Optimalisasi Gabungan Filter Arang Tempurung Kelapa, Zeolit, Dan Pasir Kuarsa Untuk Penjernihan Air Sungai Tamiang Dengan Elektrokoagulasi
20
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Air bersih tentunya sangat berkaitan erat dengan kehidupan manusia.
Permasalahan air bersih memang permasalahan yang sangat kompleks untuk saat
ini, dengan padatnya daerah perkotaan, dan merambahnya perindustrian membuat
air menjadi tercemar. Dimana sumber pencemaran air terjadi pada daerah industri
dan daerah yang padat penduduknya. Beberapa sumber pencemaran air antara lain
: limbah pertanian, limbah industri dan limbah rumah tangga. Solusi yang dapat
menyelesaikan tentulah tidak bisa secara pragmatis. Perlu keseriusan dari semua
pihak untuk melakukan perbaikan dalam hal air bersih. Namun, bukan berarti
tidak bisa melakukan apa-apa, setidaknya bisa mengatasi disekitar tempat tinggal
dari hal yang kecil dan sederhana (Fety Kumalasari & Yogi S : 2011)
Permasalahan yang dihadapi masyarakat di daerah pinggiran sungai
Tamiang yang Terletak di Kabupaten Aceh Tamiang adalah ketersediaan air
bersih. Kendala itu terjadi karena pembagian air bersih oleh PDAM Tirta Peusada
belum menjangkau keseluruh masyarakat yang bermukim dipinggiran sungai.
Akibatnya masyarakat daerah pinggiran sungai secara langsung menggunakan air
sungai Tamiang yang telah berubah warna dan berbau untuk memenuhi kebutuhan
sehari – hari. Berdasarkan hasil pemantauan Badan Lingkungan Hidup Tamiang
sejak tanggal 5-8 Mei 2009 di delapan lokasi, ternyata kualitas air Sungai
Tamiang
menunjukkan
kekeruhan
yang
sangat
tinggi
yaitu
124-176
Nephelometric Turbility Units (NTU). Bahkan pada juni 2012 kekeruhan air
sungai Tamiang mencapai 307 -672 NTU Sementara pada kondisi hujan
kekeruhannya mencapai 450 NTU, akibat pH atau kadar asam air yang tinggi,
tercemar juga berbau busuk akibat proses fermentasi limbah pabrik tersebut,
( http://www.suara-tamiang.com/2012/07).
Universitas Sumatera Utara
21
Karena tingginya tingkat kekeruhan air sungai Tamiang, sehingga diduga
air sungai tersebut tidak layak digunakan dilihat dari kekeruhan, warna, rasa dan
bau, temperature, kadar pH, kandungan logam seperti Fe, Al dan mikro organisme
yang terkandung dalam air sungai yang sesuai dengan persyaratan air bersih
berdasarkan Permenkes RI Nomor 416 Tahun 1990 dan air minum berdasarkan
Permenkes RI Nomor 492 Tahun 2010. Mengingat pentingnya kualitas air sungai
Tamiang, maka sangat perlu dilakukan penelitian terhadap kualitas air tersebut
mengingat tidak sedikitnya penduduk sekitar sungai memakai air sungai tersebut
sebagai
air
bersih
dan
air
minum.
Ada
berbagai
metode
dalam
pengolahan/penjernihan air, mulai dari yang berteknologi canggih dan berbiaya
mahal (contohnya : Reverse Osmosis, penukaran ion, sterilisasi ozon dan lainnya )
dan teknologi sederhana serta berbiaya murah tanpa bahan kimia ( contohnya :
metode tradisionil dengan menggunakan lapisan ijuk, pasir dan batu kerikil,
metode elektrokoagulasi/elektrolisa, dan karbon aktif).
Salah satu cara penjernihan air adalah dengan cara adsorpsi, yaitu
peristiwa penyerapan cairan pada permukaan zat penyerap. Substansi yang
terserap atau substansi yang akan dipisahkan dari pelarutnya disebut dengan
adsorbat, sedang kan media penyerap dalam disebut dengan adsorben. Salah satu
bahan yang dapat digunakan sebagai bahan penjernihan air adalah arang aktif atau
sering disebut karbon aktif. Selain arang aktif, bahan yang sering digunakan
sebagai bahan penjernihan air adalah zeolit, pasir maupun ijuk. Arang aktif
memiliki daya serap yang tinggi, secara umum kemampuan adsorpsinya arang
aktif terhadap iodium adalah 500-1200 mg/gr, yaitu tiap gram arang aktif mampu
menyerap iodium sebesar 500-1200 mg. Sedangkan sifat zeolit sebagai adsorben
dan penyaring molekul, dimungkinkan karena struktur zeolit yang berongga,
sehingga zeolit mampu menyerap sejumlah besar molekul yang berukuran lebih
kecil atau sesuai dengan ukuran rongganya.
Penelitian Rosita Idrus (2013), tentang pengaruh aktivasi terhadap
kualitas karbon aktif berbahan dasar tempurung kelapa menunjukkan bahwa
karbon aktif yang mempunyai karakteristik terbaik adalah tempurung kelapa yang
diaktivasi pada suhu 1000 0C dengan kadar air 7,7 % dan daya serap terhadap iod
Universitas Sumatera Utara
22
586,318 mg/g dan menunjukkan hasil yang maksimal terhadap perubahan
parameter fisik air. Penelitian Dian Kusuma Rini (2011) tentang optimasi aktivasi
zeolit alam untuk dehumidifikasi menunjukkan daya adsorpsi terbesar pada suhu
temperature 400 0C sebesar 9,05 % . Penelitian oleh Hardini (2010), tentang
media filter mangan zeolit dan karbon aktif dalam peningkatan kualitas air sumur
menjadi air bersih dapat menurunkan kadar logam Fe mencapai 93,52%, Mn
97,14% dan zat organik 36%. Penelitian Anis R (2009), tentang efesiensi filter
pasir-zeolit dan filter pasir-arang tempurung kelapa dalam rangkaian pengolahan
air untuk mengurangi kandungan logam dan bakteri didalam air sebesar 97,47%
dan 79,60%. Penelitian Yani.M (2010) mengenai karakteristik kimia air sungai
Tamiang dan pengolahan dengan zeolit-PAC sebagai sumber bersih dapat
menurunkan TDS sebesar 88,8% dan Fe 94,9 %.
Dari hasil penelitian diatas dapat disimpulkan bahwa arang tempurung
kelapa, zeolit dan pasir kuarsa optimum dalam mereduksi kontaminan. Maka
pada penelitian ini menggabungkan tiga jenis material yaitu arang tempurung
kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang diaktivasi secara fisika dan di gabungan
untuk dijadikan filter dalam penjernihan air sungai. Arang tempurung kelapa,
zeolit dan pasir kuarsa dipilih karena dapat menurunkan warna, kekeruhan, kadar
logam, pH, bahan organik dan bakteri sehingga dapat menjadi suatu alternatif
untuk mengabungan filter dalam menghasilkan air bersih yang parameternya
memenuhi standar yang telah ditetapkan sehingga dapat digunakan untuk
memenuhi kebutuhan sehari - hari dan sesuai dengan standar air berish dan air
minum.
1.2.
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut :
1. Apakah dengan penggabungan tiga material arang tempurung kelapa,
zeolit dan pasir kuarsa akan menjadi media filter yang lebih baik.
2. Pada suhu aktivasi berapa akan diperoleh media filter yang optimum.
Universitas Sumatera Utara
23
3. Pada susunan/ gabungan yang bagaimana diperoleh filter yang
menghasilkan air bersih yang optimum sesuai persyaratan air bersih
berdasarkan Permenkes RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang
persyaratan
kualitas
air
minum
dan
Permenkes
RI
No.416/MENKES/PER/IX/1990 tentang persyaratan kualitas air bersih.
1.3.
1.
Batasan Masalah
Material yang digabungkan adalah arang tempurung kelapa, zeolit dan
pasir kuarsa
2.
Model filter campuran dengan disusun dengan kombinasi arang
tempurung kelapa – zeolit – pasir kuarsa, zeolit- arang tempurung
kelapa- pasir kuarsa, pasir kuarsa- zeolit- arang tempurung kelapa dan
yang
dicampur arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa
menjadi satu.
3.
Variasi Suhu aktivasi untuk material arang tempurung kelapa, zeolit dan
pasir aktif pada suhu 600, 700, 800, 900 dan 1000 0C
4.
Parameter yang diuji untuk material arang tempurung kelapa, zeolit dan
pasir kuarsa adalah daya serap, kadar air, porositas dan luas permukaan.
5.
Media filter gabungan yang sudah digabungan
diaplikasikan untuk
penjernihan air sungai.
6.
Ada dua perlakuan dalam proses penjernihan air sungai yaitu :
penjernihan air sungai dengan media filter optimum dan penjernihan air
sungai dengan metode elektrokoagulasi yang kemudian di filter dengan
media filter optimum.
7.
Parameter yang diuji pada penjernihan air adalah Suhu, TDS, warna
kekeruhan, bau, rasa, pH, Fe, Al, E.coli dan Colifrom.
1.4.
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1.
Mengetahui suhu aktivasi optimum dari material arang tempurung
kelapa, zeolit dan pasir kuarsa.
Universitas Sumatera Utara
24
2.
Mendapatkan gabungan gabungan
tiga material arang tempurung
kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang mempunyai daya serap, kadar air
dan porositas yang optimum.
3.
Mengaplikasikan media filter gabungan untuk penjernihan air sungai
Tamiang didaerah Kabupaten Aceh Tamiang.
1.5.
1.
Manfaat Penelitian
Tersedianya filter air dengan modifikasi yang baru yang lebih murah,
simpel dalam penggunaan dan portable yang dihasilkan dari gabungan
arang
tempurung kelapa , zeolit dan pasir kuarsa dapat digunakan
sebagai media filter pada proses penjernihan air sungai.
2.
Memberi pengetahuan terhadap masyarakat tentang proses penjernihan
air sungai Tamiang sehingga layak untuk dikonsumsi dengan
menggunakan teknologi tepat guna yang sederhana.
Universitas Sumatera Utara
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Air bersih tentunya sangat berkaitan erat dengan kehidupan manusia.
Permasalahan air bersih memang permasalahan yang sangat kompleks untuk saat
ini, dengan padatnya daerah perkotaan, dan merambahnya perindustrian membuat
air menjadi tercemar. Dimana sumber pencemaran air terjadi pada daerah industri
dan daerah yang padat penduduknya. Beberapa sumber pencemaran air antara lain
: limbah pertanian, limbah industri dan limbah rumah tangga. Solusi yang dapat
menyelesaikan tentulah tidak bisa secara pragmatis. Perlu keseriusan dari semua
pihak untuk melakukan perbaikan dalam hal air bersih. Namun, bukan berarti
tidak bisa melakukan apa-apa, setidaknya bisa mengatasi disekitar tempat tinggal
dari hal yang kecil dan sederhana (Fety Kumalasari & Yogi S : 2011)
Permasalahan yang dihadapi masyarakat di daerah pinggiran sungai
Tamiang yang Terletak di Kabupaten Aceh Tamiang adalah ketersediaan air
bersih. Kendala itu terjadi karena pembagian air bersih oleh PDAM Tirta Peusada
belum menjangkau keseluruh masyarakat yang bermukim dipinggiran sungai.
Akibatnya masyarakat daerah pinggiran sungai secara langsung menggunakan air
sungai Tamiang yang telah berubah warna dan berbau untuk memenuhi kebutuhan
sehari – hari. Berdasarkan hasil pemantauan Badan Lingkungan Hidup Tamiang
sejak tanggal 5-8 Mei 2009 di delapan lokasi, ternyata kualitas air Sungai
Tamiang
menunjukkan
kekeruhan
yang
sangat
tinggi
yaitu
124-176
Nephelometric Turbility Units (NTU). Bahkan pada juni 2012 kekeruhan air
sungai Tamiang mencapai 307 -672 NTU Sementara pada kondisi hujan
kekeruhannya mencapai 450 NTU, akibat pH atau kadar asam air yang tinggi,
tercemar juga berbau busuk akibat proses fermentasi limbah pabrik tersebut,
( http://www.suara-tamiang.com/2012/07).
Universitas Sumatera Utara
21
Karena tingginya tingkat kekeruhan air sungai Tamiang, sehingga diduga
air sungai tersebut tidak layak digunakan dilihat dari kekeruhan, warna, rasa dan
bau, temperature, kadar pH, kandungan logam seperti Fe, Al dan mikro organisme
yang terkandung dalam air sungai yang sesuai dengan persyaratan air bersih
berdasarkan Permenkes RI Nomor 416 Tahun 1990 dan air minum berdasarkan
Permenkes RI Nomor 492 Tahun 2010. Mengingat pentingnya kualitas air sungai
Tamiang, maka sangat perlu dilakukan penelitian terhadap kualitas air tersebut
mengingat tidak sedikitnya penduduk sekitar sungai memakai air sungai tersebut
sebagai
air
bersih
dan
air
minum.
Ada
berbagai
metode
dalam
pengolahan/penjernihan air, mulai dari yang berteknologi canggih dan berbiaya
mahal (contohnya : Reverse Osmosis, penukaran ion, sterilisasi ozon dan lainnya )
dan teknologi sederhana serta berbiaya murah tanpa bahan kimia ( contohnya :
metode tradisionil dengan menggunakan lapisan ijuk, pasir dan batu kerikil,
metode elektrokoagulasi/elektrolisa, dan karbon aktif).
Salah satu cara penjernihan air adalah dengan cara adsorpsi, yaitu
peristiwa penyerapan cairan pada permukaan zat penyerap. Substansi yang
terserap atau substansi yang akan dipisahkan dari pelarutnya disebut dengan
adsorbat, sedang kan media penyerap dalam disebut dengan adsorben. Salah satu
bahan yang dapat digunakan sebagai bahan penjernihan air adalah arang aktif atau
sering disebut karbon aktif. Selain arang aktif, bahan yang sering digunakan
sebagai bahan penjernihan air adalah zeolit, pasir maupun ijuk. Arang aktif
memiliki daya serap yang tinggi, secara umum kemampuan adsorpsinya arang
aktif terhadap iodium adalah 500-1200 mg/gr, yaitu tiap gram arang aktif mampu
menyerap iodium sebesar 500-1200 mg. Sedangkan sifat zeolit sebagai adsorben
dan penyaring molekul, dimungkinkan karena struktur zeolit yang berongga,
sehingga zeolit mampu menyerap sejumlah besar molekul yang berukuran lebih
kecil atau sesuai dengan ukuran rongganya.
Penelitian Rosita Idrus (2013), tentang pengaruh aktivasi terhadap
kualitas karbon aktif berbahan dasar tempurung kelapa menunjukkan bahwa
karbon aktif yang mempunyai karakteristik terbaik adalah tempurung kelapa yang
diaktivasi pada suhu 1000 0C dengan kadar air 7,7 % dan daya serap terhadap iod
Universitas Sumatera Utara
22
586,318 mg/g dan menunjukkan hasil yang maksimal terhadap perubahan
parameter fisik air. Penelitian Dian Kusuma Rini (2011) tentang optimasi aktivasi
zeolit alam untuk dehumidifikasi menunjukkan daya adsorpsi terbesar pada suhu
temperature 400 0C sebesar 9,05 % . Penelitian oleh Hardini (2010), tentang
media filter mangan zeolit dan karbon aktif dalam peningkatan kualitas air sumur
menjadi air bersih dapat menurunkan kadar logam Fe mencapai 93,52%, Mn
97,14% dan zat organik 36%. Penelitian Anis R (2009), tentang efesiensi filter
pasir-zeolit dan filter pasir-arang tempurung kelapa dalam rangkaian pengolahan
air untuk mengurangi kandungan logam dan bakteri didalam air sebesar 97,47%
dan 79,60%. Penelitian Yani.M (2010) mengenai karakteristik kimia air sungai
Tamiang dan pengolahan dengan zeolit-PAC sebagai sumber bersih dapat
menurunkan TDS sebesar 88,8% dan Fe 94,9 %.
Dari hasil penelitian diatas dapat disimpulkan bahwa arang tempurung
kelapa, zeolit dan pasir kuarsa optimum dalam mereduksi kontaminan. Maka
pada penelitian ini menggabungkan tiga jenis material yaitu arang tempurung
kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang diaktivasi secara fisika dan di gabungan
untuk dijadikan filter dalam penjernihan air sungai. Arang tempurung kelapa,
zeolit dan pasir kuarsa dipilih karena dapat menurunkan warna, kekeruhan, kadar
logam, pH, bahan organik dan bakteri sehingga dapat menjadi suatu alternatif
untuk mengabungan filter dalam menghasilkan air bersih yang parameternya
memenuhi standar yang telah ditetapkan sehingga dapat digunakan untuk
memenuhi kebutuhan sehari - hari dan sesuai dengan standar air berish dan air
minum.
1.2.
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut :
1. Apakah dengan penggabungan tiga material arang tempurung kelapa,
zeolit dan pasir kuarsa akan menjadi media filter yang lebih baik.
2. Pada suhu aktivasi berapa akan diperoleh media filter yang optimum.
Universitas Sumatera Utara
23
3. Pada susunan/ gabungan yang bagaimana diperoleh filter yang
menghasilkan air bersih yang optimum sesuai persyaratan air bersih
berdasarkan Permenkes RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang
persyaratan
kualitas
air
minum
dan
Permenkes
RI
No.416/MENKES/PER/IX/1990 tentang persyaratan kualitas air bersih.
1.3.
1.
Batasan Masalah
Material yang digabungkan adalah arang tempurung kelapa, zeolit dan
pasir kuarsa
2.
Model filter campuran dengan disusun dengan kombinasi arang
tempurung kelapa – zeolit – pasir kuarsa, zeolit- arang tempurung
kelapa- pasir kuarsa, pasir kuarsa- zeolit- arang tempurung kelapa dan
yang
dicampur arang tempurung kelapa, zeolit dan pasir kuarsa
menjadi satu.
3.
Variasi Suhu aktivasi untuk material arang tempurung kelapa, zeolit dan
pasir aktif pada suhu 600, 700, 800, 900 dan 1000 0C
4.
Parameter yang diuji untuk material arang tempurung kelapa, zeolit dan
pasir kuarsa adalah daya serap, kadar air, porositas dan luas permukaan.
5.
Media filter gabungan yang sudah digabungan
diaplikasikan untuk
penjernihan air sungai.
6.
Ada dua perlakuan dalam proses penjernihan air sungai yaitu :
penjernihan air sungai dengan media filter optimum dan penjernihan air
sungai dengan metode elektrokoagulasi yang kemudian di filter dengan
media filter optimum.
7.
Parameter yang diuji pada penjernihan air adalah Suhu, TDS, warna
kekeruhan, bau, rasa, pH, Fe, Al, E.coli dan Colifrom.
1.4.
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1.
Mengetahui suhu aktivasi optimum dari material arang tempurung
kelapa, zeolit dan pasir kuarsa.
Universitas Sumatera Utara
24
2.
Mendapatkan gabungan gabungan
tiga material arang tempurung
kelapa, zeolit dan pasir kuarsa yang mempunyai daya serap, kadar air
dan porositas yang optimum.
3.
Mengaplikasikan media filter gabungan untuk penjernihan air sungai
Tamiang didaerah Kabupaten Aceh Tamiang.
1.5.
1.
Manfaat Penelitian
Tersedianya filter air dengan modifikasi yang baru yang lebih murah,
simpel dalam penggunaan dan portable yang dihasilkan dari gabungan
arang
tempurung kelapa , zeolit dan pasir kuarsa dapat digunakan
sebagai media filter pada proses penjernihan air sungai.
2.
Memberi pengetahuan terhadap masyarakat tentang proses penjernihan
air sungai Tamiang sehingga layak untuk dikonsumsi dengan
menggunakan teknologi tepat guna yang sederhana.
Universitas Sumatera Utara