pustaka

Media filter secara luas digunakan dalam pengolahan air minum untuk menghilangkan

partikulat dan kontaminasi mikroba sebelum air didesinfeksi. Untuk berfungsi secara baik, setiap

filter harus di-backwash secara teratur untuk menghilangkan deposit dari endapan yang terdapat

pada media filter. (Brouckaert,dkk 2006)

5

Selama filtrasi berlangsung, partikel yang terdapat dalam air influen bersentuhan dengan

permukaan media filter dan terakumulasi dalam ruang yang terdapat diantara pori-pori media filter

yang berakibat terhadap penurunan kecepatan air saat melalui media dan terjadinya peningkatan

terhadap headloss filter. Ketika kualitas filter mulai memburuk dan atau maksimum headloss yang

diijinkan telah tercapai, filter harus di-backwash agar filter dapat kembali beroperasi dengan baik.

(Logsdon, 2006)

Performa filter yang optimal menjadi komponen yang penting dalam pengolahan air permukaan.

Untuk sistem yang konvensional dan sistem filtrasi langsung mambutuhkan kekeruhan effluen filter

< 0,3 NTU. Perubahan peraturan yang terjadi menyebabkan filter diharuskan untuk menghasilkan

effluen air dengan nilai kekeruhan yang kecil, sehingga membutuhkan operasi filter yang sempurna

dengan teknik backwash yang optimum. (Murphy, 2008)

Evaluasi filter yang dilakukan adalah untuk melihat parameter kinerja filter saat filter

mengolah air dan saat backwash. Evaluasi filter yang dilakukan terdiri dari:

a. Pengamatan terhadap adanya retakan, lubang pada media filter, penurunan media filter, dan

timbunan media filter

b. Pengukuran kedalaman media untuk menentukan besarnya media filter yang hilang

c. Pengukuran lapisan kerikil untuk menentukan kesatuan sistem underfloor dan distribusi air

backwash pada filter

d. Inspeksi terhadap mudball dan intermixing pada media filter

e. Filter coring untuk analisa ayakan media filter

f. Analisa floc retention untuk penentuan efisiensi backwash

g. Analisa kekeruhan backwash untuk menentukan efisiensi dari penggunaan air backwash

h. Pengukuran terhadap ekspansi media filter.

(AWWA, 2002)

6

Evaluasi pada filter dilakukan dengan melakukan pengukuran terhadap indikator-indikator

baiknya kinerja filter, diantaranya:

a. Turbidity air filtrasi

Air effluen filter mempunyai nilai kekeruhan < 0,3 NTU.

b. Ratio volume air backwash dengan volume air filtrasi

Ratio volume air backwash dengan volume air filtrasi dengan range kriteria : 2 – 4 % - normal;

> 5% - buruk

c. Unit Filter Run Volume

Unit Filter Run Volume dengan range kriteria 300-500 m3/m

2, yang didapatkan dengan

persamaan

Unit Filter Run Volume = rate filtrasi (m/hr) × waktu penggunaan filter (hr)

(Breese, 2006)

FILTER CORING

Hal yang dapat membuktikan terjadinya removal partikel oleh lapisan media filter saat prose

filtrasi berlangsung dan apakah backwash yang berlangsung pada filter efektif untuk meremoval

endapan flok yang terdapat pada lapisan media filter adalah dengan melakukan filter coring.

Filter coring adalah teknik inspeksi yang memeriksa sejumlah flok partikel yang menyatu dan

tertinggal pada setiap lapisan media filter. (Pizzi, 1997)

Hal-hal yang dilakukan saat filter coring, yaitu:

1. Inspeksi fisik terhadap media filter

2. Core sampling untuk analisa solid retention profile yang dilakukan sebelum dan sesudah

backwash berlangsung

3. Membuat backwash-turbidity profile

4. Melakukan pengukuran terhadap ekspansi media filter saat backwash

5. Melakukan core sampling untuk analisa ayakan media filter

7

6. Membuat profile turbiditas effluen filter

7. Membuat solid retention profile

1. Inspeksi Fisik Terhadap Media Filter

Hal hal yang dilakukan dalam inspeksi fisik media filter meliputi:

Permukaan media

– Retakan yang terdapat pada permukaan media

– Terbentuknya mudballs

– Kedalaman lapisan filter, dan migrasi kerikil Backwash

– Kehilangan media filter

Pengukuran Kedalaman Media Filter

Karena backwash filter dan operasi filter yang lain dapat berakibat pada hilangnya media

filter, maka pengukuran kedalaman total media filter harus dilakukan secara teratur untuk

mengetahui apakah kedalaman media filter masih memenuhi spesifikasi kriteria desain dari filter.

Kehilangan media filter yang terjadi setiap tahun menjadi hal yang tidak biasa khususnya jika filter

menggunakan dual media yang terdiri dari pasir dan antrasit. Kecepatan backwash yang dibutuhkan

untuk membersihkan media filter mungkin dapat menghilangkan antrasit yang densitasnya lebih

rendah dari pasir silika. Kehilangan yang sangat besar pada media filter merupakan indikasi

buruknya operasi filter yang berlangsung atau terdapatnya masalah pada dasar filter yang akan

berakibat pada penurunan effluen filter. (Pizzi, 1997)

Core Sampling

Perkiraan yang akurat mengenai keadaan lapisan filter didapatkan dengan melakukan core

samples dari beberapa titik pada permukaan filter lalu melakukan analisa floc retention terhadap

sampel tersebut. Analisa floc retention meliputi pencampuran endapan flok dari sampel media filter

8

kemudian diukur nilai turbiditinya dalam 500 ml air/100 gr media. Nilai range hasil pengukuran

turbiditas dari hasil analisa floc retention, yaitu:

− 30-60 NTU = media filter bersih

− 60-120 NTU = media filter sedikit kotor

− > 120 NTU = media filter kotor, system pencucian dan prosedur operasi perlu

dievaluasi

− > 300 NTU = kemungkinan adanya masalah mudball pada media filter

(Brouckaert,dkk 2006)

Prosedur pelaksanaan core sampling dilakukan setelah air tidak terdapat pada filter.

core sampling

Perlakuan core sampling, yaitu:

1. Sampel media filter I diambil dari tiga lubang penggalian pada filter dengan kedalaman 0-2

inc.

2. Sampel media filter II diambil dari dua lubang penggalian dari sampel media filter I dengan

kedalaman 2-6 inc.

3. Sampel media filter III diambil dari satu lubang penggalian dari sampel media filter II

dengan kedalaman 6-12 inc.

4. Tiap sampel pada masing-masing kedalaman diletakkan pada wadah yang berbeda

5. Ulangi percobaan hingga penggalian sampai pada bagian kerikil pada filter seperti terlihat

pada Gambar 3.4.

9

Gambar metode core sampling

Ketika seluruh media filter untuk core sampling telah didapatkan, lakukan backwash seperti

biasa. Sampel air backwash diambil untuk dilakukan analisa kekeruhan. (Pizzi, 1997)

Analisa Solid Retention

Masing-masing wadah yang berisi media filter hasil core sampling dibawa ke laboratorium

untuk analisa turbiditas dan floc retention. Tujuannya adalah untuk mengukur retensi media filter

sebagai ratio antara kekeruhan dengan berat media filter atau NTU per 100 gram dari filter hasil

core sampling. Hasil ini akan memberikan gambaran profil tiap kedalaman dari media filter

sebelum dan sesudah backwash yang dapat digunakan untuk menggambarkan proses backwash

yang berlangsung.

Hal-hal yang dilakukan untuk analisa solid retention dan floc retention untuk media hasil

core sampling, yaitu:

a. Sampel media filter hasil dari core sampling diambil dari wadah dan ditimbang beratnya

b. Campurkan dengan 100 ml air, kocok selama 30 detik.

c. Pisahkan air dengan media, lalu ulangi percobaan pada point b.

Anthracite

Sand

Filter Trough

Underdrain

Filter Water

Core

10

d. Ulangi percobaan pada point c. hingga volume air hasil pemisahan air dengan media sebesar

500 ml

e. Ukur kekeruhan air tersebut dengan turbiditimeter

f. Ulangi perlakuan point a-e untuk masing-masing media filter hasil core sampling kemudian

bandingkan hasilnya dengan Tabel 2.1 berikut

Tabel 3.1 kriteria solid retention

NTU/100

grams

Tindakan yang harus dilakukan

<30 NTU

Media bersih - examine wash rate and length - this

bed will not ripen quickly

30 - 60 NTU

Well cleaned and ripened bed - no action required

60 - 120 NTU

Slightly dirty bed - reschedule retention analysis soon

>120 NTU

Media kotor - reevaluate filter wash system and

procedures

>300 NTU

Masalah mudball – rehabilitasi media

Ekspansi media filter yang terlalu kecil maupun ekspansi media filter yang terlalu besat dapat

menyebabkan masalah. Ekspansi media filter yang terlalu kecil akan meninggalkan flok-flok yang

sangat banyak pada media filter. Hal ini akan memperpendek operasi filter dan beresiko terhadap

lolosnya partikel ke air effluen filtrasi. Ekspansi media yang terlalu besar akan menyebabkan

kehilangan media filter.

Persamaan yang digunakan untuk menghitung ekspansi media filter adalah

Ekspansi media Filter

11

ekspansi : ( ) ∑××−=fe

PiLfLe

-11

Control ekspansi :

22,0

=s

pfe

νν

Headloss : ( ) ( ) LefSshf ×−×= 11-

Dimana: f = Porositas Media Filter

L = Tebal Media Filter

Pi = Persen (%) Fraksi Media Filter

vs = Kecepatan Mengendap Media Filter

Hf = Headloss

Ss = Spesific gravity

4. ANALISA DAN PEMBAHASAN

Pengukuran kinerja Filter

Dalam tugas akhir ini sebelum melakukan penelitian dengan metode filter coring, terlebih

dahulu dilakukan pengukuran pada tiap unit filter untuk menentukan unit/bak filter mana yang akan

di buat bahan penelitian, dimana akan dipilih 2 bak filter yang mewakili antara yang baik dengan

yang terburuk (kurang baik) , dalam kinerja filter ini dilakukan pengukuran pada Turbidity,

pengukuran volume pengolahan filter, pengukuran laju filter, dan pengukuran lama waktu operasi

filter.

Dalam pengukuran turbidity / kekeruhan effluent dilakukan dengan menggunakan turbidity meter

pada laboratorium Taman Tirta Sidoarjo, sampling dilakuan pada tiap effluent unit filter dengan

hasil tiap bak:

Bak I : 0,69 NTU Bak II : 0,64 NTU

Bak III : 0,62 NTU Bak IV : 0,52 NTU

Hasil Kesimpulan yang dapat diambil dari pengukuran kinerja filter diatas dapat dilihat pada tabel

5.1 dibawah ini.

12

Tabel 5.1 Hasil pengukuran kinerja filter

BAK Kekeruhan Volume

Pengolahan

Filter

Laju Filter Lama Waktu

Operasi Filter

I 0,69 NTU 270 m3/jam 237,2384

m3/m

2

42 jam

II 0,64 NTU 270 m3/jam 254,1841

m3/m

2

45 jam

III 0,62 NTU 270 m3/jam 259,8326

m3/m

2

46 jam

IV 0,52 NTU 270 m3/jam 271,1297

m3/m

2

48 jam

Sumber : hasil analisa, 2010

Dari data tersebut maka dipilih Bak I dan Bak IV sebagai obyek penelitian, Bak I (kurang baik),

Bak IV (baik). Dari kedua Bak tersebut selanjutnya dilakukan penelitian lebih lanjut dengan

menggunakan metode filter coring.

Profile Kekeruhan saat Backwash

Pengukuran profile kekeruhan saat backwash dilakukan dengan cara pengambilan sampling

setiap 2 menit selama proses backwash berjalan. Pada unit filter di IPA Taman Tirta Sidoarjo (TTS)

proses backwash berjalan selama 20 menit, maka pengambilan sampling dilakukan pada menit ke-2,

4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 dan 20.

Hasil pengukuran profile kekeruhan dari pengambilan sampling setiap 2 menit selama

proses backwash dapat dilihat pada tabel 5.3 dan 5.4 dibawah ini:

1. Bak I

Tabel 5.3 Hasil kekeruhan air di filter bak I saat backwash

Menit 2 4 6 8 10

Kekeruhan

(NTU)

489 471 484 366 274

Menit 12 14 16 18 20

Kekeruhan

(NTU)

162 61 43,1 5,33 4,32


Berdasarkan hasil analisa terhadap parameter kekeruhan air di filter saat backwash bak I setiap 2

menit dapat digambarkan grafiknya sesuai dengan Gambar 5.6:

13

Waktu (Menit)

Kekeruhan (NTU)

Gambar 5.6. Profil kekeruhan filter saat backwash Bak I

Dari gambar 5.6 diatas dapat digambarkan bahwa kinerja filter Bak I dalam menurunkan kekeruhan

saat proses backwash berjalan dengan baik, dimana dari profil diatas ditunjukan dengan grafik

penurunan kekeruhan mulai awal proses backwash hingga backwash berhenti

.

2. Bak IV

Tabel 5.4 Hasil kekeruhan air di filter bak IV saat backwash

Menit 2 4 6 8 10

Kekeruhan

(NTU)

412 372 369 308 275

Menit 12 14 16 18 20

Kekeruhan

(NTU)

206 86,4 11,4 5,12 3,4


Berdasarkan hasil analisa terhadap parameter kekeruhan air di filter saat backwash bak IV setiap 2

menit dapat digambarkan grafiknya sesuai dengan Gambar 5.7:

Waktu (Menit)

Kekeruhan (NTU)

Gambar 5.7. Profil kekeruhan filter saat backwash Bak IV

14

Dari gambar 5.7 diatas dapat digambarkan bahwa kinerja filter Bak IV dalam menurunkan

kekeruhan saat proses backwash berjalan dengan baik, dimana dari profil diatas ditunjukan dengan

grafik penurunan kekeruhan mulai awal proses backwash hingga backwash berhenti.

Pengukuran Ekspansi Backwash

Pengukuran dilakukan menggunakan alat yang telah dipersiapkan terlebih dahulu dimana

terdapat 10 variasi ketinggian untuk mengetahui sejauh mana media terekspansi pada beberapa

variasi ketinggian dan menangkap partikel – partikel yang terekspansi sehingga dapat diketahui

ukuran – ukuran media yang terekspansi melalui analisa ayakan.

1. Bak I

Tabel 5.5 Hasil analisa ayakan filter bak I

h Berat h Berat

4 cm 81,2 gr 24 cm 87,14 gr

8 cm 74,81 gr 28 cm 87,23 gr

12 cm 100,15 gr 32 cm 64,27 gr

16 cm 92,66 gr 36 cm 52,74 gr

20 cm 89,2 gr 40 cm 50,62 gr


Berikut prosentase dari media berdasarkan berat setelah di ayak:

Contoh perhitungan prosentase media dari ketinggian 4cm:

Berat dari masing-masing hasil analisa ayakan sebagai berikut:

• >1,18 mm : 21,68 gr

• 0,59<x<1,18 mm : 52,94 gr

• 0,42<x<0,59 mm : 5,19 gr

• 0,297<x<0,42 mm : 1,38 gr

Prosentase >1,18 mm = 21,68 gr x100% = 26,69 %

81,2 gr

15

Prosentase 0,59<x<1,18 mm= 52,94 gr x100% = 65,19%

81,2 gr

Prosentase 0,42<x<0,59 mm= 5,19 gr x100% = 6,39 %

81,2 gr


81,2gr

Selanjutnya untuk perhitungan variasi ketinggian yang lain dilakukan dengan cara yang sama

seperti contoh di atas, Prosentase selengkapnya dapat dilihat pada tabel 5.6 dibawah ini

Tabel 5.6 prosentase hasil analisa ayakan bak I

K

h

>1,18

mm

0,59<x<1,18

mm

0,42<x<0,59

Mm

0,297<x<0,42

mm

<

0,297

mm

4cm 26,7 % 65,2 % 6,4 % 1,7 % -

8cm 27,3 % 62,7 % 8,4 % 1,6 % -

12cm 32,6 % 58,3 % 7,2 % 1,9 % -

16cm 22,8 % 70,6 % 5,4 % 1,2 % -

20cm 23,7 % 66,8 % 7,9 % 1,6 % -

24cm 28 % 36,3 % 23,4 % 12,3 % -

28cm 30,5 % 32,2 % 20,6 % 16,7 % -

32cm 28,4 % 25,6 % 24 % 22 % -

36cm 12,6 % 22,8 % 35,3 % 29,3 % -

40cm 16 % 18,5 % 36,7 % 28,8 % -


Bak IV

Tabel5.7 Hasil analisa ayakan filter bak IV

h Berat h Berat

4 cm 78,12 gr 24 cm 72,41 gr

8 cm 55,16 gr 28 cm 58,12 gr

12 cm 96,51 gr 32 cm 47,97 gr

16 cm 87,64 gr 36 cm 32,67 gr

20 cm 74,7 gr 40 cm 27,94 gr


16

Berikut prosentase dari media berdasarkan berat setelah di ayak:

Contoh perhitungan prosentase media dari ketinggian 4cm:

Berat dari masing-masing hasil analisa ayakan sebagai berikut:

• >1,18 mm : 22,11 gr

• 0,59<x<1,18 mm : 50,39 gr

• 0,42<x<0,59 mm : 4,34 gr

• 0,297<x<0,42 mm : 1,28 gr

Prosentase >1,18 mm = 22,11 gr x100% = 28,30 %

78,12 gr


78,12 gr

Prosentase 0,42<x<0,59 mm= 4,34 gr x100% = 5,556 %

78,12 gr


78,12 gr

Selanjutnya untuk perhitungan variasi ketinggian yang lain dilakukan dengan cara yang sama

seperti contoh di atas, Prosentase selengkapnya dapat dilihat pada tabel 5.7 dibawah ini

17

Tabel 5.8 prosentase hasil analisa ayakan bak IV

K

h

>1,18

mm

0,59<x<1,18

mm

0,42<x<0,59

mm

0,297<x<0,42

mm

<

0,297

mm

4cm 28,3 % 64,5 % 5,56 % 1,64 % -

8cm 30,8 % 60,3 % 7,5 % 1,4 % -

12cm 25,08 % 66,72 % 6,6 % 1,6 % -

16cm 27,6 % 62,23 % 8,47 % 1,7 % -

20cm 26,1 % 60,8 % 11 % 2,1 % -

24cm 31,3 % 36 % 22,4 % 10,3 % -

28cm 30,2 % 31,2 % 26 % 12,6 % -

32cm 22,4 % 24,3 % 25,1 % 28,2 % -

36cm 21,9 % 23,7 % 24,2 % 30,2 % -

40cm 20,7 % 20,4 % 26,8 % 32,1 % -


Core Sampling untuk Analisa Ayakan

Pengambilan sampling dilakukan dengan cara core sampling, kemudian hasil dari core

sampling dilakukan analisa ayakan untuk mengetahui diameter partikel pada setiap kedalaman filter

coring. Berdasarkan hasil pengukuran analisa ayakan media filter per tiap kedalaman dapat dilihat

pada tabel 5.9, 5.10, 5.11, dan 5.12 dibawah ini:

Tabel 5.10 prosentase Hasil analisa ayakan filter bak I dari core sampling

K

h

>1,18

mm

0,59<x<

1,18

mm

0,42<x<0,59

mm

0,297<x<0,42

mm

<

0,297

mm

0-2in 16,5 % 18,7 % 32,6 % 32,2 % -

2-6in 18,6 % 22,4 % 40,8 % 20 % -

6-12in 28,2 % 32,1 % 23,3 % 16,4 % -

12in –

permukaan

krikil

46,2 % 34,5 % 12,6 % 6,7 % -


Tabel 5.12 Prosentase hasil analisa ayakan filter bak IV I dari core sampling

K h

>1,18 mm

0,59<x<1,18

mm

0,42<x<0,59 mm

0,297<x<0,42 mm

< 0,297

mm

0-2in 12,7 % 16,32 % 30,4 % 40,58 % -

2-6in 16,6 % 20,2 % 36,2 % 27 % -

6-12in 30,21 34,4 18,3 % 17,09 % -

18

%

12in –

permukaan

krikil

50,1 % 29,1 % 11 % 9,8 % -


Profil Kekeruhan Effluen Filter

Pengambilan sampling untuk pengukuran kekeruhan effluen filter di ambil pada effluent

filter setiap 5 menit sekali selama 30 menit. Hal ini bertujuan untuk melihat apakah hasil dari

backwash sudah memenuhi kriteria effluen filter. Dan membandingkan antara hasil dari bak I

dengan Bak IV.

1. Bak I

Tabel 5.13 Hasil penelitian kekeruhan effluen bak I

Menit 5’ 10’ 15’ 20’ 25’ 30’

Kekeruhan

(NTU)

2,87 0,78 0,65 0,59 0,52 0,47


2. Bak IV

Tabel 5.14 Hasil penelitian kekeruhan effluen bak IV

Menit 5’ 10’ 15’ 20’ 25’ 30’

Kekeruhan

(NTU)

2,72 0,75 0,46 0,41 0,34 0,32


Solid Retention Profile

Hasil dari core sampling sebelum dan sesudah backwash, pada solid retention profile

dijadikan sebagai sample yang akan di ukur kekeruhannya

. Bak I (sebelum backwash)

Tabel 5.15 Hasil penelitian kekeruhan solid retentions profile sebelum backwash bak I

Kedalaman 0-2in 2-6in 6-12in 12-

permukaan

krikil

Kekeruhan 168,5 NTU 160,2

NTU

187,7

NTU

125,7

NTU


19

2. Bak I (setelah backwash)

Tabel 5.16 Hasil penelitian kekeruhan solid retentions profile sesudah backwash bak I


permukaan

krikil

Kekeruhan 17,5 NTU 23,6 NTU 84,5 NTU 49,3 NTU


1. Bak IV (sebelum backwash)

Tabel 5.17 Hasil penelitian kekeruhan solid retentions profile sebelum backwash bak IV


permukaan

krikil

Kekeruhan 156,7 NTU 134 NTU 128 NTU 114NTU


2. Bak IV (setelah backwash)

Tabel 5.18 Hasil penelitian kekeruhan solid retentions profile sesudah backwash bak IV


permukaan

krikil

Kekeruhan 16,3 NTU 22,8 NTU 68,2 NTU 34,7 NTU


. Nilai range hasil pengukuran turbiditas dari hasil analisa floc retention, yaitu:

− 30-60 NTU = media filter bersih

− 60-120 NTU = media filter sedikit kotor

− > 120 NTU = media filter kotor, system pencucian dan prosedur operasi perlu

dievaluasi

− > 300 NTU = kemungkinan adanya masalah mudball pada media filter


Hasil dari nilai range hasil pengukuran turbiditas dari floc retention masing – masing bak adalah

sebagai berikut:

Untuk bak I = 43,72 NTU (media filter bersih)

Untuk bak IV = 35,5 NTU (media filter bersih)

20

Perbandingan metode filter coring terhadap metode konvensional dalam mengevaluasi

pengoperasian kinerja filter

Secara konvensional yang digunakan untuk mengevaluasi pengoperasian kinerja filter diantaranya

adalah:

� mengukur nilai kekeruhan sesuai peraturan Menteri nomor 492/Menkes/Per/IV/2010

standar air minum dimana kekeruhan < 5 NTU , dari pengukuran secara konvensional

memiliki nilai kekeruhan dangan range 0,52 – 0,69 NTU yang berarti kriteria untuk

kekeruhan terpenuhi.

� mengukur nilai derajat keasaman (pH) sesuai peraturan Menteri nomor

492/Menkes/Per/IV/2010 standar air minum dengan batas pH 6,5-8,5, dari pengukuran

diperoleh nilai pH dengan range 7,7-7,8 yang berarti kriteria untuk nilai pH terpenuhi.

Sedangakan dalam metode filter coring lebih menitik beratkan evaluasi terhadap media, dimana

pada metode konvensional tidak pernah dilakukan sebelumnya. Pada metode yang baru ini

memberikan hasil evaluasi sebagai berikut:

� kualitas kinerja filter dihitung dari rasio volume air backwash dengan air filtrasi sebesar2,3%

termasuk dalam kriteria 2-4% yang berarti dalam kategori normal.

(Bresee,2006)

� Hasil unit filter run volume 237,24 – 271,13 m3/m

2, telah sesuai kriteria 120-360 m

3/m

2

(Bresee,2006)

� Hasil dari pengukuran ekspansi bakwash menunjukan bahwa media terekspansi dengan baik,

ditunjukkan pada alat pengukur ekspansi dimana semua ukuran diameter media masuk dalam alat

pengukur ekspansi saat proses backwash.

� Hasil kekeruhan core sampling dari 2 unit bak filter yang dijadikan penelitian adalah Sebesar 35,5 -

43,72 NTU,masuk kedalam kriteria floc retention 30-60 NTU yang berarti media filter bersih.


21

6. KESIMPULAN

Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain:

1. Kinerja filter dari hasil penelitian sebagai berikut:

� kualitas kekeruhan filtrat rata – rata 0,52 – 0,69 NTU. Telah sesuai dengan kriteria yaitu < 5 NTU

� kualitas kinerja filter dihitung dari rasio volume air backwash dengan air filtrasi sebesar2,3%

termasuk dalam kriteria 2-4% yang berarti dalam kategori normal.

� Hasil unit filter run volume 237,24 – 271,13 m3/m2, telah sesuai kriteria 120-360 m3/m2

� Hasil pengukuran ekspansi bakwash menunjukan bahwa media terekspansi dengan baik, ditunjukkan

pada alat pengukur ekspansi dimana semua ukuran diameter media masuk dalam alat pengukur

ekspansi saat proses backwash.

2. Hasil kekeruhan core sampling dari 2 bak filter yang

dijadikan penelitian adalah sebesar 35,5 - 43,72 NTU ,

masuk kedalam kriteria floc retention 30-60 NTU yang

berarti media filter bersih.

3. Solusi untuk meningkatkan kinerja filter dapat dilakukan

dengan cara mengganti diameter media pada kedalaman

6-12in dari ukuran diameter 0,59<x<1,18mm. menjadi

ukuran 0,42<x<0,59mm.

7. DAFTAR PUSTAKA

A National Drinking Water Clearinghouse. 1996. Tech Brief. Environmental Protection Agency

22

AWWA, in Ceronio1, AD, ND Basson, M Kruger, C Taljaard, CM Bauman, and J Haarhoff. 2002. The In-

Depth Evaluation of Three Filtration Facilities. WISA

Bauman , CM, CJ vd Walt, M Kruger, J Pietersen, J Malan, and J Haarhoff. 2002. Filter Integrity

Asessment at Midvaal Water Company. Durban

Breese, Simon. 2006. Optimizing Conventional Water Treatment Plants. Alberta Water and Wastewater

Operators Association (AWWAO). Alberta

Brouckaert, BM, A Amirtharajah, CJ Brouckaert, and JE Amburgey. 2006. PredictingThe Efficiency of

Deposit Removal During Filter Backwash. Water SA Vol.32 No.5

Brouckaert, B.M, A. Amirtharajah, R. Rajagopaul, P. Thompson. 2006. Filter Backwash Options For

Rural Treatment Plants. Durban: South African Water Research Commission and National

Research Foundation

California Stormwater BMP Handbook. 2003. Media Filter. California Stormwater Quality Association.

California

Ceronio1, AD, ND Basson, M Kruger, C Taljaard, CM Bauman, and J Haarhoff. 2002. The In-Depth

Evaluation of Three Filtration Facilities. WISA Proceeding.

Converse, Matthew M. and James C. Converse. 1996. Sand Filter Evaluation In A Northern Climate.

EPA Guidance Manual. 1999. Individual Filter Self Assessment. Environmental Protection Agency

23

Fair, Geyer, Yc Okun DA. 1971. Water and Wastewater Engineering, Vol. II. John Wiley and Sons. New

York

Logsdon, Garry S. 2006. Water Filtration Practices Published by the American Water Works Asociations,

Denver, CO

Murphy, Mike. 2008. Optimizing Filter Backwashing Bergren Associates, Inc

www.entechdesign.com/pdf/Optimizing%20Filter%20Backwashing.pdf

Pizzi, Nick, Environmental Engineering & Technology Inc. and Tim Wolfe, Montgomery

Watson. 1997. Bed Depth, Bed Expansion, Filter Coring, Achieving Balance. Ohio :

AWWA.

Shadwick, John. 2004. Optimizing Filter Performance. Tennessee Association of Utility Districts.

Tennesee

Steed , Anita, Jerry Shands, Bob Carroll. 1992. Filters and Filtration. National Rural Water Association.

United States of America

Steffy , Curt AND Bill La Dieu. 2007. Air Assisted Backwash Breath New Life Into Dying Filter Beds,

Opflow, December 2007. AWWA

Documents

PENERAPAN METODE FILTER CORING DALAM EVALUASI … · Kinerja filter dihitung dari rasio volume air backwash dengan air filtrasi sebesar 2,3% termasuk dalam kriteria ... meningkatkan