MODEL UNIT PENGOLAHAN AIR ASIN DENGAN METODE FILTRASI (Media Resin Penukar Ion dengan Variasi Ketebalan 10 cm, 20 cm, dan 30 cm)

TUGAS AKHIR

MODEL UNIT PENGOLAHAN AIR ASIN DENGAN

METODE FILTRASI

(Media Resin Penukar Ion dengan Variasi Ketebalan 10 cm, 20 cm, dan 30 cm)

Disusun guna melengkapi persyaratan untuk mencapai derajat kesarjanaan Strata-1

Pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun Oleh : DWI APRILIANTO

20120110044

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

MODEL UNIT PENGOLAHAN AIR ASIN DENGAN

METODE FILTRASI

(Media Resin Penukar Ion dengan Variasi Ketebalan 10 cm, 20 cm, dan 30 cm)

Disusun guna melengkapi persyaratan untuk mencapai derajat kesarjanaan Strata-1

Pada Prgram Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun Oleh : DWI APRILIANTO

20120110044

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

ii

HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR

MODEL UNIT PENGOLAHAN AIR ASIN DENGAN

METODE FILTRASI

(Media Resin Penukar Ion dengan Variasi Ketebalan 10 cm, 20 cm, dan 30 cm)

Disusun guna melengkapi persyaratan untuk mencapaiderajat kesarjanaan Strata-1

Pada Prgram Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun Oleh : DWI APRILIANTO

20120110044

Telah diperiksa dan disahkan oleh Tim Penguji :

Burhan Barid, S.T., M.T.

Dosen Pembimbing I Tanggal :

Nursetiawan, S.T. M.T., Ph.D.

Dosen Pembimbing II Tanggal :

Jazauk Ikhsan, S.T., M.T., Ph.D.

iv

HALAMAN PERSEMBAHAN

Tugas Akhir ini Kupersembahkan Kepada :

1. Bapak Royong dan Ibu Ngatini tercinta yang sudah membesarkan, mendidik dengan kasih sayang yang luar biasa dan selalu mendukung, membantu serta mendoakan anakmu.

2. Mbah Miharja dan mbah Wagiem yang selalu mendoakan dan tidak pernah berhenti menasehati saya.

3. Saudara saya Slamet Riyadi dan Nur Hidayat yang selalu menjadi motivasi dalam hidup saya.

4. Keluarga besar yang selama ini membatu dan mendukung.

5. Kepada rekan-rekan tim filtrasi dan Teknik Sipil kelas A yang selalu saling memberi dukungan.

v

Asslamu’alaikum wr.wb.

Segala puji bagi Allah SWT Yang Menguasai segala sesuatu, Sholawat dan salam selalu tercurahkan kepada Rasulullah SAW beserta keluarga dan sahabat-sahabatnya.

Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Penelitian kali ini bersifat pengembangan dari teori pengolahan air dengan filtarisi, ditunjukan untuk menurunkan kadar klorida pada air asin.

Selama penyusunan Tugas Akhir ini banyak rintangan yang penyusun dapatkan, tapi berkat bantuan, bimbingan, dan dorongan dari berbagai pihak akhirnya dapat terselesaikan dengan baik. Melalui kesempatan ini penyusun ini menyampaikan rasa terima kasih atas kerja sama dan dukungan dari berbagai pihak selama proses penelitian maupun penyususan tugas akhir ini kepada :

1. Kedua orang tua yang selalu mendukung dari segi moril maupun materil dan

mendo’akan.

2. Bapak Jazaul Ikhsan, S.T., M.T., Ph.D. selaku Ketua Dekan Fakultas Teknik sekaligus dosen penguji.

3. Ibu Ir. Anita Widianti, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil

4. Bapak Burhan Barid, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I yang telah banyak memberi bimbingan dan koreksi.

5. Bapak Nursetiawan, Ph.D. Selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberi bimbingan dan koreksi.

6. Tim penelitian Tugas Akhir Agil Ganda Wijaya dan M Heru Sukoco terima kasih atas kerja samanya.

7. Ibu Baini yang telah membimbing dan membantu dalam pengujian bahan kimia.

8. Teman-teman seperjuangan, khususnya Teknik Sipil angkatan 2012. Terima kasih atas bantuan dan dukungannya selama ini.

vi

9. Semua pihak yang telah membantu saya, sehingga Laporan Tugas Akhir ini dapat saya selesaikan.

Akhirnya, setelah segala kemampuan dicurahkan serta diiringi dengan doa untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini hanya kepada Allah SWT semua dikembalikan. Wallahu a’lam bi Showab.

Wasslamu’alaikum wr.wb.

Yogyakarta, Juli 2016

vii HALAMAN JUDUL

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

HALAMAN MOTTO ... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR LAMPIRAN ... xii

INTISARI ... xiii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang Masalah ... 1

B. Tujuan Penelitian ... 2

C. Manfaat Penelitian ... 2

D. Batasan Masalah ... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4

A. Penelitian Sebelumnya ... 4

B. Keaslian Penelitian ... 8

BAB III LANDASAN TEORI ... 9

A. Siklus Hidrologi ... 9

B. Air Laut ... 10

C. Air Bersih ... 11

D. Filtrasi ... 12

E. Resin Penukar Ion ... 12

F. Klorida ... 15

G. Analisis Regresi ... 16

BAB IV METODE PENELITIAN ... 18

A. Tahapan Penelitian ... 18

viii

C. Data Yang Dikumpulkan ... 21

D. Tahapan Pengolahan ... 21

E. Cara Pengujian Kadar Klorida ... 22

BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 26

A. Kualitas Air ... 26

B. Penurunan Kadar Klorida ... 26

C. Teknologi Alternatif ... 37

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN ... 40

A. Kesimpulan ... 40

B. Saran ... 41

DAFTAR PUSTAKA ... 42 LAMPIRAN

ix

Halaman

Tabel 2.1 Paduan Kualitas Air Hasil Pengolahan Sistem RO ... 5

Tabel 2.2 Paduan Kualitas Air Hasil Uji Coba di Kelapa Gading Jakarta ... 6

Tabel 2.3 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 10 cm, 20 cm, 30 cm ... 7

Tabel 5.1 Kadar Cl dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 10 cm ... 27

Tabel 5.2 Kadar Cl dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 20 cm ... 29

Tabel 5.3 Kadar Cl dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 30 cm ... 31

Tabel 5.4 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 10 cm ... 33

Tabel 5.5 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 20 cm ... 34

Tabel 5.6 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 30 cm ... 35

Tabel 5.7 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) Pada Masing - Masing Variasi Ketebalan Media Filtrasi Resin Penukar Ion ... 36

x

DAFTAR GAMBAR

halaman

Gambar 2.1 Grafik efisiensi penurunan kadar klorida (Cl) pada masing-

masing variasi ketebalan ... 7

Gambar 3.1 Siklus Hidrologi ... 10

Gambar 3.2 Resin Penukar Ion ... 15

Gambar 4.1 Bagan Alir Tahapan Penelitian ... 19

Gambar 4.2 Bagan Alir Tahapan Pengujian ... 20

Gambar 4.3 Lokasi Pengambilan Sampel ... 21

Gambar 4.4 Alat Uji Pengolahan Air Asin ... 22

Gambar 4.5 Alat Pengujian Kadar Klorida ... 23

Gambar 4.6 Bahan Pengujian Kadar Klorida ... 23

Gambar 4.7 Hasil Standarisasi Kadar Klorida Air Sampel ... 24

Gambar 4.8 Hasil Titrasi Blanko ... 24

Gambar 5.1 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Resin Penukar Ion 10 cm ... 27

Gambar 5.2 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Resin Penukar Ion 10 cm dengan waktu pengeraman 3 jam. _{... 28}

Gambar 5.3 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Resin Penukar Ion 20 cm ... 29

Gambar 5.4 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Resin Penukar Ion 20 cm dengan waktu pengeraman 3 jam ... 30

Gambar 5.5 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Resin Penukar Ion 30 cm ... 31

Gambar 5.6 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Resin Penukar Ion 30 cm dengan waktu pengeraman 3 jam ... 32

Gambar 5.7 Grafik Hubungan Waktu dengan Efisiensi Penurunan Kadar Cl dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 10 cm ... 33

Gambar 5.8 Grafik Hubungan Waktu dengan Efisiensi Penurunan Kadar Cl dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 20 cm ... 34

Gambar 5.9 Grafik Hubungan Waktu dengan Efisiensi Penurunan Kadar Cl dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 30 cm ... 35

xi

Masing-Masing Variasi Ketebalan Media Filtrasi ... 37 Gambar 5.11 Grafik Hubungan Waktu dengan Efisiensi Penurunan Kadar Cl

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. SNI 06-6989.19-2004 Tentang Air dan air limbah - Bagian 19: Cara uji klorida (Cl-) dengan metode argentometric (mohr) Lampiran 2. PERMENKES 492/Menkes/Per/IV/2010 Tentang Persyaratan

xiii INTISARI

Manusia sering dihadapkan pada situasi yang sulit dimana sumber air tawar sangat terbatas dan di lain pihak terjadi peningkatan kebutuhan. Bagi masyarakat yang tinggal di daerah pantai dan pulau kecil air tawar merupakan sumber air yang sangat penting. Agar air laut dapat dimanfaatkan oleh masyarakat, maka perlu dilakukan pengolahan terlebih dahulu untuk menghilangkan kadar garamnya, salah satunya adalah dengan menggunakan media pengolahan resin penukar ion.

Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan efisiensi penurunan kadar klorida (Cl) pada air asin terhadap masing-masing variasi ketebalan filtrasi, yaitu varian A ketebalan resin penukar ion 10 cm; varian B ketebalan resin penukar ion 20 cm; varian C ketebalan resin penukar ion 30 cm. air asin akan masuk pada tabung filtrasi terlebih dahulu yang kemudian di ambil pada variasi waktu 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam.

Dari hasil penelitian diketahui bahwa variasi ketebalan resin penukar ion ketebalan 30 cm mempunyai efisiensi penurunan yang paling tinggi diantara variasi lainnya, yaitu mampu menurunkan kadar klorida sebesar 91,26%. Semakin banyak jumlah resin penukar ion maka mempunyai efisiensi penurunan yang semakin tinggi terhadap kadar klorida (Cl).

1

PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Air adalah senyawa 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 objek-objek 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 laut merupakan air yang di dalamnya terlarut berbagai zat padat dan gas, contohnya dalam 1000 gram air laut terdapat 35 gram senyawa terlarut yang secara kolektif disebut garam atau di dalam air laut 96,5 persen berupa air dan 3,5 persen berupa zat terlarut dan di dalam air payau 0,05-0,3 persen berupa zat-zat terlarut. Manusia sering dihadapkan pada situasi yang sulit dimana sumber air tawar sangat terbatas dan di lain pihak terjadi peningkatan kebutuhan. Bagi masyarakat yang tinggal di daerah pantai, pulau kecil seperti kepulauan seribu, air tawar merupakan sumber air yang sangat penting. Sering terdengar ketika musim kemarau mulai datang, maka masyarakat yang tinggal di daerah pantai atau pulau-pulau kecil mulai kekurangan air tawar. Air hujan yang merupakan sumber air yang telah di siapkan di bak penampungan air hujan (PAH) sering tidak dapat mencukupi kebutuhan air pada musim kemarau.

Sumber air asin begitu melimpah, kenyataan menunjukkan bahwa ada banyak daerah permukiman yang justru berkembang pada daerah pantai. Manusia telah berupaya untuk mengolah air asin/payau menjadi air tawar, mulai dari yang menggunakan teknologi sederhana seperti menyuling, filtrasi, dan ionisasi (pertukaran ion). Sumber air asin/payau yang sifatnya melimpah telah membuat manusia berfikir untuk mengolahnya menjadi air tawar. Sehingga dengan adanya pengolahan air laut menjadi air tawar akan mudah untuk mendapatkan air

2

meskipun tidak seperti air yang telah ada di daratan. Pengolahan air menggunakan filtrasi merupakan teknologi yang mudah diterapkan dan lebih ekonomis dibandingkan dengan teknologi penyulingan.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan dilakukan penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui hasil pengolahan air laut apakah sudah memenuhi persyaratan kualitas air minum sesuai dengan Peraturan Kesehatan No. 492 tahun 2010. 2. Menganalisis penurunan kadar klorida (Cl) dalam air laut dari pengolahan

yang dilakukan dengan metode filtrasi menggunakan media resin penukar ion.

3. Mendapatkan suatu teknologi alternatif yang sederhana dan mudah dalam pengoprasian sehingga dapat menurunkan kadar garam pada air.

C. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Mendapatkan suatu teknologi alternatif sederhana dan mudah dalam pengoprasiannya sehingga dapat menurunkan kadar garam atau mineral pada air.

2. Dapat megetahui kadar kandungan klorida (Cl) pada air laut sebelum dan setelah dilakukan pengolahan dengan menggunakan proses pertukaran ion yang dipadukan dengan filtrasi (menggunakan media resin penukar ion) 3. Sebagai sumber referensi bagi pembaca dan peneliti selanjutnya tentang

pengolahan air laut dengan proses filtrasi.

D. Batasan Masalah

Dalam hal ini, Karena luasnya permasalahan dan keterbatasan kemampuan, maka penelitian ini dibatasi dengan pembatasan-pembatasan sebagai berikut:

1. Penelitian ini menggunakan proses filtrasi resin penukar ion dengan variasi ketebalan 10 cm, 20 cm dan 30 cm.

2. Pengambilan sampel dilakukan sebelum pengolahan dan setelah pengolahan dengan waktu 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam, dan 72 jam.

3. Parameter uji yang digunakan untuk mengetahui efektivitas proses adalah parameter uji klorida (Cl).

4. Penelitian dan pengujian dilakukan di Laboratorium Mekanika Fluida dan Lingkungan, jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Penelitian Sebelumnya

Penelitian ini dilakukan tidak terlepas dari hasil penelitian-penelitian terdahulu yang pernah dilakukan sebagai bahan perbandingan dan kajian. Adapun hasil-hasil penelitian yang dijadikan perbandingan tidak lepas dari topik penelititan yaitu mengenai unit pengolahan air.

1. Anthonio (2004) dengan judul model fisik water treatment system filtrasi dan aerasidengan kombinasi pasir aktif, karbon aktif dan zeolit (studi kasus sumur gali daerah gandekan lor GT II, Yogyakarta). Tujuan penelitian adalah mengukur kemampuan system filtrasi dan aerasi untuk menetralisir zat pencemar sampai ambang batas baku mutu, menguji efisiensi penurunan kadar pencemar. Hasil yang didapat dari penelitia tersebut adalah dapat menurunkan kadar TSS, tetapi kadar pencemar Mn, Fe, warna E Coli tidak dapat diturunkan sehinga tidak sesuai standar baku mutu. Bentuk alat aquarium.

2. Idris (2005) dengan judul model fisik pengolahan air water treatment,

sederhana dengan media aerasi dan filtrasi untuk pengolahan air sumur (studi kasus air dari sumur perpus UMY). Tujuan penelitian untuk mengetahui kualitas air tanah dari sumur perpustakaan UMY, mengtahui kemampuan alat uji pengolahan air sederhana dalam menurunkan kadar pencemar serta untuk mengetahui presentase penurunan kadar Fe dan kadar DO setelah diolah dengan alat uji pengolahan air sederhana apakah sesuai dengan peruntukannya, sebagai air sehat atau tidak, mengetahui hubungan antara ketebalan filtrasi dengan kadar Fe dan ketebalan filtrasi denga kadar DO. Hasil yang didapat adalah sebagi berikut : Fe = 0,9 mg/l penurunan 0,5 mg/l,

efisiensi penurunnya sebesar 37%, DO 6 mg/l kenaikannya 7,2 mg/l, effisiesi

kenaikannya sebesar 5,48%.

3. Indah Nurhayati dan Setyo Purwoto (2014), judul penelitian pengolahan air payau berbasis kimiawi melalui tekno membrane reverse osmosin (RO)

terpadukan dengan koagulan dan penukaran ion. Menggunakan pengolahan air filter, koagulasi sucolite, resin sintetis (kation dan anion) dan membrane reverse osmosis (RO). Parameter beserta hasil penelitian berupa: Total Disolved Solid (TDS) 1422 mg/L, kekeruhan 1.99 Skala NTU, warna 15 unit PtCo, Daya Hantar Listrik (DHL) 2430 mhos/cm, besi 0.13 mg/L Fe, Fluorida 0.3 mg/L F, Kesadahan Total 228.57 mg/L CaCO3, Khlorida 796

mg/L Cl, Natrium 526.7 mg/L Na, Nitrat 2.46 mg/L NO3-N, Seng 0.09 mg/L

Zn, Sulfat 73.18 mg/L SO4, Deterjen 0.09 mg/L LAS, dan Total Koliform sebesar 10890 MPN/100 mL.

4. Robertus Haryoto Indriatmoko dan Arie Herlambang, (1999) judul penelitian pengolahan air asin atau payau dengan sistem osmosis balik. Penelitian ini menggunakan teknologi filtrasi membran semipermeabel atau yang lebih sering dikenal dengan sistem osmosa balik (Revese Osmosis disingkat RO). Tujuan penerapan Teknologi RO ini adalah: pemenuhan kebutuhandasar manusia yaitu keutuhan air bersih, dan pengenalan teknologi pengolahan air asin/payau. Manfaatnya : alat pengolahan air sistem RO ini mempunyai fungsi untuk mengolah air asin/payau menjadi air tawar dengan cara filtrasi tingkat molekul, dengan demikian alat ini memberikan manfaat yang sangat besat bagi manusia. Pemanfaatan teknologi ini akan memberikan kemudahan bagi manusia untuk mendapatkan air bersih yang diperoleh dari pengolahan air asin/payau. Manfaat lainya yaitu berupa peningkatan mutu kualitas air hasil pengolahan.

Tabel 2.1 Paduan Kualitas Air Hasil Pengolahan Sistem RO

6

sumber : Robertus Haryoto Indriatmoko dan Arie Herlambang, 1999

5. Agil Ganda Wijaya, (2016) dengan judul model unit pengolahan air asin dengan metode filtrasi (media zeolit aktif dengan variasi ketebalan 15cm, 30 cm, dan 45 cm). Tujuan penelitian adalah Untuk mengetahui air hasil pengolahan apakah sudah memenuhi persyaratan kualitas air minum sesuai dengan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 492 tahun 2010, menganalisis penurunan kadar klorida (Cl) dalam air dari pengolahan yang dilakukan pada tiga macam variasi ketebalan filtrasi zeolit aktif, dan mendapatkan suatu teknologi alternatif yang sederhana dan mudah dalam pengoprasiannya sehingga dapat menurunkan kadar garam pada air laut. Hasil yang didapat hanya mampu menurunkan kadar klorida (Cl) sebesar 71,77% dan belum memenuhi syarat yang ditetapkan dalam Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 492 tahun 2010.

Tabel 2.3 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) dengan Ketebalan Zeolit Aktif 15 cm, 30 cm, 45 cm

Sumber: Agil Ganda Wijaya, 2016

Dari tabel 2.3 dapat dibuat grafik efisiensi penurunan kadar klorida (cl) pada masing-masing variasi ketebalan seperti berikut ini:

Gambar 2.1 Grafik efisiensi penurunan kadar klorida (Cl) pada masing-masing variasi ketebalan (sumber: Agil Ganda Wijaya, 2016)

Waktu (Jam) Variasi Ketebalan Zeolit Aktif (%)

15 cm 30 cm 45 cm

1 38.30 38.99 41.06

2 41.41 45.55 53.14

3 57.97 61.77 62.73

24 60.04 62.46 65.91

48 60.39 63.49 68.67

8

B. Keaslian Penelitian

Penelitian terhadap kualitas air laut sudah banyak dilakukan oleh peneliti-peneliti terdahulu, tetapi yang membedakan peneliti-penelitian ini dengan peneliti-penelitian sebelumnya adalah adanya modifikasi bentuk alat uji air dengan bahan filtrasi yaitu resin penukar ion. Penelitian dilakukan dengan kombinasi filter dengan priode 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam. Pengambilan sampel uji dilakukan sebanyak 3 kali dan setiap pengambilannya memiliki ketebalan filter yang berbeda yaitu10 cm, 20 cm, dan 30 cm. Segala bentuk kutipan pendapat atau temuan orang lain yang ada dalam penelitian ini dirujuk sesuai kaidah ilmiah yang benar, sehingga keaslian penelitian ini diharapkan dapat menambah referensi baru yang bermanfaat bagi semuanya.

9

LANDASAN TEORI

A. Siklus Hidrologi

Hidrologi adalah ilmu yang membahas karateristik menurut waktu dan ruang tentang kuantitas air di bumi termasuk proses hidrologi, pergerakan, penyebaran, sirkulasi tampungan, eksplorasi, pengembangan dan manajemen. (signh 1992)

Siklus Hidrologi adalah sirkulasi air tanpa henti dari atmosfer ke bumi dan kembali lagi ke atmosfer melalui proses kondensasi, prespitasi, evaporasi, dan transpirasi. Siklus hidrologi dapat juga berarti lebih sederhana yaitu peredaran air dar laut ke armosfer melalui penguapan, kemudian akan jatuh pada permukaan bumi dalam bentuk hujan yang mengalir di dalam tanahdn di atas permukaan tanah sebagai sungai yang menuju ke laut. Macam-macam siklus hidrologi ada tiga yaitu:

1. Siklus hidrologi pendek, yaitu menguapnya air laut menjadi uap gas karena panas dari sinar matahari lalu terjadi kondensasi membentuk awan yang pada akirnya jatuh ke permukaan laut.

2. Siklus hidrologi sedang, yaitu menguapnya air lautmenjadi uap as karena panas sinar matahari lalu terjadi evaporasi yang terbawa angin lalu membentuk awan yang pada akhirnya jatuh ke permkaan daratan dan kembali ke lautan.

3. Siklus hidrologi panjang, yaitu menguapnya air laut menjadi uap gas karena panas dari matahari lalu uap air mengalami sublimasi membentuk awan yang mengandung kristal es dan pada akhirnya jatuh dalam bentuk salju kemudian akan membentuk glester yang mencair membentuk aliran sungai dan kembali ke laut.

10

Gambar 3.1 Siklus Hidrologi (sumber: Bendung, 2015)

B. Air Laut

Air laut adalah air dari laut atau samudera. Air laut memiliki kadar garam rata-rata 3,5%. Artinya dalam 1 liter (1000 mL) air laut terdaopat 35 gram garam (terutama, namun tidak seluruhnya garam daput NaCl).

Walaupun kebanyakan air laut didunia memliki kadar garam sekitar 3,5%, air laut juga berbeda-beda kandugan garamnya. Yang paling tawar adalah di timur Teluk Finlandia dan utara Teluk Bothnia, keduanya bagian dari Laut Baltik. Yang paling asin adalah di Laut Merah, dimana suhu tinggi dan sirkulasi terbatas membuat penguapan tinggi dan sedikit masukan air dari sungai-sungai. Kadar garam di beberapa danau dapat lebih tinggi lagi.

Air laut memiliki kadar garam karena bumi dipenuhi dengan garam mineral yang terdapat didalam batu-batuan dan tanah. Contohnya natrium, kalium, kalsium, dll. Apabila air sungai mengalir ke lautan, air tersebut membawa garam. Ombak laut yang memukul pantai juga dapat menghasilkan garam. Air tawar lebih ringan dari air asin.

Untuk mendapatkan air tawar dari air laut bisa dilakukan dengan cara osmosis terbalik, suatu proses penyaringan air laut dengan menggunakan tekanan dialirkan melalui suatu membrane saring. Sistem ini di sebut SWRO (Seawater

Reverse Osmosis) dan banyak diguakan pada kapal laut atau instansi air bersih pantai dengan bahan baku air laut.

C. Air Bersih

Air bersih adalah salah satu jenis sumber daya berbasis air yang bermutu baik dan biasa dimanfaatkan oleh manusia untuk dikonsumsi atau melakukan aktifitas mereka sehari-hari termasuk diantaranya sanitasi. Macam-macam air bersih diantaranya:

1. Air laut

Air laut mempunyai sifat asin karena mengandung garam NaCl 3.5 %. 2. Air Atmosfer

Air atmosfer jatuh ke bumi dalam bentuk air hujan. Air hujan mengandung banyak kotoran. Selain itu hujan mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun bak-bak reservoir, sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi. Air hujan mempunyai sifat sadah, atau air yang sukar untuk dipakai mencuci.

3. Air Permukaan

Air permukaan berasal dari aliran langsung air hujan di permukaan bumi. 4. Air Tanah

Air tanah adalah air yang berada di baeah permukaan tanah di dalam zona jenuh dimana tekanan hidrostatiknya sama atau lebih besar dari tekanan atmosfer. Air tanah tebagi atas air tanah dangkal dan air tanah dalam. Air tanah dangkal, terjadi karena adanya daya proses peresapan air dari permukaan tanah. Air tanah dangkal ini di tinjau dari segi kualitas baik, segi kuantitas kurang dan tergantung pada musim. Air tanah dalam. Terdapat setelah lapis rapat air yang pertama. Pengambilan air tanag dalam tak semudah pada air tanah dangkal karena harus digunakan bor dan memasukkan pipa kedalamannya sehingga dalam suatu kedalaman biasanya antara 100-300 m.

5. Mata Air

Mata air yaitu air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan tanah dalam hampir tidak terpengaruh oleh musim dan kualitas atau kuantitasnya

12

sama dengan air dalam.

Air merupakan zat pelarut yang penting untuk makhluk hidup dan bagian terpenting dalam proses metabolism. Air juga dibutuhkan dalam fotosintesis dan respirasi. Tubuh manusia terdiri dari 55% sampai 78% air, tergantung dari ukuran badan. Agar dapat berfungsi dengan baik, tubuh manusia membutuhkan antra satu sampai tujuh liter air setiap hari untuk menghindari dehidrsi. Syarat kesehatan kualitas air didasarkan pada Peraturan Kesehatan No. 492 tahun 2010 tentang persyaratan kualitas air bersih. (Wahyu Nugroho dan Setyo Purwoto, 2013)

D. Filtrasi

Filtrasi adalah proses pemisahan zat padat atau zat padat halus, baik yang tersuspensi maupun koloid dari fluida dengan cara melewatkan liquid melalui media berpori untuk menyisihkan atau menghilangkan sebanyak-banyaknya butiran-butiran halus zat padat tersuspensi dari liquida. Faktor yang mempengaruhi efisiensi penyarinagan ada 4 (empat) yaitu:

1. Kualitas air baku, semakin baik kualitas air baku yang diolah maka akan baik pula hasil penyaringan yang diperoleh.

2. Suhu, suhu yang baik yaitu antara 20-30 °C, temperatur akan mempengaruhi kecepatan reaksi-reaksi kimia.

3. Kecepatan penyaringan, pemisah bahan-bahan tersuspensi dengan penyaringan tidak dipengaruhi terhadap kualitas effluent. Kecepatan penyaringan lebih banyak terhadapa masa operasi saringan.

4. Diameter butiran, secara umum kualitas effluent yang dihasilkan akan lebih baik bila lapisan saringan terdiri dari butiran-butiran halus. Jika diameter butiran yang digunakan kecil, maka yang terbentuk juga kecil. Hal ini meningkatkan efisiensi penyaringan.

E. Resin Penukar Ion

Resin sintesis penukar ion pada mulanya yang digunakan adalah dari material alami, namun dengan semakin majunya teknologi dan ilmu pengetahuan, saat ini telah digunakan resin penukar ion sintetik yang di buat dari kapolimerisasi zat – zat tertentu yang mengandung ion pelarutan sebagai gugus fungsinya.

Pertukaran ion berlangsung dengan cara difusi fluida yang keluar masuk resin, sehingga ion-ion yang lebih besar dari ukuran tertentu tidak dapat bereaksi karena seleksi tertentu dari derajat ikatan silang resin. Gugus fungsi berupa asam atau basa yang diikat oleh polimer pembentuk resin dan menentukan sifat dasar dari resin yang dibentuk. Jumlah gugus fungsi persatuan berat resin menentukan kapasitas jasal atau kapasitas paritik pertukaran yang dinyatakan sebagai dry weight capasity (meq/g resin).

Faktor lain yang mempengaruhi sifat resin adalah jenis gugus fungsi, yang menentukan jenis tipe resin penukar ion yang dibentuk dan di luar pengaruh terhadap kesetimbangan pertukaran dan selektivitas.

Berdasarkan muatan ion yang dapat dipertukarkan, resin pertukaran ion dapat dikelompokkan menjadi :

1. Resin pertukaran kation

a. Resin penukar kation asam kuat. Resin ini mengandung gugus fungsional yang diturunkan dari asam kuat yang beroperasi dengan siklus H (hidrogen) seperti asam sulfat. Regenerasi dilakukan dengan menggunakan larutan HCl atau H2SO4. Efisiensi dari regenerasi resin ini antara 30% sampai 40%.

b. Resin penukar kation asam lemah. Resin ini mengandung gugus fungsional yang diturunkan dari asam lemah yang beroperasi dengan siklus karboksilat (R-COOH) seperti fenolat atau asam karboksilat. Resin ini hanya dapat memisahkan garam dari asam kuat dan basa kuat saja. Efisiensi dari regenerasi resin ini mendekati 100%.

2. Resin pertukaran anion (mengandung anion yang dapat dipertukarkan). Resin ini dibagi menjadi 2 jenis, yaitu:

a. Resin penukar anion basa kuat. Resin ini mengandung gugus fungsional yang berasal dari gugus ammonium kuartener tipe I dan tipe II (R-NR3 : OH). Regenerasi dilakukan dengan menggunakan larutan NaOH atau NH4OH. Efisiensi dari regenerasi resin ini antara 30% sampai 50%. b. Resin penukar kation asam lemah. Resin ini mengandung amina primer,

14

hanya dapat memisahkan asam kuat, tetapi tidak bisa memisahkan asam lemah. Efisiensi dari regenerasi resin ini mendekati 100%.

Proses pertukaran ion melibatkan reaksi kimia antara ion dalam fasa cair dengan ion dalam fasa padat. Ion-ion tertentu dalam larutan lebih mudah terserap oleh solid penukar ion, dan karena elektronetralitas harus dijaga, solid penukar melepas ion dan dipertukarkan ion dalam larutan. Dalam proses demineralisasi, maka sebagai contoh ; kation Na+ dan anion Cl disisihkan dari air dan solid resin melepas ion H+ untuk ditukar dengan ion Na+, serta OH- ditukar dengan Cl- dari air sehingga kandungan Na+ dan Cl- dalam air menjadi berkurang atau hilang. Operasi sistem pertukaran ion dilakukan dalam empat tahap, yaitu:

1. Tahap Layanan

Tahap layanan adalah tahap dimana terjadi reaksi pertukaran ion. Sifat dari tahap ini ditentukan oleh kosentrasi ion yang dihilangkan terhadap waktu atau volume air produk yang dihasilkan. Hal yang perlu diperhatikan pada tahap layanan ini adalah kapasitas bahan pertukaran ion (Ion exchange load). Tahap layanan ini dilakukan dengan cara mengalirkan air dari atas (down flow). 2. Tahap Pencucian balik

Tahap ini dilakukan jika kemampuan resin telah mencapai titik jenuh dan kotor. Pencucian balik dilakukan dengan mengalirkan air produk dari bawah ke atas (up flow). Pencucian balik mempunyai sasaran sebagai berikut : a. Pemecahan resin yang menggumpal.

b. Penghilangan partikel halus yang terperangkap dalam ruang resin. c. Penghilangan kantong – kantong gas yang terdapat dalam reaktor.

d. Pembentukan ulang lapisan resin bed dengan pengembangan bed antara 50%.

3. Tahap Regenerasi

Tahap regenerasi adalah operasi penggantian ion yang telah jenuh dengan ion awal yang semula berada dalam matriks resin dan pengembalian kapasitas ke tingkat yang diinginkan. Larutan regenerasi harus dapat menghasilkan titik puncak dari ion yang digantikan. Larutan regenerasi untuk kation menggunakan HCl atau H2SO4, sedangkan untuk anion menggunakan larutan NaOH. Operasi regenerasi dilakukan dengan mengalirkan larutan

regenerasi dari atas. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam proses regenerasi antara lain :

a. Kosentrasi larutan harus selalu konstan.

b. Waktu pengaliran larutan regenerasi harus tepat. 4. Tahap Pembilasan

Tahap pembilasan dilakukan untuk menghilangkan sisa larutan regenerasi yang terperangkap oleh resin. Pembilasan dilakukan menggunakan air produk dengan aliran down flow dan dilakukan dalam dua tingkat, yaitu :

a. Tingkat laju alir rendah untuk menghilangkan larutan regenerasi.

b. Tingkat laju alir tinggi untuk menghilangkan sisa ion. (Wahyu Nugroho dan Setyo Purwoto, 2013)

Gambar 3.2 Resin Penukar Ion

F. Klorida

Klorida adalah ion yang terbentuk dari unsur klor yang mendapatkan satu electron untuk membentuk suatu anion atau ion yang bermuatan negatif (Cl-). Kata klorida dapat pula diartikan sebagai senyawa kimia dimana satu atau lebih atom klornya memiliki ikatan kovalen dalam molekul. Tangka toksisitas klorida tergantung pada gugus senyawa, misalnya Natrium Kliruda (NaCl) sangat tidak beracun, tepai karbonil khlorida sangat beracun. Di Indonesia, klor digunakan sebagai desinfektan dalam penyediaan air minum. Dalam jumlah yang banyak, klorida akan menimbukjan raasa asun, korosi pada pipa penyediaan panas. Sebagai desinfektan, residu klor di dalam air penyediaan air sengaja dipelihara,

16

tetapi klor ini dapat terikat pada senyawa organicdan membentu halogen-hidrokarbon (CL-HC) banyak diantaranya dikelal sebagai senyawa-senyawa karsinogenik.

Beberapa dampak yang ditimbulkan oleh klorida pada lingkungan adalah menimbulkan pengkaratan atau dekomposisi pada logam karena sifatnya korosif, ikan dan biota air tidak bisa bertahan hidup dalam kadar klorida yang tinggi serta kerusakan ekosistem pada perairan terbuka atau eutrofikasi.

Metode yang digunakan dalam penentuan kadar klorida adalah argenometri (Mohr) dengan prinsip pengujiannya senyawa klorida dalam contoh uji air dapat dititrasi dengan larutan perak nitrat dalam suasana netral atau sedikit basa (ph 7 sampai dengan pH 10), menggunakan larutan indikator kalium kromat. Perak klorida diendapkan secara kuantitatif sebelum terjadinya titik akhir titrasi, yang ditandai dengan mulai terbentuknya endapan perak kromat yang bewarna merah kecoklatan. (Wahyu Nugroho dan Setyo Purwoto, 2013)

G. Analisis Regresi

Analisis regresi adalah salah satu metode yang sangat popular dalam mencari hubungan antara 2 variabel atau lebih. Variable-variabel yang dikomputasi selanjutnya dikelompokkan menjadi dependen yang biasanya dinotasikan dengan huruf Y (independen) dan variable independen yang biasanya dinotasikan dengan huruf X (dependent). (Alni Rahmawati, dkk. 2015)

Variabel independen yang selanjutnya dinotasikan Y juga dikenal sebagai variabel tak bebas, tergantung, respon ataupun outcome, sedangkan variabel dependen yang dinotasikan sebagai X dikenal sebagai variabel bebas, tak tergantng atau prediktor.

Saat ini dikenal berbagai metode regeresi. Metode regresi yang paling dikenal adalaha regresi linier, dimana metode ini dipakai bila data memiliki skala pengukuran minimal interval. Apabila skala pengukuran data minimal ordinal, maka metode yang tepat adalah regresi ordinal. Sedangkang apabila skala pengukuran minimal nominal, khususnya pada variable tergantung, maka lebih tepat digunakan regresi logistic.

Koefisien determinasi (R2) pada intinya mengukur seberapa jauh kemampuan model menerangkan variasi variable dependen. Nilai koefisien determinasi adalah antara nol sampai satu. Nilai R2 yang kecil berarti kemampuan-kemampuan variable independen dalam menjelaskan variasi variabel dependen amat terbatas. Nilai yang mendekati satu berate variabel-variabel independen memberikan hampir semua informasi yang dibutuhkan untuk memprediksi variasi variabel dependen.

Kelemahan mendasar penggunaan koefisien determinasi adalah bias terhadap jumlah variabel independen yang dimasukkan kedalam model. Setiap tambahan satu variabel independen, maka R2 pasti meningkat tidak peduli apakah variabel tersebut berpengaruh secara signifikan terhadapa variabel dependen. Oleh karena itu banyak peneliti menganjurkan untuk mengganti nilai adjusted R2 pada saat mengevaluasi mana model regresi terbaik. Tidak seperti R2, nilai adjusted R2 dapat naik atau turun apabila satu variabel independen ditambahkan ke dalam model.

18

BAB IV

METODE PENELITIAN

A. Tahapan Penelitian

Dalam penelitian ini, percobaan yang dilakukan bertujuan untuk memperoleh penemuan-penemuan yang berkenaan dengan aplikasi/ penerapan teori-teori yang sudah dipaparkan. Sehingga penelitian ini dapat disebut sebagai penelitian eksperimen yaitu kesengajaan mengadakan manipulasi suatu variable atau kondisi dengan langkah-langkah dan desain penelitian, mulai dari persiapan reactor, persiapan media, persiapan dan pengambilan sempel, melakukan

treatment hingga pengujian terhadap parameter yang sudah ditentukan dan pengolahan data yang dihasilkan.

Kegiatan penelitian ini adalah menganalisa kualitas air dengan metode filtrasi untuk mengetahui kadar klorida yang terkandung dalam air sebelum dan sesudah proses filtrasi. Kadar klorida dapat dikurangi dengan cara menyaring atau mengikat partikel-partikel tersebut.

Tahapan penelitian pengolahan air asin dimulai dengan ide tentang pengolahan air asin dengan metode filtrasi sederhana. Kemudian studi pustaka /

study literature mencari data dan informasi yang berkaitan dengan penelitian. Dilanjutkan persiapan alat pengujian pengolahan air dan bahan media filtrasi yaitu resin penukar ion. Setelah persiapan alat selesai lalu dilanjutkan dengan pengolahan dengan menggunakan alat uji pengolahan air dan dianalisa di Laboratorium Mekanika Fluida dan Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, diteruskan dengan pembahasan dan kesimpulan hasil yang didapatkan.

Studi Pustaka Persiapan alat dan bahan

Pelaksanaan percobaan

Analisis dan pembahasan

Kesimpulan dan saran

Selesai Mulai

Pelaksanaan pengujian

Pengambilan sampel

A Mulai

Urutan tahapan penelitian seperti dibawah ini:

Gambar 4.1 Bagan Alir Tahapan Penelitian

Urutan tahapan pelaksanaan pengujian seperti dibawah ini: Konsep model unit pengolahan air

20

Pengujian sampel

Variasi ketebalan bahan filtrasi resin penukar ion 10 cm, 20 cm, dan 30 cm

Pengambilan data kadar klorida (Cl)

Rekapitulasi data hasil pengujian

Data lengkap

Analisis dan pembahasan

Kesimpulan dan saran Ya

Tidak A

Selesai

Gambar 4.2 Bagan Alir Tahapan Pengujian

B. Lokasi Pengambilan Sampel dan Waktu Penelitian

Sempel penelitian yang digunakan adalah air asin dari pantai Parangkusumo, Bantul, Yogyakarta, yang kemudian air tersebut dilakukan pengolahan atau treatment untuk penelitian di Laboratorium Mekanika Fluida dan Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Penelitian ini dilakukan pada bulan April-Mei 2016. Minggu pertama persiapan alat dan bahan, kemudian minggu kedua sampai minggu keempat melakukan pengujian alat pengolahan air asin dan pemeriksaan hasil pengujian dilakukan pada tanggal 12 Mei 2016 di Laboratorium Mekanika Fluida dan Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

C. Data Yang Dikumpulkan Data yang dikumpulkan terdiri dari:

1. Data Primer, yaitu data yang didapat langsung dari pengujian alat pengolahan air asin yang berupa parameter: Klorida (CL).

2. Data Sekunder, yaitu data yang didapat dari pustaka, referensi buku-buku dan baku mutu air bersih.

D. Tahapan Pengolahan 1. Menyiapkan alat uji pengolahan air asin.

2. Memasukkan butiran resin penukar ion kedalam alat uji pengolahan air asin. 3. Memasukkan sempel kedalam alat uji pengolahan air asin

4. Pengambilan air sampel hasil olahan dengan 3 variasi ketebalan filtarasi, pengambilan air sempel hasil olahan dengan jeda waktu pengambilan 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam.

22

in _in in

out _out

1

2 3

4

5. Memasukkan air sampel kedalam botol sampel dan dianalisis di Laboratorium Mekanika Fluida dan Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Gambar 4. 4 Alat Uji Pengolahan Air Asin Keterangan gambar :

1. Pipa paralon diameter 4 inch 2. Media resin penukar ion

3. Kran dan pipa paralon diameter ¾ inch 4. Penutup Pipa paralon diameter 4 inch

Cara kerja alat pengolahan air ini adalah dengan memasukkan air langsung kedalam tabung pipa 4 inch yang telah diisi dengan media filtrasi resin penukar ion aktif dengan variasi ketebalan 10 cm, 20 cm dan 30 cm, kemudian selanjutnya dengan pengambilan sempel pada output dengan jeda waktu pengambilan 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam.

E. Cara Pengujian Kadar Klorida 1. Alat dan Bahan :

a. Alat :

1) Erlenmeyer 10 cm

20 cm

30 cm

2) Beaker glass 3) Botol semprot 4) Gelas ukur 5) Pipet tetes

Gambar 4.5 Alat pengujian kadar klorida b. Bahan :

1) Larutan baku sekunder AgNO3 0,1 N

2) K2CrO4

3) Aquadest 4) Air sampel

24

2. Cara Kerja :

a. Penentuan Standarisasi Kadar Klorida Sampel

1) Diambil 1 mL sampel dengan pipet volume, dimasukkan ke dalam Erlenmeyer.

2) Dicairkan dengan aquadest sebanyak 49 mL.

3) Ditambahkan indikator K2CrO4 5% sebanyak 2-3 tetes.

4) Dititrasi menggunakan larutan AgNO3 hingga terbentuk endapan

merah bata muda.

Gambar 4.7 Hasil Standarisasi Kadar Klorida Air Sampel

b. Titrasi Larutan Blanko

1) Diambil 50 mL aquadest dengan gelas ukur, dimasukkan ke dalam Erlenmeyer.

2) Ditambahkan indikator K2CrO4 5% sebanyak 2-3 tetes.

3) Dititrasi menggunakan larutan AgNO3 hingga terbentuk endapan

merah bata muda.

Dengan:

A = Vol. titrasi sampel B = Vol. titrasi blanko N = Vol. sampel

Dengan:

Ep = Efisiensi penurunan kadar klorida (Cl).

Xin = Nilai parameter sampel sebelum proses pengujian.

Xout = Nilai parameter sampel setelah proses pengujian.

c. Hitung Dengan Rumus Klorida (Cl)

d. Efisiensi (presentase)

�� = �� _�−�

� � %...(4.2)

26 BAB V

ANALISIS DAN PEMBAHASAN A. Kualitas Air

Hasil pengujian air laut Pantai Parangkusumo, Bantul, Yogyakarta menggunakan unit pengolahan air asin dengan media filtrasi resin penukar ion dengan variasi ketebalan 10 cm, 20 cm dan 30 cm yang dilakukan dan dianalisis di Laboratorium Keairan dan Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta dapat berpengaruh pada parameter yang di uji. Berdasarkan PERMENKES RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum, dan membandingkan hasil analisis pengujian di laboratorium.

Berdasarkan hasil pengujian air laut Pantai Parangkusumo kadar khlorida masih tinggi yaitu dengan nilai awal 17146,50 mg/l, nilai ini belum memenuhi persyaratan kualitas air yang telah di tentukan PERMENKES RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum dengan kadar khlorida 250 mg/l.

B. Penurunan Kadar Klorida

Metode yang digunakan dalam menganalis data ini yaitu analisis secara table dan grafik kemudian dijelaskan dengan jalan membandigkan antar ketebalan media filtrasi. Data yang diperoleh merupakan data dari hasil pengujian yang dilakukan sendiri di Laboratorium Mekanika Fluida dan Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

1. Penentuan Kadar Klorida (Cl)

Kadar Cl dari hasil pengujian dan perhitungan didapatkan kadar Cl pada kondisi awal 17146,50 mg/l, analisis dilakukan berdasarkan kombinasi media filtrasi dengan waktu.

Tabel 5.1 Kadar Cl dengan ketebalan resin penukar ion 10 cm. Waktu Pengeraman

(Jam) Jumlah Titrasi (ml) Kadar Klorida (mg/l)

Kondisi Awal 5,30 18282,50

1 2,20 7277,50

2 1,90 6212,50

3 1,70 5502,50

24 1,40 4437,50

48 1,40 4437,50

72 1,40 4437,50

Sumber: Hasil penelitian, 2016

Contoh hitungan kadar Cl pada ketebalan resin penukar ion ketebalam 10 cm pada waktu pengambilan sampel 1 jam, sebagai berikut:

= � − � � � �. � �

= � , − , � , � , � = , �/

Dari Tabel 5.1 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan kadar Cl seperti berikut ini:

Gambar 5.1 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Resin Penukar Ion 10 cm.

y = -0x + 4.438 R² = 0 y = -3940,5x + 15230

R² = 0,7141

500 2500 4500 6500 8500 10500 12500 14500 16500 18500

0 10 20 30 40 50 60 70 80

C

l

(mg

/l

)

28

Dari Tabel 5.1 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan kadar Cl dengan waktu pengeraman 3 jam seperti berikut ini:

Gambar 5.2 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Resin Penukar Ion 10 cm dengan waktu pengeraman 3 jam.

Dari grafik hubungan waktu dengan kadar Cl di atas terlihat adanya tren penurunan. Penurunan terbaik terdapat pada waktu pengambilan sampel 1 jam, untuk waktu pengambilan selanjutnya tidak terlalu signifikan penurunannya. Hal ini kemungkinan disebabkan menurunnya kualitas resin penukar ion untuk menyaring kadar khlorida. Pada ketebalan resin penukar ion 10 cm dapat menurunkan kadar khlorida sampai 4437,50 mg/l. Menurut standar kualitas air

minum kadar Cl disyaratkan ≤ 250 mg/l, maka air laut belum memenuhi persyaratan. Berikut contoh hasil regresi pada tren penurunan pengambilan sampel dibawah 10 jam dengan R2 = 0,9578 dari data yang acak untuk waktu ke 4 jam setelah pengolahan :

Cl = 21026e-0,376x(4)

= , �/

y = 21026e-0,376x

R² = 0,7915

1000 3000 5000 7000 9000 11000 13000 15000 17000 19000

Kondisi Awal 1 2 3

Cl

(mg

/l

)

Waktu (Jam)

Tabel 5.2 Kadar Cl dengan ketebalan resin penukar ion 20 cm. Waktu Pengeraman

(Jam) Jumlah Titrasi (ml) Kadar Klorida (mg/l)

Kondisi awal 5,30 18282,50

1 0,40 887,50

2 0,70 1952,50

3 0,70 1952,50

24 0,70 1952,50

48 0,90 2662,50

72 0,90 2662,50

Sumber: Hasil penelitian, 2016

Dari Tabel 5.2 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan kadar Cl seperti berikut ini:

Gambar 5.3 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Resin Penukar Ion 20 cm.

y = 14,792x + 2070,8 R² = 0,75 y = -4792,5x + 12958

R² = 0,548

500 2500 4500 6500 8500 10500 12500 14500 16500 18500

0 10 20 30 40 50 60

A

x

is

T

itle

30

y = 12326e-0,592x

R² = 0,3438

500 2500 4500 6500 8500 10500 12500 14500 16500 18500

kondisi awal 1 2 3

Cl

(

m

g

/l

)

Waktu (Jam)

Kadar Klorida (mg/l) Regresi Penurunan Klorida

Dari Tabel 5.2 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan kadar Cl dengan waktu pengeraman 3 jam seperti berikut ini:

Gambar 5.4 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Resin Penukar Ion 20 cm dengan waktu pengeraman 3 jam.

Dari grafik hubungan waktu dengan kadar Cl di atas terlihat adanya tren penurunan. Penurunan terbaik terdapat pada waktu pengambilan sampel 1 jam dan mengalami kenaikan pada 2 jam sampai ke 72 jam berikutnya. Hal ini dikarenakan saat melakukan peneitian media resin tidak dikeringkan setelah di lakukan pencucian dan mempengaruhi kadar klorida (Cl) pada sampel air laut.

Menurut standar kualitas air minum kadar Cl disyaratkan ≤ 250 mg/l, maka air laut belum memenuhi persyaratan. Nilai penurunan terkecil adalah 887,50 mg/l. Berikut contoh hasil regresi pada tren penurunan pengambilan sampel dibawah 10 jam dengan R2 = 0,3438 dari data yang acak untuk waktu ke 4 jam setelah pengolahan :

y = 12326e-0,592x(4)

Tabel 5.3 Kadar Cl dengan ketebalan resin penukar ion 30 cm. Waktu Pengeraman

(Jam) Jumlah Titrasi (ml) Kadar Klorida (mg/l)

Kondisi awal 5,30 18282,50

1 0,80 2307,50

2 0,80 2307,50

3 0,80 2307,50

24 0,80 2307,50

48 0,70 1952,50

72 0,60 1597,50

Sumber: Hasil penelitian, 2016

Dari Tabel 5.3 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan kadar Cl seperti berikut ini:

Gambar 5.5 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Resin Penukar Ion 30 cm.

y = -9,5968x + 2360,3 R² = 0,9037 y = -15975x + 18283

R² = 1

1000 3000 5000 7000 9000 11000 13000 15000 17000 19000

0 10 20 30 40 50 60 70 80

C

l

(m

g

/l

)

32

y = 18283e-0,621x R² = 0,6

500 2500 4500 6500 8500 10500 12500 14500 16500 18500

kondisi awal 1 2 3

C

l

(m

g

/l)

Waktu (Jam)

Kadar Klorida (mg/l) Regresi Penurunan Klorida

Dari tabel 5.3 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan kadar Cl dengan waktu pengeraman 3 jam seperti berikut ini:

Gambar 5.6 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Resin Penukar Ion 30 cm dengan waktu pengeraman 3 jam.

Dari grafik hubungan waktu dengan kadar Cl di atas terlihat adanya tren penurunan. Penurunan terbaik terdapat pada waktu pengambilan sampel 1 jam, untuk waktu pengambilan selanjutnya tidak terlalu signifikan penurunannya. Hal ini kemungkinan disebabkan menurunnya kualitas resin penukar ion untuk menyaring kadar khlorida. Pada ketebalan resin penukar ion 30 cm dapat menurunkan kadar khlorida sampai 1597,50 mg/l. Menurut standar kualitas air

minum kadar Cl disyaratkan ≤ 250 mg/l, maka air laut belum memenuhi persyaratan. Berikut contoh hasil regresi pada tren penurunan pengambilan sampel dibawah 10 jam dengan R2 = 0,6 dari data yang acak untuk waktu ke 4 jam setelah pengolahan :

Cl = 18283e-0,621x(4)

= , �/

2. Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl)

Dari hasil analisis pengujian nilai Cl dapat dibuat nilai efisiensi penurunan kadar Cl yang dibagi berdasarkan variasi ketebalan media filtrasi resin penukar ion sebagai berikut.

y = 3,3442ln(x) + 63,239 R² = 0,8783

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Tabel 5.4 Efisiensi penurunan kadar klorida (Cl) dengan ketebalan resin penukar ion 10 cm.

Waktu Pengeraman

(Jam) Kadar Klorida (mg/l) Efisiensi (%)

Kondisi awal 18282,50 0,00

1 7277,50 60,19

2 6212,50 66,02

3 5502,50 69,90

24 4437,50 75,73

48 4437,50 75,73

72 4437,50 75,73

Sumber: Hasil penelitian, 2016

Contoh perhitungan efisiensi penurunan kadar Cl pada ketebalan resin penukar ion 10 cm pada waktu pengambilan sampel 1 jam, sebagai berikut:

� =�� − �_�� � %

= , −_, , � %

= , %

Dari Tabel 5.4 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl seperti berikut ini:

Waktu (jam)

Ef

isi

ensi (%

)

Gambar 5.7 Grafik Hubungan Waktu dengan Efisiensi Penurunan Kadar Cl dengan Resin Penukar Ion 10 cm ktu (jam)

34

Dari grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl terlihat adanya tren peningkatan presentase efisiensi setiap pengambilan sampel. Nilai efisiensi tertinggi terdapat pada waktu pengambilan sampel 24, 48, dan 72 jam mencapai 75,73 %. Berikut contoh hasil regresi dengan nilai R2 = 0,8783dari data yang acak untuk waktu 73 jam setelah pengolahan:

= , + ,

= , %

Tabel 5.5 Efisiensi penurunan kadar klorida (Cl) dengan ketebalan resin penukar ion 20 cm.

Waktu Pengeraman

(Jam) Kadar Klorida (mg/l) Efisiensi (%)

Kondisi awal 18282,50 0,00

1 887,50 95,15

2 1952,50 89,32

3 1952,50 89,32

24 1952,50 89,32

48 2662,50 85,44

72 2662,50 85,44

Sumber: Hasil penelitian, 2016

Dari tabel 5.5 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl seperti berikut ini :

y = -0,0951x + 91,375 R² = 0,6169

70 75 80 85 90 95 100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

E

fi

si

e

n

si

(%

)

waktu (jam)

Gambar 5.8 Grafik Hubungan Waktu dengan Efisiensi Penurunan Kadar Cl dengan Resin Penukar Ion 20 cm ktu (jam)

y = 0,0525x + 87,037 R² = 0,9037

70 75 80 85 90 95 100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

E

fis

ien

si

(%)

Waktu (jam)

Dari grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl terlihat adanya tren peningkatan presentase efisiensi setiap pengambilan sampel. Nilai efisiensi tertinggi terdapat pada waktu pengambilan sampel 1 jam mencapai 95,15 %. Berikut contoh hasil regresi dengan nilai R2 = 0,6169 dari data yang acak untuk waktu 7 jam setelah pengolahan:

= − , � + ,

= .

Sumber: Hasil penelitian, 2016

Dari tabel 5.6 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl seperti berikut ini:

Gambar 5.9 Grafik Hubungan Waktu dengan Efisiensi Penurunan Kadar Cl dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 30 cm.

Waktu Rendaman

(Jam) Kadar Klorida (mg/l) Efisiensi (%)

Kondisi awal 18282,50 0,00

1 2307,50 87,38

2 2307,50 87,38

3 2307,50 87,38

24 2307,50 87,38

48 1952,50 89,32

72 1597,50 91,26

Tabel 5.6 Efisiensi Penurunan kadar klorida (Cl) dengan ketebalan resin penukar ion 30 cm.

36

Dari grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl terlihat adanya tren peningkatan presentase efisiensi setiap pengambilan sampel. Nilai efisiensi tertinggi terdapat pada waktu pengambilan sampel 72 jam mencapai 91,26 %. Berikut contoh hasil regresi dengan nilai R2 = 0,9037 dari data yang acak untuk waktu jam setelah pengolahan:

= , � + ,

= ,

3. Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) pada Masing-Masing Variasi Ketebalan Resin Penukar Ion

Dari data yang dihasilkan pada masing-masing variasi ketebalan media filtrasi, kadar klorida (Cl) mengalami penurunan konsentrasi jika dibandingkan kadar klorida pada air baku yang belum diolah dengan kadar klorida (Cl) pada air hasil olahan pada masing-masing variasi ketebalan media filtrasi, namun variasi ketebalan mana yang mampu menurunkan kadar klirida (Cl) dengan efisiensi tinggi, maka perlu di kaji dengan menggunakan tabel dan grafik sebagi berikut:

Sumber: Hasil penelitian, 2016

Waktu (Jam) Variasi Ketebalan Resin Penukar Ion (%)

10 cm 20 cm 30 cm

1 60,19 95,15 87,38

2 66,02 89,32 87,38

3 69,90 89,32 87,38

24 75,73 89,32 87,38

48 75,73 85,44 89,32

72 75,73 85,44 91,26

Tabel 5.7 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 10, 20, 30 cm.

6 0 ,1 9 6 6 ,0 2 6 9 ,9 0 7 5 ,7 3 7 5 ,7 3 7 5 ,7 3 9 5 ,1 5 8 9 ,3 2 8 9 ,3 2 8 9 ,3 2 8 5 ,4 4 8 5 ,4 4 8 7 ,3 8 8 7 ,3 8 8 7 ,3 8 8 7 ,3 8 8 9 ,3 2 9 1 ,2 6 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1 Jam 2 jam 3 jam 24 jam 48 jam 72 jam

Ef

isi

ensi (%

)

Waktu (jam)

10 cm 20 cm 30 cm

Dari tabel 5.7 dapat dibuat grafik efisiensi penurunan kadar klorida (Cl) pada masing-masing variasi ketebalan seperti berikut ini:

Gambar 5.10 Grafik Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) pada Masing-Masing Variasi Ketebalan.

Dari grafik efisiensi penurunan kadar klorida (Cl) pada masing-masing variasi ketebalan diatas menunjukkan bahwa variasi ketebalan resin penukar ion 20 cm mampu menurunkan kadar klorida paling tinggi sebesar 91,15%, Tetapi karena saat pengambilan sampel pada ketebalan 20 cm media tidak dikeringkan terlebih dahulu dan data yang didapat tidak sepenuhnya valid, maka penurunan klorida tertinggi pada variasi ketebalan resin penukar ion 30 cm yaitu sebesar 91,26%. Sedangkan pada variasi ketebalan resin penukar ion 10 cm menurunkan kadar klorida paling rendah yaitu sebesar 60,19%.

C. Teknologi Alternatif

Pengolahan air asin menggunakan media filtrasi resin penukar ion menghasilkan air asin lebih jernih dengan kadar garam yang lebih sedikit. Hasil yang diperoleh belum sepenuhnya dapat digunakan sebagai air minum karena masih menandung garam, namun kejernihan air dapat diperoleh dengan baik.

38

y = 0,0525x + 87,037 R² = 0,9037

70 75 80 85 90 95

0 10 20 30 40 50 60 70 80

E

fis

ien

si

(%)

Waktu (jam)

Dipilihnya resin penukar ion sebagai media filtrasi karena resin mempunyai sifat sebagai penukar ion.

Dari data hasil penelitian yang tersaji diatas, dapat di jelaskan bahwa variasi ketebalan media filtrasi resin penukar ion 20 cm mempunyai efisiensi penurunan yang paling tinggi terhadap kadar klorida, tetapi karena saat proses pengolahan media resin tidak dikeringkan sehingga hasil yang didapat tidak sepenuhnya valid, maka data yang mempunyai efisiensi penurunan paling tinggi didapat pada ketebalan mdia filtrasi resin penukar ion 30 cm dibandingkan dengan variasi ketebalan media filtrasi 10 cm. Hal ini menunjukkan bahwa jumlah resin penukar ion berbanding lurus dengan efisiensi penurunan kadar klorida (Cl), dengan kata lain semakin banyak resin penukar ion dalam variasi ketebalan media filtrasi, maka kemampuan menurunkan kadar klorida (Cl) semakin besar.

Kualitas air laut pantai parangkusumo memiliki kadar klorida (Cl) sebanyak 18282,50 mg/l, jauh diambang batas baku mutu air yaitu ≤ 250 mg/l, namun kadar klorida tersebut dapat berkurang dengan pengolahan air asin metode filtrasi dengan media resin penukar ion. Nilai penurunan kadar klorida (Cl) terkecil mencapai 1597,50 mg/l atau dapat menurunkan kadar klorida (Cl) air laut sebanyak 91,26% seperti terlihat pada grafik berikut ini:

Grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl

Gambar 5.11 Grafik Hubungan Waktu dengan Efisiensi Penurunan Kadar Cl dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 30 cm.

Media filtrasi menggunakan resin penukar ion ini menghabiskan resin penukar ion sebanyak 1 kg dengan harga Rp 60.000,-00 hanya di gunakan untuk menyaring/merendam sebanyak 4 liter air setelah itu resin harus di lakukan pencucian lagi, dan metode terbilang mahal dan kurang efektif jika di terapkan di daerah pesisir yang kekurangan air tawar. Sebaiknya media yang digunakan lebih beragam menggunakan media yang lebih murah yang mempunyai sifat sebagai penukar ion agar dapat mengikat dan menahan partikel klorida saat air melewati bahan filter tersebut sehingga penurunan kadar klorida dapat memenuhi persyaratan PERMENKES RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum.

40 BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Dari perhitungan dan pembahasan yang telah diuraikan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Banyak sedikitnya kandungan klorida (Cl) dapat dipakai sebagai indikator terhadap layaknya air tersebut sebagai air minum. Kandungan klorida (Cl) yang disyaratkat dalam Peraturan Menteri Kesehatan, air bisa dikatakan air

layak minum bila kada klorida (Cl) ≤ 250 mg/l. Dalam penelitian ini semua

air sampel tidak memenuhi syarat, itu dikarenakan hanya satu macam bahan filtrasi. Sehingga tidak mampu mengikat dan menahan partikel klorida saat air melewati bahan filter tersebut.

2. Dari pengambilan sampel sebelum filtrasi sampai dengan pengambilan sampel yang ke 72 jam presentase efisiensi mengalami kenaikan. Dengan hasil tersebut berarti menunjukan adanya penurunan kadar klorida (Cl). Penurunan klorida (Cl) terbesar salah satunya adalah sebesar 1597,50 mg/l atau 91,26 % pada pengujian variasi ketebalan resin penukar ion 30 cm. Dari hasil yang didapat air laut sudah menjadi air payau yaitu dengan kadar klorida sebesar 0,3%.

3. Teknologi alternatif sederhana metode filtrasi dengan media resin penukar ion dapat menurunkan kadar klorida (Cl) pada air asin, teknologi ini dapat menurunkan kadar klorida yang awalnya 18282,50 mg/l turun menjadi 1597,50 mg/l atau turun sebesar 91,26 % pada ketebalan media filtrasi resin penukar ion 30 cm. Bila dibandingkan dengan zeolit aktif, resin penukar ion ini lebih besar menurunkan kadar klorida, karena pada zeolit aktif hanya menurunkan sebesar 71,77% hasil penelitian dari Agil Ganda Wijaya, 2016.

B. Saran

Setelah melakukan penelitian dan membahasnya maka penulis memberikan saran sebagai berikut :

1. Pengambilan air sampel sebaiknya dilakukan dihari yang sama saat pengujian, agar kadar garam yang terdapat di air laut tidak mengendap. 2. Media filtrasi sebaiknya lebih beragam yang mempunyai sifat sebagai

penukar ion agar dapat mengikat dan menahan partikel klorida saat air melewati bahan filter tersebut. Agar dapat menjadi teknologi alternatif yang sederhana sebaiknya media filtrasi menggunakan media yang lebih murah, atau dan mampu mengurangi banyak kadar klorida sehingga dapat memenuhi persyaratan PERMENKES RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum.

3. Untuk penelitian selanjutnya dapat menggunakan air payau yang memiliki kadar klorida (Cl) lebih rendah agar lolos persyaratan PERMENKES RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum.

42

DAFTAR PUSTAKA

Asdak, Chay. 2010. Hidrologi dan Pengolahan Daerah Aliran Air Sungai : Edisi Revisi Kelima. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press Yogyakarta. Budianto, Bendung. K. 2015. Analisis Kualitas Air Menggunakan Model Fisik

Water Treatment Sistem Filtrasi Dengan Kombinasi Zeolit dan Pecahan Genteng Sebagai Bahan Filtrasi, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Docslide. 2016. Penentuan Kadar Klorida.

http://dokumen.tips/documents/penentuan-kadar-klorida.html (diakses 16 April 2016).

Indah. N, Setyo. P. 2014. Pengolahan Air Payau Berbasis Kimiawi Melalui Tekno Membran Reverse Osmosis (RO) Terpadukan dengan Koagulan dan Penukar Ion. Prosiding Seminar Nasional Kimia, ISBN. Surabaya

Indriatmoko, Herlambang. 1999. Pengolahan Air Asin Atau Payau Dengan Sistem Osmosis Balik, Jakarta

Menteri Kesehatan RI. 2010. Tentang Persyaratan Kualiatas Air Minum. Permenkes RI No. 492 Tahun 2010

Nugroho, Purwoto. 2013. Removal Klorida, TDS dan Besi pada Air Payau Melalui Penukar Ion dan Filtrasi Campuran Zeolit Aktif dengan Karbon Aktif., Jurnal Teknik Waktu, Vol. 11, No. 01.

Rahmawati, Alni, dkk. 2015. Statistika Teori dan Praktek Edisi III. Yogyakarta : Manajemen UMY.

Sri Widyastuti, Andtik S. S. 2011. Kinerja Pengolahan Air Bersih Dengan Proses Filtrasi dalam Mereduksi Kesadahan. Jurnal Teknik Waktu, Vol. 9 ,No. 01. Standar Nasional Indonesia. 2004. Tentang Cara Uji Klorida (Cl) dengan Metode

Argentometri (Mohr). SNI 06-6989.19-2004

Wijaya, A.G. 2016. Pengolahan Air Asin Dengan Metode Filtrasi. Yogyakarta : Teknik Sipil UMY.

Wikipedia. 2016. Air Laut. https://id.wikipedia.org/wiki/Air_laut (diakses 16 April 2016).

Wikipedia. 2016. Air Bersih. https://id.wikipedia.org/wiki/Air_bersih (diakses 14 April 2016).

Wikipedia. 2016. Siklus Air. https://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_air (diakses 16 April 2016).

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

1

MODEL UNIT PENGOLAHAN AIR ASIN DENGAN METODE FILTRASI (Media Resin Penukar Ion dengan Variasi Ketebalan 10 cm, 20 cm dan 30 cm)1

Dwi Aprilianto2_{, Burhan Barid}3_{, Nursetiawan}4

ABSTRAK

Manusia sering dihadapkan pada situasi yang sulit dimana sumber air tawar sangat terbatas dan di lain pihak terjadi peningkatan kebutuhan. Bagi masyarakat yang tinggal di daerah pantai dan pulau kecil air tawar merupakan sumber air yang sangat penting. Agar air laut dapat dimanfaatkan oleh masyarakat, maka perlu dilakukan pengolahan terlebih dahulu untuk menghilangkan kadar garamnya, salah satunya adalah dengan menggunakan media pengolahan resin penukar ion.

Peneliti bertujuan untuk membandingkan efisiensi penurunan kadar klorida (Cl) pada air asin terhadap masing-masing variasi ketebalan filtrasi, yaitu varian A ketebalan resin penukar ion 10 cm; varian B ketebalan resin penukar ion 20 cm; varian C ketebalan resin penukar ion 30 cm. air asin akan masuk pada tabung filtrasi terlebih dahulu yang kemudian di ambil pada variasi waktu 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam.

Dari hasil penelitian diketahui bahwa variasi ketebalan resin penukar ion ketebalan 30 cm mempunyai efisiensi penurunan yang paling tinggi diantara variasi lainnya, yaitu mampu menurunkan kadar klorida sebesar 91,26%. Semakin banyak jumlah resin penukar ion maka mempunyai efisiensi penurunan yang semakin tinggi terhadap kadar klorida (Cl).

Kata Kunci : Pengolahan air laut, filtrasi, resin penukar ion

1_{Disampaikan pada Seminar Tugas Akhir}

2_{Mahasiswa Jurusan Teknik Sipl, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta} 3_{Dosen Pembimbing I}

4_{Dosen Pembimbing II}

PENDAHULUAN

Air adalah senyawa 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 objek-objek 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 merupakan sumber kehidupan yang mutlak. Dalam kehidupan sehari-hari air sangat bermanfaat untuk berbagai keperluan. Salah satunya sebagai air minum

yang dibutuhkan manusia setiap saat. Air yang dapat dikonsumsi dan aman untuk kesehatan manusia adalah air yang memenuhi syarat secara fisik, kimia, maupun biologi.

Air laut merupakan air yang di dalamnya terlarut berbagai zat padat dan gas, contohnya dalam 1000 gram air laut terdapat 35 gram senyawa terlarut yang secara kolektif disebut garam atau di dalam air laut 96,5 persen berupa air dan 3,5 persen berupa zat-zat terlarut dan di dalam air payau 0,05-0,3 persen berupa zat-zat terlarut. Manusia sering dihadapkan pada situasi yang sulit dimana sumber air tawar sangat terbatas dan di lain pihak terjadi peningkatan kebutuhan. Bagi masyarakat yang tinggal di daerah pantai, pulau kecil seperti kepulauan seribu, air tawar merupakan sumber air yang sangat penting. Sering terdengar ketika musim kemarau mulai datang, maka masyarakat yang

Seminar Tugas Akhir

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

2 tinggal di daerah pantai atau pulau-pulau kecil mulai kekurangan air tawar. Air hujan yang merupakan sumber air yang telah di siapkan di bak penampungan air hujan (PAH) sering tidak dapat mencukupi kebutuhan air pada musim kemarau.

Sumber air asin begitu melimpah, kenyataan menunjukkan bahwa ada banyak daerah permukiman yang justru berkembang pada daerah pantai. Manusia telah berupaya untuk mengolah air asin menjadi air tawar, mulai dari yang menggunakan teknologi sederhana seperti menyuling, filtrasi, dan ionisasi (pertukaran ion). Sumber air asin yang sifatnya melimpah telah membuat manusia berfikir untuk mengolahnya menjadi air tawar. Sehingga dengan adanya pengolahan air laut menjadi air tawar akan mudah untuk mendapatkan air meskipun tidak seperti air yang telah ada di daratan. Pengolahan air menggunakan filtrasi merupakan teknologi yang mudah diterapkan dan lebih ekonomis dibandingkan dengan teknologi penyulingan

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Untuk mengetahui air hasil pengolahan

apakah sudah memenuhi persyaratan kualitas air minum sesuai dengan Peraturan Kesehatan No. 492 tahun 2010.

2. Menganalisis penurunan kadar klorida (Cl) dalam air dari pengolahan yang dilakukan pada tiga macam variasi ketebalan filtrasi zeolit aktif.

3. Mendapatkan suatu teknologi alternatif yang sederhana dan mudah dalam pengoprasian sehingga dapat menurunkan kadar garam pada air. Manfaat penelitian

Manfaat dari penelitian ini antara lain : 1. Mendapatkan suatu teknologi alternatif

yang sederhana dan mudah dalam pengoprasiannya sehingga dapat menurunkan kadar garam atau mineral pada air.

2. Memberikan data informasi tentang teknologi pengolahan yang dilakukan pada penelitian ini untuk menurunkan kadar garam atau mineral dalam air dengan menggunakan proses pertukaran ion yang dipadukan dengan filtrasi (menggunakan media resin penukar ion).

3. Sebagai sumber referensi bagi pembaca dan peneliti selanjutnya tentang pengolahan air laut dengan proses filtrasi.

Batasan Masalah

Dalam hal ini, Karena luasnya permasalahan dan keterbatasan kemampuan, maka penelitian ini dibatasi dengan pembatasan-pembatasan sebagai berikut:

1. Penelitian ini menggunakan proses filtrasi resin penukar ion dengan variasi ketebalan 10 cm, 20 cm dan 30 cm. 2. Pengambilan sampel dilakukan

sebelum pengolahan dan setelah pengolahan dengan waktu 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam, dan 72 jam. 3. Parameter uji yang digunakan untuk mengetahui efektivitas proses adalah parameter uji klorida (Cl).

4. Penelitian dan pengujian dilakukan di Laboratorium Mekanika Fluida dan Lingkungan, jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

5. Waktu penelitian yang terbilang singkat.

LANDASAN TEORI Siklus Hidrologi

Hidrologi adalah ilmu yang membahas karateristik menurut waktu dan ruang tentang kuantitas air di bumi termasuk proses hidrologi, pergerakan, penyebaran, sirkulasi tampungan, eksplorasi, pengembangan dan manajemen. (signh 1992)

Siklus Hidrologi adalah sirkulasi air tanpa henti dari atmosfer ke bumi dan kembali lagi ke atmosfer melalui proses kondensasi, prespitasi, evaporasi, dan

5 A

Gambar 2 Bagan Alir Tahapan Penelitian Bagan alir tahapan pengujian seperti dibawah ini:

Gambar 3 Bagan Alir Tahapan Pengujian

Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan November 2015 sampai Mei 2016. Minggu pertama persiapan alat dan bahan, kemudian minggu kedua sampai minggu ketiga melakukan pengujian alat pengolahan air asin dan pemeriksaan hasil pengujian di Laboratorium Keairan dan Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Tahapan Pengolahan

1. Menyiapkan alat uji pengolahan air asin.

2. Memasukkan butiran resin penukar ion kedalam alat uji pengolahan air asin. 3. Memasukkan sempel kedalam alat uji

pengolahan air asin.

4. Pengambilan air olahan dengan 3 variasi ketebalan filtrasi, pengambilan air sempel dengan jeda waktu pengambilan 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam.

5. Memasukkan air sempel kedalam botol sempel dan dianalisis di Laboratorium Keairan dan Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Gambar 4 Alat Uji Pengolahan Air Asin Cara kerja alat pengolahan air ini adalah dengan memasukkan air langsung kedalam tabung pipa 4 inch yang telah diisi dengan media filtrasi resin penukar ion dengan variasi ketebalan 10 cm, 20 cm dan A

y = -9,5968x + 2360,3 R² = 0,9037 y = -15975x + 18283

R² = 1

1000 3000 5000 7000 9000 11000 13000 15000 17000 19000

0 10 20 30 40 50 60 70 80

C

l

(mg

/l

)

Waktu pengeraman (jam) 30 cm, kemudian selanjutnya dengan

pengambilan sempel pada output dengan jeda waktu pengambilan 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam.

ANALISIS DAN PEMBAHASAN Kualitas Air

Hasil pengujian air laut Pantai Parangkusumo, Bantul, Yogyakarta menggunakan unit pengolahan air asin dengan media filtrasi resin penukar ion dengan variasi ketebalan 10 cm, 20 cm dan 30 cm yang dilakukan dan dianalisis di Laboratorium Keairan dan Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta dapat berpengaruh pada parameter yang di uji. Berdasarkan PERMENKES RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum, dan membandingkan hasil analisis pengujian di laboratorium.

Berdasarkan hasil pengujian air laut Pantai Parangkusumo kadar khlorida masih tinggi yaitu dengan nilai awal 17146,50 mg/l, nilai ini belum memenuhi persyaratan kualitas air yang telah di tentukan

PERMENKES RI No.

492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum dengan kadar khlorida 250 mg/l.

Penurunan Kadar Klorida

Metode yang digunakan dalam menganalis data ini yaitu analisis secara

table dan grafik kemudian dijelaskan dengan jalan membandigkan antar ketebalan media filtrasi. Data yang diperoleh merupakan data dari hasil pengujian yang dilakukan sendiri di Laboratorium Mekanika Fluida dan Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

1. Penurunan Kadar Klorida

Kadar Cl dari hasil pengujian dan perhitungan didapatkan kadar Cl yang mengalami penurunan paling baik ada pada ketebalan media resin penukar ion 30 cm dan disajikan pada table 3. analisis dilakukan berdasarkan kombinasi media filtrasi dengan waktu.

Tabel 1 Penurunan kadar Cl dengan ketebalan resin penukar ion 30 cm Waktu

Pengeraman (Jam)

Jumlah Titrasi (ml)

Kadar Klorida (mg/l) Kondisi awal 5,30 18282,50

1 0,80 2307,50

2 0,80 2307,50

3 0,80 2307,50

24 0,80 2307,50 48 0,70 1952,50 72 0,60 1597,50 Sumber : Hasil penelitian, 2016

Dari tabel 1 dapat di buat grafik hubungan waktu dengan kadar klorida (Cl) seperti berikut ini :

7

y = 0,0525x + 87,037 R² = 0,9037

70 75 80 85 90 95

0 10 20 30 40 50 60 70 80

E

fisie

n

si

(%)

Waktu (jam) Dari grafik hubungan waktu dengan

kadar Cl di atas terlihat adanya tren penurunan. Penurunan terbaik terdapat pada waktu pengambilan sampel 1 jam, untuk waktu pengambilan selanjutnya tidak terlalu signifikan penurunannya. Hal ini kemungkinan disebabkan menurunnya kualitas resin penukar ion untuk menyaring kadar khlorida. Pada ketebalan resin penukar ion 30 cm dapat menurunkan kadar khlorida sampai 1597,50 mg/l. Menurut standar kualitas air minum kadar Cl disyaratkan ≤ 250 mg/l, maka air laut belum memenuhi persyaratan.

Efisiensi Penurunan Klorida

Dari hasil analisis pengujian nilai Cl dapat dibuat nilai efisiensi penurunan kadar Cl yang dibagi berdasarkan variasi ketebalan media filtrasi resin penukar ion. penurunan paling baik ada pada ketebalan media resin penukar ion 30 cm.

Tabel 2 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 30 cm.

Sumber : Hasil penelitian, 2016

Gambar 5 Grafik Hubungan Waktu dengan Efisiensi Penurunan Kadar Cl dengan Ketebalan Resin Penukar Ion 30 cm.

Dari grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl terlihat adanya tren peningkatan presentase efisiensi setiap pengambilan sampel. Nilai efisiensi tertinggi terdapat pada waktu pengambilan sampel 72 jam mencapai 91,26 %.

Waktu Rendaman

(Jam)

Kadar Klorida (mg/l)

Efisiensi (%) Kondisi awal 18282,50 0,00

1 2307,50 87,38

2 2307,50 87,38

3 2307,50 87,38

24 2307,50 87,38

48 1952,50 89,32

72 1597,50 91,26

Dari tabel 4 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl seperti berikut ini:

2. Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) pada Masing-Masing Variasi Ketebalan Resin Penukar Ion

Dari data yang dihasilkan pada masing-masing variasi ketebalan media filtrasi, kadar klorida (Cl) mengalami penurunan konsentrasi jika dibandingkan kadar klorida pada air baku yang belum diolah dengan kadar klorida (Cl) pada air hasil olahan pada masing-masing variasi ketebalan media filtrasi, namun variasi ketebalan mana yang mampu menurunkan kadar klirida (Cl) dengan efisiensi tinggi, maka perlu di kaji dengan menggunakan tabel dan grafik sebagi berikut :

Tabel 3 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Resin Penukar Ion 10 cm,

20 cm dan 30 cm

Sumber : Hasil penelitian, 2016 Waktu (Jam)

Variasi Ketebalan Resin Penukar Ion (%) 10 cm 20 cm 30 cm 1 60,19 95,15 87,38 2 66,02 89,32 87,38 3 69,90 89,32 87,38 24 75,73 89,32 87,38 48 75,73 85,44 89,32 72 75,73 85,44 91,26

60,19

66,02 69,90

75,73 75,73 75,73

95,15

89,32 89,32 89,32

85,44 85,44

87,38 87,38 87,38 87,38 89,32 91,26

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1 Jam 2 jam 3 jam 24 jam 48 jam 72 jam

Ef

isi

ensi (%

)

Waktu (jam)

10 cm 20 cm 30 cm

Gambar 6 Grafik Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) pada Masing-Masing Variasi Ketebalan.

Dari tabel 3 dapat dibuat grafik efisiensi penurunan kadar klorida (cl) pada masing-masing variasi ketebalan seperti berikut ini:

9 Dari grafik efisiensi penurunan kadar klorida (Cl) pada masing-masing variasi ketebalan diatas menunjukkan bahwa variasi ketebalan resin penukar ion 20 cm mampu menurunkan kadar klorida paling tinggi sebesar 95,15%, Tetapi karena saat pengambilan sampel pada ketebalan 20 cm media tidak dikeringkan terlebih dahulu dan data yang didapat tidak sepenuhnya valid, maka penurunan klorida tertinggi pada variasi ketebalan resin penukar ion 30 cm yaitu sebesar 91,26%. Sedangkan pada variasi ketebalan resin penukar ion 10 cm menurunkan kadar klorida paling rendah yaitu sebesar 60,19%.

Teknologi Alternatif

Pengolahan air asin menggunakan media filtrasi zeolit aktif menghasilkan air asin lebih jernih dengan kadar garam yang lebih sedikit. Walau hasil yang diperoleh belum sepenuhnya dapat digunakan sebagai air minum karena masih menandung garam, namun kejernihan air dapat diperoleh dengan baik.

Dari data hasil penelitian yang tersaji diatas, dapat di jelaskan bahwa variasi ketebalan media filtrasi resin penukar ion 30 cm mempunyai efisiensi penurunan yang paling tinggi terhadap kadar klorida dibandingkan dengan dua variasi ketebalan media filtrasi lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa jumlah resin penukar ion berbanding lurus dengan efisiensi penurunan kadar klorida (Cl), dengan kata lain semakin banyak resin penukar ion dalam variasi ketebalan media filtrasi, maka kemampuan menurunkan kadar klorida (Cl) semakin besar.

Kesimpulan

Dari perhitungan dan pembahasan yang telah diuraikan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Banyak sedikitnya kandungan klorida (Cl) dapat dipakai sebagai indikator terhadap layaknya air tersebut sebagai air minum. Kandungan klorida (Cl) yang disyaratkat dalam Peraturan Menteri Kesehatan, air bisa dikatakan

air layak minum bila kada klorida (Cl) ≤ 250 mg/l. Dalam penelitian ini semua air sampel tidak memenuhi syarat, itu dikarenakan hanya satu macam bahan filtrasi. Sehingga tidak mampu mengikat dan menahan partikel klorida saat air melewati bahan filter tersebut. 2. Dari pengambilan sampel sebelum

filtrasi sampai dengan pengambilan sampel yang ke 72 jam presentase efisiensi mengalami kenaikan. Dengan hasil tersebut berarti menunjukan adanya penurunan kadar klorida (Cl). Penurunan klorida (Cl) terbesar salah satunya adalah sebesar 1597,50 mg/l atau 91,26 % pada pengujian variasi ketebalan resin penukar ion 30 cm. Dari hasil yang didapat air laut sudah menjadi air payau yaitu dengan kadar klorida sebesar 0,3%.

3. Teknologi alternatif sederhana metode filtrasi dengan media resin penukar ion dapat menurunkan kadar klorida (Cl) pada air asin, teknologi ini dapat menurunkan kadar klorida yang awalnya 18282,50 mg/l turun menjadi 1597,50 mg/l atau turun sebesar 91,26 % pada ketebalan media filtrasi resin penukar ion 30 cm. Bila dibandingkan dengan zeolit aktif, resin penukar ion ini lebih besar menurunkan kadar klorida, karena pada zeolit aktif hanya menurunkan sebesar 71,77% hasil penelitian dari Agil Ganda Wijaya, 2016.

Saran

Setelah melakukan penelitian dan membahasnya maka penulis memberikan saran sebagai berikut :

1. Pengambilan air sampel sebaiknya dilakukan dihari yang sama saat pengujian, agar kadar garam yang terdapat di air laut tidak mengendap. 2. Media filtrasi sebaiknya lebih beragam

Media filtrasi sebaiknya lebih beragam yang mempunyai sifat sebagai penukar ion agar dapat mengikat dan menahan partikel klorida saat air melewati bahan filter tersebut. Agar dapat menjadi teknologi alternatif yang sederhana

sebaiknya media filtrasi menggunakan media yang lebih murah, atau dan mampu mengurangi banyak kadar klorida sehingga dapat memenuhi persyaratan PERMENKES RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum.

3. Untuk penelitian selanjutnya dapat menggunakan air payau yang memiliki kadar klorida (Cl) lebih rendah agar lolos persyaratan PERMENKES RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum.

DAFTAR PUSTAKA

Asdak, Chay. 2010. Hidrologi dan Pengolahan Daerah Aliran Air Sungai : Edisi Revisi Kelima. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press Yogyakarta.

Budianto, Bendung. K. 2015. Analisis Kualitas Air Menggunakan Model Fisik Water Treatment Sistem Filtrasi Dengan Kombinasi Zeolit dan Pecahan Genteng Sebagai Bahan Filtrasi, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Docslide. 2016. Penentuan Kadar Klorida. http://dokumen.tips/documents/penent uan-kadar-klorida.html (diakses 16 April 2016).

Indah. N, Setyo. P. 2014. Pengolahan Air Payau Berbasis Kimiawi Melalui Tekno Membran Reverse Osmosis (RO) Terpadukan dengan Koagulan dan Penukar Ion. Prosiding Seminar Nasional Kimia, ISBN. Surabaya Indriatmoko, Herlambang. 1999.

Pengolahan Air Asin Atau Payau Dengan Sistem Osmosis Balik, Jakarta Menteri Kesehatan RI. 2010. Tentang Persyaratan Kualiatas Air Minum. Permenkes RI No. 492 Tahun 2010 Nugroho, Purwoto. 2013. Removal

Klorida, TDS dan Besi pada Air Payau Melalui Penukar Ion dan Filtrasi Campuran Zeolit Aktif dengan Karbon Aktif., Jurnal Teknik Waktu, Vol. 11, No. 01.

Rahmawati, Alni, dkk. 2015. Statistika Teori dan Praktek Edisi III. Yogyakarta : Manajemen UMY. Sri Widyastuti, Andtik S. S. 2011. Kinerja

Pengolahan Air Bersih Dengan

proses Filtrasi dalam Mereduksi Kesadahan. Jurnal Teknik Waktu, Vol. 9 ,No. 01.

Standar Nasional Indonesia. 2004. Tentang Cara Uji Klorida (Cl) dengan Metode Argentometri (Mohr). SNI 06-6989.19-2004

Wijaya, A.G. 2016. Pengolahan Air Asin Dengan Metode Filtrasi. Yogyakarta : Teknik Sipil UMY.

Wikipedia. 2016. Air Laut. https://id.wikipedia.org/wiki/Air_laut (diakses 16 April 2016).

Wikipedia. 2016. Air Bersih. https://id.wikipedia.org/wiki/Air_bersi h (diakses 14 April 2016).

Wikipedia. 2016. Siklus Air. https://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_air (diakses 16 April 2016).