Padatan Terlarut Total TDS Logam Daya Serap

37 kuat dengan 7 adalah harga tengah mewakili air murni netral Barus, 1996.

3. Warna

Secara estetika warna dalam air minum dapat mengganggu. Penyebab air berwarna ini biasanya disebabkan oleh kandungan zat organik sehingga membuat air menjadi berwarna. Selain itu kemungkinan zat organik atau kekeruhan penyebab air berwarna dapat berupa senyawa yang dapat membahayakan kesehatan para pemakainya. Air yang berwarna berarti mengandung bahan-bahan lain berbahaya bagi kesehatan, misalnya pada air rawa berwarna kuning, air buangan dari pabrik, selokan, air sumur yang tercemar dan lain-lain .

4. Kekeruhan

Kekeruhan adalah ukuran yang menggunakan efek cahaya sebagai dasar untuk mengukur keadaan air baku dengan skala NTU Nephelo Metrix Turbidity Unit atau JTU Jackson Turbidity Unit atau FTU Formazin Turbidity Unit, kekeruhan ini disebabkan oleh adanya benda tercampur atau benda koloid di dalam air. Hal ini membuat perbedaan nyata dari segi estetika maupun dari segi kualitas air itu sendiri Barus, 1996. Kekeruhan pada air biasanya disebabkan oleh adanya butir-butir tanah liat yang sangat halus. Semakin keruh menunjukkan semakin banyak butir-butir tanah dan kotoran yang terkandung di dalamnya.

5. Rasa dan Bau

Air minum biasanya tidak memberi rasatawar. Air yang tidak tawar dapat menunjukkan kehadiran berbagai zat yang dapat membahayakan kesehatan. Rasa logamamis, rasa pahit, asin, dan sebagainya. Efeknya tergantung pula pada penyebab timbulnya rasa tersebut Sastrawijaya, 2000.

6. Padatan Terlarut Total TDS

TDS mempengaruhi ketransparanan dan warna air. Padatan terlarut total mencerminkan jumlah kepekatan padatan dalam suatu contoh air. Universitas Sumatera Utara 38 Penentuan padatan terlarut dapat cepat menetukan kualitas air, caranya dengan mengukur derajat konduktifitas air Sastrawijaya, 2000.

7. Logam

Beberapa jenis logam yang biasanya terdapat didalam air antara lain Al, Fe, Mn, Zn, dan Cu. Untuk Indonesia berdasarkan Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492MENKESPERIV2010 menetapkan kadar zat besi di dalam air minum yang diperbolehkan maksimum 0,3 mgl, sedangkan Aluminium 0,2 mgl, Mangan 0,4 mgl, Seng 3 mgl dan Tembaga 2 mgl. Zat besi di dalam air minum pada tingkat konsentrasi mgl tidak memberikan pengaruh yang buruk pada kesehatan, tetapi dalam kadar yang besar dapat meneyebabkan air menjadi coklat kemerahan yang tidak diharapkan. Oleh karena itu didalam proses pengolahan air minum, garam besi valensi dua ferro yang larut di dalam air perlu dirubah menjadi garam besi valensi tiga ferri yang tidak larut di dalam air sehingga mudah dipisahkan Tatsunami,1971. Air yang mengandung banyak aluminium menyebabkan rasa yang tidak enak apabila dikonsumsi, dan bila Zink dalam kadar yang besar didalam air akan menimbulkan rasa pahit, sepet, dan rasa mual. Dalam jumlah kecil, Zink merupakan unsur yang penting untuk metabolisme, karena kekurangan Seng dapat menyebabkan hambatan pada pertumbuhan anak.

8. Persyaratan Mikrobiologis

Persyaratan mikrobiologis yang harus dipenuhi oleh air adalah sebagai berikut : 1. Tidak mengandung bakteri patogen, misalnya: bakteri golongan coli, Salmonella typhi, Vibrio cholera dan lain-lain. Kuman-kuman ini mudah tersebar melalui air. 2. Tidak mengandung bakteri non patogen seperti : Actinomycetes, Phytoplankton colifprom, Cladocera dan lain-lain. Air minum tidak boleh mengandung bakteri-bakteri penyakit patogen sama sekali tidak boleh mengandung bakteri golongan coli melebihi batas-batas yang telah ditetukan yaitu 1 coloni100 ml air. Bakteri Universitas Sumatera Utara 39 golongan coli ini berasal dari usus besar dan tanah. Air yang mengandung golongan coli dengan kadar yang melebihi batas yang telah ditentukan, dianggap telah terkontaminasi dengan kotoran manusia. Dengan demikian dalam pemeriksaan bakteriologi, tidak langsung diperiksa apakah air itu mengandung bakteri patogen, tetapi diperiksa dengan indikator bakteri golongan coli Sutrisno,2006.

2.7 Proses Pengolahan Air Sungai

Teknologi-teknologi untuk mengolah air sungai menjadi air bersih diantaranya adalah yang berteknologi canggih dan berbiaya mahal Reverse Osmosis, penukaran ion, sterilisasi ozon dan lainnya sampai dengan teknologi sederhana serta berbiaya murah tanpa bahan kimia diantaranya : metode tradisionil dengan menggunakan lapisan ijuk, pasir dan batu kerikil, metode elektrokoagulasielektrolisa, dan karbon aktif.

2.7.1 Metode Elektrokoagulasi

Elektrokoagulasi merupakan metode pengolahan air secara elektrokimia dimana pada anoda terjadi pelepasan koagulan aktif berupa ion logam biasanya alumunium atau besi ke dalam larutan, sedangkan pada katoda terjadi reaksi elektrolisis berupa pelepasan gas Hidrogen Holt et al., 2004. Menurut Mollah 2004, elektrokoagulasi adalah proses kompleks yang melibatkan fenomena kimia dan fisika dengan menggunakan elektroda untuk menghasilkan ion yang digunakan untuk mengolah air limbah. Sedangkan elektrokoagulasi menurut Ni’am 2007, adalah proses penggumpalan dan pengendapan partikel-partikel halus dalam air menggunakan energi listrik. Proses elektrokoagulasi dilakukan pada bejana elektrolisis yang didalamnya terdapat dua penghantar arus listrik searah yang disebut elektroda, yang tercelup dalam larutan elektrolit. Mekanime Dalam Elektrokoagulasi Reaktor elektrokimia merupakan sebuah sel elektrokimia dimana kutub anoda yang berupa logam biasanya alumunium atau terkadang besi dimana ion Universitas Sumatera Utara 40 logam yang terlepas berfungsi sebagai agen koagulan. Dan secara simultan terjadi gelembung gas hidrogen di kutub katoda. Elektrokoagulasi mempunyai kemampuan untuk mengolah berbagai macam polutan termasuk padatan tersuspensi, logam berat, tinta, bahan organik, minyak dan lemak, ion dan radionuklida. Karakteristik fisika kimia dari polutan mempengaruhi mekanisme pengolahan misalnya polutan berbentuk ion akan diturunkan melalui proses presipitasi sedangkan padatan tersuspensi yang bermuatan akan diabsorbsi ke koagulan yang bermuatan. Kemampuan elektrokoagulasi untuk mengolah berbagai macam polutan menarik minat industri untuk menggunakannya. Gambar 2.1 memperlihatkan proses elektrokoagulasi yang sangat kompleks. Dimana koagulan dan produk hidrolisis saling berinteraksi dengan polutan atau dengan ion yang lain atau dengan gas hidrogen. Gambar 2.1 Mekanisme dalam elektrokoagulasi Holt, 2006 Menurut Mollah 2004 mekanisme penyisihan yang umum terjadi di dalam elektrokoagulasi terbagi dalam tiga faktor utama yaitu : a terbentuknya koagulan akibat proses oksidasi elektrolisis pada elektroda, b destabilisasi kontaminan, partikel tersuspensi, dan pemecahan emulsi, dan c agregatisasi dari hasil destabilisasi untuk membentuk flok. Sedangkan proses destabilisasi kontaminan, partikel tersuspensi, dan pemecahan emulsi terjadi dalam tahapan sebagai berikut : Universitas Sumatera Utara 41  Kompresi dari lapisan ganda double layer difusi yang terjadi di sekelilingspesies bermuatan yang disebabkan interaksi dengan ion yang terbentuk darioksidasi di elektroda.  Netralisasi ion kontaminan dalam air limbah dengan menggunakan ionberlawananyang dihasilkan dari elektroda. Dengan adanya ion tersebut menyebabkanberkurangnya gaya tolak menolak antar partikel dalam air limbah gaya Vander Waals sehingga proses koagulasi bisa berlangsung.  Terbentuknya flok, dimana flok ini terbentuk akibat proses koagulasi sehinggaterbentuk sludge blanket yang mampu menjebak dan menjembatani partikelkoloid yang masih ada di air limbah. Proses elektrokoagulasi memiliki kelebihan dan kekurangan dalam mengolah air Holt, 2006. a. Kelebihan Elektrokoagulasi Elektrokoagulasi dalam pengolahan limbah sudah dilakukan sejak ratusan tahun yang lalu, tetapi nanti abad 20 ini telah ditemukan berbagai pengembangan teknologi tentang elektrokoagulasi, berikut ini kelebihan dari elektrokoagulasi : 1. Elektrokoagulasi memerlukan peralatan sederhana dan mudah untuk dioperasikan. 2. Flok yang dihasilkan elektrokoagulasi ini sama dengan flok yang dihasilkan koagulasi biasa. Perbedaannya adalah flok yang dihasilkan dari elektrokoagulasi lebih besar dengan kandungan air yang sedikit, lebih stabil dan mudah dipisahkan secara cepat dengan filtrasi. 3. Keuntungan dari elektrokoagulasi ini lebih cepat mereduksi kandungan koloidpartikel yang paling kecil, hal ini disebabkan pengaplikasian listrik ke dalam air akan mempercepat pergerakan mereka didalam air dengan demikian akan memudahkan proses. 4. Lumpur yang dihasilkan dari proses elektrokoagulasi relatif stabil dan mudah dipisahkan karena terutama berasal dari oksida logam. Selain itu jumlah lumpur yang dihasilkan sedikit. Universitas Sumatera Utara 42 5. Gelembung-gelembung gas yang dihasilkan pada proses elektrokoagulasi ini dapat membawa polutan ke atas air sehingga dapat dengan mudah dihilangkan. 6. Dapat memberikan efisiensi proses yang cukup tinggi untuk berbagai kondisi, dikarenakan tidak dipengaruhi temperatur. 7. Tidak diperlukan pengaturan pH. 8. Tanpa menggunakan bahan kimia tambahan. b. Kelemahan Elektrokoagulasi Ada beberapa kekurangan elektrokoagulasi ini, berikut ini kekurangan dari proses elektrokoagulasi : Tidak dapat digunakan untuk mengolah limbah cair yang mempunyai sifat elektrolit cukup tinggi dikarenakan akan terjadi hubungan singkat antar elektroda. 1. Besarnya reduksi logam berat dalam air dipengaruhi oleh besar kecilnya arus voltase listrik searah pada elektroda, luas sempitnya bidang kontak elektroda dan jarak antar elektroda. 2. Penggunaan listrik yang mungkin mahal. 3. Batangan anoda yang mudah mengalami korosi sehingga harus selalu diganti.

2.7.2 Proses Khlorosi

Teknik khlorosi ini dipakai untuk mematikan kuman yang ada didalam air yaitu dengan cara memasukan pasir halus ke dalam wadah setinggi 10-15 cm dengan tujuan menahan lumpur pada dasar wadah. Setelah air sumur naik setinggi semula misalnya 3 meter dari dasar wadah pemberian khlor sebanyak 3 sendok makan. Keesokan harinya diberi tawas, tujuan pemberian tawas agar kuman lumpur koloidal akan mengendap kedasar sumur Gabriel, 2001.

2.7.2 Ozonisasi

Air yang mengendap ozon ozonisasi, kuman-kuman yang terkandung didalamnya akan mati. Cara ozonasi yaitu : air mengalir dan melalui sutau penekanan, ozon O 3 akan larut dalam air : Universitas Sumatera Utara 43 H 2 O + O 3 H 2 O + O 2 + O. Cara pembuatan ozon yaitu alat Rumkorff dialiri listrik 220 volt, akan timbul loncatan potensial sebesar 3000-6000 volt. Dengan pemberian O 2 , oksigen ini akan berubah menjadi ozon. Sifat air setelah ozonisasi yaitu akan member rasa sejuk dan rasanya enak serta agak sedikit pahit. Hal ini terjadi oleh karena ada tambahan O 2 , sama halnya air diberi aerosol akan terasa sejuk dan enak Gabriel, 2001.

2.7.3 Proses Filtrasi

Filtrasi merupakan pemisahan koloid atau partikel padat dari fluida dengan menggunakan media penyaringan atau saringan. Air yang mengandung suatu padatan atau koloid dilewatkan pada media saring dengan ukuran pori-pori yang lebih kecil dari ukuran suatu padatan tersebut. Hal yang paling utama dalam filtrasi adalah mengalirkan fluida melalui media berpori. Filtrasi dapat terjadi karena adanya gaya dorong, misalnya ; gravitasi, tekanan dan gaya sentrifugal Gabriel, 2001. Universitas Sumatera Utara 44

BAB III METODE PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap. Tahap pertama dilakukan pengaktivasian pemanasan material yang digunakan yaitu arang tempurung kelapa, ziolit dan pasir kuarsa untuk meningkatkan daya adsorpsinya dilakukan uji untuk setiap suhu aktivasi untuk memperoleh daya serap, kadar air dan porositas yang optimum dari masing-masing material. Kemudian digabungan menjadi filter Tahap kedua adalah pengaplikasian gabungan filter yang mempunyai daya serap, kadar air dan porositas optimum hasil pengujian tahap I untuk penjernihan air sungai Tamiang.

3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian

Waktu penelitian dilakukan mulai dari bulan Februari 2013 – April 2013. Lokasi penelitian dilakukan dibeberapa tempat yaitu : 1. Pengaktivasian suhu material arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa di Laboratorium Kimia Dasar, FMIPA USU. 2. Eksperimen penjernihan air di Laboratorium Fisika LIDA USU . 3. Pengujian Sampel Air sebelum dan sesudah diolah di Laboratorium Balai Riset dan Standarisasi Industri Medan. 4. Pengujian struktur mikro di Laboratorium Fisika Material Unimed. 3.2 ALAT dan BAHAN 3.2.1 Alat Peralatan yang digunakan dalam proses pengaktivasian 1. Furnance Fungsi : untuk karbonisasi Universitas Sumatera Utara 45 2. Neraca Elektrik Fungsi : untuk menimbang massa material yang digunakan. 3. Oven Fungsi : untuk mengeringkan sampel 4. Cawan Porselen Fungsi : sebagai wadah sampel uji pada saat pembakaran dan pengeringan 5. Ayakan 60 mesh 6. Ayakan 30 mesh Peralatan yang digunakan dalam proses penjernihan air 1. Power Supplay Adaptor Simetri 0 – 12 Volt Fungsi : sebagai sumber tegangan DC 2. Kabel Penghubung dan penjepit buaya Fungsi : untuk menghubungkan peralatan 3. Bak sampel 38,5 cm x 24,5 cm x 22,5 cm Fungsi : Sebagai wadah air yang akan diolah 4. Stopwatch Fungsi : untuk menghitung waktu yang digunakan 5. Penyangga Elektroda Fungsi : sebagai tempat untuk meletakkan atau menggantungkan elektroda 6. Tabung Plastik Fungsi : sebagai tempat filter 7. Scanning Elektron Microscope SEM EVO MA 10 Fungsi : untuk melihat mikrostruktur arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa

3.2.2 Bahan Bahan dalam proses aktivasi

1. Material arang dari tempurung kelapa 2. Material Zeolit Universitas Sumatera Utara 46 3. Material Pasir kuarsa 4. Aquadest Bahan dalam proses penjernihan air 1. Elektroda Aluminium  Jumlah 8 4 anoda 4 Katoda  Tebal 1 mm  Ukuran Plat 25 x 18,5 cm  Jarak antara plat 1,5 cm 2. Sampel air Sungai Tamiang 3. Kertas saring kasar

3.3 Pengambilan Sampel Air

Pengambilan sampel dalam penelitian ini dilakukan di lima titik daerah sepanjang aliran sungai Tamiang yaitu : 1. Didaerah Kampung Kebun sungai Liput kecamatan Kejuruan Muda Kabupaten Aceh Tamiang pada 4 o 11,156 ’ LU dan 98 2,275 ’ BT. 2. Daerah Kampung Pekan Sungai Liput Kecamatan Kejuruan Muda Kabupaten Aceh Tamiang pada 4 o 13,636 ’ LU dan 98 o 3,391’ BT. 3. Didaerah Kampung Simpang Kanan kecamatan Kejuruan Muda Kabupaten Aceh Tamiang pada 4 o 14,08 ’ LU dan 98 3,167 ’ BT. 4. Didaerah Kampung Kota Kecamatan Kota Kuala Simpang Kabupaten Aceh Tamiang pada 4 o 16,773 ’ LU dan 98 4,173 ’ BT. 5. Tempat Bak penampungan air baku PDAM Tirta Peusada didaerah Kampung Kesehatan Kecamatan Karang Baru Kabupaten Aceh Tamiang pada 4 o 16,934 ’ LU dan 98 3,178 ’ BT. Universitas Sumatera Utara 47 3.4. Diagram Alir 3.4.1 Diagram Alir Untuk Pengaktivasian Material Filter Tahap I Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Tahap 1 Pengadaan Bahan Material arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa Aktivasi Material mulai Arang Tempurung Kelapa 600 – 1000 o C selama 60 menit Pengujian material arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa terhadap daya serap, kadar air dan porositas Pengujian Material setelah diativasi, pengujian daya serap, kadar air , porositas dan SEM Selesai Hasil Pengujian Daya Serap, Kadar Air, Porositas dan SEM Zeolit 600 – 1000 o C selama 60 menit Pasir Kuarsa 600 – 1000 o C selama 60 menit Suhu optimum material arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa Material arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang memiliki suhu optimum digabungan untuk dijadikan filter Susunan arang tempurung kelapa,zeolit dan pasir kuarsa Susunan zeolit, arang tempurung kelapa dan pasir kuarsa Susunan pasir kuarsa, zeolit dan arang tempurung kelapa Campuran arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa Pengujian daya serap, kadar air dan porositas diperoleh gabungan filter yang optimum Pengadaan Bahan Material arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa Aktivasi Material mulai Arang Tempurung Kelapa 600 – 1000 o C selama 60 menit Pengujian material arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa terhadap daya serap, kadar air dan porositas Universitas Sumatera Utara 48

3.4.2. Diagram alir proses penjernihan air Tahap II

Berikut adalah diagram alir untuk proses penjernihan air Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian Tahap 2 Aplikasi gabungan filter optimum hasil tahap I pada proses penjernihan air Tanpa proses EC hanya menggunakan filter mulai PENGUJIAN PARAMETER AIR Kekeruhan, Warna, Rasa bau, Endapan, Temperatur, Kadar Ph, Kandungan logam Al, Fe dan bakteri E. Coli dan Coliform Selesai AIR BERSIH HASIL PENGOLAHAN Sesuai dengan Kepmenkes RI N0. 492MENKESPERIV2010 Kepmenkes RI No. 416MENKESPERIX1990 Dengan proses EC kemudian di filter PENGUJIAN PARAMETER AIR SEBELUM DIPROSES Kekeruhan, Warna, Rasa bau, Endapan, Temperatur, Kadar Ph, Kandungan logam Al, Fe dan bakteri E. Coli dan Coliform Universitas Sumatera Utara 49

3.5 Susunan Filter Gabungan

Pada penelitian ini digabungan filter dengan mengkombinasikan material arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang mempunyai daya serap, kadar air dan porositas optimum yang terdiri dari : a. Filter dengan pencampuran arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa menjadi satu. kode : F 1 b. Filter dengan susunan arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa kode : F 2 c. Filter dengan susunan zeolit, arang tempurung kelapa dan pasir kuarsa kode : F 3 d. Filter dengan susunan pasir kuarsa, zeolit dan arang tempurung kelapa kode : F 4

3.6 Prosedur Penelitian

A. Pengaktivasian arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa 1. Sebelum diaktivasi material arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa dilakukan pengujian terhadap daya serap, kadar air dan porositas. 2. Untuk aktivasi dilakukan secara fisika untuk masing-masing material yaitu arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa secara terpisah dengan pemanasan pada variasi suhu 600 o C, 700 o C, 800 o C, 900 o C dan 1000 o C dengan waktu penahan 60 menit. 3. Selanjutnya material yang telah diaktivasi dibersihkan dari abu dengan dicuci menggunakan air aquadest dan dikeringkan. 4. Kemudian dilakukan pengujian untuk material arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa terhadap daya serapnya, kadar air porositas dan pengamtan struktur mikro dengan SEM 5. Diperoleh suhu aktivasi optimum untuk arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa. 6. Arang tempurung kelapa , zeolit dan pasir kuarsa yang memiliki suhu optimum dijadikan filter gabungan. Universitas Sumatera Utara 50 B. Proses Pengolahan Air dengan menggunakan metode EC dan di filter 1. Pemeriksaan parameter-parameter sampel air sungai Tamiang, yaitu : temperature, TDS, kekeruhan, warna, bau, pH, besi, aluminium, E. Coli dan Coliform sebelum di olah. 2. Pengaturan alat yang akan digunakan 3. Pengaturan jumlah dan jarak elektroda plat Aluminium yang diletakkan dalam bak elektrokoagulasi. 4. Memasukkan air sungai Tamiang kedalam bak sampel elektrokoagulasi volume 15 liter . 5. Sumber arus searah power supply dihidupkan dengan mengaktifkan saklar pada tegangan 1 volt. Proses elekrokoagulasi berlangsung selama 15 menit, setelah jernih dialirkan ke bak penampungan. 6. Setelah didiamkan 15 menit, air yang sudah jernih dialirkan ke dalam botol filtrasi yang digabungan . 7. Setelah di filtrasi kemudian dialirkan ke dalam bak air bersih dan didiamkan selama 15 menit. 8. Proses selesai, kemudian dilakukan pemeriksaan parameter-parameter air bersih sesudah proses yaitu temperature, TDS, kekeruhan, warna, bau, rasa, pH, logam Fe, logam Al, bakteri E. Coli dan Colifrom. C. Proses Pengolahan Air Tanpa Metode EC Langsung di Filter 1. Pemeriksaan parameter-parameter sampel air sungai Tamiang, yaitu : temperature, TDS, kekeruhan, warna, bau, pH, besi, aluminium, E. Coli dan Coliform sebelum di olah. 2. Sampel air sungai Tamiang di masukkan kedalam bak sampel. 3. Kemudian langsung difilter dengan filter yang telah digabungan . 4. Setelah di filtrasi kemudian dialirkan ke dalam bak air bersih untuk masing-masing filter dan didiamkan selama 15 menit. 5. Proses selesai, kemudian dilakukan pemeriksaan parameter-parameter air bersih sesudah proses yaitu temperature, TDS, kekeruhan, warna, bau, rasa, pH, logam Fe, logam Al, bakteri E. Coli dan Colifrom. Universitas Sumatera Utara 51

3.7 Skema Pengolahan Air Sungai.

Berikut ini adalah skema penjernihan air sumur dengan menggunakan filter optimum seperti terlihat pada Gambar 3.3 dan skema penjernihan air sumur dengan metode elektrokoagulasi dan difilter menggunakan filter optimum pada Gambar 3.4 Air Hasil Proses Filtrasi Sekat Zeolit Pasir Karbon Air Sampel Untuk Proses Filtrasi Proses filtrasi dengan karbon filter optimum + zeolit + Pasir yang diberi sekat Sekat Gambar 3.3 Proses penjernihan air dengan filter optimum _ _ _ _ _ _ _ _ 1,5 cm 1,5 cm 1,5 cm 1,5 cm 1,5 cm 1,5 cm 1,5 cm Bak Elektrokoagulasi Bak Pengontrol Air PSA 12 V Air Hasil Proses Filtrasi dan elektrokoagulasi Sekat Pasir Zeolit Karbon AIR Proses filtrasi dengan karbon filter optimum + zeolit + Pasir yang diberi sekat Gambar 3.4 Proses penjernihan air dengan metode elektrokoagulasi dan difilter dengan filter optimum Universitas Sumatera Utara 52

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil dan pembahasan yang dibahas pada penelitian ini adalah pembuatan modifikasi gabungan filter dari arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa optimum hasil dari pengujian aktivasi fisika, pengolahan air dengan proses elektrokoagulasi dengan menggunakan plat aluminium Al yang kemudian di filter dan pengolahan air dengan filter arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang dimodifikasi

4.1. Proses Pengaktivasian arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa.

Proses aktivasi dilakukan bertujuan untuk menghilangkan volatile dan tar yang tersisa sehingga arang tempurung kelapa, zeolit, dan pasir kuarsa benar- benar bebas dan luas permukaannya pun semakin besar. Aktivasi yang dilakukan secara fisika dengan cara dipanaskan dengan furnance yang tertutup rapat tanpa dipengaruhi udara dari luar furnance. Proses aktivasi ini dilakukan untuk melihat peningkatan daya serap, kadar air dan porositas pada material yang digunakan untuk filter dalam percobaan ini. Dilakukan pengamatan struktur mikro dengan menggunakan SEM.

4.1.1. Daya Serap Air

Daya serap ini merupakan persentase massa air yang mampu diserap karbon aktif didalam air. Pengujian daya serap ini telah dilakukan terhadap semua jenis variasi sampel yang ada. Pengujian daya serap ini mengacu pada ASTM C- 20-00-2005. Pengujian daya serap air Water absorbtion dilakukan pada masing-masing sampel pengeringan. Lama perendaman dalam air adalah selama 24 jam dalam suhu kamar. Daya serap ini dihitung berdasarkan persamaan 2.1. Universitas Sumatera Utara 53 4.1.1.1 Daya Serap Air Arang Tempurung Kelapa Daya serap air karbon aktif tempurung kelapa, sebelum aktivasi diperlihatkan pada Tabel 4.1 dan sesudah diaktivasi pada suhu tertentu diperlihatkan pada Tabel 4.2. Tabel 4.1 Data hasil pengujian daya serap air tanpa aktivasi Material Daya serap Arang tempurung kelapa 31,8 Tabel 4.2 Data hasil pengujian daya serap setelah diaktivasi N o Su hu o C Da ya Ser ap 1 2 3 4 5 60 70 80 90 10 00 42, 8 55, 6 62, 1 75, 4 --- Data hasil pengujian pada Tabel 4.1 dan Tabel 4.2 dikarakterisasi secara grafik seperti pada Gambar 4.1 Universitas Sumatera Utara 54 Gambar 4.1 Grafik Daya Serap Air Arang Tempurung Kelapa Penetapan daya serap air bertujuan untuk mengetahui kemampuan dari material diatas untuk menyerap bakteri dan logam yang terkandung didalam air sungai . Dari Tabel 4.1 dan Tabel 4.2 terlihat bahwa ada kenaikan daya serap sebelum diaktivasi nilainya 31,8 dan sesudah diaktivasi hasil pengujian daya serap arang tempurung kelapa nilai maksimalnya adalah 75,4 pada suhu 900 C sedangkan nilai daya serap minimalnya adalah 42,8 pada suhu 600 C, pada suhu 1000 C tidak bisa dihitung daya serapnya karena arang tempurung kelapa tersebut menjadi abu pada suhu tersebut. Nilai daya serap pada pengaktivasian suhu mengalami kenaikan seiring dengan semakin meningkatnya suhu. Ini dapat dilihat dari hasil daya serap pada suhu 700 C nilai daya serapnya 55,6, pada suhu 800 C juga mengalami kenaikan nilai daya serap dimana nilai daya serapnya 62,1. Peningkatan ini terjadi sebagai akibat semakin banyaknya pengotor yang terlepas dari permukaan karbon aktif. Seiring dengan peningkatan 31.8 42.8 55.6 62.1 74.8 10 20 30 40 50 60 70 80 600 700 800 900 1000 P er se n tase Daya S er ap Air Suhu Aktivasi C Universitas Sumatera Utara 55 suhu, pengotor-pengotor yang mulanya terdapat pada bagian pori dan menutupi pori, ikut terlepas atau teruapkan sehingga memperluas permukaan karbon aktif. Semakin besar luas permukaan karbon aktif maka semakin besar kemampuan absorpsi arang tempurung kelapa. 4.1.1.2 Daya Serap Zeolit Daya serap air zeolit, sebelum aktivasi diperlihatkan pada Tabel 4.3 dan sesudah diaktivasi pada suhu tertentu diperlihatkan pada Tabel 4.4. Tabel 4.3 Data hasil pengujian daya serap air tanpa aktivasi Material Daya serap Zeolit 16,8 Tabel 4.4 Data hasil pengujian daya serap setelah diaktivasi N o Su hu o C Da ya Ser ap 1 2 3 4 5 60 70 80 90 10 30, 2 45, 8 65, 8 33, 6 26, Universitas Sumatera Utara 56 00 8 Data hasil pengujian pada Tabel 4.3 dan Tabel 4.4 dikarakterisasi secara grafik seperti pada Gambar 4.2 Gambar 4.2 Grafik Daya Serap Air Zeolit Meningkatnya daya serap air oleh zeolit seiring dengan kenaikan suhu pemanasan pada saat aktivasi fisika, pada zeolit juga terjadi nilai kenaikan daya serap sesudah diaktivasi, dari kelima suhu yang digunakan terlihat jelas bahwa pada suhu 800 C zeolit memiliki kemampuan absorbsi terbesar yaitu 65,8 dibandingkan dengan suhu lainnya yaitu suhu 600 C, 700 C, 900 C dan 1000 C. Berdasarkan penelitian dapat disimpulkan bahwa pada suhu 800 C, semakin banyak air bebas didalam kristal zeolit yang teruapkan, sehingga membuat struktur pori zeolit menjadi sangat terbuka dan memiliki luas internal yang mampu mengadsorpsi sejumlah besar substansi seperti air. 16.8 30.2 45.8 65.8 33.6 26.4 10 20 30 40 50 60 70 600 700 800 900 1000 P er se n tase Daya S er ap Air Suhu Aktivasi C Universitas Sumatera Utara 57 Bila dilihat dari grafik diatas, dapat diketahui bahwa daya serap zeolit tanpa aktivasi sangat kecil yaitu sebesar 16,8 , hal ini tersebut disebabkan karena rongga-rongga kristal di dalam zeolit sebagian sudah berisi air, yang membuat keadaan zeolit mendekati keadaan jenuh akan air sehingga kemampuan zeolit itu sendiri untuk menyerap air dari lingkungannya jelas akan sangat kecil bila dibandingkan dengan zeolit yang sebagian besar air yang berada di dalam rongga tersebut di keluarkan. Namun pada suhu aktivasi 900 C dan 1000 C kemampuan daya serap air menurun yaitu dari 65,8 pada suhu 800 C menjadi 33,6 dan menurun lagi pada suhu aktivasi 1000 C menjadi 33,6 , hal ini disebabkan pada zeolit memiliki temperatur maksimal pada saat aktivasi fisika. Untuk tipe zeolit yang paling rendah dan biasanya zeolit alam, rata-rata memiliki temperatur maksimal 600 C. Pada penelitian ini zeolit yang digunakan adalah zeolit yang dijual dipasaran yang memiliki temperatur maksimal 800 C, bila dipanaskan lebih dari temperatur maksimal maka akan merusak struktur zeolit itu sendiri. Dengan rusaknya struktur di dalam kristal zeolit akan mengakibatkan berkurangnya ruang- ruang hampa udara di dalam zeolit dan akhirnya akan mengurangi daya adsorpsi zeolit tersebut. 4.1.1.3 Daya Serap Pasir Kuarsa Daya serap air pasir kuarsa sebelum aktivasi diperlihatkan pada Tabel 4.5 dan sesudah diaktivasi pada suhu tertentu diperlihatkan pada Tabel 4.6. Tabel 4.5 Data hasil pengujian daya serap air tanpa aktivasi Material Daya serap Pasir Kuarsa 12,7 Universitas Sumatera Utara 58 Tabel 4.6 Data hasil pengujian daya serap setelah diaktivasi N o Su hu o C Da ya Ser ap 1 2 3 4 5 60 70 80 90 10 00 13, 1 18, 1 24, 27, 2 45, 5 Data hasil pengujian pada Tabel 4.5 dan Tabel 4.6 dikarakterisasi secara grafik seperti pada Gambar 4.3 Universitas Sumatera Utara 59 Gambar 4.3 Grafik Daya Serap Air Pasir kuarsa Pada pasir kuarsa juga terjadi nilai kenaikan daya serap sebelum diaktivasi dan sesudah diaktivasi, sebelum diaktivasi nilai daya serapnya sebesar 12,7, setelah diaktivasi pada suhu 600 C sebesar 13.1 , hal ini juga disebabkan karena pada saat terjadi pemanasan rongga-rongga kristal dalam pasir kuarsa yang sebagian besar diisi oleh air yang membuat keadaan pasir kuarsa mendekati keadaan jenuh menjadi terbuka, sehingga kemampuan pasir kuarsa sendiri untuk menyerap air dari lingkungannya bertambah bila dibandingkan dengan yang sebelum diaktivasi. Gambar 4.3 diatas dilihat dari grafik bahwa nilai daya serap maksimal pasir kuarsa adalah 45.5 pada suhu 1000 C karena semakin banyak air bebas didalam pasir kuarsa yang teruapkan, sehingga membuat struktur pori pasir kuarsa menjadi sangat terbuka sehingga mampu mengadsorpsi dalam jumlah besar. Pada penelitian ini terlihat bahwa semakin naiknya suhu aktivasi maka pori-pori pada permukaan pasir kuarsa semakin besar.

4.1.2 Kadar Air Menguap

12.7 13.1 18.1 24 27.2 45.5 10 20 30 40 50 600 700 800 900 1000 P er se n tase Daya S er ap Air Suhu Aktivasi C Universitas Sumatera Utara 60 Salah satu sifat dari adsorben yang mempengaruhi kualitasnya yaitu kadar air. Tujuan penetapan kadar air untuk mengetahui seberapa banyak air yang dapat teruapkan agar air yang terikat pada arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa tidak menutupi pori dari material tersebut. Kadar air arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang dihasilkan dihitung berdasarkan persamaan 2.2 4.1.2.1 Kadar Air Menguap Tempurung Kelapa Kadar air arang tempurung kelapa sebelum aktivasi diperlihatkan pada Tabel 4.7 dan sesudah diaktivasi pada suhu tertentu diperlihatkan pada Tabel 4.8. Tabel 4.7 Data hasil pengujian kadar air tanpa aktivasi Material Kadar Air Arang tempurung kelapa 0,68 Tabel 4.8 Data hasil pengujian kadar air No Suhu o C Kadar Air SNI No. 06- 3730- 1995 1 2 3 4 5 600 700 800 900 1000 1,72 2,4 3,08 3.92 --- 4,5 Data hasil pengujian pada Tabel 4.7 dan Tabel 4.8 dikarakterisasi secara grafik seperti pada Gambar 4.4 Universitas Sumatera Utara 61 Gambar 4.4 Grafik Kadar Air Arang Menguap Tempurung Kelapa Dari data pada Tabel 4.8 diatas dapat dijelaskan bahwa suhu aktivasi yang lebih tinggi yaitu 900 C menghasilkan kadar air sedikit sebesar 3,92 dari pada sebelum diaktivasi sebesar 0,68 dan suhu aktivasi 600 C sebesar 1,72, namun pada suhu 1000 C tidak bisa digunakan sebagai adsorben karena pada suhu tersebut pada waktu penelitian sampel hasil pembakaran menjadi abu. Dari Gambar grafik 4.4 semakin tinggi suhu aktivasi kadar air teruapkan semakin besar yang artinya semakin berkurangnya kadar air di dalam arang tempurung kelapa tersebut, disebabkan pori-pori arang aktif terbuka dengan adanya energi panas, Melalui uji kadar air ini dapat diketahui seberapa banyak air yang dapat teruapkan agar air yang terikat pada karbon aktif tidak menutupi pori dari karbon aktif itu sendiri. Hilangnya molekul air yang ada pada karbon aktif menyebabkan pori-pori pada karbon aktif semakin besar. Semakin tinggi suhu aktivasi maka semakin besar pori-pori dan luas permukaan karbon aktif semakin bertambah Jankowska, 1991. Bertambahnya luas permukaan ini mengakibatkan semakin 0.68 1.72 2.4 3.08 3.92 1 2 3 4 5 600 700 800 900 1000 P er se n tase K ad ar air Suhu Aktivasi C Universitas Sumatera Utara 62 meningkatnya kemampuan adsorpsi dari karbon aktif. Meningkatnya kemampuan adsorpsi dari karbon aktif maka semakin baik kualitas dari karbon aktif tersebut Nilai kadar air dari semua sampel yang dihasilkan memenuhi standar kualitas karbon aktif butiran menurut Stansar Nasional Indonesia SNI no 06- 3730-1995 yaitu maksimal 4,5. Dari Tabel 4.8 persentase kadar air terbesar pada suhu 900 C dengan 3,92 . 4.1.2.2 Kadar Air Menguap Zeolit Kadar air zeolit sebelum aktivasi diperlihatkan pada Tabel 4.9 dan sesudah diaktivasi pada suhu tertentu diperlihatkan pada Tabel 4.10. Tabel 4.9 Data hasil pengujian kadar air tanpa aktivasi Material Kadar Air Zeolit 0,4 Tabel 4.10 Data hasil pengujian kadar air No Suhu o C Kadar Air 1 2 3 4 5 600 700 800 900 1000 2,84 3,32 5,36 3,24 2,08 Data hasil pengujian pada Tabel 4.9 dan Tabel 4.10 dikarakterisasi secara grafik seperti pada Gambar 4.5 Universitas Sumatera Utara 63 Gambar 4.5 Grafik Kadar Air Menguap Zeolit Melalui uji kadar air ini dapat diketahui seberapa banyak air yang dapat teruapkan agar air yang terikat pada zeolit tidak menutupi pori dari zeolit tersebut. Hilangnya molekul air yang ada pada zeolit menyebabkan pori-pori pada zeolit semakin besar. Semakin besar pori-pori maka luas permukaan zeolit semakin bertambah. Bertambahnya luas permukaan ini mengakibatkan semakin meningkatnya kemampuan adsorpsi dari zeolit Treybal, Robert R, 1981. Ada peningkatan kadar air pada saat sebelum diaktivasi fisika, dari Gamabar 4.5 terlihat bahwa kadar air tanpa aktivasi sangat kecil yaitu sebesar 0,4. Hal ini disebabkan karena rongga-rongga kristal di dalam zeolit masih sangat kecil sehingga sulit untuk terjadi penguapan dibandingkan setelah diaktivasi pada suhu 800 C kadar air yang teruapkan sebesar 5,36 , dengan aktivasi maka rongga-rongga kristal di dalam zeolit terbuka lebar sehingga muda terjadi penguapan. Aktivasi fisika dengan pemanasan untuk zeolit memiliki temperature maksimal, dalam penelitian ini temepartur maksimalnya 800 C pada suhu 900 C menurun menjadi 3,24 dan suhu 1000 C sebesar 2,08 hal ini dikarenakan 0.4 2.84 3.32 5.36 3.24 2.08 1 2 3 4 5 6 600 700 800 900 1000 P er se n tase K ad ar air Suhu Aktivasi C Universitas Sumatera Utara 64 bila dipanaskan lebih dari temperatur maksimal maka akan merusak strukutur zeolit itu sendiri, yang akan mengakibatkan pori-porinya mengecil. 4.1.2.3 Kadar Air Menguap Pasir Kuarsa Kadar air pasir kuarsa sebelum aktivasi diperlihatkan pada Tabel 4.11 dan sesudah diaktivasi pada suhu tertentu diperlihatkan pada Tabel 4.12. Tabel 4.11 Data hasil pengujian kadar air tanpa aktivasi Material Kadar Air Pasir kuarsa 0,36 Tabel 4.12 Data hasil pengujian kadar air No Suhu o C Kadar Air 1 2 3 4 5 600 700 800 900 1000 1,8 2,72 3,16 3,60 4,86 Data hasil pengujian pada Tabel 4.11 dan Tabel 4.12 dikarakterisasi secara grafik seperti pada Gambar 4.6 Universitas Sumatera Utara 65 Gambar 4.6 Grafik Kadar Air Menguap Pasir Kuarsa Semakin besar pori-pori maka semakin mudah kadar air teruapkan . gambar 4.6 menunjukkan bahwa kadar air yang terupkan paling besar berada pada suhu aktivasi 1000 C sebesar 4,86 , artinya kadar air yang tertinggal di permukaan pasir kuarsa semakin sedikit dimana semakin sedikit kadar air dalam material tersebut maka kemampuan daya serapnya semakin besar. Aktivasi fisika dengan pemanasan untuk pasir kuarsa dalam penelitian ini dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi suhu aktivasi maka semakin besar jumlah kadar air yang teruapkan dikarenakan semakin besarnya pori-pori pada permukaan pasir kuarsa, akibat dari pemanasan.

4.1.3 Porositas

Untuk pengujian porositas, material sebelum dan sesudah diaktivasi ditimbang dengan neraca dan menghasilkan massa kering, lalu direndam dalam air selama 24 jam, kemudian ditimbang untuk mendapatkan massa dalam air dan 0.36 1.8 2.72 3.16 3.6 4.86 1 2 3 4 5 6 600 700 800 900 1000 P er se ntase K adar air Suhu Aktivasi C Universitas Sumatera Utara 66 diangkat dari dalam air untuk memperoleh massa basah. Perhitungan porositas dihitung berdasarkan persamaan 2.3. 4.1.3.1 Porositas Arang Tempurung Kelapa Porositas arang tempurung kelapa sebelum aktivasi diperlihatkan pada Tabel 4.13 dan sesudah diaktivasi pada suhu tertentu diperlihatkan pada Tabel 4.14. Tabel 4.13 Data hasil pengujian porositas tanpa aktivasi Material Porositas Arang tempurung kelapa 24,33 Tabel 4.14 Data hasil pengujian porositas No Suhu o C Porositas 1 2 3 4 5 600 700 800 900 1000 37,19 57,88 64,28 71,13 --- Data hasil pengujian pada Tabel 4.13 dan Tabel 4.14 dikarakterisasi secara grafik seperti pada Gambar 4.7 Universitas Sumatera Utara 67 Gambar 4.7 Grafik porositas Arang Tempurung Kelapa Dari Tabel 4.12 dan Tabel 4.13 hasil pengujian porositas arang tempurung kelapa terjadi perubahan nilai porositas sebelum dan sesudah diaktivasi, sebelum diaktivasi nilai porositasnya 24.33 , setelah diaktivasi pada suhu 600 C porositasnya bertambah menjadi 37,19 . Sebelum diaktivasi pori-pori arang pada permukaannya masih tertutup hidrokarbon yang menyebabkan kemampuan adsorbsi nya rendah. Pada suhu aktivasi 1000 C tidak bisa digunakan sebagai adsorben karena pada aktivasi suhu tersebut arang tempurung kelapa dalam penelitian menjadi abu. Nilai porositas pada suhu lainnya mengalami kenaikan seiring dengan semakin tingginya suhu aktivasi, ini dapat dilihat dari nilai porositas untuk suhu aktivasi 700 C sebesar 57,88, selanjutnya pada suhu 800 C sebesar 64,28 . Pada aktivasi suhu 900 C permukaan arang tempurung kelapa memiliki pori yang semakin besar yaitu 71,13 , hal ini disebabkan semakin berkurangnya senyawa hidrokarbon pada permukaan arang tempurung kelapa sehingga memperbesar 24.33 37.19 57.88 64.28 71.13 10 20 30 40 50 60 70 80 600 700 800 900 1000 P er se n tase p or ositas Suhu Aktivasi C Universitas Sumatera Utara 68 porinya. Bonelli et all 1991 menyatakan pembentukan dan pembesaran pori disebabkan oleh penguapan komponen yang terdegrasi dan lepasnya zat terbang Dengan berkurangnya senyawa hidrokarbon maka pori pada permukaan arang tempurung kelapa semakin terlihat jelas, Modi lempang 2011 Aktivasi menyebabkan semakin banyaknya bahan mudah terbang volatile terlepas dari arang sehingga menyebabkan terbukanya struktur seluler yang tersisa yang berakibat pada pembentukan pori. 4.1.3.2 Porositas Zeolit Porositas zeolit sebelum aktivasi diperlihatkan pada Tabel 4.15 dan sesudah diaktivasi pada suhu tertentu diperlihatkan pada Tabel 4.16. Tabel 4.15 Data hasil pengujian porositas tanpa aktivasi Material Porositas zeolit 14,89 Tabel 4.16 Data hasil pengujian porositas No Suhu o C Porositas 1 2 3 4 5 600 700 800 900 1000 32,51 45,71 57,53 35,22 28,49 Data hasil pengujian pada Tabel 4.15 dan Tabel 4.16 dikarakterisasi secara grafik seperti pada Gambar 4.8 Universitas Sumatera Utara 69 Gambar 4.8 Grafik Porositas Zeolit Keaktifan zeolit dalam menyerap kontaminan-kontaminan dipengaruhi oleh porositas dari zeolit. Semakin tinggi porositasnya maka semakin baik dalam menyerap kontaminan I Putu Putra, 2010 . Gambar 4.8 menunjukkan bahwa adanya kenaikan nilai porositas sebelum dan sesudah diaktivasi, sebelum diaktivasi nilai porositas sebesar 14,89 setelah diaktivasi pada suhu 600 C nilai porositasnya 32,51 hal ini disebabkan karena dengan adanya pemanasan maka membuat struktur pori zeolit menjadi sangat terbuka dan selanjutnya mengalami kenaikan pada suhu aktivasi 700 C dengan nilai porositasnya 45,71 selanjutnya pada suhu 800 C juga mengalami kenaikan nilai porositas sebesar 57,53 . Perbesaran porositas zeolit seiring dengan kenaikan suhu pemanasan namun pada suhu 900 C nilai porositasnya menurun menjadi 35,22 dan terus menurun pada suhu 1000 C nilai porositasnya 28,49 , hal ini disebabkan perubahan struktur mikro yang terjadi akibat variasi suhu aktivasi. Zeolit yang tanpa diaktivasi memiliki struktur mikro dengan porositas yang sangat kecil dan sedikit bila dibandingkan dengan zeolit pada suhu aktivasi 600 C dimana 14.89 32.51 45.71 57.53 35.22 28.49 10 20 30 40 50 60 70 600 700 800 900 1000 P er se n tase p or ositas Suhu Aktivasi C Universitas Sumatera Utara 70 porositas nya semakin membesar. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa zeolit yang diteliti dalam penelitian ini memiliki keaktivasian optimum jika dipanaskan sampai suhu 800 C. 4.1.3.3 Porositas Pasir Kuarsa Porositas pasir kuarsa sebelum aktivasi diperlihatkan pada Tabel 4.17 dan sesudah diaktivasi pada suhu tertentu diperlihatkan pada Tabel 4.18. Tabel 4.17 Data hasil pengujian porositas tanpa aktivasi Material Porositas Pasir Kuarsa 18,40 Tabel 4.18 Data hasil pengujian porositas No Suhu o C Porositas 1 2 3 4 5 600 700 800 900 1000 22,07 26,96 28,25 34,36 45,46 Data hasil pengujian pada Tabel 4.17 dan Tabel 4.18 dikarakterisasi secara grafik seperti pada Gambar 4.9 Universitas Sumatera Utara 71 Gambar 4.9 Grafik Porositas Pasir Kuarsa Gambar 4.9 menunjukkan bahwa adanya kenaikan nilai porositas sebelum dan sesudah diaktivasi, sebelum diaktivasi nilai porositas sebesar 18,4 setelah diaktivasi pada suhu 600 C nilai porositasnya 22,07 dan selanjutnya mengalami kenaikan pada suhu aktivasi 700 C dengan nilai porositasnya 26,96 dan terus mengalami kenaikan nilai porositas pada aktivasi suhu 1000 C sebesar 45,46 , hal ini disebabkan karena pengaruh dari aktivasi fisika tersebut yang menyebabkan semakin banyaknya bahan mudah terbang yang terlepas dari permukaan pasir kuarsa yang menutupi pori-porinya sehingga permukaan pasir kuarsa tersebut memiliki pori yang lebih besar.

4.1.4 Analisi SEM

Morfologi permukaan arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa diidentifikasi menggunakan SEM dengan perbesaran objek 10 x 10 3 yang hasilnya dapat dilihat pada Gambar 4.10 Mikrograf SEM permukaan arang tempurung kelapa, Gambar 4.11 Mikrograf SEM permukaan zeolit dan Gambar 4.12 Mikrograf SEM permukaan pasir kuarsa. 18.4 22.07 26.96 28.25 34.36 45.46 10 20 30 40 50 600 700 800 900 1000 Per sen tase p o ro si tas Suhu Aktivasi C Universitas Sumatera Utara 72 4.1.4.1 Morfologi Permukaan Arang Tempurung Kelapa a. Sebelum diaktivasi b. Aktivasi suhu 700 C c. Aktivasi suhu 900 C Gambar 4.10. Mikrograf SEM permukaan arang tempurung kelapa Berdasarkan Gambar 4.10, terlihat perbedaan morfologi permukaan dari arang tempurung kelapa sebelum diaktivasi dan sesudah diaktivasi. Permukaan arang tempurung kelapa sebelum diaktivasi distribusi pori-pori tidak beraturan dengan jumlah pori yang lebih kecil bila dibandingkan dengan yang diaktivasi fisika pada suhu 700 C dan suhu 900 C. Gambar 4.10.a pada penampang atas tempurung kelapa pori-pori arang belum terlihat karena keseluruhan permukaannya masih tertutup hidrokarbon Universitas Sumatera Utara 73 dimana senyawa tersebut menutupi pori dan permukaan arang yang dapat menyebabkan kemampuan daya serapnya rendah. Gambar 4.10.b menunjukkan permukaan arang tempurung kelapa pada aktivasi 700 C ternyata telah mampu membuka pori-pori kecil dan mengurangi penutupan hidrokarbonnya. Pada aktivasi suhu 900 C permukaan arang tempurung kelapa memiliki pori yang semakin besar dan teratur. Dengan berkurangnya senyawa hidrokarbon maka pori pada permukaan arang tempurung kelapa semakin terlihat jelas Gambar 4.10.c . Gambar 4.4 menunjukkan semakin tinggi suhu aktivasi kadar air teruapkan semakin besar yang artinya semakin berkurangnya kadar air di dalam arang tempurung kelapa tersebut, disebabkan pori-pori arang tempurung kelapa terbuka dengan adanya energi panas, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.10.c aktivasi suhu 900 C. Gambar 4.7 menunjukkan bahwa pada aktivasi suhu 900 C porositasnya lebih besar dimana ternyata terdapat hubungan yang bersesuaian dengan hasil pengujian daya serap, kadar air dan porositas terhadap perubahan struktur mikro akibat suhu pemanasan. 4.1.4.2 Morfologi Permukaan Zeolit a. Tanpa Aktivasi b. Aktivasi Suhu 600 C Universitas Sumatera Utara 74 c. aktivasi 800 C d. aktivasi 1000 C Gambar 4.11 Mikrograf SEM permukaan zeolit Gambar 4.11, terlihat perbedaan morfologi permukaan dari zeolit sebelum diaktivasi dengan sesudah diaktivasi pada suhu 600 C. Pada zeolit aktivasi suhu 600 C terlihat pori-pori walau belum beraturan dengan jumlah pori yang lebih banyak dibandingkan dengan zeolit tanpa aktivasi. Gambar 4.2 menunjukkan daya serap sebelum aktivasi sebesar 16,8 dibandingkan setelah aktivasi suhu 600 C sebesar 30,2 Zeolit yang tanpa diaktivasi Gambar 4.11.a memiliki struktur mikro dengan porositas yang sangat kecil dan sedikit bila dibandingkan dengan zeolit pada suhu aktivasi 600 C Gambar 4.11.b dimana porositas nya semakin membesar dan sudah mulai tersusun dengan rapi. Pada aktivasi suhu 800 C Gambar 4.11.c, porositas nya mulai membentuk rongga-rongga dan memiliki jumlah yang banyak, tetapi di aktivasi suhu 1000 C Gambar 4.11.d porositannya kembali mengecil dan tidak teratur hampir sama permukaannya dengan zeolit aktivasi suhu 600 C. Aktivasi fisika dengan pemanasan memiliki temperatur maksimal, tetapi temperatur tersebut masih tergantung darti type zeolit itu sendiri. Untuk tipe zeolit alam, rata-rata memiliki temperatur maksimal 600 C. Bila dipanaskan lebih dari temperatur maksimalnya maka akan merusak struktur zeolit itu sendiri. Dengan rusaknya struktur di dalam kristal zeolit akan mengakibatkan Universitas Sumatera Utara 75 berkurangnya ruang-ruang hampa udara di dalam zeolit dan akhirnya akan mengurangi daya adsorben zeolit Arnelli, 1999 Perubahan struktur mikro akibat suhu pemanasan jika di hubungkan dengan hasil pengujian daya serap, kadar air dan porositas seperti tersaji pada Gambar 4.11 ternyata terdapat hubungan yang bersesuaian. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa zeolit yang diteliti dalam penelitian ini memiliki keaktivasian optimum jika dipanaskan sampai suhu 800 C. 4.1.4.3 Morfologi Permukaan Pasir Kuarsa a. Tanpa aktivasi b. Aktivasi suhu 600 C Universitas Sumatera Utara 76 c. Aktivasi suhu 800 C d. Aktivasi suhu 1000 C Gambar 4.12 Mikrograf SEM permukaan pasir kuarsa Hasil uji SEM pada pasir kuarsa sebelum diaktivasi dapat dilihat pada Gambar 4.12.a dimana pori-pori pasir kuarsa terlihat tidak begitu jelas dan susunan strukturnya tidak teratur. Pada perlakuan aktivasi suhu 600 C Gambar 4.12 b permukaan pasir kuarsa sudah menunjukkan adanya pembukaan pori-pori pada permukaannya. Aktivasi suhu 800 C, sudah terlihat pori-pori pada permukaan pasir kuarsa Gambar 4.12 c, dan pada suhu 1000 C permukaan dari pasir kuarsa memiliki pori-pori yang semakin besar dan banyak serta memiliki struktur yang teratur Gambar 4.12 d, ternyata proses aktivasi telah mampu membuka pori-pori kecil dan mengurangi penutupan pori pada permukaan pasir kuarsa. Gambar 4.3 menunjukkan daya serap paling besar pada aktivasi suhu 1000 C sebesar 45,5 , Gambar 4.6 menunjukkan bahwa kadar air yang teruapkan yang paling banyak pada suhu 1000 C yaitu sebesar 4,86 dan Gambar 4.19 juga menunjukkan nilai porositas terbesar pada suhu 1000 C sebesar 45.46 . Hal ini menunjukkan kesesuaian antara hasil dengan struktur perubahan permukaan pasir kuarsa terhadap perubahan suhu aktivasi. Dari perhitungan daya serap, kadar air, porositas dan hasil dari Mikrograf SEM untuk material arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa diperoleh suhu aktivasi optimum, untuk arang aktif suhu optimum pada suhu 900 C dengan nilai daya serap 75,4 , kadar air 3,92 dan porositas sebesar 71,13 . Untuk Universitas Sumatera Utara 77 zeolit suhu optimum pada suhu 800 C dengan nilai daya serap 65,8, kadar air 5,36 dan porositas sebesar 57,53 . Sedangkan untuk pasir kuarsa suhu optimum berada pada suhu 1000 C dengan nilai daya serap 45,5 , kadar air 4,86 dan porositas sebesar 45,46 .

4.2 Modifikasi Gabungan Filter

Dari hasil arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang memiliki suhu optimum aktivasi digabungkan untuk dijadikan filter, dengan gabungan sebagai berikut :  Campuran arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa F 1  Arang tempurung kelapa + zeolit + pasir kuarsa F 2  Zeolit + arang tempurung kelapa + pasir kuarsa F 3  Pasir kuarsa + zeolit + arang tempurung kelapa F 4 Ke empat gabungan filter tersebut juga diuji daya serap, kadar air dan porositasnya. 4.2.1 Daya Serap Daya serap untuk gabungan filter ditunjukkan pada Tabel 4.19. Data hasil pengujian pada tabel 4.19 dikarakterisasi secara grafik seperti pada gambar 4.13 Tabel 4.19 Data hasil pengujian daya serap gabungan filter No Desain Filter Daya Serap 1 2 3 4 F 1 F 2 F 3 F 4 70,27 65,73 38,84 21,17 Data hasil pengujian pada tabel 4.19 dikarakterisasi secara grafik seperti pada gambar 4.13 Universitas Sumatera Utara 78 Gambar 4.13 Grafik Daya Serap Gabungan Filter Gambar diatas menunjukkan bahwa nilai daya serap maksimum pada F 1 sebesar 70,27 dimana ketiga material arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang dicampur menjadi satu memiliki daya serap yang optimum.Hal ini disebabkan dengan dicampurnya arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang memiliki porositas yang maskimum menjadi satu tanpa ada sekat membuat daya serapnya semakin besar. Daya serap minimum pada F 4 dengan nilai 21,17 hal ini dikarenakan pada filter sekat ini yang berada disekat paling bawah adalah pasir kuarsa, zeolit dan arang tempurung kelapa diatas, sedangkan dari ketiganya daya serap yang paling kecil adalah pasir kuarsa. Untuk F 2 daya serapnya 65,73 berbeda dengan F 1 yang lebih besar karena F 2 gabungan nya memiliki sekat sehinga porositas dalam menyerap melewati satu persatu material tersebut dimana sekat yang paling bawah adalah arang tempurung kelapa yang juga memiliki porositas yang besar dana daya serap yang tinggi, dimana dari ketiga material yang digunakan arang tempurung kelapa yang memiliki daya serap yang tinggi. 70.27 65.73 38.84 21.17 10 20 30 40 50 60 70 80 F1 F2 F3 F4 P er se n tase d aya se rap Disain Filter Universitas Sumatera Utara 79 4.2.2 Kadar Air Menguap Kadar air untuk gabungan filter ditunjukkan pada tabel pada Tabel 4.20. Tabel 4.19 Data hasil pengujian Kadar Air gabungan filter No Desain Filter Daya Serap 1 2 3 4 F 1 F 2 F 3 F 4 5,36 4,39 3,82 1,41 Data hasil pengujian pada Tabel 4.20 dikarakterisasi secara grafik seperti pada Gambar 4.14 Gambar 4.14 Grafik Kadar Air Gabungan Filter 5.36 4.39 3.82 1.41 1 2 3 4 5 6 F1 F2 F3 F4 P er se n tase K ad ar air Disain Filter Universitas Sumatera Utara 80 Gambar diatas menunjukkan bahwa nilai kadar air yang teruapkan maksimum pada F 1 sebesar 5,36 yaitu untuk campuran ketiga material yang sama-sama memiliki kadar air yang baik, sehingga ketika ketiga material tersebut dicampur memiliki kadar air yang baik pula. Untuk kadar air minimum pada F 4 dengan nilai 1,41. Semakin tinggi persentase kadar air yang teruapkan menunjukkan semakin besarnya volume pori yang digunakan sebagai adsorben untuk menyerap adsorbat. Pada F 2 nilai kadar air hampir mendekati dengan F 1 dengan nilai kadar air 4,39 . 4.2.3 Porositas Porositas untuk gabungan filter ditunjukkan pada tabel pada Tabel 4.21. Tabel 4.21 Data hasil pengujian porositas gabungan filter No Desain Filter Porositas 1 2 3 4 F 1 F 2 F 3 F 4 76,60 70,43 25,41 41,22 Data hasil pengujian pada Tabel 4.21 dikarakterisasi secara grafik seperti pada Gambar 4.15 Universitas Sumatera Utara 81 Gambar 4.15 Grafik Porositas Gabungan Filter Gambar diatas menunjukkan bahwa nilai porositas maksimum pada F 1 sebesar 76,60 hal ini hampir sama dengan daya serap dan kadar air bahwa untuk F 1 filter yang dicampur menjadi satu dari ketiga material arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang memiliki porositas yang paling besar dan tidak ada penyekat antara ketiga material tersebut sehingga menghasilkan porositas yang besar pula. Daya serap minimum pada F 4 dengan nilai 25,41 . Hal ini disebabkan karena filter F 4 yang disekat pasir kuarsa berada di paling bawah sehingga pada saat penyerapan air pori pasir kuarsa yang duluan menyerap dimana dari ketiga material tersebut porositas yang terkecil adalah pasir kuarsa. Semakin besar nilai porositas maka semakin besar daya adsorpsi nya. Sedangkan pada F 2 porositasnya 70,43 ini juga tidak jauh berbeda dengan F 1 dengan nilai porositas 76,60, hal ini disebabkan karena arang tempurung kelapa berada di bawah sehingga dalam penyerapan air arang tempurung kelapa duluan 76.6 70.43 41.22 25.41 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 F1 F2 F3 F4 Per sen tase Po ro si tas Disain Filter Universitas Sumatera Utara 82 menyerap dimana memang porositas arang tempurung kelapa lebih besar dari zeolit dan pasir kuarsa. Dari pengujian daya serap, kadar air dan porositas dapat disimpulkan bahwa gabungan filter F 1 arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa di campur menjadi satu memiliki nilai yang optimum untuk daya serap 70,27 , kadar air 5,36 dan porositas 76,60 , tetapi desain filter F 2 filter sekat dengan susunan arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa juga memiliki nilai daya serap, kadar air dan porositas yang tidak jauh berbeda dengan F 1 dimana daya serapnya 65,73 , kadar air 4,39 dan porositas 70,43 . F 1 dan F 2 kedua-duanya memiliki daya serap dan porositas diatas 50 . Menurut Yuliusman dan Arif 2009 adsorben yang dihasilkan memiliki nilai porositas sudah diatas 50, ini berarti adsorben tersebut sudah layak digunakan sebagai adsorpsi. Jadi dalam penelitian ini untuk filter dalam penjernihan air menggunakan filter F 1 dan F 2 . 4.3 Proses Penjernihan Air Sungai Tamiang 4.3.1 Karakteristik air sungai Karakteristik air sungai Tamiang dilakukan untuk mengetahui sejauh mana air sungai sebelum diolah dan sesudah diolah menggunakan metode elektrokoagulasi dan menggunakan gabungan filter yang layak digunakan berdasarkan standar air bersih PERMENKES No. 416 Tahun 1990 dan standar air minum PERMENKES No. 492 Tahun 2010. Parameter – parameter pengujian yang dilakukan terdiri dari 3 yaitu parameter fisika Suhu, TDS, Kekeruhan, Warna bau dan rasa, kimia pH, Logam Fe dan Al dan mikrobiologi bakteri E.Coli dan Kolifrom Sebelum melakukan proses penjernihan air sungai dengan elektrokoagulasi dan di filter, air sungai yang diambil dari sungai Tamiang, Kabupaten Aceh Tamiang diuji terlebih dahulu sehingga dapat diketahui karakteristiknya. Hasil pengujian yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 4.22. . Universitas Sumatera Utara 83 Tabel 4.22 Pengujian Air Sungai Sebelum Diolah N0 Parameter Satuan Hasil Pengujian Standar Air Bersih Standar Air Minum 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Suhu TDS Kekeruhan Warna Bau Rasa pH Fe Al E. Coli Coliform C MgL NTU Pt.Co - - - mgl mgl Jml100 ml Jml100 ml 26 56,0 68,0 344 Normal Tidak berasa 7,49 2,29 11,3 1600 1600 Suhu udara ±3 1500 25 50 Tdk Berbau Tdk Berasa 6,5-9,0 1 - 50 50 Suhu udara ±3 500 5 15 Tdk Berbau Tdk Berasa 6,5-8,5 0,3 0,2 = Permenkes RI No. 492MENKESPERIV2010 = Permenkes 416MenkesPERIX1990 Dari Tabel 4.22 terlihat bahwa beberapa parameter masih diatas baku mutu air bersih dan air minum, terutama untuk parameter kimia logam Fe dan Al serta parameter biologi bakteri E. Coli dan Colifrom yang berbahaya bagi kesehatan manusia.

4.3.2. Proses Penjernihan air sungai dengan menggunakan filter F

1 campuran arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa Penjernihan air sungai dengan gabungan filter pada filter F 1 campuran arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa dilakukan untuk melihat proses penjernihan air sungai tanpa proses elektrokoagulasi untuk menghasilkan air jernih berdasarkan peraturan pemerintah tentang air bersih dan air minum. Hasil pengujian air sungai setelah difilter dilihat pada Tabel 4.23. Universitas Sumatera Utara 84 Tabel 4.23 Karakteristik Air Sungai Tamiang sebelum dan sesudah difilter dengan filter campuran arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa N0 Parameter Satuan Hasil Uji Standar Air Bersih Standar Air Minum Sebelum Sesudah penurunan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Suhu TDS Kekeruhan Warna Bau Rasa pH Fe Al E. Coli Coliform C MgL NTU Pt.Co - - - mgl mgl Jml100 ml Jml100 ml 26 56,0 68,0 344 Normal 7,49 2,29 11,3 1600 1600 28,1 81,3 20 20 Tdk Berbau Tdk Berasa 7,70 3,15 10,10 10 55 - - 70,59 94,19 - - - 27,30 10,62 99,37 96,56 Suhu udara ±3 1500 25 50 Tdk Berbau Tdk Berasa 6,5-9,0 1 - 50 50 Suhu udara ±3 500 5 15 Tdk Berbau Tdk Berasa 6,5-8,5 0,3 0,2 = Permenkes RI No. 492MENKESPERIV2010 = Permenkes 416MenkesPERIX1990 = Kenaikan Dari Tabel 4.23 air sungai yang diolah dengan filter campuran menunjukkan kenaikan sebesar konsentrsai logam Fe mengalami kenaikan sebesar 27,30 dari 2,29 menjadi 3,15. Selain mengalami kenaikan dari Tabel 4.23 ada juga parameter – parameter yang mengalami penurunan yaitu kekeruhan mengalami penurunan 70,59 dari 68 NTU menjadi 20 NTU, warna sebesar 94,19 dari 344 Pt.Co menjadi 20 Pt.Co, konsentrasi logam Al mengalami penurunan sebesar 10,62 dari 11,3 ppm menjadi 10,10 ppm. Sedangkan untuk bakteri E. Coli juga mengalami penurunan sebesar 99,37 dari 1600 Jml100 ml menjadi 10 Jml100 ml dan Colifrom sebesar 96,56 . dari 1600 Jml100 ml menjadi 55 Jml100 ml Universitas Sumatera Utara 85 Kenaikan logam Fe dikarenakan susunan zeolit mengandung Fe sedangkan penurunan nilai bakteri dikarenakan pada proses penjernihan air digunakan bahan filter campuran arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa memiliki pori – pori yang mampu menyerap bakteri dalam air dan logam walaupun penurunan Al tidak terlalu jauh. Hasil pengujian penjernihan air sumur dengan filter F 1 campuran arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa untuk hanya mampu menurunkan parameter fisika bau, rasa, TDS, warna, kekeruhan dan suhu dan parameter mikrobilogi E.Coli yang memenuhi standar air bersih, tetapi untuk parameter kimia dan mikrobiologi belum memenuhi standar air bersih berdasarkan PERMENKES AIR BERSIH No.416 Thn 1990 dan air minum berdasarkan PERMENKES AIR MINUM No. 492 Thn 2010. 4.3.3 Proses Penjernihan air sungai dengan menggunakan metode elektrokoagulasi dan difilter dengan filter F 1 campuran arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa Proses penjernihan air sungai untuk menghasilkan air bersih dilakukan dua tahap. Tahap pertama dilakukan metode elektrokoagulasi dengan menggunakan plat Aluminium Al selama 15 menit. Tahap kedua, air sampel hasil elektrokoagulasi dialirkan ke tabung filtrasi yang berisi filter campuran arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa, setelah itu dialirkan ke bak penampungan . Metode elektrokoagulasi dilakukan untuk menurunkan kadar logam yang terkandung di dalam air sungai dimana hasil pengujian air sungai, logam-logam yang berada di dalam air sungai akan direduksi dan diendapkan di kutub negatif, sedangkan elektroda positif Al akan teroksidasi menjadi [AlOH 3 ] yang berfungsi sebagai koagulan. Data hasil pengujian air sungai dengan proses elektokoagulasi dan di filter dengan filter campuran dilihat pada Tabel 2.24. Universitas Sumatera Utara 86 Tabel 4.24 Karakteristik Air Sungai Tamiang sesudah diolah dengan Elektrokoagulasi kemudian difilter dengan campuran ketiga material arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir aktif. N0 Parameter Satuan Hasil Uji Standar Air Bersih Standar Air Minum difilter Ec + Filter penurunan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Suhu TDS Kekeruhan Warna Bau Rasa pH Fe Al E. Coli Coliform C MgL NTU Pt.Co - - - mgl mgl Jml100 ml Jml100 ml 28,1 81,3 20 20 Normal Tdk Brasa 7,70 3,15 10,10 10 55 28,2 62,3 2 2 Tdk Berbau Tdk Berasa 6,39 0,014 0,023 4,5 25 - - 90 90 - - - 99,55 99,77 55 54,54 Suhu udara ±3 1500 25 50 Tdk Berbau Tdk Berasa 6,5-9,0 1 - 50 50 Suhu udara ±3 500 5 15 Tdk Berbau Tdk Berasa 6,5-8,5 0,3 0,2 = Permenkes RI No. 492MENKESPERIV2010 = Permenkes 416MenkesPERIX1990 = kenaikan Dari Tabel 4.24 terlihat bahwa persentase perbedaan parameter dari hasil pengujian proses penjernihan air dengan filter saja dan proses penjernihan dengan elektrokoagulasi kemudian di filter terlihat penurunan persentase parameter. Kekeruhan mengalami penurunan sebesar 90 dari 20 NTU menjadi 2 NTU, warna juga mengalami penurunan sebesar 90 dari 20 Pt.Co menjadi 2 Pt.Co, untuk parameter kimia juga mengalami penurunan, pH sebesar 17,01 dari Universitas Sumatera Utara 87 7,70 menjadi 6,39 , logam Fe penurunannya sebesar 99,55 dari 3,15 ppm menjadi 0,014 ppm dan logam Al menurun sebesar 99,77 dari 10,10 ppm menjadi 0,023 ppm. Untuk parameter mikrobiologi juga mengalami penurunan, untuk E. Coli sebesar 55 dari 10 Jml100 ml menjadi 4,5 Jml100 ml dan Colifrom sebesar 54,54 dari 55 Jml100 ml menjadi 25 Jml100 . Parameter fisika, kimia dan mikrobilogi mengalami penurunan selain karena filter memiliki pori yang luas untuk menjerap kontaminan, proses elektrokoagulasi juga memiliki peranan yang sangat penting terutama dalam penurunan nilai konsentrasi logam. Dari proses elektrokoagulasi dengan menggunakan aluminium Al sebagai elektroda, pada anoda akan dihasilkan gas, buih dan flok - flok berupa AlOH 3 . Selanjutnya flok yang terbentuk akan mengikat logam yang ada di dalam air, sehingga flok akan memiliki kecenderungan mengendap Bambang HP, 2010. Berdasarkan hasil pengujian air sungai Tamiang pada parameter fisika, kimia, dan mikrobiologi dapat disimpulkan bahwa proses penjernihan air dengan elektrokoagulasi dan difilter dengan filter F 1 campuran arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa telah memenuhi PERMENKES AIR BERSIH No.416 Thn 1990. Tetapi Untuk air minum hanya parameter fisika dan kimia yang memenuhi standar air sesuai minum PERMENKES AIR MINUM No. 492 Thn 2010 untuk parameter mikrobilogi masih ada pertumbuhan sehingga belum mencapai baku mutu untuk air minum yang sesuai dengan standar PERMENKES AIR MINUM No. 492 Thn 2010.

4.3.4 Proses Penjernihan air sungai dengan menggunakan filter F

2 arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang disekat Penjernihan air sungai dengan gabungan filter pada filter F 2 arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang disekat dilakukan untuk melihat proses penjernihan air sungai tanpa proses elektrokoagulasi untuk menghasilkan air jernih berdasarkan peraturan pemerintah tentang air bersih dan air minum. Hasil pengujian air sungai setelah difilter dilihat pada Tabel 4.25. Universitas Sumatera Utara 88 Tabel 4.25 Karakteristik Air Sungai Tamiang sesudah difilter dengan filter F 2 susunan karbon aktif, zeolit dan pasir aktif yang disekat N0 Parameter Satuan Hasil Uji Standar Air Bersih Standar Air Minum Sebelum Sesudah Penurunan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Suhu TDS Kekeruhan Warna Bau Rasa pH Fe Al E. Coli Coliform C MgL NTU Pt.Co - - - mgl mgl Jml100 ml Jml100 ml 26 56,0 68,0 344 Normal Normal 7,49 2,29 11,3 1600 1600 28,1 79,0 20 18 Tdk Berbau Tdk Berasa 7,65 2,15 9,10 2 900 - - 70,59 94,77 - - - 6,11 19,47 - 43,75 Suhu udara ±3 1500 25 50 Tdk Berbau Tdk Berasa 6,5-9,0 1 - 50 50 Suhu udara ±3 500 5 15 Tdk Berbau Tdk Berasa 6,5-8,5 0,3 0,2 = Permenkes RI No. 492MENKESPERIV2010 = Permenkes 416MenkesPERIX1990 = Kenaikan Tabel 4.25 air sungai yang diolah dengan filter sekat menunjukkan parameter penurunan yaitu kekeruhan mengalami penurunan 70,59 dari 68 NTU menjadi 20 NTU, warna sebesar 94,77 dari 344 Pt.Co menjadi 18 Pt.Co, konsentrasi logam Fe mengalami penuruanan sebesar 6,11 dari 2,29 ppm menjadi 2,15 ppm konsentrasi logam Al mengalami penurunan sebesar 19,47 dari 11,3 ppm menjadi 9,10 ppm. Sedangkan untuk bakteri E. Coli juga mengalami penurunan lebih dari 100 dari 1600 Jml100 ml menjadi 2Jml100 ml dan Colifrom sebesar 43,75 . dari 1600 Jml100 ml menjadi 900 Jml100 ml Penurunan nilai bakteri dikarenakan pada proses penjernihan air digunakan bahan F 2 filter sekat dengan susunan arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa memiliki pori – pori yang mampu menyerap bakteri dalam air Universitas Sumatera Utara 89 dan logam walau pun penurunan Al tidak terlalu jauh. Tetapi lebih besar persentasenya dari filter F 1 campuran arang aktif, zeolit dan pasir kuarsa karena parameter logam dan mikrobilogi melewati satu-satu filter yang disekat sehingga lebih banyak yang terperangkap didalam pori filter. Hasil pengujian penjernihan air sumur dengan filter F 2 filter sekat arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa dapat menurunkan parameter fisika saja bau, rasa, TDS, warna, kekeruhan dan suhu yang sudah memenuhi standar air bersih dan tetapi parameter kimia dan mikrobiologi belum memenuhi standar air bersih menurut PERMENKES AIR BERSIH No.416 Thn 1990 dan air minum menurut PERMENKES AIR MINUM No. 492 Thn 2010. 4.3.5 Proses Penjernihan air sungai dengan menggunakan metode elektrokoagulasi dan difilter dengan filter F 2 filter susunan arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang disekat Pada proses ini diperlakukan juga sama dengan proses penjernihan air sungai untuk menghasilkan air bersih dengan 2 tahap. Tahap pertama dilakukan metode elektrokoagulasi dengan menggunakan plat Aluminium Al selama 15 menit. Tahap kedua, air sampel hasil elektrokoagulasi dialirkan ke tabung filtrasi F 2 yang berisi filter susunan arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang disekat, setelah itu dialirkan ke bak penampungan .Data hasil pengujian air sungai dengan proses elektokoagulasi dan di filter dengan filter campuran dilihat pada Tabel 2.26. Universitas Sumatera Utara 90 Tabel 4.26 Karakteristik Air Sungai Tamiang sebelum dan sesudah diolah dengan Elektrokoagulasi kemudian difilter dengan kombinasi filter arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang disekat N0 Parameter Satuan Hasil Uji Standar Air Bersih Standar Air Minum Difilter F 2 Ec + Filter F 2 penurunan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Suhu TDS Kekeruhan Warna Bau Rasa pH Fe Al E. Coli Coliform C MgL NTU Pt.Co - - - mgl mgl Jml100 ml Jml100 ml 28,1 79,0 20 18 Normal 7,65 2,15 9,10 2 900 27,9 62 1 0,8 Tdk Berbau Tdk Berasa 7,38 0,014 0,15 1,6 1,6 - - 95 - - - - 99,34 98,35 - - Suhu udara ±3 1500 25 50 Tdk Berbau Tdk Berasa 6,5-9,0 1 - 50 50 Suhu udara ±3 500 5 15 Tdk Berbau Tdk Berasa 6,5-8,5 0,3 0,2 = Permenkes RI No. 492MENKESPERIV2010 = Permenkes 416MenkesPERIX1990 Dari Tabel 4.26 terlihat bahwa persentase perbedaan parameter dari hasil pengujian proses penjernihan air dengan filter F 2 saja dan proses penjernihan dengan elektrokoagulasi kemudian di filter dengan F 2 . Semua Parameter mengalami persentase penurunan . Parameter fisika kekeruhan mengalami penurunan 95 dari 20 NTU menjadi 1 NTU, warna juga mengalami penurunan sebesar 95,5 dari 18 Pt.Co menjadi 0,8 Pt.Co, untuk parameter kimia juga mengalami penurunan, logam Fe penurunannya sebesar 99,34 dari 2,15 ppm menjadi 0,014 ppm dan logam Al menurun sebesar 98,37 dari 9,10 ppm menjadi 0,15 ppm. Untuk parameter mikrobiologi juga mengalami Universitas Sumatera Utara 91 penurunan, untuk E. Coli 99,9 dari1600 Jml100 ml menjadi 1,6 Jml100 ml dan Colifrom lebih dari 99,9 dari 1600 Jml100 ml menjadi 1,6 Jml100 ml . Tabel 4.26 terjadi penurunan logam dari yang menggunakan proses elektrokoagulasi dengan yang difilter saja artinya bahwa proses elektrokoagulasi bereperan penting dalam menurunkan konsentrasi logam yang terkandung didalam air. Dan dengan gabungan filter F 2 susunan arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang memiliki daya serap yang sama dengan Filter F 1 campuran arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa memiliki penyerapan kontaminan yang lebih besar, ini dikarenakan proses penyerapannya melalui tahapan sehingga akan lebih banyak kontaminan-kontaminan tertahan. Pada Mikrobilogi memiliki nilai 1,6 Jml100 ml, dimana menurut Permenkes No. 416 Tahun 1990 untuk mikrobilogi dengan nilai sebesar 1,6 Jml100 ml tidak ada lagi pertumbuhan bakteri. Berdasarkan hasil pengujian air sungai Tamiang dengan proses elektrokoagulasi dan difilter dengan filter F 2 susunan arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa dapat menurunkan parameter fisika untuk kekeruhan sebesar 98,67 dari 68,0 NTU menjadi 1 NTU , warna sebesar 99,76 dari 344 Pt.co menjadi 0,8 Pt.co . Parameter kimia untuk Fe sebesar 99,39 dari 2,29 mgl menjadi 0,014 mgl dan Al sebesar 98,67 dari 11,3 mgl menjadi 0,15 mgl sedangkan parameter mikrobiologi untuk E.Coli sebesar 99,91 dari 1600 Jml100 ml menjadi 1,6 Jml100 ml dan Colifrom sebesar 99,91 dari 1600 Jml100 ml menjadi 1,6 Jml100 ml. Untuk Parameter Fisika, kimia dan mikrobiologi telah memenuhi PERMENKES AIR BERSIH No.416 Thn 1990 dan PERMENKES AIR MINUM No. 492 Thn 2010. Pada penelitian Hardini 2010, media filter mangan zeolit dan karbon aktif dapat menurunkan kadar logam Fe sebesar 93,52 sedangkan pada penelitian ini mampu menurunkan logam Fe sebesar 99,39 . Penelitian Anis R 2009 efesiensi media filter pasir-zeolit dan filter pasir arang tempurung kelapa Universitas Sumatera Utara 92 dapat mengurangi kandungan logam sebesar 97,47 dan bakteri 79,60 . Pada penelitian gabungan filter sekat arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa dapat mengurangi kandungan logam Fe 99,39 dan Al 98,37 dan bakteri sebesar 99,91 dimana tidak ada lagi terdapat pertumbuhan bakteri. Universitas Sumatera Utara 93

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitiandisimpulkan bahwa : 1. Suhu aktivasi optimum untuk masing- masing material adalah: a. Arang tempurung kelapa pada suhu 900 C dengan daya serap sebesar 74,8 , kadar air sebesar 3,92 dan porositas sebesar 71,13 . b. Zeolit pada suhu 800 C dengan daya serap sebesar 65,8 , kadar air sebesar 5,36 dan porositas sebesar 57,53 . c. Pasir Kuarsa pada suhu 1000 C dengan daya serap sebesar 45,5 , kadar air sebesar 4,86 dan porositas sebesar 45,46 . 2. Gabungan filter optimum yaitu gabungan filter F 1 campuran arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa dengan daya serap sebesar 70,27 , kadar air 5,36 dan porositas sebesar 76,6 , dan filter gabungan F 2 susunan arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang disekat dengan daya serap sebesar 65,73 , kadar air 5,35 dan porositas sebesar 70,43 . 3. Hasil pengujian air sungai Tamiang parameter fisika suhu,TDS, kekeruhan, dan warna parameter kimia pH, logam Fe dan Al dan mikrobilogi E. Coli dan Colifrom menunjukkan bahwa proses penjernihan air dengan elektrokoagulasi dan difilter dengan gabungan filter F 2 susunan arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang disekat lebih baik bila dibandingkan dengan proses filtrasi dengan filter F 2 saja, dimana hasil ujinya telah memenuhi standar air bersih PERMENKES AIR BERSIH No.416 Thn 1990 dan standar air minum PERMENKES AIR MINUM No. 492 Thn 2010. Universitas Sumatera Utara 94

5.2 Saran

1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut yang menitik beratkan pada gabungan filter untuk variasi ketebelan filter, agar dapat diketahui dengan jelas bagaimana pengaruh ketebelan terhadap daya serap filter. 2. Perlu dilakukan perhitungan terhadap berapa lama ketahanan gabungan filter dalam penggunaannya. 3. Pada saat pembakaran material perlu diperhatikan waktu penahan, karena hal ini dapat mempengaruhi kualitas material sebagai bahan adsorbsi kandungan logam dan bakteri didalam air. Universitas Sumatera Utara 95 DAFTAR PUSTAKA Adamson, A.W, 1990, Physical Chemistry of Surface, John Wiley Sons, Inc Alif, Atmin, Oki Norita, dan Mei Efendi, 2010, Penggunaan Membran Keramik Media Filter Titania Dalam Penjernihan Air Rawa Gambut , Proseding: Seminar dan Rapat Tahunan BKS-PTN-Indonesia Bagian Barat Bidang MIPA Pakam Baru Anonim, 1979, Standar Kualitas Arang Aktif Menurut SII. 0258 – 79, Departemen Perindustrian, Jakarta Anonim, 1991, Teknik Pengambilan Sampel Air Sungai Menurut SNI 06-242, Badan Standarisasi. Jakarta. Anonim, 1995, Arang Aktif Teknis SNI 06 – 3730 – 1995, Badan Standardisasi Nasional, Jakarta Ario AB, 2008, Perancangan Cigarette Smoke, Fakultas Teknik UI Arnelli, Hermawati.L, dan Ismaryata, 1999, Kegunaan Zeolit Termodifikasi Sebagai Penyerap Anion , Laporan Penelitian, Semarang , UNDIP Asmadi. Kahayan dan Kasjono,H.S., 2011, Teknologi Pengolahan Air Minum. Gosyen Publishing. Yogyakarta ASTM C 20-80a, American national standard, 1980, standard tes method for apparent porosity, water absorption, apparent specific gravity, and bulk density of burned refractory brick and shape by boiling water . Bambang HP dan Mining H, 2010, Pengolahan Limbah Cair Tekstil Menggunakan Proses Elektrokoagulasi dengan Sel Al , Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia, Pengembangan Teknik Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia, Yogyakarta, 26 Januari 2010, ISSN 1639-4393 Barus, T.A, 1996, Metodologi Ekologis Untuk Menilai Kualitas Perairan Lotik . Jurusan Biologi FPMIPA, USU. Medan Bonelli, P.R, 2001, Effect of Pyrolisis Temperature on composition, surcafe properties and thermal degradation rates of Brazil Nut Shells . Bioresource Tech 76: 15-22 Universitas Sumatera Utara 96 Cheremisinoff, DN., Ellerbusch F., 1978, Carbon Adsorption Handbook, An Arbon Science, New York Departemen Kehutanan, Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, 1994, Jakarta Dian Kusuma R, 2011, Optimasi Aktivasi Zeolit Alam Untuk Dehumidifikasi, Teknik Kimia, Fakultas teknik, Universitas Diponegoro Fety, K dan Satoto Y. 2011. Teknik Praktis Mengolah Air Kotor Menjadi Air Bersih . Laskar Akasara. Jawa Barat Gabriel.J.F, 2001, Fisika Lingkungan,Hipokrates, Jakarta Holt,P.K., Barton,G.W., and Mitchell,C.A.,2004, The Future for electrocoagulation as A Localised Water Treatment tecnologi , Chesmosphare, El sevier ltd, pp 1-3 http:kualaclipping.wordpress.com20090606lingkungan-rusak-kekeruhan-air- sungai-tamiang-di-atas-ambang-batas diakses 10 Januari 2013. http:Scanningelektronmikroskop-Wikipedia,ensiklopediabebas diakses 10 Januari 2013 http:www.rakyataceh.comindex.php?open=viewnewsid=21980tit=Berita2 0Lalu20- 2020Bapedal20Akui20Sungai20Tercemar20Limbah , diakses 10 Januari 2013 http:www.suara-Tamiang.com201106krueng-tamiang-tercemar-limbah- industri.html diakses 10 Januari 2013 I Putu. P.W.S, 2010, Studi Pengaruh Aktifasi Termal terhadap Struktur Mikro dan Porositas Zeolit Alam , Teknik Mesin Universitas Udayana Bali Ismaryata, 199, The Study of Acidic Washing Temperature and Calcination Effect on Modification Process of Natural Zeolite as an Anion Exchanger , Laporan, Penelitian, Semarang, UNDIP Jannati, Deby dan Shona Mazia, 2009, Karbon Aktif Sebagai Filter Air, Jakarta, Edisi Cetak, 653, Jakarta Kepmen LH RI,1988, Tentang Pedoman Penetapan Baku Mutu Lingkungan, Nomor 02 Tahun 1988 Universitas Sumatera Utara 97 Mifbakhudin, 2010, Pengaruh Ketebalan Karbon Aktif Sebagai Media Filter Terhadap Penurunan Kesadahan Air Sumur Artetis , Eksplanasi volume 2 nomor 5, Edisi oktober 2010 Modi.L, 2011, Struktur dan Komponen Arang serta Arang Aktif Tempurung Kemiri , Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan, Bogor Mollah, M.Y.A., Morkovsky,P., Gomes,J.A.G.,Kesmez, M.,Parga,J.,Cocke.D.L.,2004, Fundamental Present and Future perspectives of Elektrocoagulation , Journal of Hazardous Material, B114 :pp. 199-21 Mollah, M.Y.A., Schennach, R.,Parge.J.R., and Cocke,D.L.,2001,Elektrocoaqualation EC-Science and Aplication Gill Chair of Chemistry Chemical Engenering,Lamar University, Beatmont, Tx77710,USA Ni’am, M.F.,Othman,F.,Sohaili.J, Fauzia,Z., 2007, Removel of COD and Turbidity to Improve Wastewater Quality Using Electrocogulation Technique, The Malaysia Journal of Analytical Sciences, vol.11 No.1, pp 198-205 Permenkes RI,1990, Tentang Persyaratan Kualitas Air Bersih, Nomor 416 Tahun 2010 Permenkes RI,2010,Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum, Nomor 492 Tahun 2010 Rosita Idrus, 2013, Pengaruh Suhu Aktivasi Terhadap Kualitas Karbon Aktif Berbahan Dasar Tempurung Kelapa , Prisma Fisika, Vol.I, No.1 2013, Hal 50-55 Sastrawijaya A.T. 2000. Pencemaran Lingkungan. Penerbit Rineka Cipta, Jakarta Sembiring, Meilita dan Tuti S. Sinaga., 2003, Arang Aktif Pengenalan dan Proses Pembuatannya , Jurusan Teknik Industri Universitas Sumatera Utara. Slamet, J.S., 1994, Kesehatan Lingkungan, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta Universitas Sumatera Utara 98 Sudrajat. R, 1993, Karakteristik Kayu Sebagai Bahan Energi. Diskusi Industri Perkayuan, Proceeding, Pusat Penelitian Dan Pengembangan Hasil Hutan, Bogor Suhartana, 2006, Pemanfaatan Tempurung Kelapa Sebagai Bahan Baku Arang Aktif dan Aplikasinya Untuk Penjernihan Air Sumur Di Desa Belor Kecamatan Ngaringan Kapubaten Grobogan , Laboratorium Kimia Organik FMIPA UNDIP Susilawati, 2010, Model Pengolahan Air Gambut Untuk Menghasilkan Air Bersih dengan Metode Elektrokoagualsi dengan Media Filter Pasir , Disertasi, FMIPA Universitas Sumatera Utara Sutrisno,C.T.2006. Teknologi Penyediaan Air bersih. Cetakan Keenam. Jakarta: Rhineka Cipta. Tatsunami, I. 1971. Water Work Engineering. Josni Kogaku. Japanese edition. Tokyo. Wardhana, W.A., 2004. Dampak Pencemaran Lingkungan, Edisi Revisi, Penerbit Andi Yogyakarta. Yani, M. 2010, Studi Karakteristik Kimiawi Air Sungai Tamiang dan Pengolahan dengan Zeolit-Polyaluminium Clorida Sebagai Sumber Air Bersih , Tesis Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam FMIPA, Universitas Sumatera Utara, Medan Universitas Sumatera Utara 99 LAMPIRAN A DATA HASIL PENGUJIAN SAMPEL

1. Daya Serap

a. Daya Serap arang tempurung kelapa KODE Massa Sampel dalam keadaan kering gr Massa sampel dalam keadaan basah gr I II III IV V A 5 6,59 6,60 6,58 6,60 6,59 B 7,15 7,15 7,13 7,15 7,11 C 7,80 7,81 7,76 7,78 7,75 D 8,18 8,25 8,38 8,33 8,40 E 8,80 8,74 8,70 8,75 8,85 F - - - - - Ket : A = tanpa aktivasi ; B = 600 C ; C = 700 C ; D = 800 C ; E = 900 C ; F = 1000 C Persamaan menghitung daya serap air : Dimana : M b = Massa sampel dalam keadaan basah gr M k = Massa sampel dalam keadaan kering gr Perhitungan : M b = 6,59 gr M k = 5 gr Maka : L - 1 Universitas Sumatera Utara 100 Hasil perhitungan daya serap untuk setiap tertera pada tabel dibawah ini : KODE Daya Serap 1 2 3 4 5 Rata-rata A 31,8 32,0 31,6 32,0 31,8 31,8 B 43 43 42,6 43 42,6 42,8 C 56 56,2 55,2 55,6 55,2 55,6 D 63,6 65 67,6 66,6 68 62,1 E 76 74,8 74 75 77 75,4 F - - - - - - Ket : A = tanpa aktivasi ; B = 600 C ; C = 700 C ; D = 800 C ; E = 900 C ; F = 1000 C b. Daya Serap zeolit KODE Massa Sampel dalam keadaan kering gr Massa sampel dalam keadaan basah gr I II III IV V A 5 5,80 5,95 5,70 5,90 5,85 B 6,1 6,80 6,75 6,10 7,8 C 7,20 7,95 7,10 7,05 7,15 D 8,10 8,30 8,20 8,50 8,35 E 6,21 6,30 6,25 6,04 6,10 F 6,0 5,70 5,80 5,70 5,90 Ket : A = tanpa aktivasi ; B = 600 C ; C = 700 C ; D = 800 C ; E = 900 C ; F = 1000 C Universitas Sumatera Utara 101 Hasil perhitungan daya serap untuk setiap tertera pada tabel dibawah ini : KODE Daya Serap 1 2 3 4 5 Rata-rata A 16 19 14 18 17 16,8 B 22 36 35 22 36 30,2 C 44 59 42 41 43 45,8 D 62 66 64 70 67 65,8 E 24,2 26 25 20,8 22 33,6 F 20 14 16 14 18 26,4 Ket : A = tanpa aktivasi ; B = 600 C ; C = 700 C ; D = 800 C ; E = 900 C ; F = 1000 C c. Daya Serap pasir kuarsa KODE Massa Sampel dalam keadaan kering gr Massa sampel dalam keadaan basah gr I II III IV V A 5 5,63 5,60 5,60 5,70 5,65 B 5,80 5,70 5,68 5,50 5,60 C 5,95 5,90 5,78 5,95 6,0 D 6,15 6,20 6,10 6,25 6,30 E 6,30 6,24 6,30 6,40 6,55 F 7,10 7,18 7,50 7,15 7,45 Ket : A = tanpa aktivasi ; B = 600 C ; C = 700 C ; D = 800 C ; E = 900 C ; F = 1000 C Universitas Sumatera Utara 102 Hasil perhitungan daya serap untuk setiap tertera pada tabel dibawah ini : KODE Daya Serap 1 2 3 4 5 Rata-rata A 12,6 12 12 14 13 12,70 B 16 14 13,6 10 12 13,1 C 19 18 15,6 18 20 18,1 D 23 24 22 25 26 24,0 E 26 24,8 26 28 31 27,2 F 42 43,6 50 43 49 45,5 Ket : A = tanpa aktivasi ; B = 600 C ; C = 700 C ; D = 800 C ; E = 900 C ; F = 1000 C

2. Kadar Air