PENINGKATAN KUALITAS AIR DOMESTIK DI KAMPUS UNSRI INDRALAYA MENGGUNAKAN FILTER KERAMIK BERBAHAN TANAH LIAT ALAM DAN ABU TERBANG BATUBARA

Transkripsi

1 PENINGKATAN KUALITAS AIR DOMESTIK DI KAMPUS UNSRI INDRALAYA MENGGUNAKAN FILTER KERAMIK BERBAHAN TANAH LIAT ALAM DAN ABU TERBANG BATUBARA Subriyer Nasir*, Rizka Wulandari Putri, Jelita Intan *Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Jln Raya Palembang Prabumulih Km 32 Inderalaya Ogan Ilir (OI) 3662 Abstrak Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat manusia, salah satu fungsinya digunakan untuk keperluan air minum Masalah kualitas air baku untuk air minum menjadi sangat penting karena berpengaruh pada kesehatan mayarakat yang mengkonsumsinya Air dapat dicemari oleh logamlogam berat yang bersifat racun atau karena kandungan ion besi dan seng yang tinggi serta zat-zat terlarut lainnya yang dapat berakibat langsung pada kesehatan Salah satu cara untuk meminimalisasikan masalah tersebut adalah dengan menggunakan teknologi membran Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan membran keramik dengan perbandingan komposisi dari tanah liat, abu batubara dan serbuk besi yaitu 77,5%:2%:2,5% Hasil analisa yang didapat memperlihatkan adanya peningkatan kualitas air baku yang memenuhi persyaratan menjadi air minum Penurunan TDS, kandungan ion logam besi (Fe) dan ion logam seng (Zn) cenderung cukup tinggi yaitu TDS menjadi sebesar 23 ppm, kandungan ion logam besi (Fe) menjadi sebesar,6 mg/l dan ion logam seng (Zn) menjadi sebesar,39 mg/l dan ph cenderung netral yaitu sekitar 6,9 Hasil analisa terhadap produk permeat sesuai dengan 492/MENKES/PER/IV/21 tentang persyaratan kualitas air minum Kata kunci : Membran keramik, Air domestik, Air minum Abstract Water is an important chemical compound of human life, especially for drinking water The quality of raw drinking water is very important to be considered, because it can influenced the human health Water quality can be deacreased due to heavy metal contents such as iron (Fe) and zink (Zn) which can be a toxic for human body Furthermore, water also containing other solute compound which directly make an impact for human health One method to minimize the heavy metal content in water is using membrane technology This research was carried out using ceramic filter made from natural clay, fly ash, and iron powder with the compositions of clay, fly ash and iron powder is 77,5%:2%:2,5% The results showed an increase in the quality of raw water that accordance with the requirement of drinking water standard Rejection percentage of TDS, Iron (Fe) and Zinc (Zn) content tends to be fairly high and in accordance with the 492/MENKES/PER/IV/21 about quality standards of drinking water in Indonesia Keywords : Membran Ceramics, Domestic Water, Drinking Water 1 PENDAHULUAN Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan oleh semua makhluk hidup Salah satu masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya air adalah kualitas air untuk keperluan domestik yang terus menurun Air dapat dicemari oleh logam-logam berat yang bersifat racun atau karena kandungan ion besi, seng dan mangan yang tinggi Air juga mengandung bakteri patogen atau zat-zat terlarut lainnya Salah satu cara untuk meminimalisasikan kandungan logam-logam berat yang bersifat racun, kandungan ion besi, seng dan mangan yang tinggi, serta kandungan bakteri patogen pada pengolahan air baku yaitu dengan menggunakan teknologi membran keramik Sistem filtrasi menggunakan membran pada dasarnya telah lama dikenal dalam pengolahan Jurnal Teknik Kimia No 5, Vol 17, Januari 211 Page 9

2 air, baik untuk kebutuhan air minum atau air untuk keperluan industri Adapun yang menjadi tujuan dalam penelitian ini adalah : 1 Mempelajari proses pengolahan air domestik dengan menggunakan proses filtrasi dengan filter keramik 2 Untuk mengetahui pengaruh variabel operasi (laju alir dan waktu) pada kinerja filter keramik yang digunakan Dalam penelitian ini permasalahan yang akan diangkat adalah bagaimana sistem pengolahan untuk meningkatkan kualitas air domestik di Kampus UNSRI Indralaya Air yang digunakan di kampus Unsri selama ini ternyata tidak dapat digunakan sebagai air minum karena kualitasnya yang tidak begitu baik Dalam pemanfaatannya air di kampus Unsri hanya digunakan untuk bilas, mencuci atau untuk keperluaan wudhu Air domestik ternyata belum masuk kategori aman untuk langsung diminum, Karena dalam proses distribusi melalui pipa-pipa, tidak bisa dihindari terjadi juga pencemaran yang menyebabkan kualitas air menurun Proses perebusan air untuk menjadi air minum hanya membunuh kuman dan bakteri, namun tidak membuang kandungan logam yang terkandung di dalam air Karena itu diperlukan pengolahan lanjutan misalnya dengan menggunakan membran Adapun manfaat yang didapat dalam melakukan penelitian ini adalah 1 Mengetahui pengolahan air domestik yang masih mengandung logam-logam berat dengan penggunaan filter keramik 2 Mendapatkan suatu teknologi yang murah dan sederhana dalam pengolahan air domestik Ruang lingkup penelitian meliputi analisa sampel air domestik di kampus UNSRI Indralaya Analisa yang dilakukan antara lain kadar ph, TDS, kandungan ion logam besi (Fe) dan Seng (Zn) dalam air domestik tersebut dengan variabel proses yang akan diteliti adalah laju alir umpan dan waktu operasi Penelitian ini dilakukan dalam skala laboratorium Membran dapat didefinisikan sebagai suatu media yang berpori dengan ketebalan tertentu serta mempunyai sifat semi-permiabel yang hanya dapat melewatkan partikel dengan ukuran molekuler tertentu atau spesi dalam suatu larutan, spesi dengan ukuran yang lebih besar dari pori akan tertahan sedangkan yang ukuran lebih kecil akan melewati membran Membran berfungsi memisahkan material berdasarkan ukuran dan bentuk molekul, menahan komponen dari umpan yang mempunyai ukuran lebih besar dari pori-pori membran dan melewatkan komponen yang mempunyai ukuran yang lebih kecil Filtrasi dengan menggunakan membran selain berfungsi sebagai sarana pemisahan juga berfungsi sebagai sarana pemekatan dan pemurnian dari suatu larutan yang dilewatkan pada membran tersebut Teknologi membran memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan proses lain, antara lain pemisahan dilakukan secara terus menerus, konsumsi energi umumnya relatif lebih rendah, proses membran dapat mudah digabungkan dengan proses pemisahan lainnya (hybrid processing), dan material membran bervariasi sehingga mudah diadaptasikan pemakaiannya Klasifikasi Membran Berdasarkan ukuran partikel yang dipisahkan, membran dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, yaitu sebagai berikut : 1 Membran mikrofiltrasi 2 Membran ultrafiltrasi 3 Membran osmosa balik (OR) 4 Nanofiltrasi 5 Membran dialisa 6 Membran elektrodialisa Prinsip Proses Pemisahan Membran Pada prinsipnya proses pemisahan dengan menggunakan membran adalah proses pemisahan antara pelarut dengan zat terlarut Pelarut dipisahkan dengan zat terlarut yang akan tertahan pada membran atau yang disebut dengan konsentrat, sedangkan pelarut akan lolos melalui membran yang dinamakan permeate Kecepatan aliran komponen yang akan dipisahkan bergantung kepada jenis gaya pendorong (driving force) dan karakteristik membran Jenis gaya pendorong yang ada pada proses pemisahan dengan menggunakan membran yaitu perbedaan tekanan, perbedaan konsentrasi, dan perbedaan temperatur Kinerja Membran Kinerja atau efisiensi perpindahan didalam membran ditentukan oleh dua parameter yaitu : a Permeabilitas Permeabilitas sering disebut juga sebagai kecepatan permeat atau fluks adalah ukuran kecepatan suatu spesi melewati membran persatuan luas dan waktu dengan gradien tekanan sebagai gaya pendorong Pada proses filtrasi, nilai fluks yang umum dipakai adalah fluks volume yang Jurnal Teknik Kimia No 5, Vol 17, Januari 211 Page 1

3 dinyatakan sebagai volume larutan umpan yang dapat melewati membran per satuan waktu per satuan luas membran Faktor yang mempengaruhi permeabilitas adalah jumlah dan ukuran pori, interaksi antara membran dan larutan umpan, viskositas larutan serta tekanan dari luar b Selektifitas Selektifitas yang parameternya dinyatakan sebagai koefisian penolakan atau koefisien rejeksi adalah ukuran kemampuan membran menahan suatu spesi Faktor yang mempengaruhi selektifitas adalah besarnya ukuran partikel yang akan melewatinya, interaksi antara membran, larutan umpan dan ukuran pori Beberapa faktor yang mempengaruhi dalam penggunaan membran diantaranya sebagai berikut : 1 Ukuran Molekul Ukuran molekul membran sangat mempengaruhi kinerja membran 2 Bentuk Membran Membran dapat dibuat dalam berbagai macam bentuk, seperti bentuk datar, bentuk tabung, dan bentuk serat berongga 3 Bahan Membran Perbedaan bahan membran akan berpengaruh pada hasil rejeksi dan distribusi ukuran pori 4 Karakteristik Larutan Karakteristik larutan ini mempunyai akan memberi pengaruh terhadap permeabilitas membran 5 Parameter operasional Jenis parameter yang digunakan pada operasional umumnya terdiri dari tekanan membran, permukaan membran, temperatur dan konsentrasi Membran keramik Membran keramik terbentuk dari kombinasi logam (aluminium, titanium, zirkonium) dengan non logam dalam bentuk oksida, nitrida atau karbida Contohnya adalah membran alumina atau zirkonia Adanya oksida logam pada membran keramik menghasilkan muatan listrik sehingga performance permukaan material keramik lebih kuat Secara fisik, membran keramik dapat berbentuk tube atau disk, bersifat porous Tanah Liat (Lempung) Tanah liat memiliki sifat paling stabil dan paling tahan tererosi Agar tanah liat dapat digunakan untuk membentuk benda keramik maka harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : 1 Sifat plastis Sifat plastis berfungsi sebagai pengikat dalam proses pembentukan sehingga benda yang dibentuk tidak akan mengalami keretakan, pecah atau berubah bentuk 2 Memiliki kemampuan bentuk Tanah liat juga harus mempunyai kemampuan bentuk yaitu kualitas penopang bentuk selama proses pembentukan berlangsung yang berfungsi sebagai penyangga 3 Susut kering dan susut bakar Tanah liat yang terlalu plastis biasanya memiliki persentase penyusutan lebih dari 15 %, sehingga apabila tanah liat tersebut dibentuk akan memiliki resiko retak atau pecah yang tinggi 4 Suhu kematangan (vitrifikasi) Suhu bakar keramik berkaitan langsung dengan suhu kematangan, yaitu keadaan benda keramik yang telah mencapai kematangan secara tepat tanpa mengalami perubahan bentuk 5 Porousitas Fluks membran keramik secara langsung berhubungan dengan porositas, dimana membran keramik yang bagus adalah membran dengan porositas tinggi, tetapi tidak menurunkan kekuatan mekanik membran tersebut Abu Terbang Batubara (Fly Ash) Abu terbang batubara terdiri dari butiran halus yang umumnya berbentuk bola padat atau berongga Secara kimia abu batubara merupakan mineral alumino silikat yang banyak mengandung unsur-unsur Ca, K, dan Na di samping juga mengandung sejumlah kecil unsur C dan N Sifat kimia dari abu terbang batubara dipengaruhi oleh jenis batubara yang dibakar dan teknik penyimpanan serta penanganannya Kualitas Air Baku Kualitas air minum sangat erat berkaitan dengan kualitas air bakunya Umumnya air baku dari air tanah kualitasnya sudah cukup baik sehingga tidak sulit menjadikannya air minum yang memenuhi persyaratan kesehatan Beberapa persyaratan air minum yang layak minum baik dari segi fisika, kimia, maupun biologinya antara lain sebagai berikut : A Persyaratan Fisika Syarat fisik air yang layak minum sebagai berikut : Jurnal Teknik Kimia No 5, Vol 17, Januari 211 Page 11

4 1 Kekeruhan Kualitas air yang baik adalah jernih (bening) dan tidak keruh Batas maksimal kekeruhan air layak minum menurut PERMENKES RI Nomor 492 Tahun 21 adalah 5 skala NTU 2 Tidak Berbau dan Rasanya Tawar 3 Jumlah Padatan Terapung Batas maksimal jumlah padatan terapung yang diperbolehkan adalah 5 mg/l 4 Suhu Normal Air yang baik mempunyai temperatur normal, yaitu 35 o C 5 Warna Air yang layak dikonsumsi harus jernih dan tidak berwarna PERMENKES RI Nomor 492 Tahun 21 menyatakan bahwa batas maksimal warna air yang layak minum adalah 15 skala TCU B Persyaratan Kimia Persyaratan kimia sebgai batasan air layak minum sebagai berikut: 1 Derajat Keasaman (ph) Menurut PERMENKES RI Nomor 492 Tahun 21, batas ph minimum dan maksimum air layak minum berkisar 6,5-8,5 2 Kandungan Bahan Kimia Organik Bahan kimia organik seperti NH 4, H 2 S, SO 4 2-, dan NO 3 tidak boleh melebihi batas yang ditetapkan 3 Kandungan Bahan Kimia Anorganik Kandungan bahan kimia anorganik seperti garam dan ion-ion logam (Fe, Al, Cr, Mg, Ca, Cl, K, Pb, Hg, Zn) pada air layak minum tidak melebihi jumlah yang telah ditentukan 4 Tingkat Kesadahan Berdasarkan PERMENKES RI Nomor 492 Tahun 21, derajat kesadahan (CaCO3) maksimum air yang layak minum adalah 5 mg per liter Kandungan Logam dalam Air Indikator yang digunakan untuk mendeteksi pencemaran air adalah cemaran logam berat didalamnya Di antara semua unsur logam berat, Hg menduduki urutan pertama dalam hal sifat racunnya, kemudian diikuti oleh logam berat antara lain Cd, Ag, Ni, Pb, As, Cr, Sn, Fe dan Zn Kelebihan seng (Zn) dalam tubuh sebanyak 2 gram atau lebih dapat menyebabkan muntah, diare, kelelahan yang sangat, anemia, gangguan reproduksi serta gangguan ginjal Dalam tanah besi (Fe) terdapat sebagai Fe 2 O 3 atau sebagai FeS 2 yang sifatnya sukar larut Adakalanya terdapat sebagai FeCO 3 yang sukar larut Kandungan besi dalam air yang diperbolehkan <,3 ppm apabila melebihi,3 ppm, mengakibatkan Warna air menjadi kemerah merahan, memberi rasa tidak enak pada minuman dan pembentukan endapan pada pipa logam Kelebihan zat besi (Fe) pada tubuh manusia bisa menyebabkan keracunan, dimana terjadi muntah, diare dan kerusakan usus serta gangguan pada ginjal Kelebihan Total Dissolved Solid (TDS) Semakin tinggi TDS maka dalam jangka panjang akan memberikan dampak negatif pada tubuh manusia karena tidak sanggup diuraikan dan akan mengendap sebagai sumber berbagai penyakit degenerative Air Domestik di Kampus UNSRI Unit Pengolahan Air (water treatment) Kampus UNSRI Indralaya memiliki kapasitas 2 liter per detik, dengan memanfaatkan Sungai Klekar sebagai sumber air baku Pemilihan Sungai Klekar sebagai sumber air baku dikarenakan oleh kuantitas air sungai yang memadai untuk memenuhi kebutuhan Kampus UNSRI dan jarak pendistribusian yang tidak terlalu jauh dari kampus Air domestik dikampus UNSRI diambil melalui pipa pengambilan (intake) yang terletak di daerah perbatasan antara desa Muara Penimbung Indralaya dengan desa Tanjung Seteko Air baku akan ditampung di dalam bak air baku dengan volume 15 m 3, dimana pada bak tersebut diinjeksikan tawas untuk menjernihkan air baku Kemudian air dari bak air baku masuk ke bak flokulasi, dengan tujuan untuk pembentukan dan pemisahan flok-flok dengan pengadukan cepat Setelah flok terpisah, lalu air masuk ke bak sedimentasi dimana terjadi pengendapan flok-flok yang terikut Kemudian difiltrasi di bak filter dengan filter pasir kuarsa dan ijuk Sebelum masuk ke bak penampung, air yang sudah diolah diinjeksikan kaporit untuk mengontrol ph dan setelah itu akan disimpan di 1 (sepuluh) bak penampung sebelum dialirkan ke tiap-tiap fakultas 2 METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan di dua tempat Persiapan bahan baku membran keramik berupa serbuk besi dan fly ash di Laboratorium Kesetimbangan Kimia Jurusan Teknik Kimia Jurnal Teknik Kimia No 5, Vol 17, Januari 211 Page 12

5 Universitas Sriwijaya Pengolahan air domestik di Laboratorium Teknik Pemisahan Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Waktu penelitian adalah bulan Januari-Mei 211 ALAT DAN BAHAN Alat yang digunakan antara lain : 1 Filter Membran keramik 2 Selang plastik 3 Pressure gauge 4 Pipa PVC 5 Pompa air 6 Flowmeter 7 phmeter 8 TDS meter 9 Oven 1 Erlenmeyer 11 Kertas saring 12 Timbangan elektrik 13 Gelas ukur 14 Ember plastik Bahan yang digunakan, yaitu : 1 Tanah liat 2 Abu batubara 3 Serbuk besi 4 Air domestik UNSRI 3 Dikeluarkan dari cetakan kemudian ditempatkan diatas lembaran pohon pisang 4 Dikeringkan pada suhu kamar selama 7 hari 5 Dibakar pada suhu 9 1 o C 6 Lama pembakaran 12 jam, yaitu 4 jam dilakukan pengasapan dan pembakaran 8 jam 3 Skema rancangan filter keramik Membran keramik dibuat dari tanah liat dan abu batubara yang mempunyai: Diameter dalam = 4 cm Diameter luar = 5 cm Ketebalan = 1 cm Panjang = 25 cm Gambar 2 Skema rancangan membran keramik 4 Rangkaian Alat Penelitian PROSEDUR PENELITIAN 1 Pembuatan Filter Keramik Pencampuran tanah liat, abu batubara dan serbuk besi, 77,5% : 2% : 2,5% Air 3% Dicetak bentuk silinder Pengeringan Disusun dalam Tungku pembakaran, Suhu 9 1oC Filter keramik Gambar 1 Diagram Alir Proses Pembuatan Filter Keramik 2 Proses Pembuatan Filter Keramik Berikut ini adalah langkah-langkah dalam pembuatan filter keramik : 1 Pencampuran tanah liat, abu batubara dan serbuk besi; dengan perbandingan tanah liat : abu batubara : serbuk besi yaitu 77,5% : 2% : 2,5% ditambah air 3% kemudian diaduk rata 2 Bahan dicetak dengan cetakan gips Air Domestik Gambar 3 Skema Rangkaian Alat Penelitian Air domestik kampus UNSRI Indralaya ditampung pada tangki berkapasitas 25 liter, untuk proses pengaliran digunakan pompa sentrifugal Air domestik dialirkan dari tangki penampungan melalui pipa PVC dengan bantuan pompa berturut-turut melewati housing yang berisi pasir silika, zeolit, dan karbon aktif sebelum menuju filter keramik Air yang mengalir ke dalam filter keramik tersebut akan merembes melewati pori-pori dinding Kondisi operasi untuk masing-masing filter divariasikan antara laju alir inlet 1 liter/menit dan 125 liter/menit dengan waktu operasi berturut-turut selama 15, 3, 45 dan 6 menit Jurnal Teknik Kimia No 5, Vol 17, Januari 211 Page 13

6 Fluks (L/m 2 jam) 3 HASIL DAN PEMBAHASAN Sampel air awal yang diteliti adalah air domestik di kampus UNSRI Indralaya dimana berasal dari sungai klekar muara penimbung Indralaya yang diolah pada unit water treatment UNSRI dengan kandungan air awal seperti pada tabel dibawah ini Tabel 1 Kandungan Sampel Air Awal N o Jenis Parameter Satu an Kadar maksimum yang diperbolehk an AParameter Fisik 1 Bau - Tidak Berbau 2 Total zat terlarut (TDS) 3 Kekeruhan Skal a NTU Hasil Pemeriksa an Tidak Berbau mg/l Rasa - Tidak Berasa Tidak Berasa 5 Warna Skal a PtCo BParameter Kimia 1 Arsen mg/l,1 Negative/ <,1 2 Besi Mg/l,3 6,149 3 Fluorida mg/l 1,5,11 4 Kadmium mg/l,3 <,2 5 Kesadahan (CaCO 3) mg/l Klorida mg/l 25 3,45 7 Total mg/l,5 <,5 Kromium 8 Mangan mg/l,4 <,3 9 Nitrit, mg/l 3 <1, - (sebagai NO 2 ) 1 Nitrat mg/l 5,2 (sebagai (NO - 3 ) 11 Ph mg/l 6,5 8,5 6,55 12 Seng mg/l 3 12, Sianida mg/l,7 Negative /<,7 14 Sulfat mg/l 25 7, Alumunium mg/l,2,21 16 Amonia mg/l 1,5,6 17 Tembaga mg/l 2,33 Dari tabel 1 terlihat bahwa kekeruhan, kadar ion Besi dan Seng melebihi batas maksimum yang diperbolehkan Namun jumlah TDS masih tinggi Hubungan Antara Fluks Terhadap Waktu Operasi Waktu (menit) Gambar 4 Hubungan fluks terhadap waktu Dari Gambar 4 terlihat bahwa untuk membran dengan laju alir 1 LPM, fluks permeat ketika proses pengolahan berjalan pada waktu 15 menit sebesar 19,87261 L/m 2 jam, 3 menit sebesar 19,26115 L/m 2 jam; dan semakin kecil ketika operasi berjalan 45 menit dan 6 menit yaitu sebesar 18,59873 L/m 2 jam, dan 18,34395 L/m 2 jam Hal yang sama untuk membran dengan laju alir 12,5 LPM, Fluks ketika proses pengolahan berjalan pada waktu 15 menit sebesar 19,46497 L/m 2 jam, 3 menit sebesar 18,3949 L/m 2 jam; dan semakin kecil ketika operasi berjalan, 45 menit dan 6 menit yaitu sebesar 18,2424 L/m 2 jam, dan 16,3573 L/m 2 jam Penurunan nilai fluks ini disebabkan karena zat terlarut yang tertahan oleh membran lama kelamaan akan terakumulasi atau menumpuk pada permukaan membran dan mengakibatkan terbentuknya gel atau lapisan fouling pada permukaan membran, sehingga terjadinya pemampatan dan meningkatnya resistan (hambatan) pada permukaan membran Persentase rejeksi TDS dan PH Berikut ini adalah tabel mengenai persentase rejeksi TDS dan ph : Tabel 2 Persentase Rejeksi TDS dan ph Laju Alir (LPM) Waktu (menit) TDS (PPM) 1 LPM 12,5 LPM A B C D PH TDS (PPM) ph TDS (PPM) Laju Alir ph TDS (PPM) , , , , , ,52 5 6, , , , , , , , , ,91 Rata-rata 34,75 6, ,54 51,75 6,51 23,75 6,93 % rejeksi 99,65,114 99,68,114 99,48,496 99,76 5,81 12, , , ,56 2 6, , , , , , , , , , , , ,9 Rata-rata 31 6,54 26,5 6,53 43,75 6,56 21,5 6,92 % rejeksi 99,69,114 99,73,229 99,56,19 99,78 5,725 ph Jurnal Teknik Kimia No 5, Vol 17, Januari 211 Page 14

7 TDS (lpm) TDS (lpm) Persentase Rejeksi TDS (%) TDS (lpm) TDS (lpm) Hubungan Antara TDS terhadap Waktu Setelah Melewati Filter Pasir Silika Waktu (menit) Gambar 5 Hubungan TDS terhadap waktu setelah melewati filter pasir silika Hubungan Antara TDS terhadap Waktu Setelah Melewati Filter Zeolit Gambar 6 Hubungan TDS terhadap waktu setelah melewati filter zeolit Hubungan Antara TDS terhadap Waktu Setelah Melewati Filter Karbon Aktif Waktu (menit) Waktu (menit) Laju Alir 1 LPM 12,5 LPM Laju Alir 1 LPM 12,5 LPM Laju Alir 1 LPM 12,5 LPM Gambar 7 Hubungan TDS terhadap waktu setelah melewati filter karbon aktif Hubungan Antara TDS terhadap Waktu Setelah Melewati Filter Keramik Waktu (menit) 1 LPM 12,5 LPM Gambar 8 Hubungan TDS terhadap waktu setelah melewati filter keramik Persentase Penurunan TDS pada Setiap Elemen Filter A B C D Elemen-Elemen Filter Laju Alir 1 LPM Gambar 9 Persentase Penurunan TDS pada Setiap Elemen Filter Dari Gambar 9 dapat terlihat bahwa Gambar penurunan TDS sangat fluktuatif pada laju alir 1 liter/menit maupun laju alir 12,5 liter/menit Terjadi penurunan TDS dari tiap outlet titik A,B,C dan D Seperti pada laju alir 1 liter/menit pada waktu operasi 15 menit, persentase rejeksi TDS dari titik A yaitu setelah melewati filter pasir silika, dimana persentase rejeksi TDS nya 73,87% menjadi 75,93% pada titik B yaitu setelah melewati filter zeolit Namun TDS kembali meningkat sedikit pada outlet housing karbon aktif, sehingga persentase rejeksi TDS nya menurun menjadi 61,9% Hal ini dikarenakan pori-pori karbon aktif yang tidak rapat Jumlah TDS kembali turun pada titik D yaitu setelah melewati filter keramik dengan persentase rejeksi TDS sebesar 82,14% Begitu pula pada laju alir 12,5,fluktuasi penurunan jumlah TDS tidak jauh berbeda Jurnal Teknik Kimia No 5, Vol 17, Januari 211 Page 15

8 Kandungan ion logam (mg/l) Data Analisa Ion Logam Berikut adalah tabel data analisa ion logam Tabel 3 Data Analisa ion-ion logam Sampel Ion-ion logam Fe (mg/l) Zn (mg/l) l Sampel Awal 6,149 12,352 I = T 1, V 1 (15 menit, 1 lpm),6,39 II = T 3,V 1 (45 menit, 1 lpm),5,73 III = T 1,V 2 (15 menit, 12,5 lpm),6,28 IV = T 3,V 2 (45 menit, 12,5 lpm),1,2 Tabel 4 Persentase Rejeksi Kandungan Ion Sampel Logam Fe dan Zn I = T 1, V 1 (15 menit, 1 lpm) II = T 3,V 1 (45 menit, 1 lpm) III = T 1,V 2 (15 menit, 12,5 lpm) IV = T 3,V 2 (45 menit, 12,5 lpm) Persentase Rejeksi (%) Fe Zn 99,9 99,68 99,92 99,41 99,9 99,77 99,84 99,84 Berikut adalah Gambar hasil analisa logam Sampel Awal I II III IV Sampel Gambar 1 Penurunan Kandungan Ion Logam Fe dan Zn Dari tabel 3 diatas terlihat bahwa ion-ion logam untuk membran dengan komposisi tanah liat, abu batubara dan serbuk besi 77,5% : 2% : 2,5% ukuran 5 µm mengalami penurunan yang sangat signifikan bila dibandingkan dengan kandungan ion logam pada sampel awal Khususnya pada kandungan seng (Zn) yang mengalami penurunan yang tinggi, dimana fe zn kandungan seng pada sampel awal yaitu 12,352 mg/l yang melebihi kadar maksimum yang diperbolehkan terkandung di dalam air yaitu 3, mg/l menjadi,39 mg/l pada sampel I,,73 mg/l pada sampel II,,28 mg/l pada sampel III dan,2 mg/l pada sampel IV Sama halnya dengan kandungan besi (Fe) yang juga mengalami penurunan yang signifikan dari kandungan ion logam pada sampel awal Dimana kandungan besi (Fe) pada sampel awal yaitu 6,149 mg/l yang melebihi kadar maksimum yang diperbolehkan terkandung di dalam air yaitu,3 mg/l menjadi,6 mg/l pada sampel I,,5 pada sampel II,,6 pada sampel III, dan,1 pada sampel IV Pembahasan Filter membran keramik dengan komposisi tanah liat, fly ash dan serbuk besi 77,5% : 2% : 2,5% ukuran 5 µm mampu menurunkan konsentrasi parameter yang melebihi kadar maksimum yang diperbolehkan dari air domesrik awal Hal ini terlihat dari turunnya kandungan ion logam besi (Fe), seng (Zn), TDS dan juga menetralkan ph Penurunan kandungan ion logam besi (Fe), seng (Zn), TDS dan juga ph dikarenakan adanya proses filtrasi yang terjadi pada filter keramik Proses filtrasi yang dimaksud adalah partikel partikel dengan diameter yang lebih besar dari ukuran pori membran akan tertahan pada permukaaan membran Selain proses filtrasi terjadi juga proses adsorpsi yang disebabkan karena adanya tumbukan partikelpartikel dengan fly-ash Semakin banyak poripori yang ada pada filter keramik maka semakin luas permukaan, sehingga semakin efektif untuk digunakan menyerap zat pencemar, karena adsorpsi merupakan fenomena fisik yang menyangkut permukaan suatu material maka adsorban yang baik harus berupa struktur berpori yang memiliki permukaan cukup luas Dari tabel persentase rejeksi TDS dan ph diatas, dapat diambil kesimpulan bahwa pada laju alir 1 liter/menit dan 12,5 liter/menit membran keramik memiliki perentase rejeksi ph dengan rata-rata sebesar 5,8 % dan 5,725% Hal ini berbeda pada housing yang berisi pasir silica, zeolit dan karbon aktif, yang memiliki persentase rejeksi ph berkisar antara,11,49 % Persentase rejeksi ph membran keramik yang diperoleh memenuhi syarat baku mutu air minum yang ditetapkan pada Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492/Menkes/Per/IV/21 tertanggal 19 April 21 yang berisi tentang persyaratan kualitas air minum Jurnal Teknik Kimia No 5, Vol 17, Januari 211 Page 16

9 Nilai TDS yang dihasilkan juga mengalami penurunan yang sangat signifikan baik pada laju alir 1 liter/menit maupun 12,5 liter/menit Permeat dari membran keramik yang dihasilkan pada laju alir 1 liter/menit maupun 12,5 liter/menit mengalami persentase rejeksi rata-rata sebesar 82,14% dan 83,83%, sedangkan persentase rejeksi pada housing yang berisi pasir silika, zeolit dan karbon aktif dapat menurunkan TDS berkisar antara 61,9-8,75 % Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa filter keramik dapat digunakan untuk mengolah air domestik menjadi air yang memenuhi persyaratan kualitas air minum Hal ini dikarenakan hasil yang diperoleh dari penelitian menunjukkan persentase rejeksi kandungan ion logam berat Besi (Fe), Seng (Zn), ph dan TDS yang cukup tinggi dan sesuai standar air minum 4 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1) Kinerja filter keramik yang dibuat dari campuran tanah liat, abu terbang batu bara dan serbuk besi cukup efektif dalam menghasilkan permeat dengan kualitas yang baik Hal ini tercermin dalam penurunan kandungan ion logam berat besi (Fe) dalam air domestik mencapai 99,89% serta kandungan ion logam seng (Zn) mencapai 99,67% diikuti penurunan TDS sekitar 99% dari TDS air domestik sebelum diolah 2) Volume permeat, laju alir dan waktu operasi mempengaruhi dalam penentuan nilai ph, TDS, kandungan logam besi (Fe), logam Seng (Zn) dan fluks 3) Filter keramik dapat digunakan sebagai solusi alternatif dalam pengolahan air menjadi air yang memenuhi persyaratan air minum DAFTAR PUSTAKA Bhave, RR (1991), Inorganic Membrane: Synthesis Characteristic and Applications, Van-Nostrand-Reinhold France Dickenson, Christopher (1992), Filters and Filtration Handbook, Elsevier Science Publishers LTD United States of America Effendi, Hefni (23), Telaah Kualitas Air, Penerbit Kanisius Yogyakarta George, Austin dan E Jasjfi (1996), Industri Proses Kimia, Edisi Kelima Erlangga Jakarta Ambarrini,Septa dan Reni, A (21), Kinerja Filter Keramik Dalam Pengolahan Limbah Cair Industri Pupuk Urea,Laporan Penelitian Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya Kementerian Kesehatan Republik Indonesia (21), Persyaratan Kualitas Air Minum Noble, R D and S A Stern (1995), Membrane Separations Technology, Principles and Applications, Elsevier Science B V Pontius, Frederick W (199), Water Quality and Treatment, McGraw-Hill, Inc United States of America Putri, Marinda (28), Abu Terbang Batubara Sebagai Adsorben Diakses pada 21 Juni 211 dari Saran 1) Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mencari kondisi operasi optimum pengolahan air menggunakan membran, antara lain tekanan dan life time (umur pakai) membran 2) Perlu dilakukan analisia uji porositas untuk melihat struktrur filter keramik dan uji kuat tekan untuk mengetahui kekuatan filter keramik 3) Perlu ditambahkan unit sterilisasi dengan sinar ultraviolet untuk tahap selanjutnya agar air yang dihasilkan dapat langsung siap minum Jurnal Teknik Kimia No 5, Vol 17, Januari 211 Page 17

10 Jurnal Teknik Kimia No 5, Vol 17, Januari 211 Page 18