BAB III METODE PENELITIAN
3.9. Kerangka Berfikir
Untuk mempermudah proses penelitian dan evaluasi data, berikut ini adalah diagram kerangka berfikir yang digunakan dalam penelitian ini.
LATAR BELAKANG
• Sejalan dengan peningkatan taraf hidup manusia kebutuhan air bersih juga ikut meningkat.
• Sejalan dengan peningkatan taraf hidup manusia juga terjadi pencemaran lingkungan dimana-mana yang menyebabkan air tanah juga ikut tercemar.
• Diperlukan teknologi alternatif atau rangkaian yang dapat meminimalisir tingkat pencemaran di dalam air baku, sehingga di dapatkan air yang layak untuk di konsumsi
PERUMUSAN MASALAH
Seberapa besar pengaruh filtrasi yang telah di berikan tekanan terhadap kadar Fe, TSS, pH dan Warna di dalam air baku.
TUJUAN
Mengetahui pengaruh filter bertekanan terhadap kadar Fe, TSS, pH dan Warna dengan menggunakan media karbon aktif
METODE PENELITIAN
PERSIAPAN ALAT DAN BAHAN Persiapan rangkaian alat dan bahan filtrasi
PROSES PENGAMBILAN SAMPEL 1. Pengambilan sampel air baku untuk
dilakukan analisa awal terhadap konsentrasi Fe, pH, TSS dan Warna.
2. Pengambilan sampel pada pipa outlet filtrasi dilakukan pada settingan tekanan 3 bar, 5 bar dan 7 bar.
DATA PRIMER
Analisis laboratorium terhadap air baku sebelum dan setelah filtrasi bertekanan
ANALISIS DATA SELESAI
23 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh tekanan yang telah di berikan pada tabung filtrasi yang menggunakan media karbon aktif dengan kadar Fe, TSS, pH dan Warna, yang mana tekanan di berikan pada tekanan rendah (3 bar), tekanan menengah (5 bar) dan tekanan tinggi (7 bar). Air yang digunakan dalam penelitian ini adalah air baku yang berasal dari sumur dangkal yang di sinyalir memiliki kualitas air yang kurang baik. Titik pengambilan sampel dilakukan sebelum (inlet) filtrasi dan keluaran (outlet) setelah di atur pada tekanan rendah, sedang dan tinggi.
Hasil pengujian awal air baku sebelum dilakukan filtrasi kedalam filter bertekanan dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel IV.1. Hasil Uji Inlet dan Outlet Proses Filtrasi Bertekanan
Parameter Hasil Uji
Keterangan = *) Baku mutu sesuai Permenkes No. 32 Tahhun 2017 Tentang Standar Baku Mutu Kesehatan Lingkungan dan Persyaratan Kesehatan Air Untuk Keperluan Higiene Sanitasi, Kolam Renang, Solus Per Aqua dan Pemandian Umum
Sumber : Hasil uji lab PT Envitek Laboratorium Lingkungan
Untuk mengetahui pengaruh filtrasi bertekanan yang menggunakan media carbon filter dengan kadar Fe, TSS, pH dan Warna, perlu dilakukan pengujian dan pemeriksaan kadar sampel sebelum pengolahan dan setelah pengolahan kemudian membandingkan dengan hasil dari keluaran sampel setelah melewati proses pengolahan dengan filtrasi bertekanan menggunakan media karbon aktif.
Berdasarkan hasil penelitian dan pengolahan data menggunakan aplikasi statistik SPSS versi 16, maka diperoleh hasil pengaruh tekanan yang diberikan pada filtrasi menggunakan media karbon aktif dengan kadar Fe, TSS, pH dan Warna sebagai berikut :
4.1. Hasil Analisa Kadar Fe
Pada penelitian ini, pengujian kadar Fe dilakukan pada inlet atau sebelum filtrasi, outlet pada tekanan 3 Bar, outlet tekanan 5 bar, outlet tekanan 7 bar. Hasil pengujian dari laboratorium dapat dilihat pada Tabel 4.2. dan nilai presentase efektifitas dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Tabel IV.2. Hasil Pengujian Kadar Fe
Parameter Ulangan
Sumber : Hasil Analisa Lab PT Envitek Laboratorium Lingkungan
25
Tabel IV.3. Nilai Presentase Efektifitas Penurunan Kadar Fe
Fe Hasil Pengujian menggunakan tekanan di peroleh kadar sebesar 0,47 mg/L. Setelah diberikan
Gambar IV.1. Grafik Nilai Efektifitas Penurunan Kadar Fe
0
tekanan sebesar 3 Bar menggunakan carbon filter di peroleh kadar Fe sebesar 0,25 mg/L dengan efektifitas penurunan kadar Fe sebesar 46%. Pada tekanan 5 Bar diperoleh kadar Fe sebesar 0,31 mg/L dengan efektifitas penurunan kadar Fe sebesar 33%. Pada tekanan 7 Bar diperoleh kadar Fe sebesar 0,42 mg/L dengan efektifitas sebesar 10%.
Hasil pengujian kadar Fe pada proses filtrasi bertekanan terlihat bahwa semakin rendah tekanan yang di berikan maka semakin efektif proses tersebut di dalam menurunkan kadar Fe di dalam air baku. (Shalahuddin & Wibisono, 2019) Tekanan rendah sekitar 1 Bar sebagai gaya pendorong dan digunakan untuk proses pemisahan partikel terlarut yang berukuran antara 0,1 hingga 10 µm. Begitu sebaliknya, pada tekanan yang semakin tinggi maka efektifitas proses tersebut semakin berkurang. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Tabel IV.4. Hasil Analisis Deskriptif Parameter Fe
Tekanan N Mean
3 Bar 3 0,2533
5 Bar 3 0,3133
7 Bar 3 0,4200
Total 9 0,3289
Sumber : Output SPSS Versi 16
Tabel 4.4 terlihat rata-rata hasil analilsis kadar Fe pada tekanan 3 Bar sebesar 0,2533 mg/L, rata-rata hasil analisis kadar Fe pada tekanan 5 Bar sebesar 0,3133 mg/L dan rata-rata hasil analisis kadar Fe pada tekanan 7 Bar sebesar 0,4200 mg/L.
27
Tabel IV.5. Test of Homogeneity of Variances (Fe)
Levene Statistic df1 df2 Sig
0,364 2 6 0.709
Sumber : Output SPSS Versi 16
Tabel 4.5 merupakan salah satu asumsi ANOVA adalah variansinya sama.
Dari tabel tersebut terlihat bahwa hasil uji menunjukan bahwa varian tiga tekanan tersebut sama (P-Value = 0,709) sehingga uji ANOVA valid untuk menguji hubungan ini.
Tabel IV.6. Hasil Analisis ANOVA Parameter Fe Menggunakan SPSS
Fe Sum of Squares df Mean Square F Sig
Between Groups 0,043 2 0,021 384,800 0,000
Within Groups 0,000 6 0,000
Total 0,043 8
Sumber : Output SPSS Versi 16
Tabel 4.6 terlihat ada perbedaan hasil analisis dari ketiga kelompok varian tekanan yaitu 3 Bar, 5 Bar dan 7 Bar. Pada kolom signifikansi diperoleh nilai P-Value = 0,000. Dengan demikian pada taraf nyata = 0,05 maka menolak H0, sehingga kesimpulan yang di dapatkan adalah ada perbedaan yang bermakna tekanan yang di berikan pada proses filtrasi dengan media karbon aktif lokal.
Tabel IV.7. Hasil Analisis Post Hoc Parameter Fe
Tekanan Mean
Tekanan Mean
Keterangan : Angka signifikansi 0,05 Sumber : Output SPSS Versi 16
Dari tabel 4.7 memperlihatkan kelompok variansi menunjukkan adanya perbedaan rata-rata hasil pengujian. Hal ini dapat dilihat pada tebel diatas pada kolom Mean Difference yang di tandai dengan “*”. Hal ini menunjukkan adanya perbedaan di setiap variansi. Akibat dari perbedaan tekanan menyebabkan filtration rate yang berbeda juga. Semakin tinggi tekanan maka debit yang di hasilkan juga semakin besar dan waktu tinggal menjadi lebih pendek. Hal ini yang dapat menyebabkan efektifitas filtrasi menjadi berkurang.
4.2. Hasil Analisa Kadar TSS
Pada penelitian ini, pengujian kadar TSS dilakukan pada inlet atau sebelum filtrasi, outlet pada tekanan 3 Bar, outlet tekanan 5 bar, outlet tekanan 7 bar. Hasil pengujian dari laboratorium dapat dilihat pada Tabel 4.8. dan nilai presentase efektifitas dapat dilihat pada Tabel 4.9.
29
Tabel IV.8. Hasil Pengujian Kadar TSS
Parameter Ulangan
Sumber : Hasil Analisa Lab PT Envitek Laboratorium Lingkungan
Tabel IV.9. Nilai Presentase Efektifitas Penurunan Kadar TSS
TSS Hasil Pengujian
Gambar IV.2. Grafik Nilai Efektifitas Penurunan Kadar TSS
Tabel 4.8 dan 4.9 hasil pengujian kadar TSS sebelum dilakukan filtrasi menggunakan tekanan di peroleh kadar sebesar 17,67 mg/L. Setelah diberikan tekanan sebesar 3 Bar menggunakan carbon filter di peroleh kadar TSS sebesar 11,67 mg/L dengan efektifitas penurunan kadar TSS sebesar 34%. Pada tekanan 5 Bar diperoleh kadar Fe sebesar 14,67 mg/L dengan efektifitas penurunan kadar TSS sebesar 17%. Pada tekanan 7 Bar diperoleh kadar TSS sebesar 15,67 mg/L dengan efektifitas penurunan kadar TSS sebesar 11%.
Hasil pengujian kadar TSS pada proses filtrasi bertekanan terlihat bahwa semakin rendah tekanan yang di berikan maka semakin efektif proses tersebut di dalam menurunkan kadar TSS di dalam air baku. (Setyobudiarso & Yuwono, 2014) Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode pengolahan koagulasi dan flokulasi, filtrasi pasir aktif, adsorpsi karbon aktif serta gabungan filtrasi pasir aktif dan adsorpsi karbon aktif mampu menurunkan kekeruhan hingga batas maksimum air bersih. Karakteristik limbah laundry pada tekanan 1 bar memiliki nilai warna, COD dan TSS yang cenderung menurun dari menit ke 20 hingga menit ke 60. (kasam, Siswoyo, & Agustina, 2009) Adanya proses penyaringan (filtrasi) dan penyerapan (adsorbsi), begitu sebaliknya, pada tekanan yang semakin tinggi maka efektifitas proses tersebut semakin berkurang. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4.2.
Tabel IV.10. Hasil Analisis Deskriptif Parameter TSS
Tekanan N Mean
3 Bar 3 11,6667
5 Bar 3 14,6667
31
7 Bar 3 15,6667
Total 9 14,0000
Sumber : Output SPSS Versi 16
Tabel 4.10 terlihat rata-rata hasil analilsis kadar TSS pada tekanan 3 Bar sebesar 11,6667 mg/L, rata-rata hasil analisis kadar TSS pada tekanan 5 Bar sebesar 11,6667 mg/L dan rata-rata hasil analisis kadar TSS pada tekanan 7 Bar sebesar 14,0000 mg/L.
Tabel IV.11. Test of Homogeneity of Variances (TSS)
Levene Statistic df1 df2 Sig
0,000 2 6 1.000
Sumber : Output SPSS Versi 16
Tabel 4.11 merupakan salah satu asumsi ANOVA adalah variansinya sama.
Dari tabel tersebut terlihat bahwa hasil uji menunjukan bahwa varian tiga tekanan tersebut sama (P-Value = 1,000) sehingga uji ANOVA valid untuk menguji hubungan ini.
Tabel IV.12. Hasil Analisis ANOVA Parameter TSS Menggunakan SPSS
Fe Sum of Squares df Mean Square F Sig
Between Groups 26,000 2 13,000 39,000 0,000
Within Groups 2,000 6 0,333
Total 28,000 8
Sumber : Output SPSS Versi 16
Tabel 4.12 merupakan salah satu asumsi ANOVA adalah variansinya sama.
Dari tabel tersebut terlihat bahwa hasil uji menunjukan bahwa varian tiga tekanan tersebut sama (P-Value = 0,000) sehingga uji ANOVA valid untuk menguji hubungan ini.
Tabel IV.13. Hasil Analisis Post Hoc Parameter TSS
Keterangan : Angka signifikansi 0,05 Sumber : Output SPSS Versi 16
Dari tabel 4.13 memperlihatkan kelompok variansi menunjukkan adanya perbedaan rata-rata hasil pengujian. Hal ini dapat dilihat pada tebel diatas pada kolom Mean Difference yang di tandai dengan “*”. Hal ini menunjukkan adanya perbedaan di setiap variansi. Akibat dari perbedaan tekanan menyebabkan filtration rate yang berbeda juga. Semakin tinggi tekanan maka debit yang di hasilkan juga semakin besar dan waktu tinggal menjadi lebih pendek. Hal ini yang dapat menyebabkan efektifitas filtrasi menjadi berkurang.
4.3. Hasil Analisa Kadar pH
Pada penelitian ini, pengujian kadar pH dilakukan pada inlet atau sebelum filtrasi, outlet pada tekanan 3 Bar, outlet tekanan 5 bar, outlet tekanan 7 bar. Hasil pengujian dari laboratorium dapat dilihat pada Tabel 4.14.
33
Tabel IV.14 Hasil Pengujian Kadar pH
Parameter Ulangan
Sumber : Hasil Analisa Lab PT Envitek Laboratorium Lingkungan
Tabel 4.14 hasil pengujian kadar pH sebelum dilakukan filtrasi menggunakan tekanan di peroleh kadar sebesar 6,82 mg/L. Setelah diberikan tekanan sebesar 3 Bar menggunakan carbon filter di peroleh kadar pH sebesar 6,92 mg/L. Pada tekanan 5 Bar diperoleh kadar pH sebesar 6,89 mg/L. Pada tekanan 7 Bar diperoleh kadar pH sebesar 6,71 mg/L.
Hasil pengujian kadar pH pada proses filtrasi bertekanan terlihat bahwa tidak ada pengaruh dan nilai efektifitasnya. Sehingga dalam proses filtrasi ini dapat dilakukan karena yang di harapkan di dalam proses filtrasi pH dalam kondisi normal sesuai standar kualitas air bersih yaitu 6,5 – 8,5.
Tabel IV.15. Hasil Analisis Deskriptif Parameter pH
Tekanan N Mean
3 Bar 3 6,9333
5 Bar 3 6,8667
7 Bar 3 6,8333
Total 9 6,8778
Sumber : Output SPSS Versi 16
Tabel 4.16 terlihat rata-rata hasil analilsis kadar pH pada tekanan 3 Bar sebesar 6,9333 mg/L, rata-rata hasil analisis kadar pH pada tekanan 5 Bar sebesar
6,8667 mg/L dan rata-rata hasil analisis kadar pH pada tekanan 7 Bar sebesar 6,8333 mg/L.
Tabel IV.16. Test of Homogeneity of Variances (pH)
Levene Statistic df1 df2 Sig
0,000 2 6 1.000
Sumber : Output SPSS Versi 16
Tabel 4.17 merupakan salah satu asumsi ANOVA adalah variansinya sama.
Dari tabel tersebut terlihat bahwa hasil uji menunjukan bahwa varian tiga tekanan tersebut sama (P-Value = 1,000) sehingga uji ANOVA valid untuk menguji hubungan ini.
Tabel IV.17. Hasil Analisis ANOVA Parameter TSS Menggunakan SPSS
Fe Sum of Squares df Mean Square F Sig
Between Groups 0,016 2 0,008 2,333 0,178
Within Groups 0,020 6 0,003
Total 0,036 8
Sumber : Output SPSS Versi 16
Tabel 4.18 merupakan salah satu asumsi ANOVA adalah variansinya sama.
Dari tabel tersebut terlihat bahwa hasil uji menunjukan bahwa varian tiga tekanan tersebut sama (P-Value = 0,178) sehingga uji ANOVA valid untuk menguji hubungan ini.
Tabel IV.18. Hasil Analisis Post Hoc Parameter TSS
Tekanan Mean
Difference Sig
Bonferroni 3 Bar 5 Bar 0,06667 0,621
7 Bar 0,10000 0,234
5 Bar 3 Bar -0,06667 0,621
35
Keterangan : Angka signifikansi 0,05 Sumber : Output SPSS Versi 16
Dari tabel 4.19 memperlihatkan kelompok variansi menunjukkan adanya perbedaan rata-rata hasil pengujian. Hal ini dapat dilihat pada tebel diatas pada kolom Mean Difference yang di tandai dengan “*”. Hal ini menunjukkan adanya perbedaan di setiap variansi.
4.4. Hasil Analisa Kadar Warna
Hasil analisis laboratorium untuk parameter warna di dapatkan angka < 1 dalam satuan PtCo. Hasil tersebut merupakan dibawah limit deteksi metode (MDL) yang digunakan oleh laboratorium tersebut. Sehingga dalam penelitian ini tidak dapat dilakukan analisis secara statistik maupun deskriptif.
36 5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian pengaruh tekanan yang diberikan dalam filtrasi yang menggunakan media karbon filter terhadap kadar Fe, TSS, pH dan Warna, di mana pada tekanan 3 bar, 5 bar dan 7 bar pada air baku yang bersumber dari sumur dangkal, dapat disimpulkan bahwa Perlakuan memberikan variasi tekanan yaitu tekanan 3 Bar, 5 Bar dan 7 Bar pada sistem filtrasi mempunyai pengaruh atau beda nyata terhadap efektifitas penurunan kadar Fe dan TSS. Namun untuk kadar pH tidak mempunyai pengaruh atau tidak beda nyata. Untuk parameter Warna di dalam penelitian ini tidak dapat disimpulkan dikarenakan hasil pengujian Laboratorium di dapatkan angka di bawah batas deteksi metode yang digunakan oleh Laboratorium.
Efektifitas terbesar terjadi pada tekanan rendah (3 Bar) pada penurunan kadar Fe dari 0,47 mg/L menjadi 0,25 mg/L dengan nilai efektifitas sebesar 46%.
Efektifitas terendah terjadi pada tekanan tinggi (7 Bar) terlihat pada kadar pH 6,92 dengan nilai efektifitas sebesar -1%.
Semakin tinggi tekanan yang diberikan, maka semakin rendah nilai efektifitas yang di dapatkan pada parameter Fe dan TSS. Pada parameter Fe di dapatkan nilai efektifitas sebesar 46% pada tekanan rendah (3 Bar), efektifitas sebesar 33% pada tenakan sedang (5 Bar) dan efektifitas sebesar 10% pada tekanan tinggi. Kemudian pada parameter TSS diperoleh nilai efektifitas 34% pada tekanan
37
rendah (3 Bar), efektifitas 17% pada tekanan sedang (5 Bar) dan efektifitas sebesar 11% pada tekanan tinggi (7 Bar).
5.2. Saran
Dari hasil penelitian pengaruh tekanan terhadap sistem filtrasi dengan indikator parameter Fe, TSS, pH dan Warna dapat diberikan beberapa saran sebagai berikut :
1. Penelitian selanjutnya dapat dilakukan dengan mengatur regulator elektronik yang dapat berfungsi mengatur besar kecilnya daya sehingga pompa dapat menekan sesuai torsi yang dibutuhkan.
2. Penelitian juga dapat menggunakan media yang lain contohnya seperti sistem RO dan ultra filtrasi yang memang sudah menggunakan pompa dari awal. Namun perlu diketahui tekanan yang tepat pada tekanan berapa.
3. Penelitian selanjutnya juga diperhatikan pre treatmen yang digunakan yaitu sedimentasi. Selain itu di sarankan juga untuk mengukur tingkat kekeruhan atau parameter lainnya seperti Daya Hantar listrik.
38
Pengaruhnya Terhadap Kualitas Perairan. 573–580.
Ika, Tahril, & Said, I. (2012). Analisis Logam Timbal (Pb) dan Besi (Fe) Dalam Air Laut Di Wilayah Pesisir Pelabuhan Ferry Taipa Kecamatan Palu Utara.
Jurnal Akademika Kimia, 1(November), 181–186.
Jenti, U. B., & Nurhayati, I. (2014). Pengaruh Penggunaan Media Filtrasi
Terhadap Kualitas Air Kabupaten Sidoarjo. Teknik WAKTU, 12(02), 34–38.
kasam, I., Siswoyo, E., & Agustina, R. A. (2009). Penggunaan Membran Keramik Untuk Menurunkan Bakteri E. Coli Dan Total Suspended Solid (Tss) Pada Air Permukaan. Jurnal Sains &Teknologi Lingkungan, 1(1), 77–85.
https://doi.org/10.20885/jstl.vol1.iss1.art5
Maryani, D., Maryani, D., Masduqi, A., & Moesriati, A. (2014). Pengaruh Ketebalan Media dan Rate filtrasi pada Sand Filter dalam Menurunkan Kekeruhan dan Total Coliform. Jurnal Teknik ITS, 3(2), D76–D81. Retrieved from http://ejurnal.its.ac.id/index.php/teknik/article/view/8335
Mukarromah, R. (2016). Analisis Sifat Fisis dalam Studi Kualitas Air di Mataair Sumber Asem Dusun Kalijeruk, Desa Siwuran, Kecamatan GArung,
Kabupaten Wonosobo.
Setyobudiarso, H., & Yuwono, E. (2014). Rancang Bangun Alat Penjernih Air
39
Limbah Cair Laundry Dengan Menggunakan Media Penyaring Kombinasi Pasir – Arang Aktif. Jurnal Neutrino, 84–90.
https://doi.org/10.18860/neu.v0i0.2587
Shalahuddin, I., & Wibisono, Y. (2019). Mekanisme Fouling pada Membran Mikrofiltrasi Mode Aliran Searah dan Silang. Jurnal Rekayasa Proses, 13(1), 6. https://doi.org/10.22146/jrekpros.40458
Susana, T. (2003). Air Sebagai Sumber Kehidupan. Oseana, XXVIII(3), 17–25.
Retrieved from www.oseanografi.lipi.go.id
Widyastuti, S., & Sari, A. S. (2011). Kinerja Pengolahan Air Bersih Dengan Proses Filtrasi Dalam Mereduksi Kesadahan. Jurnal Teknik Waktu, 09(01), 42–53.
40
41
B. Parameter TSS
C. Parameter pH
43 LAMPIRAN II
Hasil Uji Laboratorium PT Envitek Laboratorium Lingkungan
45
47
49
51
53
55
57
59
LAMPIRAN III Dokumentasi Penelitian
Tabung Filter FRP Pressure Guage
Toren Penampungan Rangkaian dengan Triway