Desain Sistem Penjernihan Air Berbasis Tenaga Surya untuk Pengolahan Air Bersih

Jurnal Engine: Energi, Manufaktur, dan Material Vol. 9 No. 1 Mei 2025 hal: 069 - 076 Desain Sistem Penjernihan Air Berbasis Tenaga Surya untuk Pengolahan Air Bersih Imaniah Sriwijayasih1 Aang Wahidin2 Priyambodo Nur Ardi Nugroho3 Dika Rahayu Widiana4 Sumardiono5 Boedi Herijono6 Rikky Leonard7 Septaviola Dini Utami8 Masaril Fatahilah9 Cindy Putri Maharani10 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 Department of Marine Engineering, Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya,Jl. Teknik Kimia, Kampus ITS, Keputih Sukolilo Surabaya 60111 1 Korespondensi penulis: Article Info: Received: February 17, 2025 Accepted: March 17, 2025 Available online: April 15, 2025 DOI: 10.30588/jeemm.v9i1.2149 Abstrak: Saringan pasir lambat adalah sistem penyaringan air alami yang menggunakan pasir halus kaya kuarsa sebagai media filter. Proses penyaringan berjalan secara gravitasi dengan kecepatan yang lambat dan merata di seluruh permukaan pasir, yang melibatkan proses fisis, biokimia, dan biologis secara bersamaan.Untuk mencapai kualitas air yang diinginkan, sistem penyaringan dirancang menggunakan pipa PVC 8”. Tujuan utama perancangan ini adalah untuk mematangkan media pasir penyaring dan membentuk lapisan kulit saringan yang efektif, sehingga proses biokimia dan biologis dapat berlangsung dengan optimal. Dalam perancangan ini, media pasir silika dan kerikil digunakan untuk proses fisik dan kimia, sedangkan lampu ultraviolet digunakan untuk menghilangkan bakteri E.Coli dalam proses biologis. Hasil perancangan menunjukkan bahwa produk yang dihasilkan memenuhi standar PERMENKES No.16 Tahun 2005. Penyinaran menggunakan Lampu UV selama satu jam menunjukkan penurunan bakteri E.Coli sebesar 29/100 ml. Hal ini menunjukkan bahwa semakin lama penyinaran, semakin berkurang bakteri yang terkandung dalam air sungai. Sistem ini dapat beroperasi selama 5 jam dengan bantuan panel surya 100 Wp, aki 12 volt 18 Ah, dan pompa DC 50 watt, bahkan hanya dengan sinar matahari. Efisiensi panel surya sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari, sehingga semakin tinggi intensitas matahari, semakin tinggi pula efisiensi yang dihasilkan. Kata kunci: filtrasi, saringan pasir lambat, solar cell, pasir silika Abstract: A slow sand filter is a natural water filtration system that uses fine quartz-rich sand as a filter medium. The filtration process runs by gravity at a slow and even speed over the entire surface of the sand, involving physical, biochemical and biological processes simultaneously. To achieve the desired water quality, the filtration system was designed using 8" PVC pipes. The main aim of this design is to mature the filter sand media and form an effective filter skin layer, so that biochemical and biological processes can take place optimally. In this design, silica sand and gravel media are used for physical and chemical processes, while ultraviolet lamps are used to eliminate E.Coli bacteria in biological processes. The design results show that the resulting product meets the standards of PERMENKES No. 16 of 2005. Irradiation using a UV lamp for one hour shows a reduction in E. Coli bacteria by 29/100 ml. This shows that the longer the exposure, the less bacteria contained in river water. This system can operate for 5 hours with the help of a 100 Wp solar panel, 12 volt 18 Ah battery, and 50 watt DC pump, even just with sunlight. The efficiency of solar panels is greatly influenced by the intensity of sunlight, so the higher the intensity of the sun, the higher the efficiency produced. Keywords: filtration, slow sand filter, solar cell, silica sand Jurnal Engine ISSN (online) 2579-7433 69 Jurnal Engine: Energi, Manufaktur, dan Material Vol. 9 No. 1 Mei 2025 hal: 069 - 076 1. Pendahuluan Sungai Musi merupakan sungai terpanjang kedua di Sumatera, setelah Sungai Batanghari. Aktivitas manusia dan alam di sekitar Sungai Musi, seperti pertambangan, perkebunan, dan pertanian, berdampak signifikan pada kehidupan biota air dan kesehatan masyarakat sekitar. Aktivitas tersebut juga menyebabkan pencemaran logam berat seperti merkuri. Parameter kualitas lingkungan dan air dapat dibagi menjadi dua kategori: primer dan sekunder. Parameter primer mencakup senyawa kimia yang tidak bereaksi dengan senyawa lain, seperti pestisida dan logam berat.Sementara itu, parameter sekunder merupakan hasil interaksi atau reaksi kimia antara parameter primer yang membentuk senyawa baru. Untuk memantau kualitas perairan, beberapa parameter seperti suhu, pH, oksigen terlarut, dan konsentrasi anion dan kation biasanya diamati (Insani et al., 2022). Selain itu, keberadaan Escheria coli dalam air juga dianggap sebagai indikator keberadaan patogen lainnya. Berbagai upaya telah dilakukan untuk memenuhi kebutuhan dasar air, salah satunya dengan mengolah air sungai menjadi air bersih. Teknologi pengolahan air menggunakan media butiran pasir merupakan salah satu metode yang dikembangkan. Penelitian-penelitian sebelumnya telah menunjukkan keefektifan metode ini dalam menghasilkan air bersih yang berkualitas.Teknologi saringan pasir lambat dianggap mudah dan tidak memerlukan biaya yang besar, sehingga dapat dibuat dalam skala rumah tangga (Fitriani et al., 2022). Teknologi ini memanfaatkan bak saringan dengan media pasir halus yang kaya akan kuarsa. Proses penyaringan berjalan secara gravitasi dan bersamaan di seluruh permukaan mediasehingga sangat efektif dalam menghilangkan kekeruhan dan total coliform dari air sungai. Model sand filter merupakan bagian dari sistem saringan yang menggunakan media pasir untuk air bersih yang berkualitas. Sistem Saringan Pasir Lambat (SPL) dibagi menjadi dua jenis berdasarkan arah aliran air, yaitu upflow dan downflow. Perbedaan antara upflow dan downflow terletak pada arah aliran air, yaitu upflow dari bawah ke atas dan downflow dari atas ke bawah (ARDIATMA, 2021). Desain yang dihasilkan adalah sistem filtrasi Saringan Pasir Lambat (SPL) berbasis energi surya dengan menggunakan teknologi solar cell. Berdasarkan deskripsi diatas peneliti berupaya merancang penelitian tentang sistem Saringan Pasir Lambat (SPL) jenis downflow skala kecil yang efektif dalam menghasilkan air bersih, dengan menganalisis sifat fisik, kimia, dan biologis air yang dihasilkan. Penelitian ini juga akan memvariasikan ketebalan pasir untuk menemukan sistem SPL yang paling efektif dan dapat dijadikan rekomendasi untuk penggunaan skala rumah tangga. Dengan menggunakan saringan pasir lambat downflow, pengolahan air dapat mengatasi masalah air yang keruh dan bermasalah, sehingga kualitas air menjadi lebih baik dan aman digunakan oleh masyarakat sekitarnya. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk menciptakan air bersih melalui sistem Saringan Pasir Lambat (SPL) jenis downflow skala kecil yang efektif dan mengedukasi masyarakat agar dapat mengolah air secara mandiri serta mendapat air bersih layak dipergunakan. II. Bahan dan Metode 2.1 Saringan Pasir Lambat Konsep saringan pasir lambat dan ultraviolet bertenaga surya merupakan solusi (...truncated)