Penurunan Total Suspended Solid TSS Dan (1)
Penurunan Total Suspended Solid (TSS) Dan Kekeruhan Pada Air
Terkontaminasi Abu Vulkanik Gunung Kelud Menggunakan Reaktor
Slow Sand Filter (Saringan Pasir Lambat) Single Media
Harun Abdul Aziz*
*
Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Universitas Islam Indonesia
Email : kanghar1117@gmail.com
ABSTRAK
Pada awal tahun 2014 terjadi erupsi Gunung Kelud yang mengakibatkan hujan abu vulkanik. Abu vulkanik ini
berdampak pada penurunan kualitas air baku sehingga tidak layak untuk dikonsumsi. Tujuan penelitian ini adalah
untuk mengolah air terkontaminasi abu vulkanik Gunung Kelud dengan menggunakan reaktor Slow Sand Filter serta
mengetahui efisiensi penyisihannya. Reaktor Slow Sand Filter menggunakan sistem single media dengan aliran
downflow. Parameter yang diuji adalah Total Suspended Solid (TSS) dan Kekeruhan. Variasi sampel yang digunakan
adalah konsentrasi abu vulkanik 1 gr/l (Sampel A), konsentrasi abu vulkanik 2 gr/l (Sampel B), konsentrasi abu
vulkanik 3 gr/l (Sampel C), konsentrasi abu vulkanik 4 gr/l (Sampel D). Sedangkan variasi media menggunakan media
pasir dan media kuarsa. Hasil yang diperoleh menunjukkan sampel abu vulkanik memberikan pengaruh pada
konsentrasi TSS dan Kekeruhan. Semakin banyak konsentrasi abu yang diberikan semakin besar pula konsentrasi TSS
dan Kekeruhannya. Penurunan rata-rata konsentrasi TSS paling tinggi adalah pada sampel B media pasir sebesar
97.50%. Sedangkan untuk parameter kekeruhan adalah sampel B media pasir sebesar 99.75%. Selain itu, variasi jenis
media yang digunakan juga berpengaruh terhadap penurunan konsentrasi TSS dan kekeruhan. Media pasir memiliki
efisiensi penyisihan paling tinggi daripada media kuarsa.
Kata Kunci : Abu vulkanik, Slow Sand Filter, Total Suspended Solid, Kekeruhan
Abstract
In early 2014 occurring eruptive mountain kelud resulting the rain volcanism. This Volcanic ashes impacted
on the decline in raw water qualityso, so unfit for consumed. Research purposes is water treatment contaminated
volcanic ash mountain kelud by using reactor slow sand filter and knowing efficiency. Reactor slow sand filter using
single media with streams downflow. Parameters that tested is the Total Suspended Solid ( TSS ) and Turbidity.
Variation samples used concentration volcanic ash 1 gr/l (Sample A), concentration volcanic ash 2 gr/l (Sample B),
concentration volcanic ash 3 gr/l (Sample C), concentration volcanic ash 4 gr/l (Sample D). While variation media use
sand media and quartz media. The result indicates a sample of volcanic ash Give the influence at concentrations TSS
and Turbidity. The more concentration of ash that are given the bigger also concentration TSS and Turbidity. A
decrease concentration of TSS most high is the samples of B sand media by 97.50 %. While the parameters Turbidity
is the sample of B sand media by 99.75 %. In addition, variety of filter media also affect to decrease the concentration
of TSS and Turbidity. Sand media have the efficiency most high than the media quartz.
Keyword : Volcanic Ash, Slow Sand Filter, Total Suspended Solid, Turbidity
1
PENDAHULUAN
Gunung Kelud merupakan salah satu gunung api yang terletak di Pulau Jawa. Secara
administratif Gunung Api Kelud terletak di Kabupaten Kediri, Blitar, dan Malang, Provinsi Jawa
Timur, sedangkan secara geografis terletak pada 7°56’ LS dan 112°18’30” BT dengan ketinggian
puncak 1.113,9 m di atas permukaan laut (dpl). Secara morfologis, Gunung Api Kelud ditandai oleh
keberadaan beberapa bekas kawah yang tumpang tindih berbentuk tapal kuda. Hal ini mencirikan
bahwa telah terjadi erupsi secara berulang dan bersifat eksplosif. (Kadarsetia, Eka 2006)
Abu dan pasir vulkanik adalah bahan material vulkanik jatuhan yang disemburkan ke udara
saat terjadi suatu letusan. Abu maupun pasir vulkanik terdiri dari batuan berukuran besar sampai
berukuran halus, yang berukuran besar biasanya jatuh di sekitar kawah sampai radius 5-7 km dari
kawah, sedangkan yang berukuran halus dapat jatuh pada jarak mencapai ribuan kilometer dari
kawah disebabkan oleh adanya hembusan angina. (Sudaryo dan Sutjipto, 2009)
Letusan terakhir Gunung Kelud terjadi pada tahun 2014, menyebabkan hujan abu vulkanik
mengguyur sebagian pulau jawa. Hujan abu vulkanik menyebabkan menurunnya kualitas udara dan
juga kualitas air. Abu vulkanik yang melayang-layang di udara menyebabkan pencemaran udara
bersih. Sedangkan abu vulkanik yang masuk pada sumber air baku akan mencemari kualitas air
bersih sehingga tidak layak untuk dikonsumsi.
Oleh sebab itu, perlu adanya pengolahan air agar dapat dimanfaatkan sebagaimana
mestinya. Dalam penelitian ini dipilih reaktor Slow Sand Filter (Saringan Pasir Lambat) sebagai
metode pengolahan. saringan pasir lambat adalah saringan yang menggunakan pasir sebagai media
filter dengan ukuran butiran sangat kecil, namun mempunyai kandungan kuarsa yang tinggi. Unit
ini sudah menjadi teknologi pengolahan air yang efektif lebih dari 150 tahun. Saringan pasir lambat
ini dikenal di Inggris sebelum tahun 1830, dan pertama kalinya menjadi instalasi yang sukses dalam
pengolahan untuk air minum (Taweel dan Ali, 1999).
Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah :
1. Mengetahui penurunan konsentrasi
TSS dan Kekeruhan pada air terkontaminasi abu
vulkanik
2. Mengkaji pengaruh variasi jenis media filter yang paling efektif dalam menurunkan TSS
dan Kekeruhan pada air terkontaminasi abu vulkanik Gunung
3. Mengetahui besarnya efisiensi reaktor Slow Sand Filter dalam menurunkan TSS dan
Kekeruhan pada air terkontaminasi.
2
METODOLOGI PENELITIAN
Obyek penelitian
1. Air yang diteliti adalah air yang bercampur atau terkontaminasi dengan abu vulkanik
Gunung Kelud dengan memvariasikan konsentrasi abu vulkanik yang akan dicampur.
-
Sampel A : Air dengan konsentrasi abu vulkanik 1 gr/liter
-
Sampel B : Air dengan konsentrasi abu vulkanik 2 gr/liter
-
Sampel C : Air dengan konsentrasi abu vulkanik 3 gr/liter
-
Sampel D : Air dengan konsentrasi abu vulkanik 4 gr/liter
2. Reaktor Slow sand Filter, didesain sesuai kriteria desain yang ada.
3. Parameter yang akan dianalisis adalah Total Suspended Solid (TSS) dan kekeruhan
Alat
Dalam penelitian ini digunakan reaktor Slow Sand filter Singl media yang terbuat dari kaca.
Ukuran reaktor adalah sebagai berikut ; Panjang = 64 cm, lebar = 44 cm, tinggi = 50 cm.
Ketebalan media :
-
Free board
= 10 cm
-
Tinggi air diatas permukaan
= 10 cm
-
Tebal media saring
= 20 cm
-
Tebal media penyangga
= 10 cm
TOTAL
= 50 cm
Gambar 1 Reaktor Slow Sand Filter
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah air yang terkontaminasi abu vulkanik
Gunung Kelud, dengan mencampurkan air bersih dengan abu vulkanik sesuai dengan variasi
konsentrasi masing-masing sampel. Selain itu, media filter yang digunakan pada penilitian ini
adalah media pasir sungai dan media kuarsa.
3
Persiapan Alat & Media
Reaktor ini diletakkan pada kerangka besi sebagai penyangga agar kokoh dan seimbang.
Bagian atas reaktor dibuat penutup dengan lubang-lubang kecil, hal ini dilakukan agar proses air
terkontaminasi abu vulkanik yang akan masuk pada reaktor dapat tersebar merata pada setiap luas
permukaan reaktor. Reservoir dari reaktor ini menggunakan ember dengan kapasitas 30 liter. Air
yang ditampung dalam reservoair ini selanjutnya dicampur dengan abu vulkanik sesuai variasi
konsentrasi yang telah ditentukan (Sampel A, B, C dan D), kemudian diaduk hingga homogen.
Tujuannya agar air yang akan diolah benar-benar tercampur dengan abu vulkanik gunung kelud
dan tidak terjadi pengendapan selama berada di reservoir. Debit yang digunakan adalah 15 ml/dt.
Media yang digunakan adalah pasir sungai dan pasir kuarsa. Setelah dilakukan analisis uji
keseragaman (sieve test) maka media di ayak untuk mendapatkan diameter ukuran yang sesuai ;
-
Pasir sungai dengan diameter : 0.212-0.425 mm
-
Pasir kuarsa dengan diameter : 0,6-1 mm
-
Media penyangganya adalah krikil (4,75-9,5 mm)
Sebelum digunakan, media filter ini dicuci dan dibersihkan dari padatan-padatan pengotor
agar hasil pengolahan dapat maksimum. Proses pencucian ini dilakukan manual serta dilakukan
pencucian sebanyak 16 kali agar benar-benar bersih. Selanjutnya setiap pergantian media juga
dilakukan pencucian agar padatan-padatan yag menempel pada media filter hilang dan dapat
digunakan kembali untuk percobaan selanjutnya.
Pengambilan Sampel dan Pengujian Total Suspended Solid (TSS) dan Kekeruhan (Turbidity)
Pengujian TSS dilakukan dengan mengambil titik sampling pada, inlet (reservoir) maupun
outlet pada menit ke-2, ke-8, ke-16, ke-24 dan menit ke-30. Pengukuran parameter Total Suspended
Solid (TSS) dilakukan dengan mengacu pada SNI 06-6989.23-2004 Metode Gravimetri. Sedangkan
Pengujian Kekeruhan dilakukan dengan mengambil titik sampling pada menit ke-2, ke-4, ke-8, ke10, ke-14, ke-16 dan menit ke-20. Pemeriksaan parameter kekeruhan dilakukan di Laboratorium
Kualitas Air Jurusan Teknik Lingkungan FTSP UII dengan mengacu pada SNI 06-6989.25-2005
Metode Nefelometrik.
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Penurunan Total Suspended Solid (TSS)
Media Pasir
Hasil penurunan parameter Total Suspended Solid (TSS) pada media pasir dapat dilihat
pada tabel 1 berikut ;
Tabel 1. Hasil Penurunan Total Suspended Solid (TSS) pada media pasir
Sampel A
TSS (mg/l)
Sampel B
Persentase
Menit
Inlet
Outlet
2
304
18
8
319
16
Removal (%)
TSS (mg/l)
Inlet
Outlet
94.08
795
26
15
95.30
856
408
17
95.83
24
975
16
30
930
12
Rata-rata
Sampel C
Persentase
Removal (%)
TSS (mg/l)
Inlet
Outlet
96.73
616
38
21
97.55
1045
639
14
97.81
98.36
696
18
98.71
1012
20
96.46
Rata-rata
Sampel D
Persentase
Removal (%)
TSS (mg/l)
Persentase
Removal (%)
Inlet
Outlet
93.83
1561
83
94.68
33
96.84
1585
77
95.14
1149
32
97.21
1913
86
95.50
97.41
1128
51
95.48
1709
81
95.26
98.02
1135
47
95.86
1601
96
94.00
97.50
Rata-rata
95.85
Rata-rata
94.92
Pada sampel A diketahui bahwa rata-rata prsentase removal sebesar 96,46%, Sampel B
sebesar 97.50%, sampel C sebesar 95.85% dan sampel D sebesar 94.92 %. Dari data tersebut
sampel B dengan konsentrasi abu vulkanik 2 gr/l memiliki tingkat persentase removal tertinggi pada
variasi media pasir, yakni sebesar 97.50%.
Sedangkan hasil pengujian Total Suspended Solid (TSS) pada media pasir dapat dilihat pada
grafik berikut :
120
TSS (mg/l)
100
80
Konsentrasi Abu 1 gr/l
Konsentrasi Abu 2gr/l
60
Konsentrasi Abu 3 gr/l
40
Konsentrasi Abu 4gr/l
Baku mutu
20
0
2
8
16
24
Waktu (menit)
30
Gambar 2 Grafik Hasil Pengujian Total Suspended Solid (TSS) pada media pasir
Dari grafik tersebut dapat kita lihat bahwa persebaran nilai Total Suspended Solid (TSS)
cukup merata. Hal ini ditunjukkan pada sampel A dan B memiliki nilai perubahan atau kenaikan
yang tidak terlalu signifikan. Sedangkan sampel C mulai mengalami kenaikan dan sampel D dengan
5
konsentrasi abu vulkanik 4gr/l mengalami kenaikan Total Suspended Solid (TSS) tertinggi. Dengan
demikian perubahan kenaikan nilai TSS sebanding dengan bertambahnya konsentrasi abu vulkanik.
Semakin banyak konsentrasi abu vulkanik yang ditambahkan semakin besar pula hasil TSS pada
efluen.
Berdasarkan Peraturan Pemerintah no 82 tahun 2001 dimana untuk parameter Total
suspended solid yang diperbolehkan sebagai syarat kualitas air bersih adalah 50 mg/l. sehingga pada
variasi media pasir ini hanya sampel A,B dan C saja yang memenuhi standar baku mutu. Sedangkan
sampel D dengan konsentrasi abu vulkanik 4 gr/l melebihi baku mutu dengan rata-rata nilai Total
Suspended Solid (TSS) sebesar 84.6 mg/l.
Media Kuarsa
Hasil pengujian parameter Total Suspended Solid (TSS) pada media kuarsa dapat dilihat
pada tabel 2 berikut :
Tabel 2. Hasil Penurunan Total Suspended Solid (TSS) pada media kuarsa
Sampel A
Sampel B
TSS (mg/l)
Persentase
Removal
(%)
Menit
Inlet
Outlet
TSS (mg/l)
Inlet
Sampel C
Persentase
Removal (%)
Outlet
TSS (mg/l)
Inlet
Sampel D
Persentase
Removal (%)
Outlet
TSS (mg/l)
Inlet
Persentase
Removal (%)
Outlet
2
304
30
90.13
795
35
95.60
616
68
88.96
1561
120
92.31
8
319
54
83.07
856
36
95.79
1045
81
92.25
1585
129
91.86
16
408
36
91.18
639
17
97.34
1149
65
94.34
1913
119
93.78
24
975
39
96.00
696
21
96.98
1128
74
93.44
1709
109
93.62
930
43
95.38
1012
23
97.73
1135
69
93.92
1601
127
92.07
30
Rata-rata
91.15
Rata-rata
96.69
Rata-rata
92.58
Rata-rata
92.73
Pada variasi media kuarsa ini tingkat persentase removal nampak tidak sebesar pada variasi
media pasir. Persentase removal yang paling tinggi adalah sampel B dengan rata-rata persen
removal sebesar 96.69 %.
Dengan demikian persentase removal terbesar untuk parameter Total Suspended Solid (TSS)
adalah pada media pasir sampel B dengan konsentrasi abu vulkanik 2 gr/l yakni sebesar 97.50%
dengan nilai Total Suspended Solid (TSS) 19.8 mg/l. Tingginya efisiensi penyisihan ini
menandakan bahwa reaktor Slow Sand Filter bekerja dengan baik. Dinamika filtrasi menurut Kim
dan Whittle (2006) dikendalikan oleh proses-proses skala-pori yang juga dipengaruhi oleh topologi
ruang pori, sifat-sifat dari partikel-partikel yang terbawa, distribusi ukuran partikel, bentuk,
kekasaran permukaan, konsentrasi, dan lain-lain.
Mekanisme transport menyediakan gaya-gaya untuk menggerakkan partikel-partikel keluar
dari jalur aliran menuju sekitar permukaan butiran media. Mekanisme transport antara lain
penyaringan, intersepsi, gaya-gaya inersia, sedimentasi, difusi, dan gaya-gaya hidrodinamik.
6
Sebuah studi yang dilakukan Craft pada tahun 1969 dalam Marieanna Josephinne dkk (2009)
menunjukkan bahwa penyaringan penting untuk partikulat-partikulat dengan diameter yang lebih
besar sekitar 20% dari butiran-butiran media yang dilalui aliran air.
Hasil Penurunan Kekeruhan
Media Pasir
Hasil penurunan parameter Kekeruhan pada media pasir dapat dilihat pada tabel 3 berikut:
Tabel 3. Hasil Penurunan Kekeruhan pada media pasir
Sampel A
Sampel B
Kekruhan NTU
Menit
Inlet
Outlet
Persentase
Removal
(%)
Kekruhan NTU
Inlet
Outlet
Sampel C
Persentase
Removal
(%)
Kekruhan NTU
Inlet
Outlet
Sampel D
Persentase
Removal
(%)
Kekruhan NTU
Inlet
Outlet
Persentase
Removal
(%)
2
1460
8.66
99.41
2760
6.86
99.75
3480
11.1
99.68
4450
22.91
99.49
4
1576
8.24
99.48
3440
7.04
99.80
3520
12.5
99.64
6000
20.88
99.65
8
1707
7.62
99.55
3310
6.75
99.80
3610
11
99.70
5200
21.37
99.59
10
1677
7.02
99.58
3650
7.55
99.79
3780
11.3
99.70
5600
17.73
99.68
14
1689
7.33
99.57
3860
6.76
99.82
3920
11.9
99.70
6000
19.62
99.67
16
1792
6.97
99.61
4110
6.64
99.84
4253
12
99.72
6200
19.7
99.68
1723
6.77
99.61
4240
6.63
99.84
4551
11.6
99.75
5500
20.68
99.62
20
Rata-rata
99.54
Rata-rata
99.81
Rata-rata
99.70
Rata-rata
99.63
Dari tabel 3 tersebut dapat diketahui rata-rata persentase removal pada masing-masing
sampel, yakni sampel A sebesar 99.54%, sampel B sebesar 99.81%, sampel C sebesar 99.70% dan
sampel D sebesar 99.63%. Nilai persentase removal tertinggi adalah sampel B dengan konsentrasi
abu vulkanik 2 gr/l yakni sebesar 99.81%.
Sedangkan hasil pengujian kekeruhan pada media pasir dapat dilihat pada gambar 3 berikut :
30
Kekeruhan (NTIU)
25
20
Konsentrasi Abu 1 gr/l
15
Konsentrasi Abu 2 gr/l
Konsentrasi Abu 3 gr/l
10
Konsentrasi Abu 4 gr/l
Baku Mutu Kekeruhan
5
0
2
4
8
10
14
Waktu (menit)
16
20
Gambar 3 Grafik hasil pengujian kekeruhan pada media pasir
7
Hasil yang ditunjukkan grafik tersebut juga menandakan persebaran nilai kekeruhan
keempat sampel tidak terlalu signikan. Hanya sampel D yakni konsentrasi abu vulkanik 4 gr/l yang
memiliki nilai kekeruhan tertinggi. Dari grafik tersbut juga dapat kita lihat bahwa kenaikan nilai
kekeruhan sebanding dengan bertambahnya konsentrasi abu vulkanik. Namun perubahan atau
kenaikan nilai kekeruhan pada masing-masing sampel tidak terlalu signifikan.
Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan RI No.416/Menkes/Per/IX/1990 standar baku
mutu keekruhan adalah 25 NTU. Sehingga dari keempat sampel tersebut masih memenuhi baku
mutu yang telah ditentukan.
Media Kuarsa
Hasil penurunan parameter Kekeruhan pada media kuarsa dapat dilihat pada tabel 4 :
Tabel 4. Hasil Penurunan Kekeruhan pada media kuarsa
Sampel A
Outlet
Menit
Inlet
Sampel B
Persentase
Removal
(%)
Kekruhan NTU
Inlet
Sampel C
Outlet
Persentase
Removal
(%)
Kekruhan NTU
Inlet
Sampel D
Outlet
Persentase
Removal
(%)
Kekruhan NTU
Outlet
Persentase
Removal
(%)
Kekruhan NTU
Inlet
2
1460
11.08
99.24
2760
10.1
99.63
3480
15.05
99.57
4450
20.16
99.55
4
1576
9.85
99.38
3440
9.81
99.71
3520
14.32
99.59
6000
19.6
99.67
8
1707
8.57
99.50
3310
8.98
99.73
3610
13.61
99.62
5200
23.7
99.54
10
1677
8.36
99.50
3650
8.98
99.75
3780
13.32
99.65
5600
24.2
99.57
14
1689
7.96
99.53
3860
8.01
99.79
3920
13.46
99.66
6000
27.8
99.54
16
1792
7.9
99.56
4110
7.87
99.81
4253
13.18
99.69
6200
28.3
99.54
20
1723
8.7
99.50
4240
7.86
99.81
4551
13.61
99.70
5500
33.9
99.38
Rata-rata
99.46
Rata-rata
99.75
Rata-rata
99.64
Rata-rata
99.54
Dari tebel tersebut dapat diketahui pula nilai rata-rata persentase removal tertinggi, yakni
pada sampel B dengan 99.75%. Hal ini juga menunjukkan bahwa reaktor slow sand filter mampu
mereduksi/menyaring material-material abu yang terdapat pada air. Sehingga efluen yang
dihasilkan sesuai dengan standar baku mutu dan dapat digunakan untuk keperluan sehari-hari.
Namun efisiensi penurunan pada media kuarsa tidak sebesar pada media pasir. Dengan
demikian persentase removal terbesar untuk parameter kekeruhan adalah pada media pasir sampel B
dengan konsentrasi abu vulkanik 2 gr/l sebesar 99.75% dengan nilai rata-rata kekeruhan sebesar
6.89 NTU.
Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya
yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat dalam air Kekeruhan dapat
disebabkan oleh berbagai macam jenis material tersusupensi, dengan ukuran partikel antara partikel
koloid atau partikel kasar yang terdispersi dapat berupa materi organik maupun anorganik. Semakin
tinggi materi tersuspensi semakin besar kekeruhannya.
8
Proses penyisihan polutan pada slow sand filter dapat berlangsung memalui tiga mekanisme.
Mekanisme tersebut meliputi transport mechanisms, attachment mechanisms, dan purification
mechanisms. Ketiga mekanisme itu dapat berlangsung secara bersamaan pada unit Slow Sand Filter.
Namun dalam proses penyisihan kekeruhan mekanisme proses penyisihan yang dominan terjadi
adalah transport mechanisms. Salah satuu proses utama transport mechanisms adalah proses
screening. Proses screening yang terjadi dalam reaktor cukup berpotensi dalam proses penyisihan
kekeruhan. Partikel yang berukuran lebih besar dari pori media filter menyebabkan banyaknya
partikel penyebab kekeruhan yang tertahan pada permukaan media filter . (Huisman, L. 1974 dalam
Hendrayani, AA. 2013)
Pengaruh Variasi Jenis Media terhadap Penurunan Konsentrasi Total Suspended Solid
Bagian filter yang berperan penting dalam melakukan penyaringan adalah media filter.
Media Filter dapat tersusun dari pasir silika alami, anthrasit, atau pasir garnet. Media ini umumnya
memiliki variasi dalam ukuran, bentuk dan komposisi kimia. (Kusnaedi, 2010)
Untuk parameter Total Suspended Solid (TSS), hasil perbandingan jenis media dapat dilihat
pada beberapa grafik dibawah ini :
100.00
% Removal
98.00
96.00
Sampel A Media Pasir
94.00
Sampel A Media Kuarsa
92.00
Sampel B Media Pasir
90.00
Sampel B Media Kuarsa
88.00
Sampel C Media Pasir
86.00
Sampel C Media Kuarsa
Sampel D Media Pasir
84.00
Sampel D Media Kuarsa
82.00
0
5
10
15
20
25
30
35
Waktu (menit)
Gambar 4 Hasil perbandingan penurunan TSS
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa persentse removal media pasir lebih besar
daripada media kuarsa. Dengan kata lain penurunan nilai TSS pada media pasir lebih kecil dari
pada media kuarsa. Hal ini data dilihat dari persentase tertinggi adalah pada media pasir menit ke30 sampel A (konsentrasi abu vulkanik 1 gr/l) yakni sebesar 98.71% dengan menghasilkan efluen
9
TSS sebesar 12 mg/ml. Sedangkan persentase terendah adalah pada media kuarsa menit ke-8
sampel A (konsentrasi abu vulkanik 1 gr/l) yakni sebesar 83.0%.
Dari keempat sampel tersebut, diketahui bahwa penurunan konsentrasi TSS pada media
pasir lebih kecil daripada media kuarsa. Hal ini menunjukkan bahwa efisiensi penurunan TSS
menggunakan jenis media pasir memiliki efisiensi penyisihan yang lebih besar dibandingkan
dengan media kuarsa.
Menurut Droste (1997), Kemampuan penyaringan pasir kuarsa ditentukan oleh tingkat
porositas dan luas permukaannya. Tingkat porositas yang tinggi dan luas permukaan yang lebar
akan menghasilkan kemampuan penyaringan yang tinggi pula. Porositas media filter tergantung
pada bagaimana susunan butiran-butiran tersebut di dalam lapisan media filter. Sedangkan
karakteristik partikel yang berpengaruh pada porositas dan luas permukaan adalah sphericity atau
tingkat kebulatan dari partikel tersebut. Hal ini juga didukung pernyataan Prihatin (2011) bahwa
pada media filter, semakin besar persentase porositas maka semakin besar pula volume pori yang
terdapat pada media filter, begitu juga sebaliknya.
Selain itu, ukuran media pun juga berpengaruh pada efisiensi penyisihan TSS yang mana
ukuran media pasir (0.212-0.425 mm) adalah yang memiliki efisiensi penyisihan yang paling tinggi.
Menurut Wegelin (1996) dalam Fitri, I.T. (2013) penggunaan media filter yang lebih kecil dapat
meningkatkan efisiensi penyaringan. Ukuran media filter yang kecil akan menyediakan total area
permukaan lebih besar yang akan meningkatkan efisiensi penyisihan.
Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Nkwonta dan Ochieng (2010) dimana
efisiensi tertinggi dicapai pada ukuran media filter halus (Ө12-2 mm) karena semakin kecil ukuran
media filter maka celah diantara media juga akan semakin kecil sehingga area permukaan yang
tersedia lebih besar untuk mengadsorpsi partikel padatan sehingga efisiensi penyisihan semakin
meningkat. Selain itu menurut Edahwati dan Suprihatin (2010) ukuran media filter berpengaruh
pada porositas dan daya serap yang mana semakin kecil ukuran butiran, maka luas permukaannya
makin besar juga, sehingga daya serapnya semakin besar.
10
Pengaruh Variasi Jenis Media terhadap Penurunan Konsentrasi Kekeruhan
Untuk parameter kekeruhan perbandingan hasil perbandingan jenis media dapat dilihat pada
grafik berikut ini :
99.90
Sampel A Media Pasir
% Removal
99.80
Sampel A Media Kuarsa
99.70
Sampel B Media Pasir
99.60
Sampel B Media Kuarsa
99.50
Sampel C Media Pasir
99.40
Sampel C Media Kuarsa
99.30
Sampel D Media Pasir
Sampel D Media Kuarsa
99.20
0
5
10
15
Waktu (menit)
20
25
Gambar 5 Hasil perbandingan penurunan Kekeruhan
Dari grafik tersebut tampak bahwa persentase removal kekeruhan pada media pasir lebih
besar daripada media kuarsa. Dengan kata lain nilai kekeruhan ang dihasilkan pada efluen media
pasir kecil daripada media kuarsa. Persentase removal tertinggi adalah pada sampel B media pasir
menit ke-20 yakni sebesar 99.81%. Sedangkan persentase removal terendah adalah pada sampel A
media kuarsa menit ke-2, yakni sebesar 99.24%.
Penggunaan jenis media pada reaktor Slow Sand Filter mempengaruhi efisiensi penurunan
kekeruhan. Dalam hal ini media pasir lebih baik dalam efisiensi penurunan konsentrasi kekeruhan
dari pada media kuarsa. Hal ini dapat dijelaskan bahwa pada media filtrasi kekerasan media juga
mempengaruhi efisiensi penyisihan. Kekerasan pasir dihubungkan dengan kehancuran pasir selama
pemakaian sebagai media filter. Kekerasan berhubungan erat dengan kandungan SiO2 yang tinggi,
maka akan memberikan kekerasan yang juga tinggi. Hal ini juga diperkuat oleh penelitian yang
dilakukan oleh Sudarmono, Hari (2010) dalam Tugas Akhirnya menyatakan bahwa media CRG
(Crushed Recycle Glass/limbah kaca) memiliki kemampuan yang jauh lebih baik daripada pasir
dalam menurunkan tingkat kekeruhan. Hal ini dikarenakan CRG memiliki kandungan SIO2 yang
lebih besar mengingat bahan utama pembuatan kaca adalah pasir silika.
Selain itu Tingkat porositas dan luas permukaan yang lebar juga mempengaruhi efisiensi
penyisihan pada jenis media yang berbeda. Tingkat porositas yang tinggi dan luas permukaan yang
lebar akan menghasilkan kemampuan penyaringan yang tinggi pula. (Droste, 1997)
11
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian ini didapat kesimpulan sebagai berikut:
1. Penurunan konsentrasi TSS dan kekeruhan pada efluen sebanding dengan konsentrasi abu
vulkanik pada masing-masing sampel. Semakin banyak konsentrasi abu vulkanik yang
diberikan, semakin besar pula nilai konsentrasi TSS maupun kekeruhan.
2. Jenis media filter yang digunakan memiliki pengaruh terhadap penurunan konsentrasi TSS
dan Kekeruhan. Media pasir sungai memiliki efisiensi penyisihan yang lebih besar daripada
media kuarsa.
3. Persentase removal terbesar adalah pada sampel B (konsentrasi abu vulkanik 2 gr/l) yakni
sebesar 97.50 % untuk parameter TSS, sedangkan parameter kekeruhan sebesar 99.75%.
DAFTAR PUSTAKA
Astari, Safira dan Iqbal, Rofiq. 2009. Kehandalan Saringan Pasir Lambat Dalam Pengolahan
Air. Skripsi. ITB ; Bandung
Droste, R. L. 1997. Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment, John Wiley &
Sons ; New York.
Edhawati, Luluk dan Suprihatin. 2010. Kombinasi Proses Aerasi, Adsorpsi dan Filtrasi Pada
Pengolahan Air Limbah Industri Perikanan. Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Vol
1. No 2 ; Surabaya
Fitri, I.T., Samudro, G., Sumiyati, Sri. 2013. Studi Penurunan Parameter TS dan Turbidity
Dalam Air Limbah Domestik Artifisial Menggunakan Kombinasi Vertical
Roughing Filter dan Horizontal Roughing Filter. Jurnal Teknik Lingkungan UNDIP.
Vol 2.No 2. Halaman 5
Hendrayani, AA. Dewi, Fitriani, N., Hadi, Wahyono. 2013.
Pengaruh Ketebalan Media
Geotekstil dan Arah Aliran Terhadap Penyisihan Kekeruhan dan Total Coli pada
Slow Sand Filter Rangkaian Seri. Jurnal Teknik POM ITS. Vol 3. No 1
Josephinne Marieanna, dkk. 2009. Evaluasi Single Stage Dry Slow Sand Filter Dalam
Menyisihkan Beberapa Polutan Fisis Dari Air Permukaan (Studi Kasus: Sungai
Cikapundung). Teknik Lingkungan-ITB ; Bandung
12
Kadarsetia, Eka, dkk. 2006. Karakteristik kimiawi air danau kawah Gunung Api Kelud, Jawa
Timur pasca letusan tahun 1990. Jurnal Geologi Indonesia. Vol 1 No 4 Desember
2006 : 185-192
Kim, Yun Sung dan Andrew J. Whittle. 2006. Filtration in a Porous Granular Medium.
Transport in Porous Media. Vol 65. halaman 53-87.
Kusnaedi. 2010. Mengolah Air Kotor Untuk Air Minum. Penebar Swadaya ; Jakarta
Nkwonta, Onyeka; Ochieng, George. 2009. Roughing Filter For Water Pre Treatment
Technology In Developing Countries.
International Journal Of The Physical
Sciences. Vol 4. No 9. ISSN 1992-1950 Academic Journals ; South Africa.
Pemerintah No.82 tahun 2001 tentang pengelolaan kualitas air dan pengendalian pencemaran
air
Peraturan menteri Kesehatan RI No.416/Menkes/Per/IX/1990 tentang Syarat-syarat dan
Pengawasan Kualitas Air
Prihatin, Tri, Joko. 2011. Pembuatan Filter Keramik Berbahan Dasar Tanah Liat Sebagai
Kandidat Pengolahan Limbah Radioaktif Cair. Prosiding Seminar Nasional ISSN:
0854-2910. Yogyakarta.
SNI 3981: 2008 Tentang Perencanaan Instalasi Saringan Pasir Lambat
Sudarmono Hari. 2010. Penentuan Setting Level Optimal Media Penjernih Air Terhadap
Tingkat Kekeruhan Dan Kandungan Fe Dengan Metode Full Factorial 22 Dan
Principal Component Analysis. Skripsi. Teknik Industri Universitas Sebelas Maret ;
Surakarta
Taweel, E.G., Ali, G.H. 1999. Evaluation Of Roughing And Slow Sand Filters For Water
Treatment, Water, Air, and Soil Pollution, 120: 21–28
13
Terkontaminasi Abu Vulkanik Gunung Kelud Menggunakan Reaktor
Slow Sand Filter (Saringan Pasir Lambat) Single Media
Harun Abdul Aziz*
*
Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Universitas Islam Indonesia
Email : kanghar1117@gmail.com
ABSTRAK
Pada awal tahun 2014 terjadi erupsi Gunung Kelud yang mengakibatkan hujan abu vulkanik. Abu vulkanik ini
berdampak pada penurunan kualitas air baku sehingga tidak layak untuk dikonsumsi. Tujuan penelitian ini adalah
untuk mengolah air terkontaminasi abu vulkanik Gunung Kelud dengan menggunakan reaktor Slow Sand Filter serta
mengetahui efisiensi penyisihannya. Reaktor Slow Sand Filter menggunakan sistem single media dengan aliran
downflow. Parameter yang diuji adalah Total Suspended Solid (TSS) dan Kekeruhan. Variasi sampel yang digunakan
adalah konsentrasi abu vulkanik 1 gr/l (Sampel A), konsentrasi abu vulkanik 2 gr/l (Sampel B), konsentrasi abu
vulkanik 3 gr/l (Sampel C), konsentrasi abu vulkanik 4 gr/l (Sampel D). Sedangkan variasi media menggunakan media
pasir dan media kuarsa. Hasil yang diperoleh menunjukkan sampel abu vulkanik memberikan pengaruh pada
konsentrasi TSS dan Kekeruhan. Semakin banyak konsentrasi abu yang diberikan semakin besar pula konsentrasi TSS
dan Kekeruhannya. Penurunan rata-rata konsentrasi TSS paling tinggi adalah pada sampel B media pasir sebesar
97.50%. Sedangkan untuk parameter kekeruhan adalah sampel B media pasir sebesar 99.75%. Selain itu, variasi jenis
media yang digunakan juga berpengaruh terhadap penurunan konsentrasi TSS dan kekeruhan. Media pasir memiliki
efisiensi penyisihan paling tinggi daripada media kuarsa.
Kata Kunci : Abu vulkanik, Slow Sand Filter, Total Suspended Solid, Kekeruhan
Abstract
In early 2014 occurring eruptive mountain kelud resulting the rain volcanism. This Volcanic ashes impacted
on the decline in raw water qualityso, so unfit for consumed. Research purposes is water treatment contaminated
volcanic ash mountain kelud by using reactor slow sand filter and knowing efficiency. Reactor slow sand filter using
single media with streams downflow. Parameters that tested is the Total Suspended Solid ( TSS ) and Turbidity.
Variation samples used concentration volcanic ash 1 gr/l (Sample A), concentration volcanic ash 2 gr/l (Sample B),
concentration volcanic ash 3 gr/l (Sample C), concentration volcanic ash 4 gr/l (Sample D). While variation media use
sand media and quartz media. The result indicates a sample of volcanic ash Give the influence at concentrations TSS
and Turbidity. The more concentration of ash that are given the bigger also concentration TSS and Turbidity. A
decrease concentration of TSS most high is the samples of B sand media by 97.50 %. While the parameters Turbidity
is the sample of B sand media by 99.75 %. In addition, variety of filter media also affect to decrease the concentration
of TSS and Turbidity. Sand media have the efficiency most high than the media quartz.
Keyword : Volcanic Ash, Slow Sand Filter, Total Suspended Solid, Turbidity
1
PENDAHULUAN
Gunung Kelud merupakan salah satu gunung api yang terletak di Pulau Jawa. Secara
administratif Gunung Api Kelud terletak di Kabupaten Kediri, Blitar, dan Malang, Provinsi Jawa
Timur, sedangkan secara geografis terletak pada 7°56’ LS dan 112°18’30” BT dengan ketinggian
puncak 1.113,9 m di atas permukaan laut (dpl). Secara morfologis, Gunung Api Kelud ditandai oleh
keberadaan beberapa bekas kawah yang tumpang tindih berbentuk tapal kuda. Hal ini mencirikan
bahwa telah terjadi erupsi secara berulang dan bersifat eksplosif. (Kadarsetia, Eka 2006)
Abu dan pasir vulkanik adalah bahan material vulkanik jatuhan yang disemburkan ke udara
saat terjadi suatu letusan. Abu maupun pasir vulkanik terdiri dari batuan berukuran besar sampai
berukuran halus, yang berukuran besar biasanya jatuh di sekitar kawah sampai radius 5-7 km dari
kawah, sedangkan yang berukuran halus dapat jatuh pada jarak mencapai ribuan kilometer dari
kawah disebabkan oleh adanya hembusan angina. (Sudaryo dan Sutjipto, 2009)
Letusan terakhir Gunung Kelud terjadi pada tahun 2014, menyebabkan hujan abu vulkanik
mengguyur sebagian pulau jawa. Hujan abu vulkanik menyebabkan menurunnya kualitas udara dan
juga kualitas air. Abu vulkanik yang melayang-layang di udara menyebabkan pencemaran udara
bersih. Sedangkan abu vulkanik yang masuk pada sumber air baku akan mencemari kualitas air
bersih sehingga tidak layak untuk dikonsumsi.
Oleh sebab itu, perlu adanya pengolahan air agar dapat dimanfaatkan sebagaimana
mestinya. Dalam penelitian ini dipilih reaktor Slow Sand Filter (Saringan Pasir Lambat) sebagai
metode pengolahan. saringan pasir lambat adalah saringan yang menggunakan pasir sebagai media
filter dengan ukuran butiran sangat kecil, namun mempunyai kandungan kuarsa yang tinggi. Unit
ini sudah menjadi teknologi pengolahan air yang efektif lebih dari 150 tahun. Saringan pasir lambat
ini dikenal di Inggris sebelum tahun 1830, dan pertama kalinya menjadi instalasi yang sukses dalam
pengolahan untuk air minum (Taweel dan Ali, 1999).
Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah :
1. Mengetahui penurunan konsentrasi
TSS dan Kekeruhan pada air terkontaminasi abu
vulkanik
2. Mengkaji pengaruh variasi jenis media filter yang paling efektif dalam menurunkan TSS
dan Kekeruhan pada air terkontaminasi abu vulkanik Gunung
3. Mengetahui besarnya efisiensi reaktor Slow Sand Filter dalam menurunkan TSS dan
Kekeruhan pada air terkontaminasi.
2
METODOLOGI PENELITIAN
Obyek penelitian
1. Air yang diteliti adalah air yang bercampur atau terkontaminasi dengan abu vulkanik
Gunung Kelud dengan memvariasikan konsentrasi abu vulkanik yang akan dicampur.
-
Sampel A : Air dengan konsentrasi abu vulkanik 1 gr/liter
-
Sampel B : Air dengan konsentrasi abu vulkanik 2 gr/liter
-
Sampel C : Air dengan konsentrasi abu vulkanik 3 gr/liter
-
Sampel D : Air dengan konsentrasi abu vulkanik 4 gr/liter
2. Reaktor Slow sand Filter, didesain sesuai kriteria desain yang ada.
3. Parameter yang akan dianalisis adalah Total Suspended Solid (TSS) dan kekeruhan
Alat
Dalam penelitian ini digunakan reaktor Slow Sand filter Singl media yang terbuat dari kaca.
Ukuran reaktor adalah sebagai berikut ; Panjang = 64 cm, lebar = 44 cm, tinggi = 50 cm.
Ketebalan media :
-
Free board
= 10 cm
-
Tinggi air diatas permukaan
= 10 cm
-
Tebal media saring
= 20 cm
-
Tebal media penyangga
= 10 cm
TOTAL
= 50 cm
Gambar 1 Reaktor Slow Sand Filter
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah air yang terkontaminasi abu vulkanik
Gunung Kelud, dengan mencampurkan air bersih dengan abu vulkanik sesuai dengan variasi
konsentrasi masing-masing sampel. Selain itu, media filter yang digunakan pada penilitian ini
adalah media pasir sungai dan media kuarsa.
3
Persiapan Alat & Media
Reaktor ini diletakkan pada kerangka besi sebagai penyangga agar kokoh dan seimbang.
Bagian atas reaktor dibuat penutup dengan lubang-lubang kecil, hal ini dilakukan agar proses air
terkontaminasi abu vulkanik yang akan masuk pada reaktor dapat tersebar merata pada setiap luas
permukaan reaktor. Reservoir dari reaktor ini menggunakan ember dengan kapasitas 30 liter. Air
yang ditampung dalam reservoair ini selanjutnya dicampur dengan abu vulkanik sesuai variasi
konsentrasi yang telah ditentukan (Sampel A, B, C dan D), kemudian diaduk hingga homogen.
Tujuannya agar air yang akan diolah benar-benar tercampur dengan abu vulkanik gunung kelud
dan tidak terjadi pengendapan selama berada di reservoir. Debit yang digunakan adalah 15 ml/dt.
Media yang digunakan adalah pasir sungai dan pasir kuarsa. Setelah dilakukan analisis uji
keseragaman (sieve test) maka media di ayak untuk mendapatkan diameter ukuran yang sesuai ;
-
Pasir sungai dengan diameter : 0.212-0.425 mm
-
Pasir kuarsa dengan diameter : 0,6-1 mm
-
Media penyangganya adalah krikil (4,75-9,5 mm)
Sebelum digunakan, media filter ini dicuci dan dibersihkan dari padatan-padatan pengotor
agar hasil pengolahan dapat maksimum. Proses pencucian ini dilakukan manual serta dilakukan
pencucian sebanyak 16 kali agar benar-benar bersih. Selanjutnya setiap pergantian media juga
dilakukan pencucian agar padatan-padatan yag menempel pada media filter hilang dan dapat
digunakan kembali untuk percobaan selanjutnya.
Pengambilan Sampel dan Pengujian Total Suspended Solid (TSS) dan Kekeruhan (Turbidity)
Pengujian TSS dilakukan dengan mengambil titik sampling pada, inlet (reservoir) maupun
outlet pada menit ke-2, ke-8, ke-16, ke-24 dan menit ke-30. Pengukuran parameter Total Suspended
Solid (TSS) dilakukan dengan mengacu pada SNI 06-6989.23-2004 Metode Gravimetri. Sedangkan
Pengujian Kekeruhan dilakukan dengan mengambil titik sampling pada menit ke-2, ke-4, ke-8, ke10, ke-14, ke-16 dan menit ke-20. Pemeriksaan parameter kekeruhan dilakukan di Laboratorium
Kualitas Air Jurusan Teknik Lingkungan FTSP UII dengan mengacu pada SNI 06-6989.25-2005
Metode Nefelometrik.
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Penurunan Total Suspended Solid (TSS)
Media Pasir
Hasil penurunan parameter Total Suspended Solid (TSS) pada media pasir dapat dilihat
pada tabel 1 berikut ;
Tabel 1. Hasil Penurunan Total Suspended Solid (TSS) pada media pasir
Sampel A
TSS (mg/l)
Sampel B
Persentase
Menit
Inlet
Outlet
2
304
18
8
319
16
Removal (%)
TSS (mg/l)
Inlet
Outlet
94.08
795
26
15
95.30
856
408
17
95.83
24
975
16
30
930
12
Rata-rata
Sampel C
Persentase
Removal (%)
TSS (mg/l)
Inlet
Outlet
96.73
616
38
21
97.55
1045
639
14
97.81
98.36
696
18
98.71
1012
20
96.46
Rata-rata
Sampel D
Persentase
Removal (%)
TSS (mg/l)
Persentase
Removal (%)
Inlet
Outlet
93.83
1561
83
94.68
33
96.84
1585
77
95.14
1149
32
97.21
1913
86
95.50
97.41
1128
51
95.48
1709
81
95.26
98.02
1135
47
95.86
1601
96
94.00
97.50
Rata-rata
95.85
Rata-rata
94.92
Pada sampel A diketahui bahwa rata-rata prsentase removal sebesar 96,46%, Sampel B
sebesar 97.50%, sampel C sebesar 95.85% dan sampel D sebesar 94.92 %. Dari data tersebut
sampel B dengan konsentrasi abu vulkanik 2 gr/l memiliki tingkat persentase removal tertinggi pada
variasi media pasir, yakni sebesar 97.50%.
Sedangkan hasil pengujian Total Suspended Solid (TSS) pada media pasir dapat dilihat pada
grafik berikut :
120
TSS (mg/l)
100
80
Konsentrasi Abu 1 gr/l
Konsentrasi Abu 2gr/l
60
Konsentrasi Abu 3 gr/l
40
Konsentrasi Abu 4gr/l
Baku mutu
20
0
2
8
16
24
Waktu (menit)
30
Gambar 2 Grafik Hasil Pengujian Total Suspended Solid (TSS) pada media pasir
Dari grafik tersebut dapat kita lihat bahwa persebaran nilai Total Suspended Solid (TSS)
cukup merata. Hal ini ditunjukkan pada sampel A dan B memiliki nilai perubahan atau kenaikan
yang tidak terlalu signifikan. Sedangkan sampel C mulai mengalami kenaikan dan sampel D dengan
5
konsentrasi abu vulkanik 4gr/l mengalami kenaikan Total Suspended Solid (TSS) tertinggi. Dengan
demikian perubahan kenaikan nilai TSS sebanding dengan bertambahnya konsentrasi abu vulkanik.
Semakin banyak konsentrasi abu vulkanik yang ditambahkan semakin besar pula hasil TSS pada
efluen.
Berdasarkan Peraturan Pemerintah no 82 tahun 2001 dimana untuk parameter Total
suspended solid yang diperbolehkan sebagai syarat kualitas air bersih adalah 50 mg/l. sehingga pada
variasi media pasir ini hanya sampel A,B dan C saja yang memenuhi standar baku mutu. Sedangkan
sampel D dengan konsentrasi abu vulkanik 4 gr/l melebihi baku mutu dengan rata-rata nilai Total
Suspended Solid (TSS) sebesar 84.6 mg/l.
Media Kuarsa
Hasil pengujian parameter Total Suspended Solid (TSS) pada media kuarsa dapat dilihat
pada tabel 2 berikut :
Tabel 2. Hasil Penurunan Total Suspended Solid (TSS) pada media kuarsa
Sampel A
Sampel B
TSS (mg/l)
Persentase
Removal
(%)
Menit
Inlet
Outlet
TSS (mg/l)
Inlet
Sampel C
Persentase
Removal (%)
Outlet
TSS (mg/l)
Inlet
Sampel D
Persentase
Removal (%)
Outlet
TSS (mg/l)
Inlet
Persentase
Removal (%)
Outlet
2
304
30
90.13
795
35
95.60
616
68
88.96
1561
120
92.31
8
319
54
83.07
856
36
95.79
1045
81
92.25
1585
129
91.86
16
408
36
91.18
639
17
97.34
1149
65
94.34
1913
119
93.78
24
975
39
96.00
696
21
96.98
1128
74
93.44
1709
109
93.62
930
43
95.38
1012
23
97.73
1135
69
93.92
1601
127
92.07
30
Rata-rata
91.15
Rata-rata
96.69
Rata-rata
92.58
Rata-rata
92.73
Pada variasi media kuarsa ini tingkat persentase removal nampak tidak sebesar pada variasi
media pasir. Persentase removal yang paling tinggi adalah sampel B dengan rata-rata persen
removal sebesar 96.69 %.
Dengan demikian persentase removal terbesar untuk parameter Total Suspended Solid (TSS)
adalah pada media pasir sampel B dengan konsentrasi abu vulkanik 2 gr/l yakni sebesar 97.50%
dengan nilai Total Suspended Solid (TSS) 19.8 mg/l. Tingginya efisiensi penyisihan ini
menandakan bahwa reaktor Slow Sand Filter bekerja dengan baik. Dinamika filtrasi menurut Kim
dan Whittle (2006) dikendalikan oleh proses-proses skala-pori yang juga dipengaruhi oleh topologi
ruang pori, sifat-sifat dari partikel-partikel yang terbawa, distribusi ukuran partikel, bentuk,
kekasaran permukaan, konsentrasi, dan lain-lain.
Mekanisme transport menyediakan gaya-gaya untuk menggerakkan partikel-partikel keluar
dari jalur aliran menuju sekitar permukaan butiran media. Mekanisme transport antara lain
penyaringan, intersepsi, gaya-gaya inersia, sedimentasi, difusi, dan gaya-gaya hidrodinamik.
6
Sebuah studi yang dilakukan Craft pada tahun 1969 dalam Marieanna Josephinne dkk (2009)
menunjukkan bahwa penyaringan penting untuk partikulat-partikulat dengan diameter yang lebih
besar sekitar 20% dari butiran-butiran media yang dilalui aliran air.
Hasil Penurunan Kekeruhan
Media Pasir
Hasil penurunan parameter Kekeruhan pada media pasir dapat dilihat pada tabel 3 berikut:
Tabel 3. Hasil Penurunan Kekeruhan pada media pasir
Sampel A
Sampel B
Kekruhan NTU
Menit
Inlet
Outlet
Persentase
Removal
(%)
Kekruhan NTU
Inlet
Outlet
Sampel C
Persentase
Removal
(%)
Kekruhan NTU
Inlet
Outlet
Sampel D
Persentase
Removal
(%)
Kekruhan NTU
Inlet
Outlet
Persentase
Removal
(%)
2
1460
8.66
99.41
2760
6.86
99.75
3480
11.1
99.68
4450
22.91
99.49
4
1576
8.24
99.48
3440
7.04
99.80
3520
12.5
99.64
6000
20.88
99.65
8
1707
7.62
99.55
3310
6.75
99.80
3610
11
99.70
5200
21.37
99.59
10
1677
7.02
99.58
3650
7.55
99.79
3780
11.3
99.70
5600
17.73
99.68
14
1689
7.33
99.57
3860
6.76
99.82
3920
11.9
99.70
6000
19.62
99.67
16
1792
6.97
99.61
4110
6.64
99.84
4253
12
99.72
6200
19.7
99.68
1723
6.77
99.61
4240
6.63
99.84
4551
11.6
99.75
5500
20.68
99.62
20
Rata-rata
99.54
Rata-rata
99.81
Rata-rata
99.70
Rata-rata
99.63
Dari tabel 3 tersebut dapat diketahui rata-rata persentase removal pada masing-masing
sampel, yakni sampel A sebesar 99.54%, sampel B sebesar 99.81%, sampel C sebesar 99.70% dan
sampel D sebesar 99.63%. Nilai persentase removal tertinggi adalah sampel B dengan konsentrasi
abu vulkanik 2 gr/l yakni sebesar 99.81%.
Sedangkan hasil pengujian kekeruhan pada media pasir dapat dilihat pada gambar 3 berikut :
30
Kekeruhan (NTIU)
25
20
Konsentrasi Abu 1 gr/l
15
Konsentrasi Abu 2 gr/l
Konsentrasi Abu 3 gr/l
10
Konsentrasi Abu 4 gr/l
Baku Mutu Kekeruhan
5
0
2
4
8
10
14
Waktu (menit)
16
20
Gambar 3 Grafik hasil pengujian kekeruhan pada media pasir
7
Hasil yang ditunjukkan grafik tersebut juga menandakan persebaran nilai kekeruhan
keempat sampel tidak terlalu signikan. Hanya sampel D yakni konsentrasi abu vulkanik 4 gr/l yang
memiliki nilai kekeruhan tertinggi. Dari grafik tersbut juga dapat kita lihat bahwa kenaikan nilai
kekeruhan sebanding dengan bertambahnya konsentrasi abu vulkanik. Namun perubahan atau
kenaikan nilai kekeruhan pada masing-masing sampel tidak terlalu signifikan.
Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan RI No.416/Menkes/Per/IX/1990 standar baku
mutu keekruhan adalah 25 NTU. Sehingga dari keempat sampel tersebut masih memenuhi baku
mutu yang telah ditentukan.
Media Kuarsa
Hasil penurunan parameter Kekeruhan pada media kuarsa dapat dilihat pada tabel 4 :
Tabel 4. Hasil Penurunan Kekeruhan pada media kuarsa
Sampel A
Outlet
Menit
Inlet
Sampel B
Persentase
Removal
(%)
Kekruhan NTU
Inlet
Sampel C
Outlet
Persentase
Removal
(%)
Kekruhan NTU
Inlet
Sampel D
Outlet
Persentase
Removal
(%)
Kekruhan NTU
Outlet
Persentase
Removal
(%)
Kekruhan NTU
Inlet
2
1460
11.08
99.24
2760
10.1
99.63
3480
15.05
99.57
4450
20.16
99.55
4
1576
9.85
99.38
3440
9.81
99.71
3520
14.32
99.59
6000
19.6
99.67
8
1707
8.57
99.50
3310
8.98
99.73
3610
13.61
99.62
5200
23.7
99.54
10
1677
8.36
99.50
3650
8.98
99.75
3780
13.32
99.65
5600
24.2
99.57
14
1689
7.96
99.53
3860
8.01
99.79
3920
13.46
99.66
6000
27.8
99.54
16
1792
7.9
99.56
4110
7.87
99.81
4253
13.18
99.69
6200
28.3
99.54
20
1723
8.7
99.50
4240
7.86
99.81
4551
13.61
99.70
5500
33.9
99.38
Rata-rata
99.46
Rata-rata
99.75
Rata-rata
99.64
Rata-rata
99.54
Dari tebel tersebut dapat diketahui pula nilai rata-rata persentase removal tertinggi, yakni
pada sampel B dengan 99.75%. Hal ini juga menunjukkan bahwa reaktor slow sand filter mampu
mereduksi/menyaring material-material abu yang terdapat pada air. Sehingga efluen yang
dihasilkan sesuai dengan standar baku mutu dan dapat digunakan untuk keperluan sehari-hari.
Namun efisiensi penurunan pada media kuarsa tidak sebesar pada media pasir. Dengan
demikian persentase removal terbesar untuk parameter kekeruhan adalah pada media pasir sampel B
dengan konsentrasi abu vulkanik 2 gr/l sebesar 99.75% dengan nilai rata-rata kekeruhan sebesar
6.89 NTU.
Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya
yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat dalam air Kekeruhan dapat
disebabkan oleh berbagai macam jenis material tersusupensi, dengan ukuran partikel antara partikel
koloid atau partikel kasar yang terdispersi dapat berupa materi organik maupun anorganik. Semakin
tinggi materi tersuspensi semakin besar kekeruhannya.
8
Proses penyisihan polutan pada slow sand filter dapat berlangsung memalui tiga mekanisme.
Mekanisme tersebut meliputi transport mechanisms, attachment mechanisms, dan purification
mechanisms. Ketiga mekanisme itu dapat berlangsung secara bersamaan pada unit Slow Sand Filter.
Namun dalam proses penyisihan kekeruhan mekanisme proses penyisihan yang dominan terjadi
adalah transport mechanisms. Salah satuu proses utama transport mechanisms adalah proses
screening. Proses screening yang terjadi dalam reaktor cukup berpotensi dalam proses penyisihan
kekeruhan. Partikel yang berukuran lebih besar dari pori media filter menyebabkan banyaknya
partikel penyebab kekeruhan yang tertahan pada permukaan media filter . (Huisman, L. 1974 dalam
Hendrayani, AA. 2013)
Pengaruh Variasi Jenis Media terhadap Penurunan Konsentrasi Total Suspended Solid
Bagian filter yang berperan penting dalam melakukan penyaringan adalah media filter.
Media Filter dapat tersusun dari pasir silika alami, anthrasit, atau pasir garnet. Media ini umumnya
memiliki variasi dalam ukuran, bentuk dan komposisi kimia. (Kusnaedi, 2010)
Untuk parameter Total Suspended Solid (TSS), hasil perbandingan jenis media dapat dilihat
pada beberapa grafik dibawah ini :
100.00
% Removal
98.00
96.00
Sampel A Media Pasir
94.00
Sampel A Media Kuarsa
92.00
Sampel B Media Pasir
90.00
Sampel B Media Kuarsa
88.00
Sampel C Media Pasir
86.00
Sampel C Media Kuarsa
Sampel D Media Pasir
84.00
Sampel D Media Kuarsa
82.00
0
5
10
15
20
25
30
35
Waktu (menit)
Gambar 4 Hasil perbandingan penurunan TSS
Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa persentse removal media pasir lebih besar
daripada media kuarsa. Dengan kata lain penurunan nilai TSS pada media pasir lebih kecil dari
pada media kuarsa. Hal ini data dilihat dari persentase tertinggi adalah pada media pasir menit ke30 sampel A (konsentrasi abu vulkanik 1 gr/l) yakni sebesar 98.71% dengan menghasilkan efluen
9
TSS sebesar 12 mg/ml. Sedangkan persentase terendah adalah pada media kuarsa menit ke-8
sampel A (konsentrasi abu vulkanik 1 gr/l) yakni sebesar 83.0%.
Dari keempat sampel tersebut, diketahui bahwa penurunan konsentrasi TSS pada media
pasir lebih kecil daripada media kuarsa. Hal ini menunjukkan bahwa efisiensi penurunan TSS
menggunakan jenis media pasir memiliki efisiensi penyisihan yang lebih besar dibandingkan
dengan media kuarsa.
Menurut Droste (1997), Kemampuan penyaringan pasir kuarsa ditentukan oleh tingkat
porositas dan luas permukaannya. Tingkat porositas yang tinggi dan luas permukaan yang lebar
akan menghasilkan kemampuan penyaringan yang tinggi pula. Porositas media filter tergantung
pada bagaimana susunan butiran-butiran tersebut di dalam lapisan media filter. Sedangkan
karakteristik partikel yang berpengaruh pada porositas dan luas permukaan adalah sphericity atau
tingkat kebulatan dari partikel tersebut. Hal ini juga didukung pernyataan Prihatin (2011) bahwa
pada media filter, semakin besar persentase porositas maka semakin besar pula volume pori yang
terdapat pada media filter, begitu juga sebaliknya.
Selain itu, ukuran media pun juga berpengaruh pada efisiensi penyisihan TSS yang mana
ukuran media pasir (0.212-0.425 mm) adalah yang memiliki efisiensi penyisihan yang paling tinggi.
Menurut Wegelin (1996) dalam Fitri, I.T. (2013) penggunaan media filter yang lebih kecil dapat
meningkatkan efisiensi penyaringan. Ukuran media filter yang kecil akan menyediakan total area
permukaan lebih besar yang akan meningkatkan efisiensi penyisihan.
Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Nkwonta dan Ochieng (2010) dimana
efisiensi tertinggi dicapai pada ukuran media filter halus (Ө12-2 mm) karena semakin kecil ukuran
media filter maka celah diantara media juga akan semakin kecil sehingga area permukaan yang
tersedia lebih besar untuk mengadsorpsi partikel padatan sehingga efisiensi penyisihan semakin
meningkat. Selain itu menurut Edahwati dan Suprihatin (2010) ukuran media filter berpengaruh
pada porositas dan daya serap yang mana semakin kecil ukuran butiran, maka luas permukaannya
makin besar juga, sehingga daya serapnya semakin besar.
10
Pengaruh Variasi Jenis Media terhadap Penurunan Konsentrasi Kekeruhan
Untuk parameter kekeruhan perbandingan hasil perbandingan jenis media dapat dilihat pada
grafik berikut ini :
99.90
Sampel A Media Pasir
% Removal
99.80
Sampel A Media Kuarsa
99.70
Sampel B Media Pasir
99.60
Sampel B Media Kuarsa
99.50
Sampel C Media Pasir
99.40
Sampel C Media Kuarsa
99.30
Sampel D Media Pasir
Sampel D Media Kuarsa
99.20
0
5
10
15
Waktu (menit)
20
25
Gambar 5 Hasil perbandingan penurunan Kekeruhan
Dari grafik tersebut tampak bahwa persentase removal kekeruhan pada media pasir lebih
besar daripada media kuarsa. Dengan kata lain nilai kekeruhan ang dihasilkan pada efluen media
pasir kecil daripada media kuarsa. Persentase removal tertinggi adalah pada sampel B media pasir
menit ke-20 yakni sebesar 99.81%. Sedangkan persentase removal terendah adalah pada sampel A
media kuarsa menit ke-2, yakni sebesar 99.24%.
Penggunaan jenis media pada reaktor Slow Sand Filter mempengaruhi efisiensi penurunan
kekeruhan. Dalam hal ini media pasir lebih baik dalam efisiensi penurunan konsentrasi kekeruhan
dari pada media kuarsa. Hal ini dapat dijelaskan bahwa pada media filtrasi kekerasan media juga
mempengaruhi efisiensi penyisihan. Kekerasan pasir dihubungkan dengan kehancuran pasir selama
pemakaian sebagai media filter. Kekerasan berhubungan erat dengan kandungan SiO2 yang tinggi,
maka akan memberikan kekerasan yang juga tinggi. Hal ini juga diperkuat oleh penelitian yang
dilakukan oleh Sudarmono, Hari (2010) dalam Tugas Akhirnya menyatakan bahwa media CRG
(Crushed Recycle Glass/limbah kaca) memiliki kemampuan yang jauh lebih baik daripada pasir
dalam menurunkan tingkat kekeruhan. Hal ini dikarenakan CRG memiliki kandungan SIO2 yang
lebih besar mengingat bahan utama pembuatan kaca adalah pasir silika.
Selain itu Tingkat porositas dan luas permukaan yang lebar juga mempengaruhi efisiensi
penyisihan pada jenis media yang berbeda. Tingkat porositas yang tinggi dan luas permukaan yang
lebar akan menghasilkan kemampuan penyaringan yang tinggi pula. (Droste, 1997)
11
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian ini didapat kesimpulan sebagai berikut:
1. Penurunan konsentrasi TSS dan kekeruhan pada efluen sebanding dengan konsentrasi abu
vulkanik pada masing-masing sampel. Semakin banyak konsentrasi abu vulkanik yang
diberikan, semakin besar pula nilai konsentrasi TSS maupun kekeruhan.
2. Jenis media filter yang digunakan memiliki pengaruh terhadap penurunan konsentrasi TSS
dan Kekeruhan. Media pasir sungai memiliki efisiensi penyisihan yang lebih besar daripada
media kuarsa.
3. Persentase removal terbesar adalah pada sampel B (konsentrasi abu vulkanik 2 gr/l) yakni
sebesar 97.50 % untuk parameter TSS, sedangkan parameter kekeruhan sebesar 99.75%.
DAFTAR PUSTAKA
Astari, Safira dan Iqbal, Rofiq. 2009. Kehandalan Saringan Pasir Lambat Dalam Pengolahan
Air. Skripsi. ITB ; Bandung
Droste, R. L. 1997. Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment, John Wiley &
Sons ; New York.
Edhawati, Luluk dan Suprihatin. 2010. Kombinasi Proses Aerasi, Adsorpsi dan Filtrasi Pada
Pengolahan Air Limbah Industri Perikanan. Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Vol
1. No 2 ; Surabaya
Fitri, I.T., Samudro, G., Sumiyati, Sri. 2013. Studi Penurunan Parameter TS dan Turbidity
Dalam Air Limbah Domestik Artifisial Menggunakan Kombinasi Vertical
Roughing Filter dan Horizontal Roughing Filter. Jurnal Teknik Lingkungan UNDIP.
Vol 2.No 2. Halaman 5
Hendrayani, AA. Dewi, Fitriani, N., Hadi, Wahyono. 2013.
Pengaruh Ketebalan Media
Geotekstil dan Arah Aliran Terhadap Penyisihan Kekeruhan dan Total Coli pada
Slow Sand Filter Rangkaian Seri. Jurnal Teknik POM ITS. Vol 3. No 1
Josephinne Marieanna, dkk. 2009. Evaluasi Single Stage Dry Slow Sand Filter Dalam
Menyisihkan Beberapa Polutan Fisis Dari Air Permukaan (Studi Kasus: Sungai
Cikapundung). Teknik Lingkungan-ITB ; Bandung
12
Kadarsetia, Eka, dkk. 2006. Karakteristik kimiawi air danau kawah Gunung Api Kelud, Jawa
Timur pasca letusan tahun 1990. Jurnal Geologi Indonesia. Vol 1 No 4 Desember
2006 : 185-192
Kim, Yun Sung dan Andrew J. Whittle. 2006. Filtration in a Porous Granular Medium.
Transport in Porous Media. Vol 65. halaman 53-87.
Kusnaedi. 2010. Mengolah Air Kotor Untuk Air Minum. Penebar Swadaya ; Jakarta
Nkwonta, Onyeka; Ochieng, George. 2009. Roughing Filter For Water Pre Treatment
Technology In Developing Countries.
International Journal Of The Physical
Sciences. Vol 4. No 9. ISSN 1992-1950 Academic Journals ; South Africa.
Pemerintah No.82 tahun 2001 tentang pengelolaan kualitas air dan pengendalian pencemaran
air
Peraturan menteri Kesehatan RI No.416/Menkes/Per/IX/1990 tentang Syarat-syarat dan
Pengawasan Kualitas Air
Prihatin, Tri, Joko. 2011. Pembuatan Filter Keramik Berbahan Dasar Tanah Liat Sebagai
Kandidat Pengolahan Limbah Radioaktif Cair. Prosiding Seminar Nasional ISSN:
0854-2910. Yogyakarta.
SNI 3981: 2008 Tentang Perencanaan Instalasi Saringan Pasir Lambat
Sudarmono Hari. 2010. Penentuan Setting Level Optimal Media Penjernih Air Terhadap
Tingkat Kekeruhan Dan Kandungan Fe Dengan Metode Full Factorial 22 Dan
Principal Component Analysis. Skripsi. Teknik Industri Universitas Sebelas Maret ;
Surakarta
Taweel, E.G., Ali, G.H. 1999. Evaluation Of Roughing And Slow Sand Filters For Water
Treatment, Water, Air, and Soil Pollution, 120: 21–28
13