BAB 3 METODE PENELITIAN
3.2 Pelaksanaan Penelitian
3.2.1 Variabel Penelitian
Variabel yang digunakan dalam penelitian ini ada 3 aspek, yaitu :
1. Variabel Debit di ED
Variabel debit dalam penelitian ini digunakan untuk mempermudah dalam melakukan variasi waktu detensi. Hal ini dikarenakan proses ED dalam penelitian ini berlangsung secara kontinyu (tanpa adanya sirkulasi pada inlet atau outlet untuk mengolah air baku 5 L), sehingga jika ingin mengetahui pengaruh waktu detensi dalam reaktor ED dilakukan variasi debit. Variasi debit ditentukan dalam penelitian pendahuluan. Variasi yang dilakukan dalam penelitian pendahuluan disesuaikan dengan kapasitas
24
valve. Berdasarkan hasil dari penelitian pendahuluan didapatkan variasi debit yang digunakan adalah Q1 = 0,67 L/jam, Q2 = 0,17 L/jam, dan Q3 = 0,13 L/jam.
2. Variabel Tegangan/ Voltase
Faktor-faktor yang berpengaruh dalam ED salah satunya adalah tegangan. Variasi tegangan yang digunakan adalah 6 V, 9 V, dan 12 V
3. Variabel Waktu Pemaparan Ozon
Variasi waktu pemaparan ozon ada dua yaitu lama kontak ozon sama dengan waktu detensi dalam ED (minimal waktu detensi selama 5 menit), sehingga ketika proses ED berlangsung, ozon juga dinyalakan. Sedangkan variasi yang kedua dilakukan dengan cara melubangi reaktor ozon berdasarkan tiga variasi debit yang ada dengan waktu detensi 5 menit untuk tiap variasi debit. Berdasarkan penelitian pendahuluan didapatkan variasi waktu pemaparan ozon adalah 7,42 jam, 28,72 jam, dan 38 jam.
3.2.2 Persiapan Pelaksanaan
Persiapan yang dilakukan sebelum melakukan penelitian adalah sebagai berikut :
1. Menyiapkan serangkaian reaktor sebagaimana ditunjuk di Gambar 3.2 dan
menyusunnya seperti rangkaian pada Gambar 3.3.
2. Melakukan pre-conditioning terhadap membran dengan cara
merendamnya terlebih dahulu dengan konsentrasi NaCl 5% pada temperature 40°C selama 24 jam supaya mengalami ekspansi sehingga larutan elektrolit dapat melewati membran.
3. Melakukan uji kebocoran terhadap reaktor yang dipakai. Uji kebocoran dilakukan pada setiap kali reaktor dibongkar. Reaktor ED dalam penelitian ini dibongkar untuk setiap kali variasi untuk dilakukan pembersihan pada reaktor dan membran.
25
26
3.2.3 Pelaksanaan Penelitian Pendahuluan
Penelitian pendahuluan dilakukan dengan tujuan untuk menentukan variasi debit yang akan digunakan dalam penelitian utama. Pada tahapan ini akan dilakukan uji coba variasi debit dalam reaktor ED dari waktu tercepat hingga terlama hingga didapatkan efisiensi penyisihan tertinggi. Dari hasil pelaksanaan penelitian pendahuluan ini akan didapatkan variasi debit Q1 (waktu tercepat), Q2 (waktu standart), dan Q3 (waktu terlama). Sampel yang digunakan sebanyak 2 L air payau. Tegangan yang digunakan dalam penelitian pendahuluan adalah 12 V.
Dalam pelaksanaan penelitian pendahuluan, langkah–langkah yang dilakukan adalah :
1. Melakukan uji coba pemutaran valve hingga kapasitas maksimum valve (valve tidak dapat diputar lagi).
Pada tahapan ini, dilakukan uji coba pemutaran valve dari kapasitas minimum hingga maksimum. Pada tahapan ini, didapatkan lebih dari 27variasi debit yang dapat dilakukan untuk dilanjutkan ke langkah selanjutnya. Akan tetapi yang dipilih untuk tahap selanjutnya adalah kisaran debit out dari valve yang memiliki persentase berkisar (0,28-11,6)%.
2. Memilih pemutaran valve yang menghasilkan output debit berkisar (0,28-11,6)%.
Pada tahapan ini, setelah didapatkan 27 variasi debit dengan range (0,28-11,6)% yang masuk ke reaktor ED, lalu dipilih 7 debit yang mewakili dari ke-27 variasi tersebut. Persentase debit yang digunakan untuk dilakukan uji kualitas air dalam reaktor ED ada 7 variasi yaitu 0,28%; 0,67%; 1,67%; 2,22%; 3,24%; 7,5%; dan 11,6%.
3. Memilih tiga variasi debit yang akan digunakan dalam penelitian utama. Langkah terakhir dalam penelitian pendahuluan adalah melakukan uji coba dari ke-7 variasi debit yang telah dipilih untuk mengetahui variasi yang menghasilkan kualitas air yang paling baik. Parameter yang digunakan dalam penelitian pendahuluan ini adalah TDS dan Salinitas.
27
3.2.4 Pelaksanaan Penelitian Utama
Setelah didapatkan 3 variasi debit dalam reaktor ED, kemudian dilakukan penelitian utama dengan menambahkan perlakuan variasi tegangan dan waktu pemaparan pada ozon. Total perlakuan pada sampel ada 18 kali perlakuan dan pada penelitian utama sampel yang digunakan sebanyak 5 L. Rincian perlakuan pada sampel adalah sebagai berikut :
1. Q1 pada ED, dengan variasi :
b. Tegangan ED 6 V + (td O3 = 7,42 jam) c. Tegangan ED 6 V + (td O3 = 5 menit) d. Tegangan ED 9 V + (td O3 = 7,42 jam) e. Tegangan ED 9 V + (td O3 = 5 menit) f. Tegangan ED 12 V + (td O3 = 7,42 jam) g. Tegangan ED 12 V + (td O3 = 5 menit)
2. Q2 pada ED, dengan variasi :
a. Tegangan ED 6 V + (td O3 = 28,72 jam) b. Tegangan ED 6 V + (td O3 = 5 menit) c. Tegangan ED 9 V + (td O3 = 28,72 jam) d. Tegangan ED 9 V + (td O3 = 5 menit) e. Tegangan ED 12 V + (td O3 = 28,72 jam) f. Tegangan ED 12 V + (td O3 = 5 menit)
3. Q3 pada ED, dengan variasi :
a. Tegangan ED 6 V + (td O3 = 38 jam) b. Tegangan ED 6 V + (td O3 = 5 menit) c. Tegangan ED 9 V + (td O3 = 38 jam) d. Tegangan ED 9 V + (td O3 = 5 menit) e. Tegangan ED 12 V + (td O3 = 38 jam) f. Tegangan ED 12 V + (td O3 = 5 menit)
28
1. Mengisi tangki reservoir dengan larutan buffer/penyangga yang terbuat dari campuran KH2PO4 dan K2PO4 (ada sebanyak 2 buah dan masing- masing diisi sebanyak 2 L) dan aquades (ada sebanyak 2 buah dan masing- masing diisi sebanyak 2 L), air payau sebanyak 5 L.
2. Melakukan pengaturan valve sesuai dengan debit yang akan digunakan dalam
penelitian pendahuluan. Pengaturan debit diatur secara manual dengan membuka/ menutup valve untuk memperbanyak/ mengurangi jumlah air yang masuk ke dalam ED.
3. Mengisi reaktor ED hingga penuh untuk tiap kompartemennya dengan urutan
dari kompartemen kiri ke kanan adalah larutan buffer/penyangga dan aquades, air payau, aquades, dan larutan buffer/penyangga. Ini merupakan titik awal pengoperasian reaktor
4. Menyalakan pompa submersible yang terletak di tangki air payau, aquades, dan larutan penyangga.
5. Menyalakan Adaptor untuk memberikan tegangan dengan variasi tegangan yang berbeda-beda yaitu 6, 9, dan 12 Volt untuk tiap variasi waktu detensi di ED dan ozon. Arus listrik dialirkan melalui katoda dan anoda dimana katoda kutub (-) dan anoda kutub (+). Kemudian menyalakan pompa di bak larutan penyangga.
6. Melakukan uji parameter yang terdiri dari TDS, salinitas, pH, klorida, dan total koliform. Pengukuran dilakukan pada bak inlet dan bak outlet untuk melakukan perbandingan kualitas air. Berikut metoda pengukurannya terdapat pada Tabel 3.1.
Cara Pencucian Membran
Dari 18 kali perlakuan yang dilaksanaan dalam penelitian ini, tiap perlakuan perlu melakukan pencucian membran agar efisiensi membran tetap optimal. Pencucian membran dilakukan dengan merendam membran dalam larutan NaCl selama 1 malam, kemudian membilas membran dengan aquades atau air kran.
29
Tabel 3.1 Metoda yang Digunakan untuk Analisa tiap Parameter
No. Parameter Metode Instrumen utama
1 pH Potensiometri pH meter Eutech tipe 510
2 TDS Gravimetri pH ion Lab
3 Salinitas Salinometri Salinometer pHionLab tipe EC10
4 Klorida Argentometri Buret pyrex Fortuna Germany
5 Total Koliform Total Plate Count (TPC) Sumber : SK SNI PU, 1990