21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium IPA Deli Tua PDAM Tirtanadi Provinsi Sumatera Utara, dimulai dari Bulan Agustus 2010 sampai November 2010.
3.2. Bahan dan Alat
3.2.1. Bahan
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah lumpur yang
diproduksi dari hasil proses pengolahan air di IPA Deli Tua PDAM Tirtanadi Provinsi Sumatera Utara. Lumpur diambil pada pipa pembuangan lumpur ke kolam
penampungan lumpur, yang merupakan saluran pembuangan campuran dari lumpur yang berasal dari unit clarifier dan filtrasi. Bahan analisis dan pembantu yang
digunakan untuk keperluan analisa parameter percobaan adalah sebagai berikut: 1.
H
2
SO
4
konsentrasi 1 N 2.
HCl, konsentrasi 1N 3.
Kertas saring Whatman No. 42 4.
Larutan tawas 10 5.
Aquadest
3.2.2. Peralatan
Peralatan utama yang digunakan adalah: 1.
Tabung Imhoff ukuran 1 liter
Universitas Sumatera Utara
2. Peralatan jar test
3. Turbidity meter Hach 2100 P
4. pH meter Hach Sens Ion 156
5. Oven
6. Desikator
7. Beaker glass 1 liter
8. Beaker glass 100 mL
9. Labu takar 100 mL
10. Pipet 1 ml, 10 mL
11. Elektronik balance Sartorius
12. Spektrofotometer HACH P 2800
3.3. Rancangan Percobaan
Pelaksanaan percobaan yang akan dilakukan terdiri dari dua tahapan, yaitu: Tahap 1,
Perolehan kembali alum dengan penambahan 1 N H
2
SO
4
menggunakan beberapa variasi nilai pH pH pencampuran lumpur dan asam terdiri dari 1; 1,5; 2;
2,5 dan 3. Kondisi yang sama dilakukan dengan menggunakan 1 N HCl. Penelitian Tahap 1 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 3tiga
faktor sebagai variabel bebas dengan 3 replikasi. Adapun variabel yang digunakan di dalam percobaan ini serta level tiap variabel yang digunakan di dalam percobaan ini
Universitas Sumatera Utara
adalah: 1.
Asam yang digunakan : 2 level H
2
SO
4
dan HCl 2.
Umur lumpur : 3 level 1 hari, 2 hari, 3 hari
3. pH campuran padatan dan asam
: 5 level 1; 1,5; 2; 2,5;3 Dengan menggunakan rancangan faktorial untuk 3 variabel dengan 3 replikasi, maka
akan didapatkan jumlah satuan percobaan sebanyak 2 x 3 x 5 x 3 = 90 satuan percobaan. Seluruh kombinasi level dari setiap variabel pada seluruh satuan
percobaan tersebut didapatkan dengan menggunakan program Minitab Realease 15. Tahap 2,
Hasil perolehan kembali alum dari lumpur yang paling tinggi digunakan sebagai koagulan pada proses jar test dengan menggunakan beberapa variasi dosis
sehingga diperoleh dosis yang optimal, dimulai dari dosis yang biasa digunakan pada IPA Deli Tua Lampiran D halaman 71. Hasil tersebut kemudian dibandingkan
dengan proses jar test yang menggunakan larutan alum yang dibuat dengan melarutkan tawas yang dibeli dari pabrik.
3.4. Prosedur Penelitian
3.4.1 Penetapan kadar Alum di lumpur
Untuk menetapkan kadar alum di lumpur lakukan prosedur penelitian berikut: 1.
Tambahkan sampel dengan asam nitrat sampai pH mencapai dibawah 2. 2.
Pindahkan 1 mL sampel tersebut ke dalam beaker glass 100 mL, tambahkan 3 mL asam nitrat.
3. Panaskan beaker glass sampai sampel hampir kering, jangan sampai
mendidih.
Universitas Sumatera Utara
4. Dinginkan beaker glass dan tambahkan kembali 3 mL asam nitrat, tutup
beaker glass dengan penutup kaca dan panaskan kembali sampai sampel hampir kering.
5. Tambahkan 25 mL HCl 1:1
6. Hangatkan beaker glass dan tambahkan 5 mL larutan NaOH.
7. Pindahkan sampel ke dalam beaker glass ukuran 500 mL tambahkan
aquadess sampai volumenya mencapai 500 mL sambil diatur pH mencapai 4
8. Periksa kandungan alum yang terdapat di sampel dengan menggunakan
alat spektrofotometer HACH tipe P 2800
3.4.2 Perolehan Kembali alum
Perolehan kembali alum dari lumpur dapat dianalisa dengan prosedur berikut: 1.
Ukur TSS dari sampel yang diambil dari saluran inlet lumpur ke sludge lagoon.
2. Bagikan sampel tersebut ke dalam tiga wadah dan beri label 1 hari, 2
hari dan 3 hari. 3.
Ambil sampel yang berlabel 1 hari. 4.
Pisahkan lumpur dari cairannya dan dikeringkan di dalam oven dengan temperature 105
o
C selama 1 jam, periksa kadar alum di dalam padatan. 5.
Padatan yang telah dikeringkan dicampurkan dengan asam sulfat 1 N dengan 5 variasi pH campuran, 1;1,5;2;2,5 dan 3
6. Setelah kondisi pH tercapai, lakukan pemeriksaan kandungan alum
Universitas Sumatera Utara
pada supernatan dengan cara berikut: 7.
Pipet 0,01 mL sampel dan encerkan menjadi 50 mL 8.
Tambahkan ascorbic acid 1 pillow, aduk sampai larut, kemudian tambahkan aluver 3 reagent dan aduk sampai larut hingga larutan
berwarna merah, biarkan selama 3 menit. 9.
Larutan dibagi 2 bagian dan masukkan masing-masing 25 mL ke cuvet. Cuvet 1 sebagai blanko ditambahkan bleaching 3 reagent lalu diaduk
selama 30 detik, biarkan selama 15 menit. 10.
Ukur cuvet 1 blanko pada alat spektrofotometer HACH P2800. Tetapkan nilai 0 nol pada alat spektrofotometer, kemudian masukkan
cuvet kedua ke dalam spektrofotometer, catat hasilnya 11.
Ulangi kegiatan g sampai j untuk seluruh sampel. 12.
Ulangi kegiatan e dan f untuk pencampuran asam klorida 13.
Ulangi kegiatan d sampai g untuk sampel umur lumpur 2 dan 3 hari
3.4.3. Jar Test Prosedur pelaksanaan jar test adalah sebagai berikut:
1. Isikan pada keenam buah beaker glass masing-masing dengan 500 ml
sampai air baku. 2.
Turunkan agitator Jar test, aktifkan alat dan atur putaran pada 140 rpm
untuk putaran cepat selama 5 menit.
Universitas Sumatera Utara
3. Injeksi masing-masing beaker glass dengan variasi dosis tawas yang
diinginkan berdasarkan perhitungan. 4.
Perhatikan kecepatan pembentukan flok, tingkat turbiditas secara visual. 5.
Atur putaran pada posisi 30 rpm untuk putaran lambat selama 10 menit. 6.
Matikan alat, angkat agitator, diamkan selama 20 menit untuk proses pengendapan.
7. Perhatikan secara visual kecepatan pengendapan flok, jumlah
flok yang mengendap dan melayang serta turbiditas air 8.
Periksa dan catat turbiditas serta pH air masing-masing konsentrasi. 9.
Tentukan dosiskonsentrasi yang terbaik berdasarkan turbiditas dan pH yang sesuai dengan standar yang telah ditetapkan.
3.5. Analisa Statistik
Hasil analisa parameter respon yang diamati kemudian dituliskan dalam bentuk efisiensi yaitu persentase alum yang dipulihkan dari lumpur proses
pengolahan air di IPA Deli Tua. 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
27
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengaruh Jenis pH, Jenis Asam dan Umur Lumpur Terhadap Perolehan
Kategori