Optimasi Proses Koagulasi Kimia dengan Ferro Sulfat

fit bersifat tidak nyata karena nilainya lebih besar dari 0.1 yaitu 0.1431, hal ini menunjukkan bahwa model sudah sesuai dengan trend atau plot dari model kuadratik. Standar deviasi untuk model adalah 0.23 dengan nilai R 2 = 86.55 dan rasio 6.794. Hasil analisis ragam dapat dilihat lebih lengkap pada Lampiran 37, 38, 39, 40, 41 dan 42. Hasil optimasi pada media kultur RPH yang telah ditumbuhi mikroalga yaitu dengan faktor dosis ferro sulfat 65 mgL pada pH 6.5 didapatkan nilai respon TSS = 4 mgL, kekeruhan = 10.3 FTU, warna = 49.3 PtCo, COD = 61.8 mgL, konsentrasi fosfat = 0.0152 mgl dan pH = 6.3. Masing-masing respon memiliki model persamaan untuk mendapatkan nilai dari respon berdasarkan faktor dosis dan pH optimal. Data dapat dilihat pada Lampiran 2C. Nilai dari faktor dosis dan pH optimal 110 mgL dan 6.5 akan dibandingkan dengan hasil eksperimen untuk memperoleh selisih antara hasil respon optimal dengan hasil eksperimen dapat dilihat pada Lampiran 13-18. Berdasarkan optimasi dengan menerapkan proses koagulasi kimia menggunakan koagulan ferro sulfat pada media kultur RPH yang telah ditumbuhi mikroalga, nilai faktor yang optimal merupakan titik central sehingga berdasarkan hasil eksperimen didapatkan tiga nilai untuk masing-masing respon. Hasil eksperimen untuk parameter TSS adalah 5 mgL, 5 mgL dan 3 mgL. Perbedaan dengan hasil perhitungan berdasarkan model persamaan yaitu 16 dan 40. Pada parameter kekeruhan, hasil eksperimen adalah 10 FTU, 11 FTU dan 10 FTU, apabila dibandingkan dengan nilai perhitungan pada respon model maka tidak terdapat perbedaan yang besar yaitu 3 dan 6. Pada parameter warna terdapat hasil eksperimen yang sama antara nilai pertama dan kedua yaitu 49 PtCo, sedangkan nilai ketiga adalah 50 PtCo. Hasil eksperimen ini tidak menunjukkan perbedaan yang cukup besar dengan hasil perhitungan pada respon model yaitu 49.3 PtCo sehingga hanya terdapat perbedaan sebesar 1 untuk ketiga nilai tersebut. Pada parameter COD, hasil eksperimen yang didapatkan adalah 63.2 mgL, 60 mgL dan 61.6 mgL. Terdapat perbedaan sebesar 2, 3 dan 0.3 dengan nilai perhitungan pada respon model. Hasil eksperimen parameter konsentrasi fosfat pada media kultur RPH ini tidak menunjukkan perbedaan yang sangat besar seperti halnya pada media kultur peternakan. Hasil ekeperimen yaitu 0.0151 mgL, 0.0139 mgL dan 0.0162 mgL sehingga perbedaan dengan hasil perhitungan menggunakan model persamaan adalah 1, 9 dan 6. Hasil eksperimen pertama dan kedua pada parameter pH adalah sama yaitu 6.5, sedangkan yang ketiga adalah 6.3. Apabila dibandingkan dengan hasil perhitungan pada respon model 6.3 maka untuk hasil pertama dan kedua terdapat perbedaan sebesar 3 dan untuk hasil yang ketiga tidak terdapat perbedaan karena nilainya adalah sama yaitu 6.3. Penggunaan koagulan ferro sulfat pada proses koagulasi sebagai perlakuan pendahuluan pada teknik pemisahan mikroalga secara sedimentasi ini menunjukkan hasil yang baik, namun jika dibandingkan dengan penggunaan koagulan PAC dilihat dari parameter TSS yang berkisar antara 3-8 mgL maka penggunaan koagulan PAC masih lebih baik. Kelemahan lain dalam hal penggunaan koagulan ferro sulfat yaitu kurang sesuai untuk menghilangkan warna, cairan setelah diberi perlakuan cenderung sedikit lebih asam dibandingkan dengan menggunakan koagulan PAC, serta flok yang dihasilkan lebih ringan daripada flok PAC yang dapat menyebabkan endapan mudah tercampur lagi dengan cairan apabila terkena getaran http:smk3ae.wordpress.comfeed. Kelebihan penggunaan koagulan ferro sulfat dalam penelitian ini adalah dosis yang digunakan lebih sedikit dibandingkan dengan dosis PAC yaitu hanya 110 mgL untuk media kultur peternakan dan 65 mgL untuk media kultur RPH. Hubungan pH X 1 dan dosis ferro sulfat X 2 pada media kultur peternakan terhadap masing-masing respon ditunjukkan pada Gambar 15. Pada Gambar 15 a, 15 b dan 15 c menunjukkan bahwa nilai TSS, kekeruhan dan warna mengalami sedikit penurunan dan kemudian mengalami peningkatan 100.00 105.00 110.00 115.00 120.00 6.25 6.35 6.45 6.55 6.65 6.75 -20 20 40 60 80 100 T S S m g L X1: pH X2: Dosis mgL 100.00 105.00 110.00 115.00 120.00 6.25 6.35 6.45 6.55 6.65 6.75 -50 50 100 150 200 250 K e k e r u h a n F T U T u r b id it X1: pH X2: Dosis mgL 100.00 105.00 110.00 115.00 120.00 6.25 6.35 6.45 6.55 6.65 6.75 100 200 300 400 500 W a r n a U n it P t C o X1: pH X2: Dosis mgL 100.00 105.00 110.00 115.00 120.00 6.25 6.35 6.45 6.55 6.65 6.75 65 70 75 80 85 C O D m g L X1: pH X2: Dosis mgL 100.00 105.00 110.00 115.00 120.00 6.25 6.35 6.45 6.55 6.65 6.75 -0.5 0.5 1 1.5 2 F o s f a t m g L X1: pH X2: Dosis mgL 100.00 105.00 110.00 115.00 120.00 6.25 6.35 6.45 6.55 6.65 6.75 5 5.5 6 6.5 7 7.5 p H X1: pH X2: Dosis mgL a d b e c f Gambar 15 Kurva permukaan respon 3 dimensi hubungan antara pH dan dosis dengan respon a respon TSS, b kekeruhan, c warna, d COD, e fosfat dan f pH pada media kultur peternakan dengan koagulan ferro sulfat. sehingga mencapai titik optimal pada masing-masing responnya yaitu TSS = 7 mgL, kekeruhan = 18.8 FTU, warna = 82.5 PtCo. Penurunan dan peningkatan nilai tersebut bersifat kuadratik pada daerah percobaan. Gambar 15 d dan 15 e menunjukkan kurva hubungan pH X 1 dan dosis PAC X 2 dengan respon COD dan konsentrasi fosfat. Kurva yang terbentuk mengikuti model persamaan yaitu bersifat linier dimana nilai COD dan konsentrasi fosfat terus mengalami peningkatan hingga mencapat titik optimal yaitu COD = 75.3 mgL, konsentrasi fosfat = 0.4589 mgl. Terdapat sedikit perbedaan pada Gambar 15 f yaitu kurva agak melengkung namun masih cenderung terlihat linier. Peningkatan nilai pH tidak terlalu tajam dan kemudian mengalami penurunun yaitu hanya berkisar antara 5.5-6.5. Hubungan pH X 1 dan dosis ferro sulfat X 2 pada media kultur RPH terhadap masing-masing respon ditunjukkan pada Gambar 16. Hampir seluruh kurva respon bersifat kuadratik pada daerah percobaan, kecuali pada Gambar 16 e dimana nilai konsentrasi fosfat cenderung semakin menurun. Berdasarkan hasil eksperimen dan hasil perhitungan optimasi untuk media kultur RPH maka terdapat sedikit perbedaan dengan teori yang menyebutkan bahwa ferro sulfat bekerja pada rentang pH 9-11 http:smk3ae.wordpress.comfeed, pada penelitian ini ferro sulfat bekerja optimal pada pH 6.5. Hal ini menunjukkan bahwa kondisi pH yang sesuai untuk penggunaan ferro sulfat sebagai koagulan dapat lebih luas lagi yaitu 6.5-11. 60.00 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 6.25 6.35 6.45 6.55 6.65 6.75 5.2 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 6.6 p H X1: pH X2: Dosis mgL 60.00 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 6.25 6.35 6.45 6.55 6.65 6.75 -0.01 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 F o s f a t m g L X1: pH X2: Dosis mgL 60.00 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 6.25 6.35 6.45 6.55 6.65 6.75 56 58 60 62 64 66 68 70 C O D m g L X1: pH X2: Dosis mgL 60.00 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 6.25 6.35 6.45 6.55 6.65 6.75 50 100 150 200 250 W a r n a U n it P t C o X1: pH X2: Dosis mgL 60.00 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 6.25 6.35 6.45 6.55 6.65 6.75 10 20 30 40 K e k e r u h a n F T U T u r b i X1: pH X2: Dosis mgL 60.00 62.00 64.00 66.00 68.00 70.00 6.25 6.35 6.45 6.55 6.65 6.75 2 4 6 8 10 12 14 T S S m g L X1: pH X2: Dosis mgL a d b e c f Gambar 16 Kurva permukaan respon 3 dimensi hubungan antara pH dan dosis dengan respon a respon TSS, b kekeruhan, c warna, d COD, e fosfat dan f pH pada media kultur RPH dengan koagulan ferro sulfat.

4.3.9 Optimasi Proses Koagulasi Elektrik

Desain model yang terpilih dari hasil analisis penentuan model pada media kultur peternakan untuk respon TSS adalah model linier. Hasil uji analisis ragam yaitu model berpengaruh nyata terhadap respon karena probF yaitu 0.00001 nilai probF, kurang dari 0.05 menunjukkan bahwa model tersebut nyata, sedangkan kesalahan pemodelan lack of fit bersifat nyata karena nilainya kurang dari 0.1 yaitu 0,0162. Standar deviasi untuk model adalah 14.13 dengan nilai R 2 = 90.74 dan rasio 16.401 menunjukkan rasio tersebut sudah baik untuk mengarahkan desain model karena rasio yang baik adalah lebih besar dari 4. Pada respon kekeruhan, model yang terbentuk adalah model linier, model berpengaruh nyata karena probF yaitu 0.00001. Kesalahan pemodelan lack of fit bersifat tidak nyata karena nilainya lebih dari dari 0.1 yaitu 0.123. Standar deviasi untuk model adalah 11.92 dengan nilai R 2 = 92.24 dan rasio 17.863. Pada respon warna, model yang terbentuk adalah model linier, model berpengaruh nyata karena probF yaitu 0.0037. Kesalahan pemodelan lack of fit bersifat nyata karena nilainya kurang dari 0.1 yaitu 0.0003. Standar deviasi untuk model adalah 70.85 dengan nilai R 2 = 75.42 dan rasio 9.427. Pada respon COD model persamaan yang terpilih adalah linier dengan nilai probF yaitu 0.2203 sehingga model tidak berpengaruh nyata terhadap respon. Kesalahan pemodelan lack of fit bersifat tidak nyata karena nilainya lebih besar dari 0.1 yaitu 0.1414. Standar deviasi untuk model adalah 2.35 dengan nilai R 2 = 44.69 dan rasio 4.508. Respon fosfat memiliki model kuadratik dengan nilai probF yaitu 0.0037, hal ini menunjukkan bahwa model berpengaruh nyata terspon. Kesalahan pemodelan lack of fit bersifat nyata karena nilainya kurang dari 0.1 yaitu 0.0003. Standar deviasi untuk model adalah 0.75 dengan nilai R 2 = 96.09 dan rasio 11.159. Hasil uji analisis ragam untuk respon pH menunjukkan bahwa model yang terpilih adalah linier. Nilai probF yaitu 0.1266 yang menunjukkan bahwa model tidak berpengaruh nyata terhadap respon. Kesalahan pemodelan lack of fit bersifat tidak berpengaruh nyata karena nilainya lebih dari dari 0.1 yaitu 0.2499, hal ini menunjukkan bahwa model sudah sesuai dengan trend atau plot dari model linier. Standar deviasi untuk model adalah 0.19 dengan nilai R 2 = 40.35 dan rasio 4.34. Hasil analisis ragam dapat dilihat lebih lengkap pada Lampiran 43, 44, 45, 46, 47 dan 48. Hasil optimasi pada media kultur peternakan yang telah ditumbuhi mikroalga yaitu dengan faktor input energi listrik 15 volt selama 40 menit didapatkan nilai respon TSS = 165.1 mgL, kekeruhan = 169.8 FTU, warna = 468.5 PtCo, COD = 74.3 mgL, konsentrasi fosfat = 2.2444 mgl dan pH = 7.6. Masing-masing respon memiliki model persamaan untuk mendapatkan nilai dari respon berdasarkan faktor dosis dan pH optimal. Data dapat dilihat pada Lampiran 2F. Nilai dari faktor input energi listrik dan waktu optimal 15 volt dan 40 menit akan dibandingkan dengan hasil eksperimen untuk memperoleh selisih antara hasil respon optimal dengan hasil eksperimen dapat dilihat pada Lampiran 13- 18. Berdasarkan optimasi dengan menerapkan proses koagulasi elektrik pada media kultur peternakan yang telah ditumbuhi mikroalga, nilai faktor yang optimal merupakan titik central sehingga berdasarkan hasil eksperimen didapatkan tiga nilai untuk masing-masing respon. Hasil eksperimen untuk nilai TSS yaitu 154 mgL, 158 mgL dan 157 mgL apabila dibandingkan dengan nilai hasil perhitungan pada respon model yaitu 165 mgL maka terdapat perbedaan sebesar 7, 5 dan 5. Pada parameter kekeruhan diperoleh hasil eksperimen sebesar 159 FTU, 151 FTU dan 160 FTU dimana hasil ini memiliki perbedaan sebesar 7, 13 dan 6 jika dibandingkan dengan respon model yang memiliki nilai sebesar 169.8 FTU. Hasil eksperimen warna juga menunjukkan perbedaan yang tidak terlalu besar jika dibandingkan dengan hasil respon model yaitu sebesar 13, 12 dan 12 dimana hasil eksperimen untuk parameter warna adalah sebesar 416 PtCo, 419 PtCo dan 417 PtCo sedangkan hasil respon model adalah 468.5 PtCo. Pada parameter COD, hasil eksperimen adalah sebesar 76.8 mgL, 74.4 mgL dan 75.2 mgL. Nilai yang didapatkan ini tidak berbeda jauh dengan hasil yang didapatkan dari hasil perhitungan menggunakan model persamaan yang terbentuk yaitu sebesar 74.3 mgL, sehingga terdapat perbedaan sebesar 3, 0.2 dan 1. Hasil eksperimen konsentrasi fosfat yaitu sebesar 2.24 mgL, 2.15 mgL dan 2.32 mgL sedangkan hasil perhitungan berdasarkan model persamaan adalah 2.2444 mgL. Terdapat perbedaan sebesar 0.2, 4 dan 3 antara hasil eksperimen dengan hasil perhitungan respon model. Pada parameter pH, hasil eksperimen menunjukkan nilai pH yaitu 7.6, 7.7 dan 7.7, sedangkan hasil perhitungan berdasarkan respon model adalah sebesar 7.6. Apabila dibandingkan dengan hasil eksperimen pertama maka tidak ada perbedaan sedangakan jika dbandingkan dengan hasil eksperimen kedua dan ketida maka terdapat sedikit perbedaan yaitu 1 antara nilai pH hasil eksperimen dengan hasil perhitungan pada respon model. Penerapan proses koagulasi elektrik sebagai perlakuan pendahuluan pada teknik pemisahan mikroalga yang ditumbuhkan pada media kultur peternakan menunjukkan hasil yang sama dengan penelitian yang telah dilakukan oleh Afriyanti 2011 yaitu titik optimal adalah pada input energi listrik 15 volt selama 40 menit. Namun efisiensi penurunan TSS yang dihasilkan menunjukkan hasil yang berbeda dan lebih baik yaitu berkisar antara 51-52, sedangkan hasil penelitian sebelumnya hanya sebesar 29 Desain model yang terpilih dari hasil analisis penentuan model pada media kultur RPH untuk respon TSS adalah model kuadratik. Hasil uji analisis ragam yaitu model berpengaruh nyata terhadap respon karena probF 5 = 0.00001 nilai probF, lebih dari 0.05 menunjukkan bahwa model tersebut nyata, kesalahan pemodelan lack of fit bersifat nyata karena nilainya kurang dari 0.1 yaitu 0,0565. Standar deviasi untuk model adalah 3.24 dengan nilai R 2 = 99.76 dan rasio 44.698. Pada respon kekeruhan, model yang terbentuk adalah model kuadratik, namun model berpengaruh nyata karena probF yaitu 0.0023. Kesalahan pemodelan lack of fit bersifat tidak nyata karena nilainya lebih dari 0.1 yaitu 0.1386. Standar deviasi untuk model adalah 7.41 dengan nilai R 2 = 95.46 dan rasio 11.441. Pada respon warna, model yang terbentuk adalah model kuadratik, model berpengaruh nyata karena probF yaitu 0.0007. Kesalahan pemodelan lack of fit bersifat tidak berpengaruh nyata karena nilainya lebih dari 0.1 yaitu 0,1073. Standar deviasi untuk model adalah 27.05 dengan nilai R 2 = 97.26 dan rasio 15.652. Pada respon COD model persamaan yang terpilih adalah kuadratik dengan nilai probF yaitu 0.0833, hal ini menunjukkan bahwa model tidak berpengaruh nyata terhadap respon. Kesalahan pemodelan lack of fit bersifat tidak nyata karena nilainya lebih dari 0.1 yaitu 0,1634. Standar deviasi untuk model adalah 1.74 dengan nilai R 2 = 79.31 dan rasio 5.38. Respon fosfat memiliki model kuadratik dengan nilai probF yaitu 0.0052, hal ini menunjukkan bahwa model berpengaruh nyata terhadap respon. Kesalahan pemodelan lack of fit bersifat nyata karena nilainya kurang dari 0.1 yaitu 0.0001. Standar deviasi untuk model adalah 0.42 dengan nilai R 2 = 93.63 dan rasio 9.007. Hasil uji analisis ragam untuk respon pH menunjukkan bahwa model yang terpilih adalah kuadratik. Nilai probF yaitu 0.3105 yang menunjukkan bahwa model tidak berpengaruh nyata terhadap respon. Kesalahan pemodelan lack of fit bersifat tidak nyata karena nilainya lebih besar dari 0.1 yaitu 0.6997, hal ini menunjukkan bahwa model sudah sesuai dengan trend atau plot dari model kuadratik. Standar deviasi untuk model adalah 0.098 dengan nilai R 2 = 61.46 dan rasio 3.585. Hasil analisis ragam dapat dilihat lebih lengkap pada Lampiran 49, 50, 51, 52, 53 dan 54. Hasil optimasi pada media kultur RPH yang telah ditumbuhi mikroalga yaitu dengan faktor input energi listrik 20 volt selama 30 menit didapatkan nilai respon TSS = 183.8 mgL, kekeruhan = 190.7 FTU, warna = 56.5 PtCo, COD = 64.3 mgL, konsentrasi fosfat = 3.7324 mgl dan pH = 7,6. Masing-masing respon memiliki model persamaan untuk mendapatkan nilai dari respon berdasarkan faktor dosis dan pH optimal. Data lebih lengkap dapat dilihat pada Lampiran 2E. Nilai dari faktor input energi listrik dan waktu optimal 15 volt dan 40 menit akan dibandingkan dengan hasil eksperimen untuk memperoleh selisih antara hasil respon optimal dengan hasil eksperimen dapat dilihat pada Lampiran 13- 18. Berdasarkan optimasi dengan menerapkan proses koagulasi elektrik pada media kultur RPH yang telah ditumbuhi mikroalga, nilai faktor yang optimal tidak merupakan titik central sehingga hanya terdapat satu hasil eksperimen berdasarkan rancangan satuan percobaan menurut metode respon permukaan yaitu pada input energi listrik 20 volt dengan waktu selama 30 menit. Hasil eksperimen untuk nilai TSS yaitu 186 mgL, apabila dibandingkan dengan nilai hasil perhitungan pada respon model yaitu 183.8 mgL maka terdapat