Ketersediaan air bersih di kawasan perkotaan Indonesia menghadapi tantangan yang semakin kompleks. Kebutuhan air terus meningkat seiring pertumbuhan penduduk dan aktivitas ekonomi. Di sisi lain, kualitas air sungai sebagai sumber air baku justru mengalami penurunan akibat pencemaran domestik dan industri. Kondisi ini terlihat jelas pada Sungai Jagir di Surabaya, salah satu sumber utama air baku bagi Perusahaan Umum Daerah Air Minum (Perumdam) Surya Sembada.
Menjawab tantangan tersebut, sebuah studi kolaboratif antara Universitas Airlangga, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, dan Universiti Tun Hussein Onn Malaysia mengembangkan pendekatan berbasis pemodelan sistem dinamik untuk mengoptimalkan proses pengolahan air sungai. Penelitian ini berfokus pada unit koagulasi–flokulasi–sedimentasi, tahapan krusial yang berfungsi menghilangkan kekeruhan, total padatan tersuspensi (TSS), dan total zat terlarut (TDS) dari air sungai. Berbeda dengan pendekatan eksperimental konvensional yang memerlukan uji coba berulang di lapangan, penelitian ini memanfaatkan perangkat lunak STELLA untuk mensimulasikan perilaku sistem pengolahan air secara menyeluruh. Model yang dikembangkan membagi proses menjadi tiga subsistem utama, yaitu dosis koagulan, proses koagulasi, dan proses flokulasi.
Setiap subsistem dihubungkan melalui hubungan sebab-akibat yang merepresentasikan kondisi nyata pengolahan air Sungai Jagir. Hasil simulasi menunjukkan bahwa kondisi operasi yang selama ini diterapkan belum sepenuhnya memenuhi standar kualitas air untuk keperluan higiene dan sanitasi sebagaimana diatur dalam Peraturan Menteri Kesehatan No. 2 Tahun 2023 serta pedoman WHO. Khususnya, parameter TDS masih berada di atas ambang batas yang direkomendasikan, meskipun tingkat kekeruhan air sudah relatif rendah. Untuk mengatasi hal tersebut, peneliti menguji tiga skenario optimasi utama, yaitu variasi konsentrasi awal air baku, dosis koagulan, dan kecepatan pengadukan.
Dari berbagai simulasi yang dilakukan, besi klorida (FeCl3) teridentifikasi sebagai koagulan paling efektif. Pada kondisi optimal, sistem mampu mengolah air Sungai Jagir dengan kekeruhan awal sangat tinggi hingga 677,78 NTU dan TDS sekitar 467,78 mg/L, di mana performa terbaik dicapai pada dosis koagulan 10 ppm dan kecepatan pengadukan yang terkontrol. Studi ini juga mengungkap bahwa peningkatan kecepatan pengadukan memang dapat memperbaiki pembentukan flok dan efisiensi pengolahan, tetapi hanya sampai batas tertentu. Di atas ambang tersebut, manfaat yang diperoleh semakin kecil sementara konsumsi energi dan biaya operasional justru meningkat.
Temuan ini menegaskan pentingnya keseimbangan antara efisiensi teknis dan keberlanjutan energi dalam pengolahan air perkotaan. Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa pemodelan sistem dinamik dapat menjadi alat pendukung keputusan yang andal bagi pengelola instalasi pengolahan air. Dengan pendekatan ini, berbagai skenario dapat diuji secara aman dan efisien tanpa risiko kegagalan di lapangan. Di tengah tekanan pencemaran sungai dan perubahan iklim, strategi berbasis model seperti ini menawarkan solusi adaptif untuk menjamin ketersediaan air bersih yang berkelanjutan bagi masyarakat perkotaan.
Oleh: Dr. Nurina Fitriani, S.T., Dosen Prodi S1 Teknik Lingkungan, Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga
https://link.springer.com/article/10.1007/s40808-025-02707-2
