PENGEMBANGAN GEOPOLIMER BERBASIS KARBON AKTIF SEBAGAI KERAMIK FILTER GANDA (DOUBLE FILTER) UNTUK APLIKASI PENGOLAHAN AIR SUMUR

Transkripsi

1 JURNAL SAINS DAN PENDIDIKAN FISIKA (JSPF) Jilid 11 Nomor 3, Desemer 2015 ISSN X PENGEMBANGAN GEOPOLIMER BERBASIS KARBON AKTIF SEBAGAI KERAMIK FILTER GANDA (DOUBLE FILTER) UNTUK APLIKASI PENGOLAHAN AIR SUMUR Nurhsmi 1, Suer, Nurhyti Jurusn Fisik, Fkults MIPA, Universits Negeri Mkssr Jl. Deng Tt Ry, Mkssr e-mil: smymey5@gmil.om Astrt: The Development of Cron Ative Bsed Geopolimer s Doule Filter Pottery for Well Wter Proessing Applition. It hs onduted reserh on ron tive sed geopolimer s pottery doule filter for well wter proessing pplition. This reserh ims were to understnd the miro struture of filter ermi tht produed, knowing the influene of the ddition of tive ron, nd to know how muh deit of wter whih ws otined from the filter ermi. The mnufture of filter ermis ws onduted y mixing ll primry sustnes, whih were metkolin 30 g, tive ron 1 %, qurtz snd 0.75 g, nd luminum foil 0,075 g. The ompound then mixed with lkline solution to form geopolimer pste then uring the pste t temperture of 70 o C. The results of SEM hrteriztion showed the existene of pore with size of ± 50 µm formed on the surfe of smple; pore lso ppers t smples sized of 5 µm. The pproprite ddition of tive ron for the prodution of ermis ws 1 % reltive to the msses of smple. Wter deit produed when the filter pottery ws tested ws of 0,035 mls/s for single filter nd of 0,02 mls/s for doule filter. Keywords: tive ron, ermi doule filter, geopolymer Astrk: Pengemngn Geopolimer Bersis Kron Aktif Segi Kermik Filter Gnd (Doule Filter) Untuk Apliksi Pengolhn Air Sumur. Telh dilkukn penelitin geopolimer ersis kron ktif segi kermik filter gnd (doule filter) untuk pliksi pengolhn ir sumur. Penelitin ini ertujun untuk mengethui struktur mikro dri kermik filter yng diproduksi, mengethui pengruh penmhn kron ktif, dn erp esr deit ir yng diperoleh dri filter kermik terseut. Pemutn kermik filter dilkukn dengn r dengn menmpurkn semu hn dsr seperti metkolin 30 g, kron ktif 1%, psir kurs 0,75 g, dn luminium foil 0,075 g kemudin dimpurkn dengn lrutn lkli smpi mementuk pst geopolimer dn di-uring pd tempertur 70 o C. Hsil krkterissi SEM menunjukkn dny pori dengn ukurn ±50 µm yng terentuk pd permukn smpel, tmpk pul pori dri kron ktif pd smpel dengn ukurn ±5 µm. Penmhn kron ktif yng ik untuk produksi kermik dlh 1% reltif terhdp mss smpel. Deit ir yng dihsilkn untuk filter kermik tunggl seesr 0,035 ml/s sedngkn untuk filter kermik gnd seesr 0,02 ml/s.. Kt Kuni: Geopolimer, Kermik Doule Filter, dn Kron Aktif Air merupkn keutuhn dsr seluruh mkhluk hidup. Dri totl ir yng tersedi di umi hny 2,53 % sj yng merupkn ir ersih, nmun keutuhn kn ir ersih semkin meningkt seiring dengn semkin meningktny pertumuhn penduduk. Selin itu, ir ersih yng lyk minum jug hrus mellui proses pengolhn yng memenuhi syrt fisik mupun kimiwi. Air ersih yng digunkn oleh segin esr msyrkt ersumer dri Perushn Derh Air Minum (PDAM). Nmun pertumuhn penduduk yng semkin meningkt mengkitkn segin esr msyrkt tidk memperoleh ir ersih dri PDAM, sehingg msyrkt menjdikn ir sumur segi sumer ir utm kehidupn. Air sumur yng digunkn segi sumer ir minum merupkn slh stu jenis ir tnh dengn kndungn ergi minerl dn unsur, ik yng ersift logm mupun non logm. Kndungn unsur logm yng terdpt di dlm ir sumur mengkitkn ir terseut tidk lyk untuk dikonsumsi, sehingg diperlukn seuh lterntif untuk menjernihkn ir sumur terseut. 280

2 Nurhsmi, dkk., Pengemngn Geopolimer Berhn Kron Aktif Slh stu lterntif yng is digunkn yitu penggunn kermik filter. Kermik filter diut dri hn geopolimer yng dimpurkn dengn kron ktif. Penmpurn kron ktif ini ertujun gr kermik yng diproduksi dpt menyerp logmlogm ert yng terdpt di dlm ir sumur. Sumer kron ktif dpt diproduksi dri ergi hn, ykni tempurung kelp, mps teu, dn lin-lin. Dlm penelitin ini, digunkn tempurung kelp segi sumer kron ktif kren keerdnny ukup melimph di lm. Kron ktif yng digunkn ersift soren dn erfungsi segi hn filtrsi. Filtrsi digunkn untuk mereduksi kndungn kteri, menghilngkn wrn, rs, u, sert menghilngkn kndungn logm ert. Hsil Penelitin yng dilkukn oleh Airig et. ll (2014) menunjukkn hw filtrsi gnd menghsilkn produk yng leih unggul jik dindingkn dengn filtrsi tunggl meskipun tingkt perkolsi ir leih tinggi untuk filtrsi tunggl. Kermik filter dpt ditmhkn dengn kron ktif, dimn kron ktif merupkn hn yng dpt menyerp unsur logm. Kron ktif dlh rng dengn struktur morf tu mikrokristlin jenis kron yng memiliki lus permukn yng tinggi sekitrn 1500 m 2 /g sert memiliki kemmpun untuk mengdsorpsi dlm fse ir mupun dlm fse gs (Co, 2012). Slh stu sumer kron ktif yng nyk dimnftkn dlm pengolhn ir ersih dlh tempurung kelp. Hl ini dikrenkn tempurung kelp memiliki mikropori yng nyk, kdr u yng rendh, dn sift kelrutn dlm ir yng tinggi (Gilr, 2013).. Filter dlh lt penyring ir yng digunkn pd pengolhn ir ersih untuk memishkn hn pengotor (prtikult) yng terdpt dlm ir. Medi filter digunkn segi slh stu teknologi mendsr dlm pengolhn ir. Alt filtrsi tu penyring memishkn mpurn solid likuid dengn medi porous (medi erpori) gun memishkn senyk mungkin pdtn yng tersuspensi yng pling hlus (Mry, 2012). Krkteristik filtrsi dikemngkn erdsrkn pertimngn teknik dn ekonomi dengn ssrn utmny ykni dihsilkn filter yng mudh digunkn, murh, dn kulits yng ik. Air yng memiliki pdtn dengn ukurn yng homogen menggunkn sringn tunggl (single filter), sedngkn jik ukurn pdtn ergm, mk digunkn sringn gnd (doule filter). Kermik Geopolimer dpt ekerj segi tpis tu filter ik ser meknik mupun ser elektronik dengn r menyerp tom yng terkndung didlm ir dn mengurungny di dlm pori geopolimer dn meloloskn molekul ir yng ukurnny leih keil. Kren itu molekul ir yng lolos memiliki tingkt kemurnin yng tinggi. METODE Pd penelitin ini disintesis senyk 12 smpel dengn vrisi psir kurs (PK), seruk luminium foil (AF), dn kron ktif (KA). Metode yng dipki dlm penelitin ini dlh mixing yitu dengn r menmpurkn semu hn seperti metkolin, PK, AF, dn KA kemudin diduk ser mnul dn dimpurkn dengn lrutn lkli smpi mementuk pst geopolimer. Pst ini kemudin di-uring pd tempertur 70 o C. HASIL DAN DISKUSI Penelitin memhs tentng komposisi kermik yng ik untuk digunkn segi filter, sert pengruh kron ktif (KA) terhdp filter kermik dn hsil filtrsi, dlm hl ini kdr unsur logm yng terkndung dlm ir. Ad eerp hn tmhn dlm pemutn filter kermik, yitu psir kurs (PK) yng

3 282 Jurnl Sins dn Pendidikn Fisik. Jilid 11, Nomor 3, Desemer 2015, hl dihrpkn setelh penmhn kn menghsilkn filter kermik yng leih kut. Selin itu, digunkn hn tmhn luminium foil (AF) segi pementuk pori pd filter kermik gr molekul ir dpt diloloskn dengn menghitung deit ir. 1. Hsil Sintesis Kermik Filter dengn vrisi PK Berdsrkn Gmr 1 terliht pengruh penmhn PK terhdp filter kermik. Penmhn PK 1,50 grm terliht retkn yng ukup esr, sedngkn untuk penmhn PK 1,00 grm terliht retkn hlus pd kermik. Retkn terseut dikitkn gregt PK yng terllu nyk sehingg mtriks (metkolin) tidk mmpu untuk mengiktny. Pd penmhn PK 0,75 grm tidk d retkn pd filter kermik meskipun ukurn pori yng terentuk tidk homogen kit ukurn seruk AF yng tidk sm setelh digerus. 2. Hsil Sintesis Kermik Filter dengn vrisi AF Selin pengruh vrisi psir kurs, pengruh vrisi luminium foil (AF) segi pementuk pori dpt diliht pd Gmr 2 Tmpk pori pd filter kermik, dimn terliht pd penmhn seruk AF seesr 0,4 gr smpi dengn vrisi 0,1 gr terdpt retkn yng dikitkn kren nykny pori yng terentuk yng mengkitkn filter kermik terseut menjdi rpuh. Sedngkn untuk penmhn AF 0,075 gr terliht filter kermik yng ik kren tidk dny retkn pd smpel. () () d Gmr 2 Filter Kermik dengn vrisi Aluminium Foil (AF) 0,4 g (), 0,2 g (), 0,1 g () dn 0,75 g (d). 3. Hsil Sintesis Kermik Filter dengn vrisi KA () Gmr 1. Filter Kermik dengn vrisi Psir Kurs (PK): 1,50 g (), 1 g (), dn 0,75 g (). Gmr 3 menunjukkn peruhn kermik filter dengn vrisi kron ktif. Dri Gmr terseut tmpk setelh penmhn KA 5 % kermik menjdi retk kren penmhn kron ktif yng terllu esr. Begitu pun dengn penmhn KA 4%, 3%, dn 2% mengkitkn keretkn pd kermik. Sedngkn untuk penmhn 1% tmpk tidk

4 Nurhsmi, dkk., Pengemngn Geopolimer Berhn Kron Aktif dny retkn. Sehingg komposisi tept yng ik dlh pd komposisi kron ktif 1%. Hsil ini didukung oleh hsil krterissi SEM yng dpt diliht pd Gmr 4 dn 5 yng menunjukkn pengruh penmhn KA. Jdi komposisi KA pd smpel kermik yng pling ik dlh pd penmhn 1 % reltif terhdp mss smpel. d e e Gmr 3 Filter Kermik dengn vrisi Kron Aktif (KA) 5% (), 4% (), 3% (), 2% (d), dn 1% (e) Retkn Hlus Pori Kron Aktif Gmr 5. Citr SEM dengn Penmhn KA 5% (), 4% (), 3% (), 2% (d) dn 1%(e) 4. Pengujin Deit Air dri Kermik Filter Pori Kermik Gmr 4. Citr SEM dengn Penmhn KA. Dri hsil pengujin diperoleh wktu yng diutuhkn untuk meloloskn molekul ir senyk 10 ml, sehingg diperoleh deit ir seesr : Deit ir filter tunggl : Q = Deit ir filter gnd : Q = 10 ml = 0,035 ml/s 307 s 10 ml = 0,02 ml/s 492 s

5 284 Jurnl Sins dn Pendidikn Fisik. Jilid 11, Nomor 3, Desemer 2015, hl Deit ir yng diperoleh dengn persmn dits pd kermik filter tunggl dlh seesr 0,035 ml/s. Sedngkn untuk untuk filter gnd diperoleh deit ir seesr 0,02 ml/s. Dimn deit ir yng diperoleh. 5. Pengujin Smpel Air Pengujin ir dilkukn dengn r sintetik dengn r melrutkn logm Cu dengn qudes. Peruhn ir seelum filtrsi, filtrsi tunggl, dn filtrsi gnd dpt diliht pd Gmr 6. tmpk ir yng semkin jernih dn tidk d logm Cu yng melekt disekitr wdh meskipun deit ir yng diperoleh leih esr dindingkn dengn filtrsi tunggl. Dri nlisis dits diperoleh huungn deit ir terhdp kulits ir yng diperoleh, dimn semkin esr deit ir errti pori yng dilluiny ukup esr sehingg prtikel Cu dengn ukurn yng ukup esr msih dpt lolos dri filter, terliht pd Gmr 6- hsil filtrsi tunggl diperoleh kulits ir yng msih mengndung unsur Cu. Sedngkn untuk deit ir yng rendh dimn ir dengn ukurn molekul yng leih keil memutuhkn wktu yng leih lm untuk lolos, terliht pd Gmr 6- hsil filtrsi gnd diperoleh kulits yng leih ik dri filtrsi tunggl. Hl ini di dukung oleh dt hsil nlisis AAS pd Tel 1. Tel 1. Hsil Anlisis AAS No Kode Smpel Stun Kdr Cu 1 A (Filtrsi Gnd) mg/l 0,11 2 B (Smpel Air) mg/l 0,30 3 C (Filtrsi Tunggl) mg/l 0,20 Gmr 6. Hsil Uji Air seelum difilter (), Filter Tunggl (), dn Filter Gnd () Gmr 6 menunjukkn hsil pengujin smpel ir dimn tmpk peruhn wrn pd ir seelum diflter (), filter tunggl () dn filter gnd (). Smpel pd ir tmpk erwrn orenge yng merupkn logm ert Cu. Sedngkn setelh difilter tmpk peruhn ir yng semkin jernih pd pd filter pertm kn tetpi msih tmpk unsur Cu yng melekt disekitr wdh. Untuk hsil filtrsi gnd Gmr 7. Grfik Huungn Antr Jenis Filtrsi Terhdp Kdr Cu Berdsrkn Tel 1 diperoleh kdr Cu seelum difiltrsi seesr 0,3 mg/l, dn setelh mellui filtrsi tunggl, kdr Cu erkurng menjdi 0,20 ml/g. Begitu pul setelh di filtrsi gnd dimn kdr Cu erkurng menjdi 0,11 mg/l. Adpun huungn jenis filtrsi dengn

6 Nurhsmi, dkk., Pengemngn Geopolimer Berhn Kron Aktif kdr Cu dpt diliht pd Gmr 7. Berdsrkn Gmr 7 terseut, tmpk hw kdr Cu semkin erkurng ser liner. Dri hsil nlisis terseut dpt diuktikn hw dengn menggunkn kermik filter, logm Cu yng terkndung pd ir dpt disring dengn ik oleh kermik filter gnd. SIMPULAN Berdsrkn Hsil Penelitin mk dpt disimpulkn:. Struktur mikro kermik filter menunjukkn terentukny pori yng ersl dri luminium foil dimn pori yng terentuk ukup esr. Selin itu tmpk pul pori yng erukurn ±5 µm yng ersl dri pori kron ktif yng dpt menyerp logm ert pd ir sumur.. Pengruh penmhn KA pd kermik kn menyekn retkn hlus, dimn jik penmhn KA terllu nyk dpt menyekn kermik menjdi rpuh. Dri hsil nlisis penmhn KA yng ik dlh 1% reltif terhdp mss smpel.. Deit ir yng diperoleh kermik filter tunggl leih esr dindingkn dengn filter kermik gnd, dimn deit ir seesr 0,035 ml/s untuk filtrsi tunggn, sedngkn untuk kermik filter gnd seesr 0,020 ml/s, tetpi kulits ir yng dihsilkn kermik filter gnd leih ik dinding kermik filter tunggl, il ditinju dri kndungn Cu yng diloloskn. Interntionl Journl for Servie Lerning in Engineering. Vol. 7(1), pp Ferone, C. et.ll Applition-Oriented Chemil Optimiztion of Metkolin Bsed Geopolymer:Open Aess Mterils. pp Mry, S Studi Pengolhn Air mellui Medi Filter Psir Kurs (Studi Ksus Sungi Mlimpung). Jurusn Teknik Sipil Fkults Teknik Unhs, Mkssr. Provis et.ll Do Geopolymers Atully Contin Nnorystlline Zeolites A Reexmintion of Existing Results. Chem. Mter pp Rhier, H. et.ll Low-temperture synthesizedluminosilite lsses.1. Lowtemperture retion stoihiometry nd struture of model ompound. Journl of Mterils Siene 31, DAFTAR RUJUKAN Airig, F Wter Purifition y Doule Filtrtion Using Cermi Filters. Environment nd Nturl Resoures Reserh, Vol.4(2). Cndin Center of Siene nd Edution. Co, A. et.ll Low-Teh Coonut Shell Ativted Chrol Prodution.