33 Gambar 3.1. Dimensi Reaktor Elektrokoagulasi
3.3. Rancangan Percobaan
Penelitian ini dirancang dengan menggunakan rancangan percobaan faktorial tanpa pengacakan, untuk mendapatkan kombinasi level dari tiap-tiap perlakuan
faktor dalam setiap satuan percobaan. Percobaan ini menggunakan 3 tiga faktor sebagai variabel bebas dengan 2 replikasi. Adapun faktor atau variabel bebas dan
level tiap faktor yang digunakan dalam percobaan yaitu: 1. Jenis material elektroda
: 3 level Al, Zn, Fe 2. Tegangan V
: 3 level 11; 12; 13 3. Jarak antar elektroda cm : 3 level 1,0; 1,5; 2,0
Dengan menggunakan rancangan faktorial untuk 3 faktor dengan 2 replikasi, maka akan didapatkan jumlah satuan percobaan sebanyak 3
3
x 2 atau 3 x 3 x 3 x 2 =
Universitas Sumatera Utara
34 54 satuan percobaan. Seluruh kombinasi level dari setiap faktor pada seluruh satuan
percobaan tersebut didapatkan dengan menggunakan program Minitab Realease 15. Kombinasi level pada setiap satuan percobaan tanpa perulangan masing-masing
disajikan pada Tabel 3.1. Tabel 3.1. Kombinasi Level Pada Setiap Satuan Percobaan
Material Elektroda X
1
Tegangan Listrik V X
2
Jarak Antar Elektroda cm X
3
No
Aktual Kode
Aktual Kode
Aktual Kode
1 Al
1 11
1 1,0
1 2
Al 1
11 1
1,5 2
3 Al
1 11
1 2,0
3 4
Al 1
12 2
1,0 1
5 Al
1 12
2 1,5
2 6
Al 1
12 2
2,0 3
7 Al
1 13
3 1,0
1 8
Al 1
13 3
1,5 2
9 Al
1 13
3 2,0
3 10
Zn 2
11 1
1,0 1
11 Zn
2 11
1 1,5
2 12
Zn 2
11 1
2,0 3
13 Zn
2 12
2 1,0
1 14
Zn 2
12 2
1,5 2
15 Zn
2 12
2 2,0
3 16
Zn 2
13 3
1,0 1
17 Zn
2 13
3 1,5
2 18
Zn 2
13 3
2,0 3
19 Fe
3 11
1 1,0
1 20
Fe 3
11 1
1,5 2
21 Fe
3 11
1 2,0
3 22
Fe 3
12 2
1,0 1
23 Fe
3 12
2 1,5
2 24
Fe 3
12 2
2,0 3
25 Fe
3 13
3 1,0
1 26
Fe 3
13 3
1,5 2
27 Fe
3 13
3 2,0
3
Universitas Sumatera Utara
35
3.4. Prosedur Percobaan 3.4.1. Perangkaian Reaktor Elektrokoagulasi
Reaktor elektrokoagulasi yang digunakan adalah reaktor tipe batch. Reaktor berupa bak persegi empat terbuat dari kaca dengan dimensi: panjang 14 cm, lebar 9
cm dan tinggi 20 cm. Setiap plat elektroda dipotong dengan ukuran yang seragam yaitu 15 x 9 cm dan tebal 0,8 mm. Selanjutnya elektroda dihubungkan dengan
sumber tegangan DC power supply dengan jarak elektroda sesuai dengan yang ditetapkan.
3.4.2. Preparasi Limbah RANUT
Limbah cair yang berasal dari RANUT adalah bahan utama yang akan diolah dalam penelitian ini. Limbah effluent RANUT diambil pada setiap rentang waktu
tertentu, sesuai dengan waktu retensi yang digunakan 2 x 24 jam. Limbah cair diambil dan dimasukkan ke dalam jerigen atau ember, untuk selanjutnya dianalisa
sesuai parameter yang dibutuhkan pH, COD, TSS, warna dan turbiditas. Untuk analisa COD, dilakukan pengawetan sampel dengan cara menyimpannya dalam botol
kaca gelap 500 mL pada pH 2 dengan penambahan asam sulfat, dan didinginkan pada temperatur + 4
C, sampel ini dapat tahan selama + 28 hari. Prosedur analisa
parameter respon serta efisiensi terdapat pada Lampiran 1.
Universitas Sumatera Utara
36
3.4.3. Pelaksanaan Percobaan
1. Perangkaian reaktor elektrokoagulasi sesuai perlakuan yang diberikan pada masing-masing satuan percobaan.
2. Sampel limbah RANUT yang telah dianalisa, diambil sebanyak 2000 mL dan pH diatur menjadi 6,5, lalu dimasukkan ke dalam reaktor elektrokoagulasi,
selanjutnya power dan stopwatch dihidupkan. 3. Pengambilan sampel hasil pengolahan elektrokoagulasi setelah waktu retensi
3 jam, dan sekaligus melakukan pengawetan sampel untuk uji analisa COD. 4. Melakukan analisa sampel yang meliputi:perubahan pH, penurunan COD,
TSS, warna dan turbiditas. 5. Analisis data dengan metode statistik menggunakan program Minitab
realease 15 untuk mendapatkan data sidik ragam ANOVA.
6. Pembahasan hasil analisa dan penarikan kesimpulan.
3.5. Analisis Data
Hasil analisa parameter respon yang diamati dituliskan dalam bentuk efisiensi yaitu persentase penurunan respon sebelum pengolahan dengan sesudah pengolahan.
Untuk melihat apakah ada hubungan linier yang signifikan antara variabel bebas perlakuan dengan variabel terikat respon, maka dilakukan uji linieritas regresi
berganda multiple regresion dengan analisa sidik ragam model tetap fixed model. Persamaan multiple regresion untuk 3 faktor dapat dituliskan sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
37 Y =
β
1
+ β
2
x
1
+ β
3
x
2 +
β
4
x
3 +
β
5
x
1
x
2
+ β
6
x
2
x
3
+ β
7
x
1
x
3
+ β
8
x
1 2
+ β
9
x
2 2
+ β
10
x
3 2
+ ε
Keterangan : Y
: Variabel respon yang diukur yaitu penyisihan penurunan β
1
- β
10
: Konstanta linier, kuadratik dan hasil regresi koefisien diagonal ε :
error term Pada analisis data akan dilihat keseluruhan pengaruh utama dari tiap faktor
maupun pengaruh interaksi antar faktor. Data hasil analisa respon juga akan dipresentasikan dalam bentuk grafik untuk melihat level optimum dari setiap
perlakuan yang diberikan. Keseluruhan proses ini dilakukan dengan menggunakan program Minitab realease15.
Universitas Sumatera Utara
38 Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian
Analisa perubahan pH dan penurunan : COD,
TSS, turbiditas warna Perancangan reaktor
elektrokoagulasi
Proses elektrokoagulasi sesuai kombinasi perlakuan; Jenis Anoda Al, Zn, Fe, tegangan 11;
12; 13 volt, jarak elektroda 1,0; 1,5; 2,0 cm dan pH 6,5
Sampling hasil pengolahan elektrokoagulasi
Analisis data dengan statistika
Studi pendahuluan analisa pH, COD, TSS, Turbiditas
warna pada efluen RANUT
Pembahasan Kesimpulan
Sampling effluent RANUT
Selama 3 jam
Universitas Sumatera Utara
39
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Analisa Awal Karakteristik Limbah Cair Effluent RANUT
Limbah cair yang diolah dalam penelitian ini adalah limbah cair yang berasal dari buangan Reaktor Anaerobik Unggun Tetap. Sesuai dengan tujuan utama
penelitian ini yaitu untuk melihat persentase penyisihan polutan, maka perlu adanya analisa awal karakteristik limbah cair yang akan diolah. Analisa dilakukan pada
setiap sampel limbah yang diberikan kombinasi perlakuan. Analisa yang dilakukan meliputi analisa parameter pH, warna, turbiditas, TSS, dan COD. Adapun hasil
analisa tersebut disajikan pada tabel di bawah ini. Tabel 4.1. Hasil Analisa Awal Karakteristik Limbah Cair Effluent RANUT
Kode pH Turbiditas
NTU Warna
Pt.Co COD
mgL TSS
mgL
SB-1 6,98 622,00 6553,40 1117,50 723 SB-2 7,11 546,00 6313,40 1050,25 714
SB-3 6,95 102,33 9913,40 1873,40 1084 SB-4 7,09 942,33 9466,60 1753,40 1051
SB-5 6,92 899,00 8406,60 1631,65 953 SB-6 7,13 756,33 7993,40 1548,35 918
SB: sampel sebelum pengolahan
Dari hasil analisa di atas diketahui bahwa karakteristik effluent RANUT terutama untuk parameter TSS dan COD, masih sangat jauh dari standar baku mutu
limbah cair yang berlaku Tabel 2.2. Hasil analisa menunjukkan bahwa pH limbah effluent
RANUT ini relatif netral, namun untuk keperluan keseragaman kemudahan
Universitas Sumatera Utara
Kategori