Kajian Aplikasi Membran Selulosa Asetat pada Proses Filtrasi Air Sungai yang Tercemar Limbah Industri dan Rumah Tangga

KAJIAN APLIKASI MEMBRAN SELULOSA ASETAT PADA
PROSES FILTRASI AIR SUNGAI YANG TERCEMAR LIMBAH
INDUSTRI DAN RUMAH TANGGA

FITRIA NISAUL HAKIM

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

ABSTRAK
FITRIA NISAUL HAKIM. Kajian Aplikasi Membran Selulosa Asetat pada Proses
Filtrasi Air Sungai yang Tercemar Limbah Industri dan Rumah Tangga. Dibimbing oleh
JAJANG JUANSAH dan KIAGUS DAHLAN.
Air merupakan kebutuhan yang mendasar bagi kehidupan manusia. Jumlahnya sangat
melimpah, namun kualitasnya berangsur-angsur menurun di muka bumi ini disebabkan
oleh pencemaran yang dilakukan oleh manusia. Filtrasi menggunakan membran selulosa
asetat dipilih karena metode ini lebih efisien dan tidak merusak sampel. Metode yang
digunakan untuk menyaring air sungai adalah membran selulosa asetat yang diaplikasikan

ke dalam sistem penyaring cross flow dan dead end. Pemberian variasi tekanan pada
proses filtrasi menghasilkan nilai permeate dan fluks membran yang berbeda-beda. Nilai
permeate pada sistem dead end lebih banyak dibandingkan dengan sistem cross flow pada
tekanan 5 psi (34482,760 Pa) dengan waktu filtrasi yang sama yaitu 45 menit, masingmasing sebesar 10,9 ml dan 6,8 ml. Pada sistem dead end, larutan umpan dialirkan secara
tegak lurus terhadap membran, akibatnya terjadi penumpukan komponen-komponen yang
tertahan pada permukaan membran, sehingga mudah terjadi fouling dan mengakibatkan
penurunan laju permeate. Sedangkan pada sistem cross flow, aliran umpan sejajar dengan
membran sehingga tidak mudah terakumulasi maupun fouling. Karakterisasi fisik air
sungai yang dilakukan meliputi uji kekeruhan, kerapatan, kekentalan, pH, warna, dan bau.
Sifat fisik air yang paling terlihat berubah adalah kekeruhan. Penurunan nilai kekeruhan
tertinggi terjadi pada filtrasi dengan sistem cross flow dengan tekanan 8 psi (55172,416
Pa) sebesar 1,53 NTU sedangkan terendah pada sistem dead end dengan tekanan 3 psi
(20689,656 Pa) yaitu sebesar 7,5 NTU. Hasil keseluruhan penelitian menunjukkan bahwa
nilai fluks air sungai semakin menurun sejalan dengan bertambahnya waktu penyaringan.
Kekeruhan, kerapatan, kekentalan, pH, warna, dan bau air sungai setelah dilakukan
filtrasi dengan membran selulosa asetat mengalami penurunan dibandingkan umpan.
Untuk mendapatkan hasil penelitian yang lebih maksimal sebaiknya dilakukan variasi
tekanan dan parameter fisik yang diuji lebih diperbanyak. Selain itu agar dapat diketahui
kandungan organik hasil filtrasi perlu dilakukan uji sifat kimia.

Kata kunci : membran selulosa asetat, sifat fisik air, sistem penyaring cross flow, dead
end

KAJIAN APLIKASI MEMBRAN SELULOSA ASETAT PADA
PROSES FILTRASI AIR SUNGAI YANG TERCEMAR LIMBAH
INDUSTRI DAN RUMAH TANGGA

FITRIA NISAUL HAKIM

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Fisika

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

Judul
Nama
NIM

: Kajian Aplikasi Membran Selulosa Asetat pada Proses Filtrasi Air
Sungai yang Tercemar Limbah Industri dan Rumah Tangga
: Fitria Nisaul Hakim
: G74070057

Disetujui,
Pembimbing 1

Pembimbing 2

Jajang Juansah, M.Si
NIP. 19771020 200501 1 002

Dr. Kiagus Dahlan
NIP. 19600507 198703 1 003

Diketahui,
Ketua Departemen

Dr. Akhiruddin Maddu
NIP. 19660907 198802 1 006

Tanggal Lulus :

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bekasi, pada tanggal 3 Mei 1989
dari Bapak Hasyim Achmadi dan Ibu Siti Zaimah. Penulis
merupakan anak keempat dari empat bersaudara. Penulis
menyelesaikan masa sekolah di SDN Harapan Jaya IX Bekasi,
kemudian melanjutkan ke SMPN 5 Bekasi. Penulis lulus dari
SMAN 4 Bekasi pada tahun 2007, dan pada tahun yang sama
lulus seleksi masuk IPB pada Departemen Fisika, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif dalam
keanggotaan Himpunan Profesi Departemen Fisika HIMAFI
sebagai anggota Departemen Informasi dan Komunikasi masa jabatan 2008-2009 serta

pernah menjadi anggota Badan Eksekutif Mahasiswa FMIPA sebagai staff Departemen
KOMINFO masa jabatan 2009-2010.

KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan karunia
dan berkah yang tiada henti-hentinya, hingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan
penelitian yang berjudul ”Kajian Aplikasi Membran Selulosa Asetat pada Proses
Filtrasi Air Sungai yang Tercemar Limbah Industri dan Rumah Tangga”.
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan skripsi ini tidak lepas dari
bantuan berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih
kepada:
1. Bapak Jajang Juansah, M.Si selaku pembimbing I yang senantiasa sabar dan
meluangkan waktu untuk memberikan arahan dan bimbingan selama kegiatan
penelitian dan penulisan skripsi.
2. Dr. Kiagus Dahlan selaku pembimbing II yang memberikan motivasi dan
masukan bagi penulis dalam kegiatan penelitian dan penulisan skripsi.
3. Bapak Ir. Hanedi Darmasetiawan, M.Si selaku editor yang telah meluangkan
waktu untuk memberikan arahan selama penulisan skripsi.
4. Seluruh staff dan civitas Departemen Fisika terima kasih atas semua ilmu dan

pengalaman yang diberikan.
5. Keluarga tercinta bapak dan ibu, mas dian dan ayuk itin, mas hakim dan teteh
heni, mas imam dan kak safita, serta keponakan-keponakan tercinta yang
senantiasa memberikan do’a, restu, kasih sayang, kepercayaan, dan dukungan
moral dan spiritual sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan ini.
6. Teman-teman sekontrakan Just 7 (momo, tandut, tasha, kidut, ria, ami,
winceu, milky, dinda, pitinq) terima kasih atas doa, perhatian, dan dukungan
yang diberikan.
7. Rekan-rekan sebidang penelitian (verow, nining, nice, ina, neneng, ogete,
irvan, herdut, amboro) terima kasih atas bantuannya selama ini.
8. Semua pihak yang turut membantu kegiatan penelitian dan penyusunan
skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu-persatu.
Akhir kata, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat kepada kita semua.
Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan pada skripsi ini. Kritik dan
saran yang membangun sangat penulis harapkan demi kemajuan dari aplikasi material ini.

Bogor, Maret 2012

Penulis

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. ix
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. x
PENDAHULUAN .......................................................................................................
Latar Belakang .............................................................................................................
Perumusan Masalah .....................................................................................................
Tujuan Penelitian .........................................................................................................
Hipotesis ......................................................................................................................

1
1
1
1
1

TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................................
Sumber dan Bahan Pencemar Air ................................................................................
Membran Selulosa Asetat ............................................................................................

Teknologi Filtrasi .........................................................................................................
Membran filtrasi .....................................................................................................
Keuntungan dan kelemahan membran ....................................................................
Membran ultrafiltrasi ..............................................................................................
Fluks air ..................................................................................................................
Fouling pada membran ...........................................................................................
Sifat Fisik Limbah Cair ................................................................................................
Kekeruhan ...............................................................................................................
Kerapatan ................................................................................................................
Kekentalan ..............................................................................................................
Tingkat keasaman (pH) ...........................................................................................
Warna ......................................................................................................................
Bau ..........................................................................................................................

1
1
2
2
2
3

3
3
4
4
4
4
5
5
5
5

METODOLOGI PENELITIAN ...............................................................................
Tempat dan Waktu .......................................................................................................
Bahan dan Alat .............................................................................................................
Metode Penelitian ........................................................................................................
Pengambilan air sungai ...........................................................................................
Proses filtrasi ..........................................................................................................
Karakteristik air limbah ..........................................................................................
Pengukuran kekeruhan air sungai .................................................................
Pengukuran kerapatan air sungai ..................................................................

Pengukuran kekentalan air sungai ................................................................
Pengukuran pH air sungai ............................................................................
Pengukuran warna dan bau air sungai ..........................................................

5
5
5
5
5
6
6
6
6
6
7
7

HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................................. 7
Nilai Permeate Air Sungai ........................................................................................... 7
Nilai Fluks Air Sungai .................................................................................................. 7

Karakterisasi Air Sungai .............................................................................................. 9
Kekeruhan ............................................................................................................... 9
Kerapatan ................................................................................................................ 9
Kekentalan ............................................................................................................ 10

vi

Halaman
Tingkat keasaman (pH) ......................................................................................... 10
Uji warna dan bau ................................................................................................. 11
KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................................ 11
Kesimpulan ................................................................................................................ 11
Saran ........................................................................................................................... 11
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 11
LAMPIRAN .............................................................................................................. 12

vii

DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1 Spesifikasi membran selulosa asetat .............................................................. 2

viii

DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1 Kurva perubahan fluks air sungai terhadap waktu ............ ...................... .. 4
Gambar 2 Fenomena fouling pada membran .................... ....................................... . 4
Gambar 3 Hubungan antara hasil permeate terhadap variasi alat penyaring
dan tekanan dengan menggunakan membran selulosa asetat ................. . 7
Gambar 4 Hubungan fluks air dan waktu penyaringan menggunakan
sistem cross flow dengan variasi tekanan ................................................. 8
Gambar 5 Hubungan fluks air dan waktu penyaringan menggunakan
sistem dead end dengan variasi tekanan ................................................... 8
Gambar 6 Hubungan fluks air dan waktu penyaringan menggunakan
sistem cross flow dan dead end dengan tekanan 3 psi .............................. 8
Gambar 7 Hubungan kekeruhan dan variasi tekanan penyaringan
menggunakan sistem cross flow dan dead end ......................................... 9
Gambar 8 Hubungan kerapatan dan variasi tekanan penyaringan
menggunakan sistem cross flow dan dead end ......................................... 9
Gambar 9 Hubungan kekentalan dan variasi tekanan penyaringan
menggunakan sistem cross flow dan dead end ....................................... 10
Gambar 10 Hubungan pH dan variasi tekanan penyaringan
menggunakan sistem cross flow dan dead end ........................................ 10

ix

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran
Lampiran
Lampiran
Lampiran
Lampiran
Lampiran
Lampiran
Lampiran
Lampiran
Lampiran

1 Diagram alur penelitian ........................................................................
2 Gambar hasil filtrasi air sungai .............................................................
3 Alat yang digunakan pada penelitian ....................................................
4 Data uji fluks air dengan tekanan 3 psi pada cross flow .......................
5 Data uji fluks air dengan tekanan 5 psi pada cross flow .......................
6 Data uji fluks air dengan tekanan 8 psi pada cross flow .......................
7 Data uji fluks air dengan tekanan 3 psi pada dead end .........................
8 Data uji fluks air dengan tekanan 5 psi pada dead end .........................
9 Data uji fluks air dengan tekanan 8 psi pada dead end .........................
10 Data nilai kekeruhan, kerapatan, kekentalan, dan ph air sungai
sebelum dan setelah filtrasi .................................................................

13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

x

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air bersih menjadi salah satu
kebutuhan yang mendasar bagi kehidupan
manusia. Air bersih yang memenuhi standar
atau persyaratan kesehatan adalah air minum
yang tidak berbau, tidak berasa, dan tidak
berwarna serta memenuhi baku mutu yang
dipersyaratkan, jumlahnya sangat melimpah
di muka bumi ini tetapi kualitasnya
mengalami penurunan dikarenakan aktivitas
manusia yang berdampak pada pencemaran
lingkungan
hidup.
Dengan
adanya
penurunan kualitas air ini, maka saat ini
sangat sulit menemukan air bersih untuk
dikonsumsi maupun untuk industri.
Limbah cair adalah sisa dari suatu
hasil usaha dan atau kegiatan yang berwujud
cair yang dibuang ke lingkungan dan diduga
dapat menurunkan kualitas lingkungan.
Sedangkan menurut Sugiharto1 air limbah
adalah kotoran dari masyarakat, rumah
tangga, dan juga yang berasal dari industri,
air tanah, air permukaan, serta buangan
lainnya. Metcalf dan Eddy2 mendefinisikan
limbah berdasarkan sumbernya sebagai
kombinasi cairan hasil buangan rumah
tangga (pemukiman), instansi perusahaan,
pertokoan, dan industri dengan air tanah, air
permukaan, dan air hujan.
Proses membran yang bekerja
berdasarkan prinsip melewatkan sebagian
material dan menahan sebagian material
lainnya, merupakan pilihan proses yang
menawarkan beberapa keuntungan, antara
lain: sederhana dalam proses pemisahannya,
dapat berlangsung pada suhu kamar, sifatnya
yang tidak destruktif sehingga tidak
menimbulkan kerusakan dari zat yang
dipisahkan baik secara fisik maupun kimia.
Selain itu membran juga memiliki beberapa
kelebihan dalam proses pemisahan dapat
berjalan secara berkesinambungan serta
tidak terlalu banyak membutuhkan energi. 3
Membran merupakan suatu lapisan
tipis antara dua fase fluida yang bersifat
penghalang (barrier) terhadap suatu zat
tertentu, yang dapat memisahkan zat dengan
ukuran
berbeda,
serta
membatasi
perpindahan dari berbagai zat berdasarkan
sifat fisik dan kimianya, proses pemisahan
dengan membran dapat terjadi karena
adanya perbedaan ukuran pori, bentuk, serta
struktur
kimianya.
Seiring
dengan
berkembangnya pengetahuan mengenai
membran, maka sangat penting untuk

meneliti aplikasi dari membran dalam
penanganan air limbah.

Perumusan Masalah
1. Bagaimana
perbandingan
hasil
penyaringan dengan menggunakan
metode dead end dan cross flow
2. Apakah
endapan
organik
(makromolekul, subtansi biologi),
endapan inorganik (logam hidroksida,
garam kalsium) dan partikulat pada
air sungai mempengaruhi proses
penyaringan
3. Apakah air hasil penyaringan dapat
memenuhi standar dan persyaratan air
bersih

Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk
menerapkan sistem penyaringan aliran dead
end dan cross flow untuk membersihkan air
sungai yang tercemar limbah. Selain itu
untuk mengetahui karakteristik fisik air
sungai hasil penyaringan tersebut.

Hipotesis
Tekanan yang diberikan pada saat
penyaringan akan meningkatkan kualitas
hasil penyaringannya. Jumlah endapan
organik (makromolekul, substansi biologi),
endapan anorganik (logam hidroksida,
garam kalsium) dan partikulat pada air
sungai akan membuat pori membran
tersumbat. Inilah yang akan menyebabkan
terjadinya penurunan nilai fluks membran.

TINJAUAN PUSTAKA
Sumber dan Bahan Pencemar Air
Pencemaran air terjadi apabila di
dalam air terdapat berbagai macam zat atau
kondisi yang dapat menurunkan standar
kualitas air yang telah ditentukan, sehingga
tidak dapat digunakan untuk kebutuhan
rumah tangga serta industri. Suatu sumber
air dikatakan tercemar jika telah tercampur
dengan bahan pencemar. Contoh suatu
sumber air yang mengandung logam berat
atau mengandung bakteri penyakit masih
dapat digunakan sebagai pembangkit tenaga
listrik, tetapi tidak dapat digunakan untuk
kebutuhan rumah tangga (keperluan minum,
memasak, mandi, dan mencuci). Ada
beberapa penyebab terjadinya pencemaran
air antara lain apabila air terkontaminasi
dengan sampah rumah tangga, sampah
limbah industri, limbah rumah sakit, limbah

2

kotoran ternak, partikulat-partikulat padat
hasil kebakaran hutan dan gunung berapi
yang meletus atau endapan erosi tempattempat yang dilaluinya. 4
Penyebab pencemaran dapat berupa
panas yang berasal dari limbah pembangkit
tenaga listrik atau limbah industri yang
menggunakan air sebagai pendingin.
Kondisi panas ini menyebabkan suhu air
meningkat sehingga tidak sesuai untuk
kehidupan akuatik (organisme, ikan dan
tanaman dalam air).

Membran Selulosa Asetat
Membran
selulosa
asetat
merupakan polimer sintetik. Pembuatan
membran selulosa asetat dilakukan dengan
melarutkan campuran selulosa asetat serbuk,
kemudian
direaksikan
dengan
asam
anhidrid. Asam cuka (acetid acid) sebagai
bahan pelarut dan perchlorid acid atau
sulphuric
acid
sebagai
katalisator.
Kemudian dicetak menjadi lapisan film di
atas lembaran kaca. Sejumlah pelarut
diuapkan, lalu dicelupkan ke akuades untuk
membentuk membran. Membran yang basah
selanjutnya dikeringkan di udara terbuka.
Membran
selulosa
asetat
merupakan membran yang morfologinya

asimetrik. Membran ini termasuk dalam
kelompok membran nanofiltrasi yang tidak
bermuatan. Membran filtrasi dari selulosa
asetat digunakan untuk menghilangkan
koloid, mikroba, pirogen, dan partikel
dengan modul higienis.5
Membran selulosa asetat memiliki
keunggulan dan kelemahan. Keunggulannya
antara lain: cocok untuk sampel yang
didasari kandungan air, membran selulosa
asetat mengikat sedikit protein, laju alir
permeate (fluks) tinggi, relatif kuat, dan
tidak larut dalam alkohol. 6 Kelemahannya
adalah: kisaran suhu sangat sempit
(membran
selulosa
asetat
biasanya
dioperasikan tidak lebih dari 30oC), kisaran
pH yang rendah biasanya antara 3-6. Pada
kondisi asam, membran selulosa asetat
dikatakan dapat tahan sampai 4 tahun bila
digunakan pada pH 4-5 dan tahan sampai 2
tahun pada pH 6 serta hanya beberapa hari
saja bila digunakan pada pH 1 atau 9 kisaran
pH yang rendah sering menimbulkan
masalah pada waktu pencucian membran,
karena larutan pencuci membran biasanya
bersifat asam. Membran selulosa asetat
dapat teroksidasi oleh klorin sehingga tidak
tahan jika didekatkan atau disimpan pada
larutan klorin.6

Tabel 1 Spesifikasi membran selulosa asetat
No
1

Parameter
Adsorpsi

Spesifikasi
0,1 μ g/cm untuk serum albumin sapi dengan ukuran pori 0,2 μ m

2

Compatibility atau
kesesuaian

Stabil pada kisaran pH 4-8, dan mengalami hambatan terhadap
alkohol, hydrocarbon, dan minyak.

3

Laju aliran volumetrik

4
5

Keterbatasan
Sterilisasi

Nilai rata-rata air per cm2 pada tekanan 1 bar, 22 ml/menit pada
ukuran pori 0,2 μ m, 69 ml/menit pada 0,45 μ m, 130 ml/menit
pada 0,65 μ m, dan 200 ml/menit pada 0,8 μ m
Suhu maksimum 180oC
Dengan autoclaving (pada suhu 121oC atau 134oC) dengan
radiasi-gamma atau ethylene oxide

6

Validasi atau
pengesahan

2

Hubungan nilai titik gembung ukuran pori membran 0,2 μ m agar
mampu mensterilisasi pada filtrasi telah disahkan oleh Standard
Bacteria Challenge Test

Teknologi Filtrasi
Membran filtrasi
Membran adalah suatu lapisan tipis
yang memisahkan dua fase dan membatasi
pengangkutan berbagai bahan kimia secara
selektif. Membran dapat heterogen dan
homogen, netral dan bipolar, strukturnya
simetrik dan asimetrik, padat dan cairan,

yang dapat membawa muatan positif dan
juga negatif.
Filtrasi adalah teknik proses
pemisahan membran untuk menghilangkan
berbagai zat terlarut dengan BM (berat
molekul) tinggi, aneka koloid, mikroba
sampai padatan tersuspensi dari air larutan.
Membran semipermeabel dipakai untuk
memisahkan makromolekul larutan. Ukuran

3

dan adanya molekul terlarut merupakan
faktor penting.
Proses pemisahan dengan membran
terdiri dari beberapa macam, hal ini dapat
digolongkan
berdasarkan
parameter
penggeraknya7, yaitu:
 Proses
filtrasi,
yaitu
proses
pemisahan dengan membran yang
tenaga penggeraknya adalah berupa
perbedaan tekanan. Ada tiga macam
proses filtrasi pada membran yaitu
osmosa balik, ultrafiltrasi, dan
mikrofiltrasi.
 Dialisa, yaitu proses pemisahan
dengan membran yang tenaga
penggeraknya berupa perbedaan
konsentrasi.
 Elektrodialisa,
yaitu
proses
pemisahan dengan membran yang
tenaga penggeraknya berupa beda
potensial listrik.

Keuntungan dan kelemahan
membran
Sebagai teknologi pemisah, teknologi
membran
mempunyai
keuntungan
dibandingkan dengan proses pemisahan lain
seperti:
1. Pemisahan
berdasarkan
ukuran
molekul (bentuk, molekul).
2. Energi yang dibutuhkan relatif rendah
karena
biasanya
tidak
terjadi
perubahan fase.
3. Dapat beroperasi secara kontinyu
atupun batch.
4. Tidak ada penambahan produk
buangan.
5. Proses membran dapat digabungkan
dengan proses pemisahan lainnya.
6. Pemisahan dapat dilakukan dalam
kondisi yang mudah diciptakan.
Disamping mempunyai keuntungan, proses
membran juga mempunyai kekurangan di
antaranya:
1. Penyumbatan pori membran (fouling)
Adanya fouling dapat mengakibatkan
penurunan fluks. Fluks berbanding terbalik
dengan selektivitas. Semakin tinggi fluks
seringkali berakibat menurunnya selektivitas
dan sebaliknya. Sedangkan hal yang
diinginkan dalam proses berbasiskan
membran adalah mempertinggi fluks dan
selektivitas. Fouling dikendalikan dengan
pemisahan
secara
berkala.
Dalam
penyaringan air, ion Fe dan Mn menjadi
salah satu penyebab terjadinya fouling. Ion
Fe di dalam air berupa Fe2+ dan jika
teroksidasi dengan udara akan berubah

menjadi ferri (Fe3+) sehingga akan terbentuk
endapan Fe(OH)3. Mn di dalam air
berbentuk Mn2+ dan Mn4+. Dalam kondisi
cukup udara maka Mn2+ teroksidasi menjadi
Mn4+. Dalam kondisi anaerob, maka Mn2+
teroksidasi menjadi Mn4+ membentuk MnO2.
Kedua endapan ini biasa disebut dengan
fouling.
2. Stabilitas membran
Kebanyakan material membran terkendala
polimer yang mempunyai keterbatasan
terhadap pH, suhu, dan ketahanan kimia.

Membran ultrafiltrasi
Membran
ultrafiltrasi
adalah
membran yang ukuran filtrasinya terletak
antara nanofiltrasi dengan mikrofiltrasi serta
memisahkan konstitu yang berukuran 1-100
nanometer.
UF
dapat
menyaring
mikroorganisme pathogen kecil seperti virus
dengan sangat efektif dan mengurangi
kekeruhan air. Secara umum membran dapat
dikelompokkan menjadi tiga kategori, yaitu:
a. Membran berpori (porous) dan tidak
berpori (non porous)
b. Membran polimer (organic) dan
keramik (non organic)
c. Membran bermuatan dan tidak
bermuatan tetap
Ada dua produk UF yaitu hasil (permeate)
yang mengandung komponen kecil yang
sanggup melewati membran, dan konsentrat
yang mengandung endapan. Pada proses
pemisahan cross flow, aliran umpan searah
dengan permukaan membran dan hasil
filtrasi keluar tegak lurus searah aliran
umpan. Hal ini dapat mengurangi
kemungkinan terjadinya fouling pada
membran,
mengurangi
polarisasi
konsentrasi, dan adsorpsi. Cross flow lebih
banyak digunakan pada hampir semua
proses membran dengan beda tekanan
berskala besar.

Fluks air
Fluks air adalah zat yang mengalir
melalui membran dalam besaran volume per
unit waktu dan luas.6 Terdapat beberapa
parameter operasi yang mempengaruhi
fluks, antara lain tekanan, konsentrasi
umpan, suhu, laju aliran dan turbulensi.

J

V
A.t

(1)

Keterangan, J = fluks (L/m2s), V =
volume permeate (liter), t = waktu (s), A=
luas membran (m2)

4

fluks

waktu

permukaan membran, tetapi masih ada celah
untuk meresapnya cairan masuk ke
membran, disitulah terbentuk penyempitan.
Kemudian butiran foulant mulai menutupi
permukaan membran sehingga tidak ada
celah untuk cairan masuk ke membran.
Tahap akhir adalah terbentuk lapisan gel.
Butiran foulant mulai menutupi permukaan
membran dan membentuk lapisan gel.

Gambar 1 Kurva perubahan fluks
membrane terhadap waktu.

Fouling
menutupi

Suatu membran dapat dikatakan
efektif dan efisien apabila membran tersebut
mempunyai nilai fluks yang tinggi. Masalah
yang timbul ketika membran digunakan
dalam proses filtrasi adalah adanya
penurunan nilai fluks terhadap waktu. Hal
ini ditunjukkan pada Gambar 1.

Fouling pada membran
Fouling pada membran merupakan
irreversible yang terjadi pada membran yang
disebabkan oleh interaksi fisik atau kimia
spesifik antara membran dan komponenkomponen yang ada dalam aliran proses.
Terjadinya fouling membran tidak dapat
dihindari dan inilah tantangan terberat dalam
teknologi membran. Lapisan fouling
membran (foulant) ini menghambat filtrasi.
Foulant ini dapat berupa endapan organik
(makromolekul, substansi biologi), endapan
anorganik (logam hidroksida, garam
kalsium) dan partikulat. Foulant akan
terakumulasi pada permukaan membran
karena tidak ikut ambil bagian dalam
perpindahan massa. Akibatnya foulant ini
akan mengurangi efektivitas dan fluks
membran. Berbagai cara telah dilakukan
untuk menghindari terjadinya fouling
membran. Prefilter dan screen digunakan
untuk memisahkan partikel berukuran besar
yang dapat menutupi permukaan membran.
Tingginya kecepatan cross flow dapat
menyapu foulant yang berada di permukaan
membran.
Tekanan
yang
rendah
menghindari pemadatan gel di permukaan
membran. Beberapa polimer dan bahan
kimia memiliki kepekaan yang tinggi
sehingga terjadinya fouling. Ada dua proses
yang terkait dengan fenomena fouling ini,
yaitu secara internal akan terjadi proses
peracunan (poisoning) dan secara eksternal
adalah pertumbuhan fouling itu sendiri.
Mekanisme terbentuknya fouling pada
membran
sampai
menutupi
lubang

Pori
membran
Fouling
menutupi
Gambar 2 Fenomena fouling pada
membran8.

Sifat Fisik Limbah Cair
Sifat fisik limbah umumnya mudah
terlihat. Sifat fisik yang penting antara lain
kekeruhan, kerapatan, kekentalan, pH,
warna, dan bau.

Kekeruhan
Kekeruhan adalah ukuran yang
menggunakan efek cahaya sebagai dasar
mengukur kualitas air sungai. Kekeruhan
dapat
disebabkan
oleh
bahan-bahan
tersuspensi yang bervariasi dari ukuran
koloid sampai dispersi kasar dan tergantung
dari derajat turbulensinya. Nilai kekeruhan
membantu mengetahui jumlah senyawa
kimia yang dibutuhkan dalam pengolahan
limbah. Penentuan kekeruhan dengan
menggunakan metode fotometri disebut
turbidimetri. 6

Kerapatan
Merupakan perbandingan antara
massa dan volume dari suatu zat.
Dirumuskan sebagai berikut:



m
V

Keterangan :
ρ = kerapatan (g/cm3)
m = massa (g)

(2)

V = volume (cm3)

5

Umumnya kerapatan zat padat dan
cairan hampir tidak bergantung terhadap
tekanan dan suhu, karena zat padat dan
cairan hanya mengembang sedikit bila
dipanaskan dan menyusut sedikit bila
dipengaruhi tekanan eksternal sehingga
perubahan volume relatif kecil. 9
Jika suatu bahan dilarutkan dalam
air dan membentuk larutan, maka
kerapatannya akan berubah. Kerapatan
bervariasi sesuai dengan konsentrasi
larutan.10

Kekentalan
Kekentalan atau viskositas dapat
dianggap sebagai gesekan internal yang
besarnya tertentu pada suatu fluida. Besaran
yang ditimbulkan untuk menimbulkan
kecepatan tertentu berhubungan dengan
kekentalan suatu fluida. Pada zat cair,
kekentalan disebabkan oleh gaya kohesi
antar molekul.11



Fg A
vl

(3)

Keterangan:
η : viskositas (poise), Fg : gaya geser (dyne),
A : luas permukaan (cm2), v : kecepatan
aliran (cm/s), l : jarak aliran yang diamati
terhadap fluida
Fluida yang berbeda memiliki
kekentalan yang berbeda pula. Zat cair
memiliki kekentalan yang lebih besar
daripada gas.12 Untuk memahami perilaku
aliran fluida, diperlukan persamaan gerak
fluida dengan menggunakan alat viskometer.
Viskometer
yang
digunakan
untuk
mengukur kekentalan ada beberapa jenis
antara lain viskometer pipa kapiler dan
viskometer bola jatuh.

Tingkat keasaman (pH)
pH didefinisikan sebagai logaritma
dari aktivitas ion hidrogen dan menunjukkan
konsentrasi dari ion hidrogen tersebut. pH
merupakan singkatan dari pondus hydrogeni,
dapat dituliskan sebagai berikut:

 

pH   log10 H 

(4)

Derajat
keasaman
atau
pH
berhubungan dengan konsentrasi ion
hidrogen (H+). Mikroorganisme dapat
tumbuh paling baik pada pH mendekati
netral, tetapi beberapa mikroorganisme
menyukai suasana asam dan yang lain dapat

tumbuh dengan sedikit asam atau dalam
suasana basa13.

Warna
Warna limbah menunjukkan umur
limbah. Limbah yang baru berwarna abuabu, sedangkan limbah yang sudah lama
berwarna gelap.6 Warna limbah bukan
merupakan indikasi pencemaran yang baik.4

Bau
Bau disebabkan oleh gas-gas hasil
pembusukan bahan organik dari senyawa
nitrogen, belerang, dan fosfor. Pengukuran
bau penting untuk mengetahui konsentrasi
dari suatu zat dalam limbah, tetapi parameter
bau sukar untuk dikuantitatifkan.4

METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu
Penelitian
telah
dilakukan
di
Laboratorium Biofisika, Departemen Fisika
dan
Laboratorium
Kimia
Analitik,
Departemen Kimia, Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut
Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan
selama 9 bulan yaitu pada bulan Juli 2011
sampai Maret 2012.

Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan dalam
penelitian ini antara lain adalah membran
selulosa asetat, air sungai yang terletak
bersebelahan dengan pabrik alumunium dan
pabrik tekstil di wilayah Bekasi Utara,
sehingga dimungkinkan bahwa air tersebut
tercampur limbah pabrik industri serta
limbah rumah tangga yang ada disekitarnya.
Alat yang digunakan dalam penelitian
ini meliputi alat penyaring cross flow, alat
penyaring dead end, neraca analitik,
stopwatch, gelas ukur, viskometer bola
jatuh, turbidimeter, piknometer, dan pH
meter. Alat bantu untuk pengambilan air
sungai antara lain: ember, kain saring,
corong, botol.

Metode Penelitian
Pengambilan air sungai
Air yang digunakan sebagai air
umpan untuk proses ini berasal dari sungai
di daerah Bekasi Utara, yang terletak di
sebelah pabrik tekstil dan alumunium.
Pengambilan air umpan dilakukan pada pagi
hari dan di pinggir sungai. Air yang telah

6

diambil kemudian dilakukan tahap pra
penyaringan menggunakan kain kassa.
Setelah itu air dimasukkan ke dalam wadah
transparan untuk memudahkan pemantauan.

Proses filtrasi
Proses filtrasi dilakukan dengan
menggunakan dua alat penyaring yaitu
sistem penyaringan cross flow dan dead end
dengan umpan sebesar 200 ml. Pada proses
ini dilakukan variasi tekanan sebagai
berikut:
1. Filtrasi air sungai menggunakan
sistem penyaringan cross flow dengan
memberikan perlakuan tekanan 3 psi
(20689,656 Pa).
2. Filtrasi air sungai menggunakan
sistem penyaringan cross flow dengan
memberikan perlakuan tekanan 5 psi
(34482,760 Pa).
3. Filtrasi air sungai menggunakan
sistem penyaringan cross flow dengan
memberikan perlakuan tekanan 8 psi
(55172,416 Pa).
4. Filtrasi air sungai menggunakan
sistem penyaringan dead end dengan
memberikan perlakuan tekanan 3 psi
(20689,656 Pa).
5. Filtrasi air sungai menggunakan
sistem penyaringan dead end dengan
memberikan perlakuan tekanan 5 psi
(34482,760 Pa).
6. Filtrasi air sungai menggunakan
sistem penyaringan dead end dengan
memberikan perlakuan tekanan 8 psi
(55172,416 Pa).

Karakteristik air limbah
Pengukuran parameter kualitas air
sungai dilakukan pada air sungai sebelum
dan setelah filtrasi. Karakteristik yang
dilakukan antara lain: kerapatan dengan
piknometer 10 ml, kekentalan dengan
viskometer bola jatuh (gilmont), kekeruhan
dengan 2100P portable turbidimeter, tingkat
keasaman dengan pH meter . Sementara
warna dan bau hanya diamati melalui
pengamatan visual dan indra pembau.

Pengukuran
sungai

kekeruhan

air

Kekeruhan air sungai diukur dengan
menggunakan 2100P portable turbidimeter.
Sebelum digunakan untuk pengukuran air
sungai, turbidimeter harus dikalibrasi
terlebih dahulu, yaitu dengan menggunakan
oil khusus dengan nilai kalibrasi 0-1000.

Jika nilai kalibrasi sudah berada diantara 01000 maka alat sudah dapat digunakan. Air
sungai dimasukkan ke dalam gelas
turbidimeter, kemudian diisi sampai
melebihi batas tera putih yang terdapat pada
gelas. Lalu bagian luar gelas dibersihkan
dengan menggunakan lap khusus. Setelah itu
gelas dimasukkan ke dalam lubang
turbidimeter, dan ditutup. Nilai kekeruhan
dapat diukur dengan menekan tombol read.

Pengukuran
sungai

kerapatan

air

Kerapatan air sungai diukur dengan
menggunakan gelas piknometer 10 ml.
Sebelum digunakan piknometer dibersihkan
dengan menggunakan aseton, dikeringkan
dan ditimbang berat kosongnya. Piknometer
diisi dengan air sungai, pengisian dilakukan
sampai air sungai dalam gelas piknometer
meluap melalui pipa kapiler yang terdapat
pada tutupnya. Jika terdapat gelembung
udara pada gelas piknometer maka harus
diulangi
pengisiannya.
Kemudian
piknometer dan isinya ditimbang.
Nilai kerapatan air sungai diperoleh
dengan menggunakan persamaan :



m 1  m2

(5)

V

Keterangan:
ρ adalah kerapatan air sungai (g/ml), m1
adalah massa piknometer dan larutan air
sungai (g), m2 adalah massa piknometer
kosong, dan V adalah volume air sungai (10
ml).

Pengukuran
sungai

kekentalan

air

Kekentalan air sungai diukur dengan
menggunakan viskometer bola jatuh
(Gilmont). Air sungai dimasukkan ke dalam
viskometer kemudian diukur waktu jatuh
bola besi pada jarak 10 cm. Kekentalan air
sungai (ηs) dengan satuan poise diperoleh
menggunakan persamaan berikut:

s 

k  b   s 
v

(6)

keterangan :
k = konstanta viskometer yaitu
6,39 x 10-3 cm3/s2
ρs = kerapatan air sungai (g/cm3)
ρb = kerapatan bola besi yaitu 7,96 g/cm3
v = kecepatan bola besi jatuh (cm/s)

7

Pengukuran pH air sungai
Derajat keasaman air sungai diukur
dengan menggunakan pH meter. Alat pH
meter yang akan digunakan sebelumnya
dikalibrasi
terlebih
dahulu
dengan
menggunakan
buffer
4.
Elektroda
dimasukkan ke dalam larutan buffer, lalu
didiamkan sampai diperoleh nilai yang
sesuai dengan larutan buffer yang
digunakan. Setelah selesai dikalibrasi
elektroda harus dibersihkan dengan aquades
lalu dikeringkan dengan tissue. Selanjutnya
elektroda dicelupkan ke dalam air sungai
dan dibiarkan beberapa saat sampai
diperoleh nilai pH air sungai yang stabil.
Setelah selesai elektroda dibilas dengan
aquades dan dikeringkan dengan tissue.

Pengukuran warna dan bau air
sungai
Pengukuran warna hanya dilihat
saja melalui pengamatan dengan foto.
Diteliti perubahan warna air sungai sebelum
dan setelah penyaringan. Sedangkan
pengukuran bau hanya dirasakan dengan
indera pembau.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Penyaringan dengan menggunakan
membran selulosa asetat adalah teknik
pemisahan membran untuk memisahkan
berbagai zat terlarut dengan berat molekul
tinggi, aneka koloid, mikroba, sampai
padatan tersuspensi dari larutan. Air sungai
disaring dengan berbagai variasi tekanan
menggunakan alat penyaring dead end dan
cross flow. Karakterisasi membran yang
dilakukan adalah mengukur nilai permeate
membran dan nilai fluks air. Karakteristik
sifat fisik air sungai yang dilakukan antara
lain: kekeruhan, kerapatan, kekentalan, pH,
warna dan bau.

Nilai Permeate Air Sungai
Permeate merupakan banyaknya zat
yang mampu melewati membran selama
proses filtrasi berlangsung. Pada proses
filtrasi jumlah dari permeate yang dihasilkan
sangat dipengaruhi oleh perlakuan yang
diberikan dan sifat dari larutan atau zat yang
akan disaring.
Proses filtrasi air sungai yang tercampur
limbah industri dan rumah tangga dengan
umpan sebesar 200 ml. Filtrasi ini
menggunakan membran selulosa asetat yang
dilakukan dengan berbagai variasi tekanan.

Gambar 3 Hubungan antara hasil permeate
terhadap variasi alat penyaring
dan
tekanan
dengan
menggunakan
membran
selulosa asetat.
Filtrasi dengan menggunakan sistem
cross flow dan dead end dengan variasi
tekanan 3 psi (20689,656 Pa); 5 psi
(34482,760 Pa); dan 8 psi (55172,416 Pa).
Hasil pada pengamatan menunjukkan
jumlah permeate yang diperoleh dari ke
enam proses filtrasi air sungai tersebut
dengan berbagai variasi tekanan selama 45
menit ditujukkan oleh Gambar 3.
Dari Gambar 3 terlihat bahwa pada
tekanan 3 psi (20689,656 Pa) pada alat
penyaring cross flow dan dead end
menghasilkan nilai permeate yang sama
besar. Sedangkan pada variasi tekanan 5 psi
(34482,760 Pa), pada alat penyaring dead
end dihasilkan nilai permeate yang lebih
tinggi dibandingkan dengan filtrasi yang
menggunakan alat penyaring cross flow.
Pada filtrasi menggunakan alat penyaring
cross flow dengan tekanan 8 psi (55172,416
Pa) menghasilkan nilai permeate yang
paling tinggi. Hal tersebut disebabkan oleh
adanya gaya dorong terhadap umpan dari
tekanan yang diberikan. Serta disebabkan
karena pada sistem aliran cross flow, aliran
umpan sejajar terhadap membran sehingga
komponen yang tertahan di atas permukaan
membran dibersihkan oleh aliran umpan
sehingga tidak cepat terakumulasi maupun
fouling.

Nilai Fluks Air Sungai
Fluks
membran
merupakan
banyaknya larutan permeate yang dihasilkan
dalam proses filtrasi membran tiap satuan
luas dan waktu. Besarnya nilai fluks dari
setiap
membran
berubah
dengan
bertambahnya waktu filtrasi.

8

yang lebih tinggi. Dimungkinkan karena
selain luasan membran dan waktu filtrasi,
tekanan juga mempengaruhi proses filtrasi
tersebut.

Gambar 4 Hubungan fluks air dan waktu
filtrasi menggunakan sistem
cross flow dengan variasi
tekanan.
Gambar
4
merupakan
kurva
hubungan fluks terhadap waktu hasil
pengamatan dari proses filtrasi air sungai
dengan menggunakan sistem cross flow
pada variasi tekanan yang berbeda selama 45
menit. Dapat dilihat bahwa filtrasi dengan
menggunakan sistem cross flow pada
tekanan 8 psi (55172,416 Pa) memiliki nilai
fluks yang lebih tinggi. Dimungkinkan
karena selain luasan membran dan waktu
filtrasi, tekanan juga mempengaruhi proses
filtrasi tersebut.

Gambar 5 Hubungan fluks air dan waktu
filtrasi menggunakan sistem
dead end dengan variasi
tekanan.
Gambar 5 merupakan kurva
hubungan fluks air terhadap waktu hasil
pengamatan dari proses filtrasi air sungai
dengan menggunakan sistem dead end
dengan variasi tekanan selama 45 menit.
Dapat dilihat bahwa filtrasi dengan
menggunakan sistem dead end pada tekanan
8 psi (55172,416 Pa) memiliki nilai fluks air

Gambar 6 Hubungan fluks air dan waktu
filtrasi menggunakan sistem
cross flow dan dead end dengan
tekanan 3 psi.
Gambar
6
merupakan
kurva
perbandingan fluks air terhadap waktu
pengamatan dengan menggunakan alat
penyaring cross flow dan dead end dengan
tekanan 3 psi (20689,656 Pa) selama 45
menit.
Dari kurva fluks air terhadap waktu
dapat dilihat bahwa nilai fluks membran
menurun sejalan dengan bertambahnya
waktu. Pada proses filtrasi dengan
memberikan tekanan 3 psi (20689,656 Pa)
menggunakan sistem dead end didapatkan
nilai fluks air yang lebih tinggi daripada
filtrasi dengan menggunakan sistem cross
flow. Hal ini dikarenakan pada proses filtrasi
dengan menggunakan sistem cross flow
terjadi penyerapan terlebih dahulu sehingga
grafik yang terlihat adalah naik beberapa
saat kemudian akhirnya terjadi penurunan,
sedangkan pada sistem dead end nilai fluks
air langsung menurun sejalan dengan
bertambahnya waktu.
Dengan penurunan nilai fluks air ini
menunjukkan adanya peristiwa fouling
dalam proses filtrasi membran. Selain itu
fouling dapat terlihat dari perubahan
karakteristik fisik membran yang bertambah
massanya dari sebelum filtrasi 0,0697 gram
menjadi 0,2533 gram setelah filtrasi.
Fouling terjadi akibat adanya akumulasi
molekul-molekul air sungai pada permukaan
membran dan sebagian terjebak masuk ke
dalam pori-pori membran. Peristiwa fouling
yang terjadi mengakibatkan terhambatnya

9

aliran umpan yang melewati membran
dengan kata lain jumlah permeate yang
dihasilkan semakin berkurang dengan
bertambahnya waktu filtrasi.

Karakterisasi Air Sungai
Kekeruhan
Kekeruhan merupakan banyaknya
partikel bahan yang tersuspensi pada suatu
larutan atau zat. Nilai yang menunjukkan
kekeruhan didasarkan pada adanya bahan
yang tersuspensi pada jalannya sinar melalui
larutan. Gambar 7 menunjukkan hasil
pengukuran kekeruhan air sungai sebelum
dan setelah filtrasi dengan variasi tekanan
yang berbeda selama 45 menit.
Pada filtrasi dengan perlakuan variasi
tekanan menggunakan alat penyaring cross
flow air sungai yang telah disaring
mengalami penurunan kekeruhan yang lebih
besar dibandingkan dengan menggunakan
alat penyaring dead end.

Sebelum
Cross flow
Dead end

penyaring
dead
end
penurunan
kekeruhannya sebesar 71,92%. Pada filtrasi
dengan perlakuan tekanan 8 psi (55172,416
Pa) menggunakan alat penyaring cross flow
penurunan kekeruhannya sebesar 92,53%.
Sedangkan filtrasi pada alat penyaring dead
end penurunan kekeruhannya sebesar
81,49%. Nilai kekeruhan air setelah proses
filtrasi mengalami penurunan yang cukup
baik karena nilai ini berada di bawah batas
ambang kekeruhan yang diperbolehkan.
Batas maksimal nilai kekeruhan yang
ditetapkan
pada
keputusan
menteri
kesehatan RI No:907/MENKES/VII/2002
untuk air bersih sebesar 5 NTU. Pada filtrasi
dengan menggunakan sistem cross flow
didapatkan nilai kekeruhan yang lebih tinggi
penurunannya. Hal ini karena pada filtrasi
sistem cross flow, umpan mengalir sejajar
tehadap membran sehingga komponen yang
tertahan di atas permukaan membran
dibersihkan kembali oleh aliran umpan
tersebut. Hasil permeate pada sistem cross
flow lebih jernih dibandingkan dengan hasil
filtrasi dengan sistem dead end.
Secara keseluruhan air sungai yang
telah mengalami proses filtrasi terjadi
penurunan kekeruhan yang diakibatkan oleh
tidak terlewatnya koloid, partikel, ataupun
padatan-padatan pada proses penyaringan air
sungai, sehingga air sungai hasil filtrasi
memiliki suspensi partikel yang rendah.

Kerapatan

Gambar 7 Hubungan kekeruhan dan variasi
tekanan
penyaringan
menggunakan sistem cross flow
dan dead end.
Hal ini terjadi karena pada sistem aliran
dead end, larutan umpan dialirkan secara
tegak lurus terhadap membran sehingga
memaksa umpan untuk melewati membran
dan mengakibatkan hasil permeate tidak
tersaring secara sempurna.
Pada filtrasi dengan perlakuan
tekanan 3 psi (20689,656 Pa) menggunakan
alat penyaring cross flow penurunan
kekeruhannya sebesar 89,94%. Sedangkan
filtrasi pada alat penyaring dead end
penurunan kekeruhannya sebesar 63,47%.
Pada filtrasi dengan perlakuan tekanan 5 psi
(34482,760 Pa) menggunakan alat penyaring
cross flow penurunan kekeruhannya sebesar
89,44%. Sedangkan filtrasi pada alat

Pengukuran kerapatan air sungai
dilakukan pada air sungai sebelum dan
setelah filtrasi selama 45 menit. Hasil
pengukuran kerapatan air sungai yang
tercemar limbah industri dan rumah tangga
ditunjukkan pada Gambar 8.

Sebelum
Cross flow
Dead end

Tekanan (psi)

Gambar 8 Hubungan kerapatan dan variasi
tekanan filtrasi menggunakan
sistem cross flow dan dead end.

10

Dari tampilan Gambar 8 terlihat
bahwa kerapatan air sungai sebelum dan
setelah mengalami proses filtrasi memiliki
nilai kerapatan yang berbeda-beda. Dari
hasil perhitungan diperoleh data persentase
perubahan nilai kerapatan air sungai sangat
kecil. Nilai kerapatan sebelum mengalami
filtrasi yaitu sebesar 1,02078 g/ml. Pada
proses penyaringan dengan menggunakan
alat penyaring cross flow penurunan
kerapatan rata-rata air sungai didapatkan
nilai sebesar 1,02052 g/ml . Sedangkan pada
proses penyaringan air sungai dengan
menggunakan alat penyaring dead end
didapatkan nilai penurunan kerapatan air
sungai rata-rata sebesar 1,02037 g/ml. Nilai
kerapatan air setelah proses filtrasi
mengalami penurunan yang sangat sedikit,
maka air setelah filtrasi belum bisa
dikategorikan sebagai air bersih karena nilai
kerapatan air bersih adalah sebesar 1,02012
g/ml.
Secara keseluruhan air sungai yang
telah mengalami proses filtrasi mengalami
penurunan nilai kerapatan yang disebabkan
oleh berkurangnya nilai koloid ataupun
partikel, yang terdapat pada air sungai
setelah penyaringan. Koloid, maupun
partikel-partikel dengan ukuran lebih besar
dari ukuran jari-jari pori membran tidak
mampu melewati membran.

Kekentalan
Kekentalan merupakan salah satu
sifat fisik suatu bahan. Hasil pengukuran
kekentalan air sungai ditunjukkan pada
Gambar 9.

Sebelum
Cross
flow
Dead
end

Gambar 9 Hubungan kekentalan dan variasi
tekanan filtrasi menggunakan
sistem cross flow dan dead end.
Gambar
9
ini
menunjukkan
kekentalan air sungai dari keenam proses
filtrasi dengan variasi tekanan yang berbeda

selama 45 menit. Kekentalan air sungai
sebelum dengan setelah filtrasi mengalami
sedikit perubahan.
Pada
proses
filtrasi
dengan
menggunakan alat penyaring cross flow
persentase penurunan kekentalan rata-rata
air sungai didapatkan nilai sebesar 6,233 %.
Begitu pula pada proses filtrasi air sungai
dengan menggunakan alat penyaring dead
end didapatkan nilai persentase penurunan
kekentalan rata-rata sebesar 7,533 %.
Secara keseluruhan air sungai yang
telah mengalami proses filtrasi dibandingkan
dengan air sungai yang belum mengalami
filtrasi terjadi penurunan kekentalan. Hal
tersebut disebabkan oleh berkurangnya nilai
koloid ataupun partikel yang terdapat pada
air sungai setelah penyaringan.

Tingkat keasaman (pH)
pH merupakan istilah yang digunakan
untuk menyatakan intensitas keadaan asam
atau basa suatu larutan. Pada air sungai
sebelum dan setelah penyaringan diperoleh
nilai pH seperti yang terdapat pada Gambar
10.

Sebelum
Cross
flow
Dead
end

Gambar 10 Hubungan pH dan variasi
tekanan filtrasi menggunakan
sistem cross flow dan dead
end.
Gambar di atas menunjukkan pH air
sungai dari ke enam proses filtrasi dengan
perlakuan berbeda. Derajat keasaman atau
kebasaan air sungai sebelum dan sesudah
filtrasi mengalami sedikit perubahan.
Pada
proses
filtrasi
dengan
menggunakan alat penyaring cross flow
persentase penurunan pH rata-rata air sungai
didapatkan nilai sebesar 2,39% yaitu 7,62.
Sedangkan pada proses filtrasi air sungai
dengan menggunakan alat penyaring dead
end didapatkan nilai persentase penurunan
pH rata-rata sebesar 4,74% yaitu 7,44. Jika
dibandingkan dengan pH air bersih yaitu 7

11

(netral) maka air sungai setelah filtrasi
sedikit mendekati kategori air bersih.

Uji warna dan bau
Hasil analisis menunjukkan bahwa
warna dan bau dipengaruhi oleh faktor
komposisi yaitu koloid, padatan, serta
partikel-partikel yang terdapat pada air
sungai. Perubahan warna yang terjadi pada
air sungai sebelum dan setelah filtrasi dapat
dilihat pada Lampiran 2.
Perubahan warna tersebut disebabkan
oleh faktor komposisi padatan yang terdapat
pada air sungai. Setelah dilakukan filtrasi,
air sungai yang semula keruh mengalami
perubahan warna menjadi bening. Begitu
pula dengan bau yang terhirup. Sebelum
dilakukan filtrasi, bau air sungai sangat
menyengat namun setelah mengalami filtrasi
bau air sungai sedikit menurun.

variasi tekanan dan parameter fisik yang
diuji lebih diperbanyak. Selain itu pada
tahap
pra
penyaringan
disarankan
menggunakan kain kassa yang telah
diketahui ukuran porinya. Perlu dilakukan
uji sifat kimia untuk mengetahui kandungan
organik pada hasil filtrasi.

DAFTAR PUSTAKA
1.

2.

3.

4.

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Hasil permeate pada filtrasi air
sungai dengan variasi tekanan 3 psi
(20689,656 Pa), 5 psi (34482,760 Pa), dan 8
psi (55172,416 Pa) pada sistem penyaring
cross flow masing-masing 6,8 ml; 6,8 ml;
22,9 ml. Sedangkan pada sistem penyaring
dead end masing-masing 6,8 ml; 10,9 ml; 14
ml. Filtrasi pada sistem cross flow dengan
tekanan 8 psi memiliki nilai fluks membran
yang paling tinggi, nilai fluks membran
menurun sejalan dengan bertambahnya
waktu filtrasi.
2. Nilai kekeruhan, kerapatan, dan
kekentalan air sungai setelah filtrasi dengan
tekanan 8 psi menggunakan sistem cross
flow masing-masing 1,53 NTU; 1,02011
g/ml; & 0,01426 poise lebih baik
dibandingkan dengan filtrasi sistem dead
end masing-masing 3,8 NTU; 1,02025 g/ml;
& 0,01435 poise. Sedangkan nilai pH air
sungai setelah filtrasi dengan tekanan 8 psi
menggunakan sistem cross flow adalah 7,71
lebih buruk dib