Contoh makalah fisika tentang penjernihan air
Contoh makalah fisika tentang penjernihan air
Assalammualaikum wr wb
Pada kesempatan kali ini saya akan memberikan Contoh makalah fisika tentang penjernihan air, ini sebenarnya adalah tugas dari sekolah, tapi tidak ada salahnya apabila saya mempostingnya disini untuk berbagi ilmu.
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk
kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain.
Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik
(330 juta mil³) tersedia di bumi. Air sebagian besar terdapat di laut (air
asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan
tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap
air, dan lautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu
siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan
tanah (runoff, meliputi mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih
penting bagi kehidupan manusia. Di banyak tempat di dunia terjadi kekurangan
persediaan air. Selain di bumi, sejumlah besar air juga diperkirakan terdapat
pada kutub utara dan selatan planet Mars, serta pada bulan-bulan Europa dan
Enceladus. Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air). Air
merupakan satu-satunya zat yang secara alami terdapat di permukaan bumi dalam
ketiga wujudnya tersebut Pengelolaan sumber daya air yang kurang baik dapat
menyebakan kekurangan air, monopolisasi serta privatisasi dan bahkan menyulut
konflik. Indonesia telah memiliki undang-undang yang mengatur sumber daya air
sejak tahun 2004, yakni Undang Undang nomor 7 tahun 2004 tentang Sumber Daya
Air.
A. RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang di atas maka timbul rumusan masalah sebagai berikut :
Bagaimana standar kualitas air murni?
Bagaimana proses pengolahan air bersih?
Teknik-teknik apa yang digunakan dalam proses penjernihan air?
B. Tujuan melakukan penyaringan air :
- Untuk menghilangkan kotoran dalam air yang keruh.
- Untuk mengetahui bagaimana proses penyaringan air.
- Untuk menunjukan pemisahan campuran dengan cara penyaringan.
- Untuk membuktikan bahwa
dengan penyaringan air dapat kembali jernih
C. Landasan teori
Penjernihan air adalah suatu usaha
yang dilakukan dalam rangka untuk penjernihan air bersih dengan cara
menyaaringnya dalam beberapa tahap.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Standar Kualitas Air Murni
Dalam pengolahan air limbah industri dikenal 3 parameter utama yaitu: (1)
Oksigen terlarut (OT) atau Dissolved Oxygen (DO), (2) Kebutuhan Oksigen
Biologis (KOB) atau Biologycal Oxygen Demand (BOD) dan (3) Kebutuhan Oksigen
Kimia (KOK) atau Chemical Oxygen Demand (COD).
1. Oksigen terlarut (OT)
atau Dissolved Oxygen (DO)
Oksigen merupakan parameter yang sangat penting dalam air.Sebagian besar
makhluk hidup dalam air membutuhkan oksigen untuk mempertahankan hidupnya, baik
tanaman maupun hewan air, bergantung kepada oksigen yang terlarut. Ikan
merupakan makhluk air dengan kebutuhan oksigen tertinggi, kemudian
invertebrata, dan yang terkecil kebutuhan oksigennya adalah bakteri.
Keseimbangan oksigen terlarut (OT) dalam air secara alamiah terjadi secara
bekesinambungan. Mikoorganisme sebagai makhluk terkecil dalam air , untuk
pertumbuhannya membutuhkan sumber energi yaitu unsur karbon (C) yang dapat
diperoleh dari bahan organik yang berasal dari tanaman, ganggang yang mati,
maupun oksigen dari udara.
Bahan organik tersebut oleh mikroorganisme akan duraikan menadi karbon
dioksida (CO2) dan air (H2O). CO2 selanjutnya dimanfaatkan oleh tanaman dalam
air untuk proses fotosintesis membentuk oksigen, dan seterusnya.
Oksigen yang dimanfaatkan untuk proses penguraian bahan organik tersebut
akan diganti oleh oksigen yang masuk dari udara maupun dari sumber lainnya
secepat habisnya oksigen terlarut yang digunakan oleh bakteri atau dengan kata
lain oksigen yang diambil oleh biota air selalu setimbang dengan oksigen yang
masuk dari udara maupun dari hasil fotosintesa tanaman air.
Apabila pada suatu saat bahan organik dalam air menjadi berlebih sebagai
akibat masuknya limbah aktivitas manusia (seperti limbah organik dari
industri), yang berarti suplai karbon (C) melimpah, menyebabkan kecepatan
pertumbuhan mikroorganisme akan berlipat ganda, yang berati juga meningkatnya
kebutuhan oksigen, sementara suplai oksigen dari udara jumlahnya tetap. Pada
kondisi seperti ini, kesetimbangan antara oksigen yang masuk ke air dengan yang
dimanfaatkan oleh biota air tidak setimbang, akibatnya terjadi defisit oksigen
terlarut dalam air .
Bila penurunan oksigen terlarut tetap berlanjut hingga nol, biota air yang
membutuhkan oksigen (aerobik) akan mati, dan digantikan dengan tumbuhnya
mikroba yang tidak membutuhkan oksigen atau mikroba anerobik. Sama halnya
dengan mikroba aerobik, mikroba anaerobik juga akan memanfatkan karbon dari
bahan organik. Dari respirasi anaerobik ini terbentuk gas metana (CH4)
disamping terbentuk gas asam sulfida (H2S) yang berbau busuk.
2. BOD dan COD
Untuk menentukan tingkat penurunan kualitas air dapat dilihat dari
penurunan kadar oksigen terlatut (OT) sebagai akibat masuknya bahan organik
dari luar, umumnya digunakan uji BOD dan atau COD.
Biological Oxygen Demand (BOD) atau kebutuhan oksigen biologis (KOB)
menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh mikroorganisme hidup
untuk memecah atau mengoksidasi bahan organik dalam air.
Oleh karena itu, nilai BOD bukanlah merupakan nilai yang menujukkan jumlah
atau kadar bahan organik dalam air, tetapi mengukur secara relative jumlah
oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk mengoksidasi atau menguraikan
bahan-bahan organik tersebut. BOD tinggi menunjukkan bahwa jumlah oksigen yang
dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk mengoksidasi bahan organik dalam air
tersebut tinggi, berarti dalam air sudah terjadi defisit oksigen. Banyaknya
mikroorganisme yang tumbuh dalam air disebabkan banyaknya makanan yang tersedia
(bahan organik), oleh karena itu secara tidak langsung BOD selalu dikaitkan
dengan kadar bahan organik dalam air.
BOD5 merupakan penentuan kadar BOD baku yaitu pengukuran jumlah oksigen yang dihabiskan dalam waktu lima hari oleh mikroorganisme pengurai secara aerobic dalam suatu volume air pada suhu 20 derajat Celcius.
BOD5 merupakan penentuan kadar BOD baku yaitu pengukuran jumlah oksigen yang dihabiskan dalam waktu lima hari oleh mikroorganisme pengurai secara aerobic dalam suatu volume air pada suhu 20 derajat Celcius.
BOD5 500mg/liter (atau ppm) berarti 500 mgram oksigen akan dihabiskan oleh
mikroorganisme dalam satu liter contoh air selama waktu lima hari pada suhu 20
derajat Celcius.Beberapa dasar yang sering digunakan untuk menentukan kualitas
air dilihat dari kadar BOD adalah: Erat kaitannya dengan BOD adalah COD. Dalam
bahan buangan, tidak semua bahan kimia organik dapat diuraikan oleh
mikroorganisme secara cepat.
Bahan organik dalam air bersifat:
- Dapat diuraikan oleh bakteri (biodegradasi) dalam waktu lima hari
- Bahan organik yang tidak teruraikan oleh bakteri dalam waktu lima hari
- Bahan organik yang tidak mengalami biodegradasi
Uji COD ini meliputi semua bahan organik di atas, baik yang dapat diuraikan oleh mikroorganisme maupun yang tidak dapat diuraikan. Oleh karena itu hasil uji COD akan lebih tinggi dari hasil uji BOD. Dari segi kualitas air minum harus memenuhi :a) Syarat fisik seperti :
- Tidak boleh berwarna, berasa dan berbau
- Suhu air hendaknya pada suhu sejuk kurang dari 25oC
- Harus jernih
b) Syarat kimia : air minum tidak boleh mengandung racun, zat-zat mineral atau zat- zat kimia tertentu dalam jumlah yang melampaui batas yang telah ditentukan.
B. Pengolahan Air Bersih
Pengolahan air bersih didasarkan pada sifat-sifat koloid, yaitu koagulasi
dan adsorbs. Air sungai atau air sumur yang keruh mengandung lumpur koloidal
dan kemungkinan juga mengandung zat-zat warna, zat pencemar seperti limbah
detergen dan pestisida. Bahan-bahan yang diperlukan untuk pengolahan air adalah
tawas (aluminium sulfat), pasir, korin atau kaporit, kapur tahar, dan karbon
aktif. Tawas berguna untuk menggumpalkan lumpur koloidal, sehingga lebih mudah
disaring. Tawas juga membentuk koloidal Al(OH)3 yang dapat mengadsorpsi zat-zat
warna atau zat-zat pencemar seperti detergen dan pestisida.
Apabila tingkat kekeruhan air yang diolah terlalu tinggi, maka selain tawas
digunakan karbon akiif. Pasir berfungsi sebagai penyaring. Klorin atau kaporlt
berfungsi sebagai pembasmi hama (desinfektan), sedangkan kapur tohor berguna
untuk menaikkan pH yaitu untuk menetralkan keasaman yanq terjadi karena
penggunaan tawas.
Sistem pengolahan air bersih dengan sumber air baku sungai, tanah dan air
pegunungan, dengan skala atau standar air minum, memerlukan beberapa prosses.
Mengenai prosses yang perlu diterapkan tergantung dari kwalitas air baku
tersebut.
Proses yang diterapkan dalam sistem pengolahan air bersih antara lain:
- Proses penampungan air dalam bak penampungan air yang bertujuan sebagai tolak ukur dari debit air bersih yang dibutuhkan. Ukuran bak penampungan disesuaikan dengan kebutuhan (debit air) yang mana ukuran bak 2 kali dari kebutuhan.
- Proses oksidasi atau penambahan oksigen ke dalam air agar kadar-kadar logam berat serta zat kimiawi lainnya yang terkandung dalam air mudah terurai.
- Proses pengendapan atau koagulasi, proses ini bisa dilakukan dengan menggunakan bahan koagulan (hipoklorit/ PAC) dengan rumus kimia juga. Proses ini bisa dilakukan dengan menggunakan teknik lamella plate.
- Proses filtrasi (karbon aktif), proses ini bertujuan untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang masih terkandung dalam air dan bertujuan untuk meningkatkan kualitas air agar air yang dihasilakan tidak mengandung bakteri (steril) dan rasa serta aroma air.
- Proses terakhir adalah proses pembunuhan bakteri, virus, jamur, makroba dan bakteri lainnya yang bertujuan mengurangi pathogen yang ada, proses ini menggunakan proses klorinator atau sterilisasi dengan menggunakan kaporit.
C. Penjernihan Air
1. Tujuan Penjernihan Air
Proses Penjernihan air bertujuan untuk menghilangkan zat pengotor atau untuk memperoleh air yang kualitasnya memenuhi standar persyaratan kualitas air seperti :
-
Menghilangkan gas-gas terlarut
-
Menghilangkan rasa yang tidak enak
- Membasmi bakteri patogen yang sangat
berbahaya
- Mengelolah agar air dapat digunakan untuk rumah tangga dan industri
-
Memperkecil sifat air yang menyebabkan
terjadinya endapan dan korosif pada pipa atau saluran air lainnya.
- Untuk menghilangkan kotoran dalam air yang keruh.
- Untuk mengetahui bagaimana proses penyaringan air.
- Untuk menunjukan pemisahan campuran dengan cara penyaringan.
- Untuk membuktikan bahwa
dengan penyaringan air dapat kembali jernih
2. Teknik-teknik dalam penjernihan air
Ada berbagai macam cara sederhana yang dapat kita gunakan untuk mendapatkan
air bersih, dan cara yang paling mudah adalah dengan penyaringan dan
pengendapan.
a) Teknik PenyaringanBerikut beberapa alternatif cara sederhana untuk mendapatkan air bersih dengan cara penyaringan air :1) Saringan Kain Katun.Pembuatan saringan air dengan menggunakan kain katun merupakan teknik penyaringan yang paling sederhana / mudah. Air keruh disaring dengan menggunakan kain katun yang bersih. Saringan ini dapat membersihkan air dari kotoran dan organisme kecil yang ada dalam air keruh. Air hasil saringan tergantung pada ketebalan dan kerapatan kain yang digunakan.2) Saringan KapasTeknik saringan air ini dapat memberikan hasil yang lebih baik dari teknik sebelumnya. Seperti halnya penyaringan dengan kain katun, penyaringan dengan kapas juga dapat membersihkan air dari kotoran dan organisme kecil yang ada dalam air keruh. Hasil saringan juga tergantung pada ketebalan dan kerapatan kapas yang digunakan.3) AerasiAerasi merupakan proses penjernihan dengan cara mengisikan oksigen ke dalam air. Dengan diisikannya oksigen ke dalam air maka zat-zat seperti karbon dioksida serta hidrogen sulfida dan metana yang mempengaruhi rasa dan bau dari air dapat dikurangi atau dihilangkan. Selain itu partikel mineral yang terlarut dalam air seperti besi dan mangan akan teroksidasi dan secara cepat akan membentuk lapisan endapan yang nantinya dapat dihilangkan melalui proses sedimentasi tau filtrasi.4) Saringan Pasir Lambat (SPL)Saringan pasir lambat merupakan saringan air yang dibuat dengan menggunakan lapisan pasir pada bagian atas dan kerikil pada bagian bawah. Air bersih didapatkan dengan jalan menyaring air baku melewati lapisan pasir terlebih dahulu baru kemudian melewati lapisan kerikil.5) Saringan Pasir Cepat (SPC)Saringan pasir cepat seperti halnya saringan pasir lambat, terdiri atas lapisan pasir pada bagian atas dan kerikil pada bagian bawah. Tetapi arah penyaringan air terbalik bila dibandingkan dengan Saringan Pasir Lambat, yakni dari bawah ke atas (up flow). Air bersih didapatkan dengan jalan menyaring air baku melewati lapisan kerikil terlebih dahulu baru kemudian melewati lapisan pasir.6) Gravity-Fed Filtering SystemGravity-Fed Filtering System merupakan gabungan dari Saringan Pasir Cepat(SPC) dan Saringan Pasir Lambat(SPL). Air bersih dihasilkan melalui dua tahap. Pertama-tama air disaring menggunakan Saringan Pasir Cepat(SPC). Air hasil penyaringan tersebut dan kemudian hasilnya disaring kembali menggunakan Saringan Pasir Lambat. Dengan dua kali penyaringan tersebut diharapkan kualitas air bersih yang dihasilkan tersebut dapat lebih baik. Untuk mengantisipasi debit air hasil penyaringan yang keluar dari Saringan Pasir Cepat, dapat digunakan beberapa / multi Saringan Pasir Lambat.7) Saringan arangSaringan arang dapat dikatakan sebagai saringan pasir arang dengan tambahan satu buah lapisan arang. Lapisan arang ini sangat efektif dalam menghilangkan bau dan rasa yang ada pada air baku. Arang yang digunakan dapat berupa arang kayu atau arang batok kelapa. Untuk hasil yang lebih baik dapat digunakan arang aktif.8) Saringan air sederhanaSaringan air sederhana/tradisional merupakan modifikasi dari saringan pasir arang dan saringan pasir lambat. Pada saringan tradisional ini selain menggunakan pasir, kerikil, batu dan arang juga ditambah satu buah lapisan injuk / ijuk yang berasal dari sabut kelapa. Untuk bahasan lebih jauh dapat dilihat pada artikel saringan air sederhana.9) Saringan Cadas / Jempeng / Lumpang BatuSaringan cadas atau jempeng ini mirip dengan saringan keramik. Air disaring dengan menggunakan pori-pori dari batu cadas. Saringan ini umum digunakan oleh masyarakat desa Kerobokan, Bali. Saringan tersebut digunakan untuk menyaring air yang berasal dari sumur gali ataupun dari saluran irigasi sawah. Seperti halnya saringan keramik, kecepatan air hasil saringan dari jempeng relatif rendah bila dibandingkan dengan SPL terlebih lagi SPC.10) Saringan KeramikSaringan keramik dapat disimpan dalam jangka waktu yang lama sehingga dapat dipersiapkan dan digunakan untuk keadaan darurat. Air bersih didapatkan dengan jalan penyaringan melalui elemen filter keramik. Beberapa filter kramik menggunakan campuran perak yang berfungsi sebagai disinfektan dan membunuh bakteri. Ketika proses penyaringan, kotoran yang ada dalam air baku akan tertahan dan lama kelamaan akan menumpuk dan menyumbat permukaan filter. Sehingga untuk mencegah penyumbatan yang terlalu sering maka air baku yang dimasukkan jangan terlalu keruh atau kotor. Untuk perawatan saringn keramik ini dapat dilakukan dengan cara menyikat filter keramik tersebut pada air yang mengalir.b) Teknik Pengendapan1) Biji kelorBiji buah kelor (Moringan oleifera) mengandung zat aktif rhamnosyloxy-benzil-isothiocyanate, yang mampu mengadopsi dan menetralisir partikel-partikel lumpur serta logam yang terkandung dalam air limbah suspensi, dengan partikel kotoran melayang di dalam air. Penemuan yang telah dikembangkan sejak tahun 1986 di negeri Sudan untuk menjernihkan air dari anak Sungai Nil dan tampungan air hujan ini di masa datang dapat dikembangkan sebagai penjernih air Sungai Mahakam dan hasilnya dapat dimanfaatkan PDAM setempat.Serbuk biji buah kelor ternyata cukup ampuh menurunkan dan mengendapkan kandungan unsur logam berat yang cukup tinggi dalam air, sehingga air tersebut memenuhi standar baku air minum dan air bersih.2) TawasBerfungsi untuk memisahkan dan mengendapkan kotoran dalam air. Lama pengendapan berkisar selama 12 jam. Fungsi tawas hanya untuk pengendapan, tidak berfungsi untuk membunuh kuman dan menaikkan pH dalam air.3) KaporitBerfungsi untuk membunuh bakteri, kuman dan virus dalam air. Dan juga menaikkan pH dalam air. Membutuhkan proses yang lama untuk mengendap.4) Kapur GampingBerfungsi untuk pengendapan namun membutuhkan waktu hingga 24 jam. Juga berfungsi untuk menaikkan pH air tetepi tidak berfungsi untuk membunuh kuman, virus dan bakteri.5) ArangBerfungsi untuk menghilangkan bau, rasa tidak enak dalam air dan juga menjernihkan.
D. Pembuatan Penjernih Air Sederhana
1. Konsep Pembuatan Alat
Penjernih Air Sederhana
Cara-cara manusia untuk mendapatkan air bersih melalui proses pembuatan
alat penyaringan atau penjernihan air. Ada beberapa cara menjernihkan/menyaring
untuk mendapatkan air yang layak digunakan manusia. Cara tersebut bersifat
mekanik maupun kimiawi tergantung kondisi air.
Kita di sini akan membahas tentang Sistem Penjernihan dan penyaringan
dengan memperlambat aliran. Sistem ini menggunakan bahan penyaring, seperti
ijuk, batu-batu, arang aktif, pasir kasar dan pasir halus. Air yang melewati
penyaring tersebut akan tersaring sehingga menghasilkan air yang jernih.
Adapun kegunaan dari bahan-bahan tersebut ialah:
a) Serabut dan di sini kita
menggunakan ijuk karena ijuk tersebut
dapat menyaring kotoran dan meratakan air yang masuk ke dalam saringan
berikutnya.
b) Batu-batu atau kerikil
berfungsi untuk menyaring material-material yang berukuran besar, contoh:
daun-daun yang berada di sungai, lumut, ganggang dll
c) Arang aktif berfungsi untuk menyaring/menghilangkan bau,
warna, zat pencemar dalam air, sebagai pelindung dan penukaran resin dalam
alat/penyulingan air.
d) Pasir kasar dan pasir halus,
berfungsi sebagai penyaring lumpur halus dan memisahkan partikel-partikel halus terhadap lumpur.
2. Cara Pembuatan Alat
Penjernih Air Sederhana
Di sini kita akan membahas cara pembuatan alat penjernih air sederhana.
a) Siapkan alat dan bahan
1) Alat
Ø Pisau
Ø Paku
Ø Lilin
Ø Korek
2) Bahan
v Botol aqua ukuran besar (150 ml)
v Kerikil
v Ijuk
v Arang
v Pasir kasar dan pasir halus
v Pecahan genteng
v
Kapas aquarium
v
Gabus
|
b)
Cara Pembuatan
1.
Nyalakan lilin dengan korek api
2.
Panaskan paku
3.
Bolongi pinggir botol (bagian bawah) dengan
paku yang telah dipanasi api
4.
Lalu potong (menggunakan pisau) bagian
atas botol
5.
Lalu bolong tersebut diberi sedotan
(ukuran sedotan okky jelly drink)
6.
Masukkan bahan-bahan tersebut sesuai
susunan:
ü Pecahan genteng
ü Ijuk
ü Pasir halus
ü Ijuk
ü Gabus
ü Arang aktif
ü Pasir halus
ü Ijuk
ü Kapas aquarium
ü Batu koral
5)
Setelah selesai menyusun dan membuat alat tersebut cobalah masukkan air kotor
yang keruh ke dalam Toples yang telah siap pakai, lihat dan amatilah hasilnya.
Sebelum
|
||
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan:
1. Pengolahan air bersih
memanfaatkan sifat koloid yaitu adsorps dan koagulasi
2. Bahan-bahan yang
diperlukan untuk pengolahan air adalah tawas (aluminium sulfat), pasir, korin
atau kaporit, kapur tahar, dan karbon aktif
3. Cara sederhana untuk
mendapatkan air bersih dengan cara penyaringan dan pengendapan koloidal yang
terdapat dalam air yang berupa Saringan Kain Katun, Saringan Kapas, Aerasi,
Saringan Pasir Lambat (SPL), Saringan Pasir Cepat (SPC), Gravity-Fed Filtering
System, Saringan Arang, Saringan air sederhana / tradisional, Saringan Keramik,
Saringan Cadas / Jempeng / Lumpang Batu dan pengendapan dengan biji kelor,
tawas, kaporit, kapur gamping, arang batok kelapa.
Post a Comment for "Contoh makalah fisika tentang penjernihan air"