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
Kategori