Peningkatan Kualitas Air Baku Dengan Filter Air Dalam Mendukung Budidaya Tanaman

Hidroponik

Oleh : Kharistya Amaru, Sophia Dwiratna NP, Muhammad Achirul Nanda, Edy Suryadi - Departemen Teknik Pertanian dan Biosistem, Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran

Apartemen Transit UPTD P3JB

Apartemen Transit sendiri adalah yang dikelola oleh UPTD P3JB Pengelolaan Dan Pelayanan Perumahan Jawa Barat, Dinas Perumahan dan Permukiman Jawa Barat. Di Jawa Barat terdapat 5 Apartemen transit, yang tersebar di Rancaekek, Solokan Jeruk, Batujajar, Ujung Berung dan Cibatu. Apartemen transit ini diperuntukan untuk masyarakat berpenghasilan rendah (MBR) yang telah memiliki pekerjaan tetap (formal). Fasilitas yang tersedia cukup lengkap, mulai dari keamanan, kebersihan, sarana olahraga, taman bermain, ruang terbuka hijau, tempat ibadah dan di beberapa tempat terdapat greenhouse untuk hidroponik.

Sumber: https://perkim.id/

Ketua UPTD P3JB, Taufik Rahmat, S.Pd., MT. menyampaikan bahwa UPTD P3JB juga memfasilitasi penghuni Apartemen Transit untuk program menabung uang muka rumah, melaksanakan program Gebyar Pas (gerakan membayar pakai sampah), dan juga membentuk komunitas yang dapat menghasilkan/produktif seperti Usaha Kecil Menengah makanan – minuman, juga kelompok Hidroponik. Hal ini selain membantu warga memiliki rumah juga bertujuan untuk peningkatan kapasitas, memberdayakan penghuni, meningkatkan jiwa kewirausahaan dan kreatifitas.

Pengabdian Pada Masyarakat dan Kuliah Kerja Nyata Mahasiswa

Kegiatan Pengabdian Pada Masyarakat (PPM) yang berlokasi di Apartemen Transit UPTD P3JB, Desa Cangkuang, Kecamatan Rancaekek - Kabupaten Bandung ini, dikolaborasikan dengan kegiatan Program Kompetisi Kampus Merdeka - PKKM Program Studi Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Industri Pertanian Universitas Padjadjaran. Dosen – dosen yang mendapatkan dana PPM diserahi mahasiswa yang melakukan kegiatan KKN Tematik dalam program PKKM. Kegiatan PPM dimulai dengan pembekalan pada mahasiswa KKN tematik. Adapun pembekalan ini menjelaskan kegiatan-kegiatan PPM dosen maupun kegiatan yang dapat dilakukan oleh mahasiswa.

Penjajakan dengan Ketua Satker dan pengelola Gedung Apartemen Transit

Pengujian awal kualitas air sumur air dalam

Observasi awal dilaksanakan dengan meninjau kondisi Greenhouse, ketersediaan air dan kualitas air yang digunakan untuk budidaya hidroponik. Selain itu juga mengecek kualitas air pada air yang mengalir dari pompa sumur dalam sebagai sumber air di seluruh Apartemen Transit dan juga sebagai sumber air pada Greenhouse. Pengujian sampel insitu telah dilakukan dengan kondisi air yang sangat tidak sesuai untuk kebutuhan air pada budidaya hidroponik. Dengan Total Dissolved Solid (TDS) dan temperatur yang tinggi yaitu 640-660 PPM dan 37 – 39 derajat Celsius, merupakan kondisi kualitas air yang buruk untuk budidaya tanaman hidroponik.

Selain itu terdapat bantuan dari pihak UPTD Laboratorium ESDM dalam pengujian kualitas air. Hasil pengujian kualitas air, berdasarkan Laboratorium Uji ESDM menunjukkan bahwa berdasarkan Pengujian Kualitas Air diindikasikan ke dalam Kriteria Zona Kritis. Kriteria ini berdasarkan Perda Provinsi Jawa Barat No. 1 Th. 2017 Tentang Pengelolaan Air Tanah. Kualitas air masuk kriteria Zona Kritis dengan DHL antara >1.500 - 5.000 uS/cm. Selain itu parameter lain yang penting bagi tanaman hidroponik dan memiliki nilai diluar standar adalah Temperatur yang mencapai 38,6 oC, Total Dissolved Solid (TDS) mencapai 932 mg/L, Klorida 151.66 mg/L. Hal ini tentunya akan menjadi masalah pada serapan nutrisi dan berujung pada pertumbuhan tanaman yang terganggu. Perlu diketahui bahwa air baku diharapkan memiliki nilai TDS dibawah 100 mg/L dan maksimum klorida 50-100 mg/L. Bandingkan dengan kebutuhan nutrisi hidroponik yang terdiri dari berbagai senyawa nutrisi yang dibutuhkan oleh tanaman sayur hanya 600-800 mg/L. Sedangkan air baku dengan TDS yang tinggi dan ini hanya dari beberapa senyawa saja biasanya.

Survey dan pengambilan sampel untuk pengujian kualitas air oleh UPTD Laboratorium ESDM

Kondisi kualitas air yang jauh dari air biasa yang diperoleh, melalui sumber air tanah maupun air permukaan ini dapat disebabkan oleh kondisi batuan dilokasi sumur air dalam. Apartemen transit Rancaekek ini berada di Jalan Cipanas Desa Cangkuang, Rancaekek Kabupaten Bandung. Melihat dari nama jalannya Cipanas, menjadi hal yang menarik. Karena ternyata dahulu, jaman kolonial Belanda lokasi ini merupakan tempat pemandian air panas, bahkan sebelum Cipanas – Garut. Menurut kesaksian warga, bahwa tepat di gerbang Apartemen Transit ini dulu ada pancuran dan pemandian air panas. Tetapi seiring dengan waktu dan juga perubahan tutupan lahan di sekitar, air panas yang mengalir dari sumber air menghilang. Ditelisik dari beberapa lokasi sumur bor di apartemen transit, semuanya ternyata memiliki fenomena air panas.

Menurut Ali Hamid S.Si. M.Si, Kepala UPT laboratorium ESDM Provinsi Jawa Barat, kualitas air dengan TDS yang tinggi pada sumber air sumur dalam, dapat disebabkan oleh kadar garam, zat organik dan anorganik. Biasanya untuk air dari panas bumi dapat mengandung zat-zat kalsium, magnesium, alumunium, sulfat, dan klorida yang tinggi.

Pengujian Media Filter Air

Pengujian berbagai media filter air dilaksanakan untuk mempelajari karakteristik setiap media dan pengaruhnya terhadap perubahan parameter air yaitu pH dan Total Dissolved Solid. Adapun media yang digunakan adalah pasir zeolit, karbon aktif, Ferrolite, Manganese, pasir silika, resin anion dan kation.

Penjelasan dan Pengujian media filter air

Setiap media memiliki peran terhadap penyerapan mineral-mineral dan zat yang terkandung dalam air baku.

Pasir Zeolit (memisahkan organik dan anorganik) terdapat kandungan kalsium karbonat berfungsi untuk pertukaran ion (antara ion di air dan di pasir zeolit)/mengikat kapur.

Mangannese berfungsi menghilangkan senyawa besi, hidrogen sulfida dan mangan. Manganese akan akan bereaksi pada air, membentuk endapan yang dapat di saring pada filter selanjutnya. Pasir Silica berfungsi memisahkan partikel besar dan kotoran.

Pasir silika terdapat di alam, mensuspensi air dari kotoran spt tanah, pasir, kotoran lain-lain.

Ferrolite berfungsi menyaring zat-zat organik, halus. Selain itu dapat menghilangkan bau.

Pasir Aktif berfungsi menghilangkan bau, rasa, zat kimia.

Resin Anion dan Kation biasa digunakan untuk demineralisasi atau deionisasi dan pemurnian air. Resin Anion berfungsi menghilangkan ion bermuatan negatif dari air, seperti nitrat, sulfat, fosfat dan senyawa organik bermuatan negatif. Resin Kation berfungsi untuk menghilangkan ion bermuatan positif atau kation, seperti kalsium, magnesium, besi dan ion logam lainnya.

Hasil pengujian dengan air baku sumur artesis di kampus untuk praktek filter air sebelum ditreatment parameternya berturut turut adalah pH 6.9 - 7, TDS 134 ppm, adapun setelahnya pH 7.5 - 7, TDS 148 ppm. Hal ini menunjukkan bahwa peran filter air berbasis media pasir (zeolit, ferrolite, manganesse dan karbon aktif) tidak menunjukkan penurunan TDS yang berarti, tetapi justru meningkatkan pH dan TDS. Oleh karena itu jalan-satu satunya untuk menurunkan tingkat TDS yang tinggi adalah dengan membran Reverse Osmosis (RO).

Membran Reverse Osmosis dan Pemasangannya

Membran RO 4040 sangat umum digunakan untuk skala komersial dan Industri, membran ini memiliki dimensi diameter 4 Inch, dan panjang 40 Inch. Membran RO berfungsi untuk menyaring sebagian besar zat terlarut dalam air, seperti garam, bakteri, virus dan partikel lainnya. Membran ini adalah teknologi yang paling efektif dalam meningkatkan kualitas air. Membran ini bekerja dengan prinsip osmosis terbalik, air dipaksa dengan tekanan melewati membran semi permeabel, sehingga zat-zat terlarut terpisah dari air. Membran 4040 memiliki ukuran pori kurang dari 0,0001 mikron (1 angstrom), dimana 1 mikron merupakan seperjuta satuan meter.

Pemasangan filter air Reverse Osmosis tentunya perlu memperhatikan hal-hal tertentu.

1. Proses pretreatement berupa resin kation dan filter Spun 0.3 dan 0.5 micron (µm) sebelum masuk ke membran RO. Resin kation berfungsi untuk menghilangkan garam-garam ataupun ion bermuatan positif sedangkan filter spun untuk menghilangkan sedimen-sediment ataupun kotoran yang terbawa oleh air. Hal ini tentunya akan memperlama kinerja membran, karena garam-garam mineral dan sediment terlebih dahulu tersaring di proses pre treatment. Pada proses pertama ini dibantu dengan pompa Shimizu 132 bit, untuk mendorong air sehingga dapat keluar dengan lancar melalui proses pretreatment dan tabung FRP dimana resin kation tidak tersedot oleh pompa pendorong untuk masuk ke membran 4040.

2. Proses Reverse Osmosis, pada proses ini dimulai dengan pompa kedua yang berfungsi sebagai pendorong air pada tabung RO, hal ini sangat berperan penting dalam mengalirkan air dan memberikan tekanan pada membran 4040. Air dapat tertekan oleh pompa, sehingga dapat masuk melalui membran semi permeabel dan partikel-partikel halus ataupun garam-garam mineral yang terlarut dalam air dapat tersaring sempurna.

Hasil Filter air dengan sistem membran reverse osmosis sangat sesuai untuk air baku hidroponik, dengan TDS awal yang cukup tinggi lebih dari 600 ppm, dapat diturunkan hingga 10 ppm. Hal ini tentunya menjadi keuntungan dalam penggunaan air baku untuk budidaya hidroponik, karena nutrisi hidroponik dapat diserap dengan baik oleh tanaman dan memastikan tidak ada bahan-bahan pengotor yang tidak dibutuhkan dalam air baku.

Pembekalan Budidaya Hidroponik dan Operasional penggunaan Filter Air

Pembekalan terkait dengan Budidaya Hidroponik juga diberikan dengan berbagai tipe instalasi dan sumber-sumber air di Greenhouse FTIP. Tipe-tipe instalasi yang diperkenalkan mulai dari NFT, DFT, dan tentunya produk unggulan FTIP yaitu Smart watering 1, 2 dan 3. Dimana masing-masing smart watering ini mewakili untuk tanaman sayur, buah dan skala rumah tangga dan komersial. Selain itu juga diberikan penjelasan terkait dengan sumber-sumber air yang dapat digunakan untuk budidaya hidroponik dan kendalanya. Adapun sumber air yang dapat digunakan adalah air hujan, air embung, sumur artesis.

Pembekalan Budidaya Hidroponik

Peserta Pengabdian Pada Masyarakat Dosen - Kuliah Kerja Nyata Mahasiswa

Penjelasan operasional penggunaan filter air

Penjelasan operasional penggunaan filter air / membran RO, dilakukan di lokasi pengabdian pada masyarakat Apartemen Transit Rancaekek. Penjelasan terkait dengan mekanisme sumber air yang terdapat dua sumber yaitu air hujan dan air sumur artesis. Terdapat inovasi yang cukup menarik, dimana kombinasi ini juga melibatkan otomatisasi penggunaan filter air. Apabila air hujan telah memenuhi torn penampung air, maka pompa filter air tidak akan menyala. Apabila membutuhkan air hasil dari membran RO, perlu mematikan switch otomatis didalam torn.

Selain itu juga dijelaskan terkait dengan penggunaan tabung FRP dimana resin kation berada, yang memiliki fungsi Filter, Rinse, dan Backwash. Pada proses membran 4040 terdapat dua keluaran yaitu air hasil saringan membran dan air reject. Perlu diperhatikan bahwa rasio yang digunakan sekitar 40:60, yaitu 40 untuk hasil dan 60 untuk reject. Hal ini tentu terkait dengan air baku yang cukup tinggi TDS-nya (932 ppm), sehingga dapat mengurangi durasi penggunaan membran.

Dengan terlaksananya kegiatan Pengabdian Pada Masyarakat dan Kuliah Kerja Nyata di Apartement Transit Rancaekek, Air dengan Total Dissolved Solid (TDS) yang tinggi dapat diperbaiki kualitas airnya dengan teknologi Reverse Osmosis. Pemanfaatan teknologi ini dalam penyediaan air baku budidaya tanaman hidroponik sangatlah tepat guna, karena dapat menurunkan TDS yang tinggi pada lokasi dengan kondisi kualitas air yang tidak menguntungkan. Diharapkan para penghuni dapat memanfaatkan teknologi ini dan kembali untuk melakukan budidaya tanaman hidroponik dan mendapatkan hasil produksi tanaman hidroponik yang baik.