BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Skala Pilot
0.2 *** ; 10 Seng (Zn) mg/l 0,0807 0,1696 1,10 + 3 *** 15* 11 Besi (Fe) mg/l 1,4258 0,3318 76,73 0.3 *** 1* 12 Mangan (Mn) mg/l 0,1595 0,0966 39,43 0.1 *** 0.5 *
* = Per. Men. Kes. RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990 tgl. 3 Sept. 1990 ** = PP No. 82 tahun 2001
*** = Kep. Men. Kes. RI No. 907/MENKES/SK/VII/2002 tanggal 29 Juli 2002 +
= Persentase kenaikan
4.2 Skala Pilot (Skala Komersil)
Model pengolahan air gambut yang telah dirancang dalam skala pilot terdiri dari bak sampel, bak proses elektrokoagulasi, bak filtrasi, bak kontrol, dan bak air bersih. Di dalam perancangan model untuk mendapatkan air bersih dari sumber air gambut ada beberapa tahap / proses yang dilakukan yang sangat mempengaruhi kinerja model yaitu dosis larutan tawas, waktu elektrokoagulasi, kecepatan alir, kapasitas / volume dari setiap bak, sand filter, dan pengendapan.
Hasil uji coba sebelum proses elektrokoagulasi berlangsung, air gambut terlebih dahulu dicampur dengan larutan tawas (tawas yang dikomersialkan dengan mutu 17 %) sebanyak 10 ml/l air gambut (kadar 1000 ppm) dalam bak sampel (Tabel 4.5). Bak sampel berukuran lebih besar harus dari bak;bak yang lainnya agar memuat lebih banyak sampel mengingat proses berlangsung dinamis dan dalam skala pilot. Dalam penelitian ini bak sampel dirancang dengan volume 184 liter. Untuk menghasilkan air bersih / air minum sebanyak 60 L dengan kecepatan alir 1 L/menit dan waktu 1 jam dibutuhkan minimum 180 L sampel air gambut pada bak sampel. Sehingga bak sampel harus dirancang dengan kapasitas minimum 180 L.
Pada bak elektrokoagulasi, proses elektrokoagulasi berlangsung untuk hasil yang optimum dengan waktu elektrokoagulasi 45 menit dengan memberikan tegangan pada elektroda aluminium sebesar 12 volt dan kecepatan alir 1 L/menit sampel air gambut. Kecepatan alir 1 L/menit, dimaksudkan untuk memudahkan menghitung berapa kapasitas / volume dari masing;masing bak yang harus dirancang. Kecepatan alir ini penting karena merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi keberhasilan proses elektrokoagulasi. Kecepatan alir 1 liter/menit pada penelitian ini merupakan kecepatan alir yang optimum, hal ini dibuktikan dengan hasil penurunan kadar logam Cd yang diperoleh mencapai 99,98 % (Tabel 4.6).
Hasil uji coba terhadap bak filtrasi yang telah dirancang dengan volume 72 L, dengan media filter adalah pasir dan sistem penyaringan dari bawah ke atas, merupakan bak filtrasi yang optimal dalam pengolahan air gambut pada penelitian ini. Hal ini terbukti bahwa air bersih yang dihasilkan telah benar;benar bersih / jernih (hasil analisa parameter;parameter air bersih telah memenuhi standar yang ditetapkan, Tabel 4.6). Sistem penyaringan dari bawah ke atas dimaksudkan agar tekanan air pada waktu melewati sand filter sama diseluruh permukaannya. Dengan sistem penyaringan seperti ini diharapkan flok;flok yang halus akan benar;benar tertahan dan tertinggal di bawah. Tidak seperti penyaringan pada umumnya yang dilakukan dari atas ke bawah, tekanan di tempat jatuhnya air tentu akan lebih besar, hal ini bisa menyebabkan pecahnya flok yang telah terbentuk.
Pada bak kontrol, proses pengendapan untuk hasil yang optimum berlangsung dengan waktu pengendapan 15 menit, sebelum dialirkan ke tahap akhir pengolahan yaitu bak air bersih. Jika waktu pengendapan kurang dari 15 menit dikhawatirkan flok;flok halus yang mungkin masih lolos dari sand filter belum mengendap, dan jika waktu pengendapan lebih dari 15 menit air akan tumpah, mengingat kecepatan alir yang telah diatur.
Tabel 4.5 Pengolahan air gambut dengan elektrokoagulasi + lar. tawas 10 ml/L air gambut dengan kecepatan alir 1 L/menit (Hasil uji coba ke model). NO. VOL. AIR
GAMBUT (L) VOL. LAR. TAWAS (L) WAKTU (menit) PENGAMATAN WARNA (SECARA VISUAL)
1 90 0,090 60 Keruh (kuning pucat)
2 90 0,450 60 Agak keruh
3 90 0,900 60 Jernih
Hasil penelitian terhadap karakteristik air gambut yang berasal dari Desa Hutabalang Kecamatan Badiri Kabupaten Tapanuli Tengah Propinsi Sumatera Utara, dapat dilihat pada Tabel 4.6. Hasil analisis terhadap karakteristik air gambut dari Tapanuli Tengah, diketahui bahwa semua parameter ; parameter telah memenuhi standar air bersih (Golongan B) yang ditetapkan oleh Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990 tanggal 3 September 1990 tentang persyaratan kualitas air bersih, dan air minum (Golongan A) yang ditetapkan oleh Kep Men Kes No. 907 Tahun 2002 tentang persyaratan kualitas air minum, serta Peraturan Pemerintah No. 82 Tahun 2001 tentang pengelolaan kualitas air.
Dengan demikian model yang telah dirancang secara teknis telah memberikan kinerja yang baik karena mampu mereduksi kontaminan dalam air gambut diatas 90 %. Dari hasil penelitian diperoleh persentase penurunan warna sebesar 91,79 % (dari 94,295 Pt;Co menjadi 7,746 Pt;Co), kekeruhan sebesar 98,68 % (dari 72,43 NTU menjadi 0,953 NTU).
Tabel 4.6 Karakteristik air gambut, sebelum dan sesudah diolah dengan metode elektrokoagulasi dengan penambahan larutan tawas (hasil ujicoba menggunakan model yang telah dirancang).
N o Parameter Sat. Hasil Uji Standar Air Minum (Golongan A) Standar Air Bersih (Golongan B) Sebelum Sesudah % Penurun an 1 pH ; 4,7 6,8 ; 6,5 – 8,5 *** 6,5 – 9 * 2 Warna TCU 94,295 7,746 91,79 15*** 50* 3 Turbidity NTU 72,43 0,953 98,68 5 *** 25 * 4 COD mg/l 322 9,89 96,93 10 ** ; 5 BOD mg/l 19,2 1,04 94,58 2 ** ; 6 Total Organik g 0,0235 0,0190 19,15 ; ; 7 Tembaga (Cu) mg/l 0,0000 0,0000 ; 2 *** ; 8 Kadmium (Cd) mg/l 0,0084 0,0000 99,98 0.003 *** 0.005* 9 Alumunium (Al) mg/l 0,0332 0,0624 0,88 + 0.2 *** ; 10 Seng (Zn) mg/l 0,0785 0,1105 0,41 + 3 *** 15* 11 Besi (Fe) mg/l 1,4350 0,2347 83,65 0.3 *** 1* 12 Mangan (Mn) mg/l 0,1672 0,0981 41,33 0.1 *** 0.5 *
* = Per. Men. Kes. RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990 tgl. 3 Sept. 1990 ** = PP No. 82 tahun 2001
*** = Kep. Men. Kes. RI No. 907/MENKES/SK/VII/2002 tgl. 29 Juli 2002 +
= Persentase kenaikan
Air gambut yang mempunyai pH asam di sekitar 4,7 setelah elektrokoagulasi dengan penambahan larutan tawas, pH larutan akan naik mendekati netral di sekitar 6,8. Hal ini sesuai dengan dasar teori bahwa pada kutub katoda terbentuk ion OH;, dengan bertambahnya jumlah ion OH; di dalam air gambut menyebabkan terjadinya kenaikan pH.
Efisiensi penurunan konsentrasi COD sebesar 96,93 % (dari 322 mg/l menjadi 9,89 mg/l), dan BOD sebesar 94,58 % (dari 19,2 menjadi 1,04 mg/l). Konsentrasi COD dan BOD pada air gambut dapat diturunkan dengan melakukan aerasi setelah proses pengendapan baik logam maupun bahan organik dalam bak penyaringan (sand filter).
Penurunan konsentrasi logam yang diperoleh mencapai 83,65 % untuk logam Fe, dan 41,33 % untuk logam Mn. Konsentrasi logam Al mengalami
kenaikan setelah proses elektrokoagulasi sebesar 0,88 % (dari 0,0332 mg/l menjadi 0,0624 mg/l) hal ini karena pengaruh penambahan larutan tawas. Untuk logam Zn, konsentrasinya juga mengalami kenaikan sebesar 0,41 % (dari 0,0785 mg/l menjadi 0,1105 mg/l). Naiknya konsentrasi logam Zn ini disebabkan plat Al yang digunakan sebagai elektroda adalah plat aluminium sembarang (bahan dasar seng yang dilapisi aluminium). Selama proses elektrokoagulasi kondisi permukaan elektroda mengalami perubahan. Kondisi ini disebabkan terlepasnya ion aluminium ke dalam air, sehingga bagian elektroda yang melepaskan ion tersebut akan menipis dan terjadilah penghancuran permukaan elektroda. Untuk pemakaian elektroda berulangkali pengikisan akan mencapai bahan dasar seng tadi sehingga konsentrasi logam Zn mengalami kenaikan. Bila dibandingkan dengan hasil uji coba skala laboratorium, persentase kenaikan logam Al dan Zn pada skala pilot lebih kecil. Begitu juga untuk logam Mn dan Fe, persentase penurunan lebih besar bila dibandingkan dengan hasil uji coba skala laboratorium. Hal ini membuktikan pengolahan air gambut dengan menggunakan model lebih memberikan hasil yang optimum (lebih baik).
Untuk logam Cd penurunan konsentrasi mencapai hampir 99,98 %. Penurunan konsentrasi logam pada proses elektrokoagulasi ternyata juga dipengaruhi oleh kecepatan alir. Penelitian sebelumnya Sunardi (2007), melakukan penelitian tentang pengaruh kecepatan alir terhadap penurunan konsentrasi logam pada proses elektrokoagulasi menyimpulkan bahwa kecepatan alir dengan penurunan konsentrasi logam berbanding terbalik, yang artinya jika kecepatan alir semakin kecil maka penurunan konsentrasi logam akan semakin besar.