PENINGKATAN NILAI ARANG TEMPURUNG KELAPA PRODUKSI PETANI UNTUK INDUSTRI PEMURNIAN AIR SUMUR GALIAN/BOR YANG TERKONTAMINASI Fe DI KOTA DUMAI LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Industri Oleh: ADE PUTRA PRATAMA 11152100133 JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SULTAN SYARIF KASIM RIAU PEKANBARU 2015 ii i
PENINGKATAN NILAI ARANG TEMPURUNG KELAPA PRODUKSI PETANI SEBAGAI KARBON AKTIF UNTUK INDUSTRI PEMURNIAN AIR SUMUR GALIAN/BOR YANG TERKONTAMINASI BESI (Fe) DI KOTA DUMAI ADE PUTRA PRATAMA 11152100133 Tanggal Sidang : 29 Desember 2015 Periode Wisuda : Februari 2016 Jurusan Teknik Industri Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Sultan Syarif Kasim Riau Jl. HR. Soebrantas KM. 18 No. 155 Pekanbaru ABSTRAK Kebutuhan air bersih di Riau sangatlah tinggi karna sebagian besar daerah tidak ada sumber air bersih yang layak untuk digunakan. Penelitian ini dilakukan di Kota Dumai. Kandungan ion besi (Fe) dari Air sumur galian dan sumur bor dibeberapa titik di kota Dumai telah diuji. Dari kelima sampel air sumur yang di uji diperoleh kandungan ion besi (Fe) masing- masingnya di sumur A, B, C, D dan E adalah sebanyak 5,057 ppm, 4,621 ppm, 1,013 ppm, 1,438 ppm dan 6,372 ppm. Jumlah kandungan besi ini dinilai berbahaya karena sudah jauh melebihi standar baku mutu yang ditetapkan. Pengurangan kandungan ion Fe telah dilakukan dengan menggunakan proses adsorpsi memakai karbon aktif dari arang tempurung kelapa yang dimodifikasi melalui proses aktivasi kimia menggunakan senyawa kimia KOH. Proses adsorpsi pada tiap-tiap sampel dilakukan dengan diberikan variasi waktu perendaman selama 3, 5, 7 jam. Hasil pengujian menunjukkan hasil yang siqnifikan karbon aktif tempurung kelapa dapat menyerap ion Fe pada masing-masing sampel sehingga arang tempurung kelapa produksi petani berpotensi digunakan sebagai bahan penyerap ion Fe pada sumur warga. Kata kunci: air sumur, arang tempurung kelapa, logam Fe vii
INCREASING VALUE OF COCONUT SHELL CHARCOAL PRODUCTION AS FARMERS ACTIVATED CARBON FOR INDUSTRY WELL WATER PURIFICATION MINING / BOR THAT CONTAMINATED IRON (Fe) IN THE CITY DUMAI ADE PUTRA PRATAMA 11152100133 Test Schedule : 29 December 2015 Graduation Period : February 2015 Industrial Engineering Department Faculty of Science and Technology State Islamic University of Sultan Syarif Kasim Riau Jl. HR. Soebrantas KM. 18 No. 155 Pekanbaru ABSTRACT The need for clean water in Riau is very high because most of the areas there are no viable source of clean water for use. This research was conducted in the city of Dumai. The content of iron ions (Fe) of water dug wells and boreholes in some point in the town of Dumai been tested. Of the five water samples obtained test wells in the ion content of iron (Fe) each of which in wells A, B, C, D and E are as much as 5.057 ppm, 4.621 ppm, 1.013 ppm, 1.438 ppm and 6.372 ppm. The amount of the iron content is considered dangerous because it far exceeds the quality standards set. Reduction of Fe ion content was done using adsorption process using active carbon from coconut shell charcoal modified through chemical activation process using chemical compounds KOH. The adsorption process in each sample is done with a given variation of immersion time for 3, 5, 7 o'clock. The test results showed a siqnifikan coconut shell activated carbon can absorb ion Fe in each sample so that the production of coconut shell charcoal farmers could potentially be used as an absorbent material on the Fe ion wells. Keywords: well water, coconut shell charcoal, metal Fe viii
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T, atas segala rahmat dan hidayah-nya sehingga pada akhirnya penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini sebagai salah satu syarat untuk memenuhi persyaratan akademis dalam rangka meraih gelar Sarjana di Program Studi Teknik Industri Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Sultan Syarif Kasim Riau. Shalawat dan salam selalu disampaikan kepada Baginda Nabi Muhammad S.A.W yang telah membawa umatnya dari zaman kebodohan ke zaman yang penuh dengan ilmu pengetahuan seperti saat ini. Judul Laporan Tugas Akhir ini adalah Peningkatan Nilai Arang Tempurung Kelapa Produksi Petani Sebagai Karbon Aktif Untuk Industri Pemurnian Air Sumur Galian/Bor Yang Terkontaminasi Besi ( Fe) Di Kota Dumai. Dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini penulis mendapat bimbingan, bantuan, dan dukungan yang sangat berarti dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Prof. DR. Munzir Hitami, M.A. selaku Rektor Universitas Islam Negeri Sultan Syarif Kasim Riau. 2. Bapak DR. Hartono, M.Pd. selaku Dekan Fakultas Sains Dan Teknologi. 3. Bapak Ismu Kusumanto, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Industri 4. Ibu DR. Rika, S.Si., M.Sc. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir Jurusan Teknik Industri, yang telah telah banyak meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran dalam membimbing dan memberikan petunjuk yang sangat berharga dalam penulisan Laporan ini 5. Bapak Muhammad Nur, ST., M.Si. dan Bapak Ekie Gilang Permata, ST., M.Sc selaku Penguji I dan Penguji II yang telah memberikan masukan dan pengarahan demi selesainya Laporan ini. 6. Bapak Dr. Erman Taer, M.Si yang memberikan arahan, bimbingan dan juga telah memberikan kesempatan untuk melakukan penelitian di Laboratoium Nanoteknologi dan Material Jurusan Fisika FMIPA Universitas Riau. 7. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Industri yang telah banyak memberikan ilmunya kepada penulis. x
8. Yang teristimewa untuk kedua Orang Tua, Papa Asril dan Mama Wismanita. Kakak dan Adik tercinta Yusi Erlina, Anita Magarilna, S,Si, Mila Etika Putri, Annisa Fitri dan Sharah Salsabila serta Desy Andriani, yang selalu memotivasi dan berdoa untuk kesuksesan dan memberikan dukungan kepada penulis. 9. Sahabat-sahabat yang telah memberikan dorongan dan motivasi ( Novika, Andri, Ridho, Fian, Habibi, Niki, Riri, M.Riski, Jamil, Yudha, Ganda, Lendra, Bg Dedi, Bg Harbi, Bg Faisal, Budi, Sila, Intan, Arianda, Dede, Ogie, Abel, Riski, Rudi,dkk). 10. Rekan-rekan Laboratoium Nanoteknologi dan Material Jurusan Fisika FMIPA Universitas Riau (Bg Zul, Bg Ade, Agus, Juna, Fais, Muklis, Susan, Widiya, Dayu, Ririn, dkk) 11. Rekan-rekan mahasiswa Angkatan 2011 Jurusan Teknik Industri dan temanteman seperjuangan, senior, dan junior yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Akhirnya kepada semua pihak yang telah disebutkan diatas, penulis hanya dapat memanjatkan do a semoga bantuan, kebaikan, dan pengorbanan yang diberikan mendapat balasan yang setimpal dari Allah SWT, Aamiin. Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan dan ketidaksempurnaan, oleh sebab itu, penulis mengharapkan adanya kritik, saran dan masukan yang bersifat membangun dengan maksud untuk menyempurnakan isi dari Laporan Tugas Akhir ini. Semoga laporan ini dapat menjadi referensi bagi semua orang yang membutuhkan. Selamat membaca. Pekanbaru, Desember 2015 Penulis, Ade Putra Pratama xi
DAFTAR ISI Halaman COVER... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii LEMBAR HAK ATAS KEKAYAAN INTELEKTUAL... iv LEMBAR PERNYATAAN... v LEMBAR PERSEMBAHAN... vi LEMBAR PUBLIKASI... vii ABSTRAK... viii ABSTRACT... ix KATA PENGANTAR... x DAFTAR ISI... xii DAFTAR TABEL... xvi DAFTAR GAMBAR... xvii DAFTAR RUMUS... xviii DAFTAR LAMPIRAN... ix BAB I BAB II PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... I-1 1.2 Rumusan Masalah... I-6 1.3 Tujuan Penelitian... I-6 1.4 Manfaat Penelitian... I-7 1.5 Batasan Masalah... I-7 1.6 Tempat Penelitian... I-7 1.7 Posisi Penelitian... I-8 1.8 Sistematika Penulisan... I-10 LANDASAN TEORI 2.1 Air Tanah... II-1 2.2 Sifat-Sifat Air Tanah... II-1 2.3 Baku Mutu Air... II-2 xii
2.4 Logam Berat... II-4 2.4.1 Timbal... II-4 2.4.2 Kadmium... II-5 2.4.3 Tembaga... II-6 2.4.4 Besi... II-7 2.5 Adsorpsi... II-8 2.6 Tempurung Kelapa... II-10 2.7 Karbon Aktif... II-11 2.8 Karakterisasi Sifat Fisis Karbon Aktif Tempurung Kelapa... II-12 2.8.1 Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)... II-12 2.8.2 Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM)... II-14 2.8.3 Energi Dipersif sinar-x (EDX)... II-15 2.9 Korelasi Product Moment... II-27 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Metode Penelitian... III-1 3.2 Alat dan Bahan... III-1 3.3 Prosedur Penelitian... III-2 3.4 Proses Penyediaan Karbon aktif... III-4 3.4.1 Pemilihan Arang Tempurung Kelapa... III-4 3.4.2 Proses Aktivasi Karbon Tempurung Kelapa... III-4 3.5 Karakterisasi Sampel Karbon... III-5 3.5.1 Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)... III-5 3.5.2 Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM)... III-5 3.5.3 Energy Dispersif X-ray... III-6 3.6 Pengujian ph Sampel Air... III-6 3.7 Adsorpsi Ion Fe Dalam Air... III-6 3.8 Pengujian pengurangan ion Fe dalam air... III-7 3.9 Pengujian korelasi product moment... III-7 xiii
BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 4.1 Penyediaan Karbon... IV-1 4.1.1 Pemilihan Arang Tempurung Kelapa... IV-1 4.1.2 Proses Aktivasi Karbon Tempurung Kelapa... IV-1 4.2 Hasil Pengujian ph Sampel Air Sumur Galian/Bor... IV-2 4.3 Hasil Pengujian SSA Sampel Air Sumur Galian/Bor... IV-3 4.3.1 Pengujian SSA Sampel Awal... IV-3 4.3.2 Pengujian SSA Pada Sampel A Setelah Diberikan Perlakuan... IV-4 4.3.3 Pengujian SSA Pada Sampel B Setelah Diberikan Perlakuan... IV-5 4.3.4 Pengujian SSA Pada Sampel C Setelah Diberikan Perlakuan... IV-6 4.3.5 Pengujian SSA Pada Sampel D Setelah Diberikan Perlakuan... IV-7 4.3.6 Pengujian SSA Pada Sampel E Setelah Diberikan Perlakuan... IV-8 4.4 Hasil Pengujian Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM)... IV-9 4.4.1 Pengujian (FESEM) Pada Arang Tempurung Kelapa dan Karbon Aktif... IV-9 4.4.2 Pengujian (FESEM) Pada Karbon Aktif dan Setelah Dijadikan Adsorben... IV-10 4.5 Hasil Pengujian Energy Dispersive Sinar-X (EDX)... IV-11 4.5.1 Pengujian (EDX) Pada Arang Tempurung Kelapa... IV-11 4.5.2 Pengujian (EDX) Pada Karbon Aktif... IV-11 4.5.3 Pengujian (EDX) Pada Karbon Aktif Setelah Dijadikan Adsorben... IV-12 4.6 Hasil Pengujian Korelasi Product Moment... IV-13 xiv
BAB V ANALISA 5.1 Penyediaan Karbon... V-1 5.1.1 Proses Aktivasi Karbon Tempurung Kelapa... V-1 5.1.2 Pertambahan Nilai Arang Tempurung Kelapa... V-1 5.2 Pengujian ph Sampel Air Sumur Galian/Bor... V-1 5.3 Pengujian SSA Sampel Air Sumur Galian/Bor... V-2 5.4 Pengujian Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM)... V-3 5.4.1 Pengujian (FESEM) Pada Arang Tempurung Kelapa dan Karbon Aktif... V-3 5.4.2 Pengujian (FESEM) Pada Karbon Aktif dan Setelah Dijadikan Adsorben... V-4 5.5 Pengujian Energy Dispersive Sinar-X (EDX) Pada Sampel Karbon... V-5 5.6 Pengujian Korelasi Product Moment... V-5 5.7 Peningkatan (Upgrade) Nilai Arang Tempurung Kelapa... V-5 BAB VI PENUTUP 6.1 Kesimpulan... VI-1 6.2 Saran... VI-1 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xv