Oksidasi dengan khlorine khlorinisasi Penghilangan Fe Dengan Cara Pertukaran Ion Kerangka Konsep Hipotesis Penelitian

saringan ini kurang efektif untuk mengatasi bau dan rasa yang ada pada air yang disaring. Secara umum bahan lapisan saringan pasir cepat sama dengan pasir lambat yakni pasir, kerikil dan batu. Perbedaan yang terlihat jelas adalah pada arah aliran air ketika penyaringan. Saringan pasir lambat arah aliran airnya dari atas kebawah, sedangkan pada saringan pasir cepat dari bawah keatas up flow. Selain itu saringan pasir cepat umumnya dapat melakukan backwash atau pencucian saringan tanpa membongkar saringan Aimyaya, 2009. Menurut Sanropie 1984 dalam Nainggolan tahun 2008, pasir cepat diameter pasir 0,5-2, mm, kerikil diameter 25-50 mm dan tebal pasir efektif sekitar 80–120 cm. Saringan pasir cepat bisa digunakan untuk menyaring telur cacing, kista amoeba, larva cacing, mengurangi Fe dan mangan.

d. Oksidasi dengan khlorine khlorinisasi

Khlorin,CL 2 dan ion hipokrit OCL - adalah merupakan oksidator yang kuat meklipun pada kondisi Ph rendah dan oksigen terlarut sedikit tetap dapat mengoksidasi dengan cepat.Untuk melakukan khlorinasi, chlorine dilarutkan dalam air yang jumlahnya diatur dengan melalui flowmeter atau dosimeter yang disebut khlorinator. . Pemakaian kaporit atau kalsium hipoklorit untuk mengoksidasi atau menghilangkan Fe relatip mudah, karena kaporit berupa serbuk atau tablet yang mudah larut dalam air.

e. Penghilangan Fe Dengan Cara Pertukaran Ion

Penghilangan besi dan mangan dengan cara pertukaran ion yaitu dengan cara mengalirkan air baku yang mengandung Fe melalui suatu media penukaran ion. Universitas Sumatera Utara Sehingga Fe akan bereaksi dengan media penukaran ionnya. . Sebagai media penukaran ion yang sering dipakai zeolite alami yang merupakan senyawa hydrous silikat aluminium dengan calsium dan natrium Na.

f. Penghilangan Fe dengan Mangan Zeolit

Air baku yang mengandung besi dan mangan dialirkan melalui suatu filter bed yang media filternya terdiri dari mangan-zeolite K 2 Z.MnO.Mn 2 O 7 . . Mangan Zeolit berfungsi sebagai katalis dan pada waktu yang bersamaan besi yang ada dalam air teroksidasi menjadi bentuk ferri-oksida yang tak larut dalam air. Reaksi penghilangan besi mangan zeolite tidak sama denganp roses pertukaran ion, tetapi merupakan reaksi dari Fe 2+ dengan oksida mangan tinggi higher mangan oxide. Filtrat yang terjadi mengandung mengandung ferri-oksida dan mangan-dioksida yang tak larut dalam air dan dapat dipisahkan dengan pengendapan dan penyaringan. Selama proses berlangsung kemampunan reaksinya makin lama makin berkurang dan akhirnya menjadi jenuh. Untuk regenerasinya dapat dilakukan dengan menambahkan larutan kalium permanganat kedalam zeolite yang telah jenuh tersebut sehingga akan terbentuk lagi mangan zeolit K 2 Z.MnO.Mn 2 O 7 .

2.5.1. Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Efektifitas Saringan 1. Temperatur

Menurut Sularso 1998:20 yang dikutif dari hasil penelitian Ridwan Efisiensi penyaringan juga dipengaruhi oleh temperatur, karena temperatur mempengaruhi kecepatan reaksi-reaksi kimia serta metabolisme bakteri dan mikroorganisme Universitas Sumatera Utara lainnya selama penyaringan. Temperatur yang baik apabila aktivitas bakteri tinggi, dengan tingginya aktivitas maka terbentuklah lapisan lendir pada media filter sehingga partikel-partikel yang lebih kecil dari porositas media penyaring dapat bertahan lama.

2. Potensial hidrogen pH

Menurut Sanropie,et,al 1984:57 yang dikutif dari penelitian Ridwan Kondisi pH lebih kecil dari 6,5 atau lebih besar dari 9,2 maka akan menyebabkan korosifitas pada pipa-pipa air yang terbuat dari logam dan dapat mengakibatkan beberapa senyawa kimia berubah menjadi racun yang mengganggu kesehatan manusia.

3. Kualitas air

Pendapat Sularso 1998:20 yang dikutif dari hasil penelitian Ridwan kualitas air yang diolah semakin baik, maka akan baik pula hasil penyaringan, Jika kadar pencemar air tinggi maka masa operasi filter akan pendek. 4. Diameter media Menurut Huisman Sularso, 1998:20 semakin halus butiran yang digunakan sebagai media penyaring, semakin baik air yang dihasilkan. Jika diameter butiran kecil, akan meningkatkan penyaringan.

2.6. Zeolit

Nama zeolit berasal dari kata “zein” yang berarti mendidih dan lithos”yang artinya batuan, disebut demikian karena mineral ini mempunyai sifat mendidih atau mengembang apabila dipanaskan. Zeolit merupakan batuan atau mineral alam yang secara kimiawi termasuk golongan mineral silika dan dinyatakan sebagai alumina Universitas Sumatera Utara silikat terhidrasi, berbentuk halus, dan merupakan hasil produk sekunder yang stabil pada kondisi permukaan karena berasal dari proses sedimentasi, pelapukan maupun aktivitas hidrotermal. Mineral zeolit dikenal sebagai bahan alam dan umumnya dalam bentuk batuan clinoptilolite, mordenite, barrerite, chabazite, stilbite, analcime dan laumonlite, sedangkan offerite, paulingite, dan mazzite hanya sedikit dan jarang dijumpai. zeolit merupakan senyawa alumina silika SiAl yang mempunyai pori dan luas permukaan yang relatif besar, sehingga mempunyai sifat adsorpsi yang tinggi. Zeolit dengan kandungan Si yang tinggi seperti clinoptilolite, mordenite, dan ferrierite dikelompokkan sebagai batuan acidic Tsitsishvili et al dalam Setyowati, 2002. Zeolit merupakan kristal berongga yang terbentuk oleh jaringan silika alumina tetrahedral tiga dimensi dan mempunyai struktur yang relatif teratur dengan rongga yang di dalamnya terisi oleh logam alkali atau alkali tanah sebagai penyeimbang muatannya. Rongga tersebut merupakan suatu sistem saluran yang didalamnya terisi oleh molekul air Ismaryata, 1999 . Ada banyak cara aktivasi zeolit antara lain dengan perlakuan asam, perlakuan garam dan proses hidrotermal. Dengan perlakuan asam menghasilkan rasio SiAl lebih tinggi dibandingkan dengan dealuminasi melalui proses hidrotermal. Menurut Ismaryata dalam penelitian Fatha Perlakuan asam menyebabkan kemampuan adsorpsi zeolit menjadi lebih tinggi, karena banyaknya pori-pori zeolit yang membuka dan permukaan zeolit yang lebih luas. Aktivasi zeolit dengan Universitas Sumatera Utara perlakuan asam dan garam, karena perlakuan garam akan membantu menghilangkan pengotor pengotor pada pori zeolit yang masih tertinggal setelah perlakuan asam. Melalui modifikasi tertentu zeolit dapat diubah menjadi suatu padatan yang mempunyai manfaat lebih, antara lain sebagai katalis, adsorben, penukar ion, dan sebagai padatan pendukung lainnya. Menurut Amelia 2003 Sifat zeolit meliputi: dehidrasi, penukar ion, adsorpsi, katalis dan penyaringanpemisahan.

2.6.1. Dehidrasi

Dehidrasi adalah proses yang bertujuan untuk melepaskan molekul-molekul air dari kisi kristal sehingga terbentuk suatu rongga dengan permukaan yang lebih besar dan tidak lagi terlindungi yang berpengaruh terhadap proses adsorpsi. Proses dehidrasi mempunyai fungsi utama melepas molekul air dari kerangka zeolit sehingga mempertinggi keaktifan zeolit. Jumlah molekul air sesuai dengan jumlah pori-pori atau volume yang hampa yang akan terbentuk bila unit sel kristal zeolit tersebut di panaskan.

2.6.2. Penukar ion

Penukar ion di dalam zeolit adalah proses dimana ion asli yang terdapat dalam intra kristalin diganti dengan kation lain dari larutan. 2.6.3. Adsorpsi Pada keadaan normal, ruang hampa dalam kristal zeolit terisi oleh molekul air bebas yang berada di sekitar kation. Bila kristal zeolit dipanaskan pada suhu sekitar 300-400 C°. Air tersebut akan keluar sehingga zeolit dapat berfungsi sebagai penyerap gas atau cairan. Dehidrasi menyebabkan zeolit mempunyai struktur pori Universitas Sumatera Utara yang sangat terbuka, dan mempunyai luas permukaan internal yang luas sehingga mampu mengadsorpsi sejumlah besar substansi selain air.

2.6.4. Katalisis

Zeolit merupakan katalisator yang baik karena mempunyai pori-pori yang besar dengan permukaan yang luas dan juga memiliki sisi aktif.

2.6.5. Penyaringan pemisahan

Zeolit dapat memisahkan molekul gas atau zat dari suatu campuran tertentu karena mempunyai rongga yang cukup besar dengan garis tengah yang bermacam- macam antara 2-3 Å. Volume dan ukuran garis tengah ruang kosong dalam kristal- kristal ini menjadi dasar kemampuan zeolit untuk bertindak sebagai penyaring molekul. Molekul yang berukuran lebih kecil dapat masuk ke dalam pori, sedangkan molekul yang berukuran lebih besar dari pori akan tertahan Khairinal dan Trisunaryanti dalam Fatha 2007..

2.6.6. Penyaringan dengan Menggunakan Zeolit

Penyaringan dengan zeolit adalah saringan yang menggunakan zeolit sebagai media katalisator yang dapat menghilangkan Fe di dalam air. Air baku yamg mengandung bes dialirkan melalui suatu filter bed yang media filternya terdiri dari mangan-zeolite K 2 Z.MnO.Mn 2 O 7 .Mangan zeolit berfungsi sebagai katalis dan pada waktu yang bersamaan besi yang ada dalam air teroksidasi menjadi bentuk ferri- oksida yang tak larut dalam air. Reaksi penghilangan besi mangan zeolit tidak sama dengan proses pertukaran ion, tetapi merupakan reaksi dari Fe 2+ dengan oksida mangan tinggi higher mangan oxide. Filtrat yang terjadi mengandung ferri-oksida Universitas Sumatera Utara dan yang tak larut dalam air dan dapat dipisahkan dengan pengendapan dan penyaringan Said, 2005. Media filter yang biasanya digunakan adalah pasir, kerikil dan zeolit. . Dikarenakan juga karena air olahan yang akan disaring berupa cairan yang mengandung butiran halus atau bahan-bahan yang larut dan menghasilkan endapan, dipisahkan dari cairan melalui filtrasi Kusnaedi,1995 . Menurut Tjokrokusumo 1995 pada pengolahan air baku dimana proses koagulasi tidak perlu dilakukan, maka air baku langsung dapat disaring dengan saringan jenis apa saja termasuk pasir kasar. Metoda dengan menggunakan zeolit digunakan dikarenakan banyak diperoleh keuntunganya antara lain : 1. Bebas lumpur dan endapan 2. Biaya cukup murah 3. Bebas dari bahan kimia berbahaya pada efluennya 4. Dapat menghasilkan air dengan kesadahan 0 5. Sederhana dalam pengoperasian 6. Dapat membuat air yang berada dalam kondisi pH asam menjadi lebih netral berdasarkan kapasitas perubahan kationnya yang besar. 7. Dengan mengkombinasikannya bersama pasir dapat menurunkan Fe sampai 93,52 Ridwan,2005.

2.7. Karbon Aktif

Karbon berpori atau lebih dikenal dengan nama karbon aktif, digunakan sebagai adsorben untuk menghilangkan warna, pengolahan limbah, pemurnian air. Karbon aktif akan membentuk amorf yang sebagian besar terdiri dari karbon bebas Universitas Sumatera Utara dan memiliki permukaan dalam yang berongga, warna hitam, tidak berbau, tidak berasa, dan mempunyai daya serap yang jauh lebih besar dibandingkan dengan karbon yang belum menjalani proses aktivasi. Karbon aktif merupakan senyawa karbon, yang dapat dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang diperlakukan dengan cara khusus untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas. Karbon aktif diperoleh dari serbuk-serbuk gergaji, ampas pembuatan kertas atau dari bahan baku yang mempunyai densitas kecil dan mempunyai struktur yang lemah. Karbon aktif sebagai penyerap uap, biasanya berbentuk granular atau pellet yang sangat keras tipe pori lebih halus, diperoleh dari tempurung kelapa, batu bata atau bahan baku yang mempunyai struktur keras Puspita, 2008. Karbon aktif memiliki ruang pori sangat banyak dengan ukuran tertentu. Pori-pori ini dapat menangkap partikel-partikel sangat halus molekul dan menjebaknya disana. Dengan berjalannya waktu pori-pori ini pada akhirnya akan jenuh dengan partikel-partikel sangat halus sehingga tidak akan berfungsi lagi. Sampai tahap tertentu beberapa jenis arang aktif dapat di reaktivasi kembali, meskipun demikian tidak jarang yang disarankan untuk sekali pakai. Secara umum karbonarang aktif biasanya dibuat dari arang tempurung dengan pemanasan pada suhu 600-2000°C pada tekanan tinggi. Pada kondisi ini akan terbentuk rekahan-rekahan rongga sangat halus dengan jumlah yang sangat banyak, sehingga luas permukaan arang tersebut menjadi besar. 1 gram karbon aktif, pada umumnya memiliki luas permukaan seluas 500-1500 m 2 , sehingga sangat efektif Universitas Sumatera Utara dalam menangkap partikel-partikel yang sangat halus berukuran. Karbon aktif sangat aktif dan akan menyerap apa saja yang kontak dengan karbon tersebut, baik di air maupun di udara. Apabila dibiarkan di udara terbuka, maka dengan segera akan menyerap debu halus yang terkandung diudara Purwakusuma, 2002.

2.7.1. Penyaringan Dengan Menggunakan Karbon Aktif

Penyaringan dengan karbon aktif adalah penyaringan dengan menggunakan karbon aktif sebagai media absorpsi yang merupakan proses penyerapan bahan-bahan tertentu. Dengan penyerapan tersebut air menjadi jernih karena zat-zat didalamnya diikat oleh absorben. Media filter yang digunakan adalah pasir, kerikil, dan karbon aktif. Absorpsi dalah proses dimana suatu partikel terperangkap kedalam suatu media dan seolah-olah menjadi bagian dari keseluruhan media tersebut. Karbon aktif memiliki pori-pori yang sangat banyak yang berguna untuk menangkap partikel- partikel molekul dan menjebaknya disana Puspita, 2008. Digunakan karbon aktif karena berfungsi menghilangkan zat organik, bau, rasa serta polutan mikro lainnya, Said, 1999. Dengan mengkombinasikanya bersama pasir dapat menurunkan Fe sampai 92,57 Ridwan, 2005. Universitas Sumatera Utara

2.8. Kerangka Konsep

SSsshjhsa Gambar. 2.2. Kerangka Konsep

2.9. Hipotesis Penelitian

Ho : Tidak ada perbedaan bermakna antara pemberian zeolit dan karbon aktif denganpenurunan kadar Fe setelah melewati penyaringan. Ha : Ada perbedaan bermakna antara pemberian zeolit dan karbon aktif dengan penurunan kadar Fe setelah melewati penyaringan. Air Sumur Bor Kadar Besi Fe Air setelah Penyaringan Penurunan Kadar Fe Penyaringan dengan zeolit Penyaringan dengan karbon aktif Pemeriksaan Laboratorium Pemeriksaan Laboratorium Saringan pasir tanpa perlakuan Universitas Sumatera Utara

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Jenis dan Rancangan Penelitian

Jenis Penelitian yang dilakukan adalah Penelitian yang bersifat Eksperimen semu untuk mengetahui penurunan kadar Fe menggunakan saringan pasir yang di beri perlakuan dengan penambahan zeolit dan karbon aktif serta saringan pasir tanpa perlakuan yang dilakukan 5 kali pengulangan untuk mendapatkan data yang akurat. Rancangan penelitian yang dilakukan adalah Pre and Post Test Design yaitu penelitian dilakukan sebelum dan sesudah penggunaan saringan pasir yang dimodifikasi.

3.2. Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada tanggal 8-9 Juni 2010.

3.3. Lokasi penelitian

Lokasi pengambilan sampel air yaitu pada salah satu sumur bor masyarakat di Desa Cinta Rakyat Percut, Sei Tuan Kabupaten Deli Serdang. Alasan pemilihan lokasi adalah karena air sumur bor terlihat keruh, berbau dan berasa logam. Lokasi pengukuran kadar Fe adalah dilakukan di laboratorium Balai Tehnik Kesehatan Lingkungan BTKL - PPM Medan.

3.4. Metode Pengumpulan Data

3.4.1. Data Primer

Data primer merupakan data yang diperoleh melalui hasil pengukuran kadar Fe sebelum dan sesudah dilakukan penyaringan dengan menggunakan zeolit dan karbon Universitas Sumatera Utara