Gambar 3.2 Bagan Alir Penelitian Tahap II
3.5 Prosedur Penelitian
3.5.1 Pembuatan Karbon Aktif
1. Kayu bakau dibersihkan dari kulit luarnya dan dipotong – potong dalam bentuk
dadu . 2.
Kayu bakau dikeringkan di dalam oven pada suhu 105
o
C selama 3 jam.
Filter Karbon Aktif Kayu Bakau dari tahap I
Bakau
Proses EC + Filter Karbon Aktif
Selesai End Air jernih
Air Bersih Air Minum Sesuai Permenkes RI Nomor : 416 Tahun 1990
Sesuai Permenkes RI Nomor : 492 Tahun 2010 Air jernih
Pemeriksaan Karakteristik Air Jernih Hasil EC + Filter Karbon Aktif Kayu
Pemeriksaan Karakteristik Air Jernih Filter Karbon Aktif Kayu Bakau
Universitas Sumatera Utara
3. Pengarangan tahap karbonisasi kayu bakau dengan furnance pada suhu 300
o
C selama ± 6 jam.
4. Dilakukan pemanasan tahap Aktivasi dengan variasi suhu 500
o
C, 600
o
C, 700
o
C, 800
o
C dan 900
o
C dengan waktu penahanan 1 jam. 5.
Selanjutnya karbon aktif kayu bakau dibersihkan dari abu dengan dicuci menggunakan air aquades dan dikeringkan.
6. Karbon aktif kayu bakau dihaluskan dan diayak dengan ayakan 30 mesh dalam
bentuk butiran. 7.
Proses selesai, kemudian dilakukan pengujian karbon aktif antara lain : kadar air, kadar abu, kadar zat mudah menguap, kadar karbon dan daya serap air.
3.5.2 Proses Penjernihan Air
3.5.2.1 Filter karbon aktif kayu bakau
1. Pemeriksaan parameter-parameter sampel air sungai, yaitu : pH, suhu, warna
TDS, kekeruhan, bau, logam Al dan Fe. 2.
Pengaturan alat yang akan digunakan 3.
Memasukkan air sungai ke dalam bak sampel volume 15 liter. 4.
Dialirkan air sungai ke dalam tabung filtrasi, yang telah diisi dengan karbon aktif kayu bakau sebagai filter.
5. Selanjutnya air hasil filtrasi dialirkan ke dalam bak penampungan bak air
bersih 6.
Proses selesai, kemudian dilakukan pemeriksaan parameter-parameter air bersih sesudah filtrasi yaitu : Suhu, TDS, kekeruhan, warna, bau, rasa, pH, kandungan
logam besi Fe dan Aluminium Al.
Universitas Sumatera Utara
3.5.2.2 Proses elektrokoagulasi dan filter karbon aktif kayu bakau
1. Pemeriksaan parameter-parameter sampel air sungai, yaitu : pH, suhu, warna
TDS, kekeruhan, bau, logam Fe dan logam Al 2.
Pengaturan alat yang akan digunakan 3.
Pengaturan jumlah dan jarak elektroda plat Aluminium yang diletakkan dalam bak elektrokoagulasi.
4. Memasukkan air sungai Tamiang ke dalam bak sampel elektrokoagulasi volume
15 liter. 5.
Sumber arus searah power supply dihidupkan dengan mengaktifkan saklar pada tegangan 12 volt. Proses elektrokoagulasi berlangsung selama 15 menit.
6. Setelah didiamkan selama 15 menit, air hasil proses elektrokoagulasi dialirkan
ke dalam tabung filtrasi, yang telah diisi dengan karbon aktif kayu bakau sebagai filter.
7. Selanjutnya air hasil proses filtrasi dialirkan ke dalam bak penampungan bak air
bersih 8.
Proses selesai, kemudian dilakukan pemeriksaan parameter-parameter air bersih hasil proses elektrokoagulasi + filter karbon aktif kayu bakau yaitu : Suhu, TDS,
kekeruhan, warna, bau, rasa, pH, kandungan logam besi Fe dan aluminium Al.
3.6 Skema Pengolahan Air Sungai Tamiang
Skema penjernihan air sungai Tamiang dengan filtrasi karbon aktif kayu bakau dapat dilihat pada gambar 3.3 dan skema penjernihan air sungai Tamiang
dengan menggunakan filter karbon aktif kayu bakau melalui proses elektrokoagulasi dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Universitas Sumatera Utara
Air
Karbon Aktif
Kayu Bakau
Air Hasil Proses Filtrasi
Proses Filtrasi Menggunakan Karbon
Aktif Air Sampel Untuk
Proses Filtrasi
Gambar 3.3 : Proses penjernihan air dengan filter karbon aktif kayu bakau
_ _ _ _ _ _ _ _
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
Proses filtrasi dengan karbon kayu bakau
Air
Gambar 3.4 : Proses penjernihan air dengan filter karbon aktif kayu bakau melalui proses elektrokoagulasi
BAB IV
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil yang dibahas pada penelitian ini adalah karbon aktif kayu bakau hasil terbaik optimum dari pengujian aktivasi fisika, penjernihan air dengan filter karbon
aktif kayu bakau dan penjernihan air dengan filter karbon aktif kayu bakau melalui proses elektrokoagulasi dengan menggunakan plat aluminium.
4.1 Karakterisasi Karbon Aktif Kayu Bakau dengan Aktivasi Fisika
Pada proses aktivasi fisika, arang kayu bakau dipanaskan dengan furnance tanpa dipengaruhi udara dari luar, hal ini bertujuan untuk memperbesar luas pori- pori
permukaan karbon aktif kayu bakau. Suhu pemanasan divariasikan dari 500
o
C sampai 900
o
C dengan waktu penahanan 1 jam. Hasil dari proses karbonisasi berupa arang kayu bakau yang biasanya masih
memiliki luas permukaan kecil karena masih banyak volatile dan tar yang terperangkap dalam arang sehingga menutupi luas permukaan arang dan membatasi
daya serap dari karbon. Sehingga dilakukan proses aktivasi dengan tujuan untuk menghilangkan volatile dan tar yang tersisa. Hasil aktivasi fisika seperti Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Data Hasil Proses Aktivasi Fisika Suhu
o
C Massa Awal gram
Massa Akhir gram
500 600
700 800
900 120
83,11 73,21
68,43 64,00
44,14 Tabel 4.1 menunjukkan massa karbon aktif setelah pemanasan massa terbesar
diperoleh pada suhu 500
o
C yaitu sebesar 83,11 gram dan massa terendah pada suhu
Universitas Sumatera Utara
900
o
C sebesar 44,14 gram. Hal ini disebabkan karena pada suhu 500
o
C belum banyak kandungan air dan zat-zat yang menguap. Semakin tinggi suhu pemanasan
maka kandungan air dan zat-zat yang mudah menguap juga akan semakin besar pula sehingga massa sampel setelah pemanasan mengalami penurunan.
4.2 Pengujian Karbon Aktif
Karakteristik karbon aktif pada penelitian ini dilakukan untuk mengetahui dan menganalisis kualitas karbon aktif yang dihasilkan melalui proses aktivasi fisika
dengan variasi suhu aktivasinya. Pengujian karakteristik karbon aktif dilakukan berdasarkan standar
SNI No. 06-3730-1995 yang meliputi sifat fisik dan sifat kimia
seperti kadar air, kadar zat mudah menguap, kadar abu, kadar karbon dan daya serap air.
4.2.1 Kadar Air
Salah satu sifat yang mempengaruhi kualitas karbon aktif yaitu kadar air. Tujuan penetapan kadar air adalah untuk mengetahui seberapa banyak air yang dapat
teruapkan agar air yang terikat pada karbon aktif kayu bakau tidak menutupi pori- porinya. Kadar air karbon aktif kayu bakau yang dihasilkan
dihitung berdasarkan persamaan 2.1.
Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Kadar Air No
Suhu
o
C Kadar Air
SNI No. 06-3730-1995 1
2 3
4 5
500 600
700 800
900 4,25
7,75 10,27
13,32 15,84
Maksimal 4,5
Universitas Sumatera Utara
Data hasil pengujian kadar air pada Tabel 4.2 di karakterisasi secara grafik seperti pada gambar 4.1
Gambar 4.1 Grafik Kadar Air Terhadap Suhu Aktivasi
Gambar 4.1 menunjukkan bahwa kadar air semakin naik seiring dengan suhu yang semakin tinggi. Pada suhu 500
o
C persentase kadar air yang terendah, yaitu sebesar 4,25, sedangkan persentase kadar air yang paling tinggi pada suhu 900
o
C yaitu sebesar 15,84 . Seharusnya kadar air semakin menurun seiring kenaikkan
suhu tetapi hasil yang diperoleh sebaliknya. Hasil penelitian seperti ini pernah diperoleh Hartanto dan Ratnawati 2010 yang dilakukan pada tempurung kelapa
sawit. Kemudian hasil seperti ini juga diperoleh oleh Satriyani 2013 pada pembuatan arang dari sekam padi.
Hal ini disebabkan karena semakin tinggi suhu aktivasi maka pori-pori dari arang akan semakin terbuka sehingga pada saat pemindahan arang dari furnance ke
desikator dan alat penimbangan, terjadi kontak langsung antara arang yang bersifat higroskopis dengan udara menyebabkan arang banyak menyerap uap air. Hartanto
Singgih dan Ratnawati, 2010. Sedangkan Rosita 2013 dengan didiamkan sampel karbon aktif tersebut menyebabkan sampel berinteraksi dengan udara bebas sehingga
karbon aktif yang memiliki daya serap tinggi menyerap air dari lingkungannya lebih besar. Hal ini mengakibatkan kadar air dalam karbon aktif menjadi besar.
4.25 7.75
10.27 13.32
15.84
5 10
15 20
500 600
700 800
900
Per sen
tase Kad
ar Ai
r
Suhu Aktivasi
o
C
Universitas Sumatera Utara
Syarat mutu karbon aktif menurut SNI No. 06-3730-1995
untuk kadar air maksimal 4,5 sedangkan hasil analisa kadar air ka rbon aktif kayu bakau yang
paling mendekati dengan SNI Nomor 06-3730-1995
sebesar 4,25 diperoleh pada
suhu aktivasi 500
o
C.
4.2.2 Kadar Zat Mudah Menguap