MODEL UNIT PENGOLAHAN AIR ASIN DENGAN METODE FILTRASI (Media Karbon Aktif Arang Bambu dengan Variasi Ketebalan 15 cm, 30 cm, dan 45 cm)

(1)

(Media Karbon Aktif Arang Bambu dengan Variasi Ketebalan 15 cm, 30 cm, dan 45 cm)

Disusun guna melengkapi persyaratan untuk mencapai derajat kesarjanaan Strata-1

Pada Prgram Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun Oleh : M HERU SUKOCO

20120110031

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

(2)

TUGAS AKHIR

MODEL UNIT PENGOLAHAN AIR ASIN DENGAN

METODE FILTRASI

(Media Karbon Aktif Arang Bambu dengan Variasi Ketebalan 15 cm, 30 cm, dan 45 cm)

Disusun Oleh : M HERU SUKOCO

20120110031

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

(3)

ii

(Media Karbon Aktif Arang Bambu dengan Variasi Ketebalan 15 cm, 30 cm, dan 45 cm)

Disusun Oleh : M HERU SUKOCO

20120110031

Telah diperiksa dan disahkan oleh Tim Penguji :

Burhan Barid, S.T., M.T.

Dosen Pembimbing I Tanggal :

Jazauk Ikhsan, S.T., M.T., Ph.D.

Dosen Pembimbing II Tanggal :

Nursetiawan, S.T., M.T., Ph.D.

(4)

(5)

iv

dan mendoakan anakmu dengan cara yang amat luar biasa.

2. Bapak Edi Suwignyoo Wahyu tercinta yang telah membesarkan anakmu dengan hebat dan sekaligus menjadi motivator dalam hidup sehingga anakmu dapat menyelesaikan pendidikan S-1 dengan segala jerih payahmu. 3. Kepada paklek Juni yang memberikan informasi selama penelitian

berlangsung.

4. Kepada Amelia Arista yang selama pengerjaan tugas akhir memberi motivasi, pengertian dan perhatian.

(6)

v

KATA PENGANTAR

Asslamu’alaikum wr.wb.

Segala puji bagi Allah SWT Yang Menguasai segala sesuatu, Sholawat dan salam selalu tercurahkan kepada Rasulullah SAW beserta keluarga dan sahabat-sahabatnya.

Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Penelitian kali ini bersifat pengembangan dari teori pengolahan air dengan filtarisi, ditunjukan untuk menurunkan kadar klorida pada air asin.

Selama penyusunan Tugas Akhir ini banyak rintangan yang penyusun dapatkan, tapi berkat bantuan, bimbingan, dan dorongan dari berbagai pihak akhirnya dapat terselesaikan dengan baik. Melalui kesempatan ini penyusun ini menyampaikan rasa terima kasih atas kerja sama dan dukungan dari berbagai pihak selama proses penelitian maupun penyususan tugas akhir ini kepada :

1. Kedua orang tua saya yang selalu mendukung, mendanai, dan mendo’akan. 2. Bapak Jazaul Ikhsan, S.T., M.T., Ph.D. selaku Ketua Dekan Fakultas

Teknik sekaligus dosen pembimbing II.

3. Ibu Ir. Anita Widianti, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil

4. Bapak Burhan Barid, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I yang telah banyak memberi bimbingan dan koreksi.

5. Bapak Nursetiawan, Ph.D. selaku dosen penguji yang telah memberikan koreksi dan saran.

6. Tim penelitian Tugas Akhir Agil Ganda Wijaya dan Dwi Aprilianto terima kasih atas kerja samanya.

7. Ibu Baini yang telah membimbing dan membantu dalam pengujian bahan kimia.

(7)

vi

doa untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini hanya kepada Allah SWT semua dikembalikan. Wallahu a’lam bi Showab.

Wasslamu’alaikum wr.wb.

Yogyakarta, Juli 2016

(8)

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

HALAMAN MOTTO ... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR LAMPIRAN ... xi

INTISARI ... xii

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang Masalah ... 1

B. Tujuan Penelitian ... 2

C. Manfaat Penelitian ... 3

D. Batasan Masalah ... 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 4

A. Penelitian Terdahulu ... 4

B. Keaslian Penelitian ... 10

BAB 3 LANDASAN TEORI ... 12

A. Siklus Hidrologi ... 12

B. Air Laut ... 13

C. Air Bersih ... 14

D. Filtrasi ... 15

E. Karbon Aktif ... 16

F. Klorida ... 17

G. Analisis Regresi ... 18

BAB 4 METODE PENELITIAN ... 20

A. Tahapan Penelitian ... 20

(9)

viii

F. Cara Pengujian Kadar Klorida ... 26

BAB 5 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 30

A. Kualitas Air ... 30

B. Penurunan Kadar Klorida ... 30

C. Teknologi Alternatif ... 42

BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN ... 44

A. Kesimpulan ... 44

B. Saran ... 45

(10)

ix

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) dengan

Ketebalan Zeolit Aktif 45 cm... 9

Tabel 5.1 Kadar Cl dengan Ketebalan Karbon Aktif 15 cm ... 31

Tabel 5.4 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) dengan Ketebalan Karbon Aktif 15 cm ... 36

(11)

x

Masing-Masing Variasi Ketebalan Media Filtrasi ... 10

Gambar 3.1 Siklus Hidrologi ... 11

Gambar 4.1 Bagan Alir Tahapan Penelitian ... 19

Gambar 4.2 Bagan Alir Tahapan Pengujian ... 20

Gambar 4.3 Peta Provinsi Yogyakarta ... 21

Gambar 4.4 Lokasi Pengambilan Sampel ... 21

Gambar 4.5 Rancangan Alat Uji Pengolahan Air Asin ... 23

Gambar 4.6 Pipet Tetes ... 24

Gambar 4.7 Tabung Erlenmeyer ... 24

Gambar 4.8 Larutan Perak Nitrat (AgNO3) ... 25

Gambar 4.9 Larutan Kalium Kromat (Kr2Cr2O4) ... 25

Gambar 4.10 Larutan Hasil Standarisasi Kadar Klorida ... 26

Gambar 4.11 Larutan Hasil Titrasi Blanko ... 27

Gambar 5.1 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Karbon Aktif 15 cm ... 30

Gambar 5.4 Grafik Hubungan Waktu dengan Efisiensi Penurunan Kadar Cl dengan Ketebalan Karbon Aktif 15 cm ... 35

(12)

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. SNI 06-6989.19-2004 Tentang Air dan air limbah - Bagian 19: Cara uji klorida (Cl-) dengan metode argentometric (mohr) Lampiran 2. PERMENKES 492/Menkes/Per/IV/2010 Tentang Persyaratan

(13)

(14)

INTISARI

Manusia sering dihadapkan pada situasi yang sulit dimana sumber air tawar sangat

terbatas dan di lain pihak terjadi peningkatan kebutuhan. Bagi masyarakat yang tinggal di

daerah pantai dan pulau kecil air tawar merupakan sumber air yang tidak mudah untuk

didapat. Agar air laut dapat dimanfaatkan oleh masyarakat, maka perlu dilakukan

pengolahan terlebih dahulu untuk menghilangkan kadar garamnya, salah satunya adalah

dengan menggunakan media pengolahan karbon aktif arang bambu.

Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan efisiensi penurunan kadar klorida (Cl)

pada air asin terhadap masing-masing variasi ketebalan filtrasi, yaitu varian A ketebalan

karbon aktif arang bambu 15 cm; varian B ketebalan karbon aktif arang bambu 30 cm; varian

C ketebalan karbon aktif arang bambu 45 cm. Air asin akan masuk pada tabung filtrasi

terlebih dahulu yang kemudian di ambil pada variasi waktu 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48

jam dan 72 jam.

Dari hasil penelitian diketahui bahwa variasi ketebalan karbon aktif arang bambu 45

cm mempunyai efisiensi penurunan yang paling tinggi dan dapat dilakukan perendaman

selama 72 jam diantara variasi lainnya, yaitu mampu menurunkan kadar klorida sebesar

81,55% saat dalam masa pengeraman. Semakin banyak jumlah karbon aktif arang bambu

maka mempunyai efisiensi penurunan yang semakin tinggi terhadap kadar klorida (Cl) serta

dapat menambah kemampuan media itu sendiri untuk melakukan penyaringan.

(15)

1

Air merupakan sumber bagi kehidupan. Sering kita mendengar bumi disebut sebagai planet biru, karena air menutupi 3/4 permukaan bumi. Tetapi tidak jarang pula kita mengalami kesulitan mendapatkan air bersih, terutama saat musim kemarau di saat air umur mulai berubah warna atau berbau. Sumber air tersebut ada yang diperoleh dari air tanah, mata air, air sungai, danau dan air laut. Air laut merupakan air yang di dalamnya terlarut berbagai zat padat dan gas, contohnya dalam 1000 gram air laut terdapat 35 gram senyawa terlarut yang secara kolektif disebut garam atau di dalam air laut 96,5 persen berupa air dan 3,5 persen berupa zat-zat terlarut. Untuk persentase air payau antara 0,05 sampai 3 persen kandungan zat – zat terlarutnya.

Sumber air di bumi tersebut berasal dari suatu siklus air dimana tenaga matahari merupakan sumber panas yang mampu menguapkan air. Air baik yang berada di darat maupun laut akan menguap oleh panas matahari. Uap kemudian naik berkumpul menjadi awan. Awan mengalami kondensasi dan pendinginan akan membentuk titik-titik air dan akhirnya akan menjadi hujan. Air hujan jatuh ke bumi sebagian meresap ke dalam tanah menjadi air tanah dan mata air, sebagian mengalir melalui saluran yang disebut air sungai, sebagian lagi terkumpul dalam danau/rawa dan sebagian lagi kembali ke laut.

(16)

2

musim kemarau mulai datang maka masyarakat yang tinggal di daerah pantai atau pulau kecil-kecil mulai kekurangan air. Air hujan yang merupakan sumber air yang telah disiapkan di bak penampung air hujan (PAH) sering tidak dapat mencukupi kebutuhan pada musim kemarau.

Padahal sebenarnya sumber air asin itu begitu melimpah, kenyataan menunjukkan bahwa ada banyak daerah pemukiman yang justru berkembang pada daerah pantai. Melihat kenyataan semacam itu manusia telah berupaya untuk mengolah air asin/payau menjadi air tawar mulai dari yang menggunakan teknologi sederhana seperti menyuling, filtrasi dan ionisasi (pertukaran ion). Sumber air asin/payau yang sifatnya sangat melimpah telah membuat manusia berfikir untuk mengolahnya menjadi air tawar.

Sekalipun air sumur atau sumber air lainnya yang dimiliki mulai menjadi keruh, kotor ataupun berbau, selama kuantitasnya masih banyak kita masih dapat berupaya merubah/menjernihkan air keruh/kotor tersebut menjadi air bersih yang layak pakai.

Ada berbagai macam cara sederhana yang dapat digunakan untuk mendapatkan air bersih, dan cara yang paling mudah dan paling umum digunakan adalah dengan membuat saringan air, dan mungkin yang paling tepat adalah membuat penjernih air atau saringan air sederhana. Perlu diperhatikan, bahwa air bersih yang dihasilkan dari proses penyaringan air secara sederhana tersebut tidak dapat menghilangkan sepenuhnya garam yang terlarut di dalam air.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

(17)

2. Menganalisis penurunan kadar klorida (Cl) dalam air dari pengolahan yang dilakukan pada tiga macam variasi ketebalan filtrasi karbon aktif arang bambu.

3. Mendapatkan suatu teknologi alternatif yang sederhana dan mudah dalam pengoprasiannya sehingga dapat menurunkan kadar garam atau mineral pada air laut.

C. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini antara lain :

1. Mendapatkan suatu teknologi alternatif yang sederhana dan mudah dalam pengoprasiannya sehingga dapat menurunkan kadar garam atau mineral pada air.

2. Memberikan data informasi tentang teknologi pengolahan yang dilakukan pada penelitian ini untuk menurunkan kadar garam atau mineral dalam air dengan menggunakan proses filtrasi menggunakan karbon aktif arang bambu.

3. Sebagai sumber referensi bagi pembaca dan peneliti selanjutnya tentang pengolahan air laut dengan proses filtrasi.

D. Batasan Masalah

Dalam hal ini, perlu direncanakan batasan masalah yang terdiri dari : 1. Penelitian ini menggunakan proses filtrasi karbon aktif arang bambu

dengan variasi ketebalan 15 cm, 30 cm dan 45 cm.

2. Pengambilan sampel dilakukan sebelum pengolahan dan setelah pengolahan dengan waktu 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam, dan 72 jam.

3. Parameter uji yang digunakan untuk mengetahui efektivitas proses adalah parameter uji klorida (Cl).

(18)

4 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Penelitian Terdahulu

Penelitian ini dilakukan tidak terlepas dari hasil penelitian-penelitian terdahulu yang pernah dilakukan sebagai bahan perbandingan dan kajian. Adapun hasil-hasil penelitian yang dijadikan perbandingan tidak lepas dari topik penelititan yaitu mengenai unit pengolahan air asin.

1. Dari penelitian Nugroho dan Purwoto (2013), tentang removal klorida, TDS dan besi pada air payau melalui penukar ion dan filtrasi campuran zeolit aktif dengan karbon aktif. Salah satu sumber air yang masih banyak digunakan oleh masyarakat adalah air sumur gali, akan tetapi tidak semuanya memenuhi syarat kesehatan, terutama apabila air yang ada di sumur gali tersebut bersifat payau. Agar air payau dapat dimanfaatkan oleh masyarakat, maka perlu dilakukan pengolahan terlebih dahulu untuk menghilangkan kadar garamnya, salah satunya adalah dengan menggunakan media pengolahan karbon aktif, zeolit aktif dan resin penukar ion. Penelitian bertujuan untuk membandingkan efisiensi penurunan kadar parameter uji, yaitu besi, klorida dan TDS pada air payau terhadap masing-masing varian reaktor, yaitu varian reaktor A (50% zeolit aktif : 50 % karbon aktif); varian reaktor B (25% zeolit aktif : 75 % karbon aktif); varian reaktor C (75% zeolit aktif : 25 % karbon aktif). Air payau akan masuk pada tabung filtrasi terlebih dahulu yang berisi media filter campuran antara zeolit aktif dan karbon aktif, selanjutnya mengalir ke tabung yang berisi resin penukar kation dan anion. Penelitian ini menggunakan media zeolit aktif dan karbon aktif yang mempunyai ukuran ± 6.3 mm, resin penukar kation AMBERLITE™ IR120 Na dan resin penukar

(19)

Dari hasil penelitian diketahui bahwa variasi campuran C dengan komposisi 75% zeolit aktif : 25 % karbon aktif mempunyai efisiensi penurunan yang paling tinggi diantara variasi lainnya,yaitu mampu menurunkan kadar besi sebesar 67%, kadar klorida 65% dan kadar TDS 63%. Semakin bayak jumlah zeolit pada campuran media antara zeolit aktif dan karbon aktif maka mempunyai efisiensi penurunan yang semakin tinggi terhadap kadar parameter TDS, klorida dan besi. 2. Dari penelitian Haryoto Indriatmoko dan Herlambang (1999) tentang

penyaringan air laut menggunakan membran reverse osmosis (RO). Jika air murni dan larutan garam yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel maka, akan terjadi aliran yang mengalir dari zat cair dengan konsentrasi rendah menuju ke air garam (larutan air yang mengandung kadar garam tinggi) yang mempunyai konsentrasi tinggi. Aliran air melalui selaput semipermiabel tersebut dapat berlangsung karena adanya tekanan osmosis. Jika tekanan dilakukan sebaliknya yaitu air garam diberikan suatu tekanan buatan yang besarnya sama dengan tekanan osmosis, maka yang terjadi adalah tidak ada aliran dari air ke air garam atau sebaliknya. Faktor yang mempengaruhi besar kecilnya tekanan osmosis adalah konsentrasi garam dan suhu air. Air laut umumnya mengandung TDS minimal sebesar 30.000 ppm. Sebagai contoh, untuk air laut dengan TDS 35.000 ppm pada suhu 250_{c, mempunyai tekanan osmose 26,7 kg/cm}2_{, sedangkan yang}

mengandung 42.000 ppm TDS pada suhu 300_{c mempunyai tekanan}

osmosis 32,7 kg/cm2_{. Jika tekanan pada sisi air garam (air asin)}

(20)

6

mengandung garam. Untuk mendapatkan air dengan kadar garam yang kecil maka diterapkan sistem dengan dua sampai tiga saluran. Jika ingin membuat air minum yang mengandung kira – kira 300 sampai 600 ppm TDS cukup menggunakan saluran tunggal. Jika air olahan yang dihasilkan menjadi semakin banyak, maka jumlah air baku akan menjadi lebih besar dan sebagainya akibatnya tekanan yanng dibutuhkan akan menjadi semakin besar. Tekanan buatan (tekanan kerja) tersebut harus lebih besar dari tekanan osmosis pada air baku. Tekanan kerja yanng dibutuhkan jika memakai air laut adalah antara 70 kg/cm2.

(21)

(22)

8

(23)

matahari berupa sadiasi sorot (Ib) dan radiasi difus (Id) yang penjumlahan keduannya merupakan radiasi global (Ig). Intensitas radiasi matahari mengenai kaca penutup sebagian diserap oleh kaca penutup dan sebagian lagi di transmisikan masuk kedalam kolektor. Intensitas tersebut diserap oleh air yang berada di bak (Ozisik M. 1985).

4. Dari penelitian Ganda Wijaya (2016) tentang sistem filtrasi air laut menggunakan media zeolit aktif. Pada penelitian ini menggunakan media zeolit yang diaktifkan menggunakan bahan kimia NAOH atau sering disebut sebagai caustic soda / soda api. Hasil yang diperolah pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) dengan Ketebalan Zeolit Aktif 45 cm.

Sumber : Hasil penelitian, Agil Ganda Wijaya (2016) Waktu (Jam) Kadar Klorida

(mg/l) Efisiensi (%) Sebelum

pengolahan 17146.50 0.00

1 10105.67 41.06

2 8034.83 53.14

3 6390.00 62.73

24 5845.67 65.91

48 5372.33 68.67

(24)

10

Dari tabel 2.1 dapat dibuat grafik efisiensi penurunan kadar klorida (cl) pada masing-masing variasi ketebalan seperti berikut ini :

Gambar 2.1 Grafik Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) pada Masing-Masing Variasi Ketebalan.

B. Keaslian Penelitian

Penelitian tentang “Model unit pengolahan air asin dengan metode

filtrasi” mempunyai perbedaan dari peneliti sebelumnya seperti air sampel

(25)

(26)

12 BAB III LANDASAN TEORI

A. Siklus Hidrologi

Hidrologi merupakan ilmu yang mempelajari air dalam segala bentuknya (cairan, gas, padat) pada, dalam, dan di atas permukaan tanah, termasuk di dalamnya penyebaran daur dan perilakunya, sifat-sifat fisika dan kimianya, serta hubungannya dengan unsur-unsur hidup dalam air itu sendiri (Asdak, 2010)

Siklus hidrologi adalah rangkaian suatu peristiwa yang terjadi dimulai dari air jatuh ke bumi hingga air tersebut menguap di udara dan kembali jatuh ke bumi. Macam-macam siklus hidrologi ada 3 yaitu : 1. Siklus hidrologi pendek, yaitu di permukaan laut terjadi penguapan

dan kondensasi lalu membentuk awan dan akhirnya terjadi hujan dan air hujan tersebut kembali ke laut.

2. Siklus hidrologi sedang, yaitu penguapan terjadi di permukaan laut, angin membawa kondensasi uap air. Kemudian air hujan tersebut mengalir melalui sungai di permukaan dan kembali lagi ke laut.

(27)

Gambar 3.1 Siklus Hidrologi B. Air Laut

`Air laut adalah air dari laut atau samudera. Air laut memiliki kadar garam rata-rata 3,5%. Artinya dalam 1 liter (1000 mL) air laut terdapat 35 gram garam (namun tidak seluruhnya garam dapur NaCl). (Wikipedia, 2016). Temperatur air laut berkisar antara -20c sampai 300c. temperatur yang rendah biasanya terdapat pada air laut di sekitar kutub dan pada dasar laut dalam. Sedangkan temperatur air laut yang tinggi terdapat pada laut di daerah Arid. Laut Merah dan Bab El Mandeb temperaturnya sekitar 290c sampai 300_{. Karena di dalam air laut bergerak baik secara horizontal}

maupun vertikal, maka temperaturnya air tersebut dibagi-bagi kebagian yang jauh/dalam. Juga panas selalu digunakan untuk penguapan.

Walaupun kebanyakan air laut didunia memliki kadar garam sekitar 3,5%, air laut juga berbeda-beda kandungan garamnya. Yang paling tawar adalah di timur Teluk Finlandia dan utara Teluk Bothnia, keduanya bagian dari Laut Baltik. Yang paling asin adalah di Laut Merah, dimana suhu tinggi dan sirkulasi terbatas membuat penguapan tinggi dan sedikit masukan air dari sungai-sungai. Kadar garam di beberapa danau dapat lebih tinggi lagi.

(28)

14

air laut berbeda-beda. Bahkan, komposisi garam antara air laut di daerah satu dengan daerah lainnya pun berbeda. Garam-garaman utama yang terdapat dalam air laut adalah klorida (55%), natrium (31%), sulfat (8%), magnesium (4%), kalsium (1%), potassium (1%), dan sisanya (kurang dari 1%) terdiri dari biokarbonat, bromide, asam borak, strontium dan flourida.

Air laut memiliki kadar garam karena bumi dipenuhi dengan garam mineral yang terdapat didalam batu-batuan dan tanah. Contohnya natrium, kalium, kalsium, dll. Apabila air sungai mengalir ke lautan, air tersebut membawa garam. Ombak laut yang memukul pantai juga dapat menghasilkan garam. Air tawar lebih ringan dari air asin.

Untuk mendapatkan air tawar dari air laut bisa dilakukan dengan cara osmosis terbalik, suatu proses penyaringan air laut dengan menggunakan tekanan dialirkan melalui suatu membrane saring. Sistem ini di sebut SWRO (Seawater Reverse Osmosis) dan banyak diguakan pada kapal laut atau instansi air bersih pantai dengan bahan baku air laut.

C. Air Bersih

Air bersih adalah salah satu jenis sumber daya berbasis air yang bermutu baik dan biasa dimanfaatkan oleh manusia untuk dikonsumsi atau melakukan aktifitas mereka sehari-hari termasuk diantaranya sanitasi. Untuk konsumsi air minum menurut departemen kesehatan, syarat-syarat air minum adalah tidak berasa, tidak berbau, tidak berwarna dan tidak mengandung logam berat. Walaupun air dari sumber alam dapat diminum oleh manusia, terdapat resiko bahwa air tersebut telah tercemar oleh bakteri (misalnya Escherichia coli) atau zat-zat berbahaya. Walaupun bakteri dapat dibunuh dengan memasak air hingga 100 °C, banyak zat berbahaya terutama klorida, tidak dapat dihilangkan dengan cara ini. Menurut Permenkes No.416 tahun 1990 mengatakan bahwa “air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnnya

(29)

Air merupakan zat pelarut yang penting untuk makhluk hidup dan bagian terpenting dalam proses metabolism. Air juga dibutuhkan dalam fotosintesis dan respirasi. Tubuh manusia terdiri dari 55% sampai 78% air, tergantung dari ukuran badan. Agar dapat berfungsi dengan baik, tubuh manusia membutuhkan antra satu sampai tujuh liter air setiap hari untuk menghindari dehidrsi. Syarat kesehatan kualitas air didasarkan pada Peraturan Kesehatan No. 492 tahun 2010 tentang persyaratan kualitas air bersih.

D. Filtrasi

Filtrasi adalah proses pemisahan zat padat atau zat padat halus, baik yang tersuspensi maupun koloid dari fluida dengan cara melewatkan liquid melalui media berpori untuk menyisihkan atau menghilangkan sebanyak-banyaknya butiran-butiran halus zat padat tersuspensi dari liquida. Faktor yang mempengaruhi efisiensi penyarinagan ada 4 (empat) yaitu :

1. Kualitas air baku, semakin baik kualitas air baku yang diolah maka akan baik pula hasil penyaringan yang diperoleh.

2. Suhu, suhu yang baik yaitu antara 20-30 °C, temperatur akan mempengaruhi kecepatan reaksi-reaksi kimia.

3. Kecepatan penyaringan, pemisah bahan-bahan tersuspensi dengan penyaringan tidak dipengaruhi terhadap kualitas effluent. Kecepatan penyaringan lebih banyak terhadapa masa operasi saringan.

(30)

16

E. Karbon Aktif

Arang aktif adalah suatu karbon yang mempunyai kemampuan daya serap yang baik terhadap anion, kation, dan molekul dalam bentuk senyawa organik dan anorganik, baik berupa larutan maupun gas. Beberapa bahan yang mengandung banyak karbon dan terutama yang memiliki pori dapat digunakan untuk membuat arang aktif. Pembuatan arang aktif dilakukan melalui proses aktivasi arang dengan cara fisika atau kimia di dalam retort. Perbedaan bahan baku dan cara aktivasi yang digunakan dapat menyebabkan sifat dan mutu arang aktif berbeda pula.

Arang aktif merupakan suatu produk yang dihasilkan dari modifikasi karbonisasi yang mempunyai banyak kegunaan dan sejak perang dunia pertama telah dimanfaatkan (Austin, 1984). Daya serap arang aktif merupakan suatu akumulasi atau terkonsentrasinya komponen di permukaan/antar muka dalam dua fasa. Bila ke dua fasa saling berinteraksi, maka akan terbentuk suatu fasa baru yang berbeda dengan masing-masing fasa sebelumnya. Hal ini disebabkan karena adanya gaya tarik-menarik antar molekul, ion atau atom dalam ke dua fasa tersebut. Gaya tarik-menarik ini dikenal sebagai gaya Van der Walls. Pada kondisi tertentu, atom, ion atau molekul dalam daerah antar muka mengalami ketidak seimbangan gaya, sehingga mampu menarik molekul lain sampai keseimbangan gaya tercapai (Manocha, 2003).

Pengolahan karbon aktif secara garis besar dapat dibagi dua tahan : 1. Tahapan preparasi

Bambu diperlakukan sedemikian rupa agar mendapat karbon aktif yang siap diolah.

2. Tahapan aktivasi

Aktivasi karbon aktif dilakukan dengan cara pemanasan atau penambahan pereaksi kimia baik asam maupun basa :

(31)

b. Penambahan pereaksi kimia, dilakukan didalam bak pengaktifan dengan NaOH, dimaksudkan untuk memperoleh temperature yang dibutuhkan dalam aktivasi. Karon aktif yang diaktivasi perlu dikeringkan terlebih dahulu, pengeringan ini bisa dilakukan dengan cara pengeringan menggunakan oven dengan suhu 3000_{selama 2-3}

jam.

F. Klorida

Klorida adalah ion yang terbentuk dari unsur klor yang mendapatkan satu elektron untuk membentuk suatu anion atau ion yang bermuatan negatif (Cl-). Kata klorida dapat pula diartikan sebagai senyawa kimia dimana satu atau lebih atom klornya memiliki ikatan kovalen dalam molekul. Tangkai toksisitas klorida tergantung pada gugus senyawa, misalnya Natrium Klorida (NaCl) sangat tidak beracun, tapi karbonil khlorida sangat beracun. Di Indonesia, klor digunakan sebagai desinfektan dalam penyediaan air minum. Dalam jumlah yang banyak, klorida akan menimbulkan rasa asin, korosi pada pipa penyediaan panas. Sebagai desinfektan, residu klor di dalam air penyediaan air sengaja dipelihara, tetapi klor ini dapat terikat pada senyawa organik dan membentu halogen-hidrokarbon (CL-HC) banyak diantaranya dikenal sebagai senyawa-senyawa karsinogenik.

Beberapa dampak yang ditimbulkan oleh klorida pada lingkungan adalah menimbulkan pengkaratan atau dekomposisi pada logam karena sifatnya korosif, ikan dan biota air tidak bisa bertahan hidup dalam kadar klorida yang tinggi serta kerusakan ekosistem pada perairan terbuka atau eutrofikasi.

(32)

18

kuantitatif sebelum terjadinya titik akhir titrasi, yang ditandai dengan mulai terbentuknya endapan perak kromat yang bewarna merah kecoklatan.

G. Analisis Regresi

Analisis regresi adalah salah satu metode yang sangat popular dalam mencari hubungan antara 2 variabel atau lebih. Variable-variabel yang dikomputasi selanjutnya dikelompokkan menjadi dependen yang biasanya dinotasikan dengan huruf Y (independen) dan variable independen yang biasanya dinotasikan dengan huruf X (dependent). (Alni Rahmawati, dkk. 2015)

Variabel independen yang selanjutnya dinotasikan Y juga dikenal sebagai variabel tak bebas, tergantung, respon ataupun outcome, sedangkan variabel dependen yang dinotasikan sebagai X dikenal sebagai variabel bebas, tak tergantng atau prediktor.

Saat ini dikenal berbagai metode regeresi. Metode regresi yang paling dikenal adalaha regresi linier, dimana metode ini dipakai bila data memiliki skala pengukuran minimal interval. Apabila skala pengukuran data minimal ordinal, maka metode yang tepat adalah regresi ordinal. Sedangkang apabila skala pengukuran minimal nominal, khususnya pada variable tergantung, maka lebih tepat digunakan regresi logistic.

Koefisien determinasi (R2_{) pada intinya mengukur seberapa jauh}

kemampuan model menerangkan variasi variable dependen. Nilai koefisien determinasi adalah antara nol sampai satu. Nilai R2 _{yang kecil}

berarti kemampuan-kemampuan variabel independen dalam menjelaskan variasi variabel dependen amat terbatas. Nilai yang mendekati satu berat variabel-variabel independen memberikan hampir semua informasi yang dibutuhkan untuk memprediksi variasi variabel dependen.

(33)

peduli apakah variabel tersebut berpengaruh secara signifikan terhadap variabel dependen. Oleh karena itu banyak peneliti menganjurkan untuk mengganti nilai adjusted R2_{pada saat mengevaluasi mana model regresi}

terbaik. Tidak seperti R2_{, nilai}_{adjusted R}2_{dapat naik atau turun apabila}

(34)

20 BAB IV

METODE PENELITIAN

A. Tahapan Penelitian

Dalam penelitian ini, perconaan yang dilakukan bertujuan untuk memperoleh penemuan - penemuan yang berkenaan dengan aplikasi / penerapan teori-teori yang sudah dipaparkan. Sehingga penelitian ini dapat disebut sebagai penelitian eksperimen yaitu kesengajaan mengadakan manipulasi suatu variable atau kondisi dengan langkah-langkah dan desain penelitian, mulai dari persiapan reaktor, persiapan media, persiapan dan pengambilan sempel, melakukan treatment hingga pengujian terhadap parameter yang sudah ditentukan dan pengolahan data yang dihasilkan.

Kegiatan penelitian ini adalah menganalisa kualitas air dengan metode filtrasi untuk mengetahui kadar klorida yang terkandung dalam air sebelum dan sesudah proses filtrasi. Kadar klorida dapat dikurangi dengan cara menyaring atau mengikat partikel – partikel tersebut.

(35)

Konsep model unit pengolahan air asin dengan metode filtrasi

Studi Pustaka

Persiapan alat dan bahan

Pelaksanaan percobaan

Analisis dan pembahasan

Kesimpulan dan saran Mulai

Selesai

Urutan tahapan penelitian seperti dibawah ini :

(36)

22

Pengujian sampel

Variasi ketebalan bahan filtrasi karbon aktif 15 cm, 30 cm, dan 45 cm

Pengambilan data kadar klorida (Cl)

Rekapitulasi data hasil pengujian

Data lengkap

Analisis dan pembahasan

Kesimpulan dan saran Ya

Tidak

Selesai

Urutan tahapan pelaksanaan pengujian seperti dibawah ini :

Gambar 4.2 Bagan Alir Tahapan Pengujian Pelaksanaan pengujian

(37)

B. Sampel Penelitian

Lokasi pengambilan air sampel penelitian yang digunakan adalah air laut Pantai Parangkusumo, Parangtritis, Bantul, Yogyakarta, yang kemudian air tersebut dilakukan pengolahan atau treatment untuk penelitian di Laboratorium Keairan dan Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Gambar 4.3 Peta Provinsi Yogyakarta

(38)

24

C. Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan November 2015 sampai Mei 2016. Minggu pertama persiapan alat dan bahan, kemudian minggu kedua sampai minggu ketiga melakukan pengujian alat pengolahan air asin dan pemeriksaan hasil pengujian di Laboratorium Keairan dan Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

D. Data Yang Dikumpulkan

Data yang dikumpulkan terdiri dari :

1. Data Primer, yaitu data yang didapat langsung dari pengujian alat pengolahan air asin yang berupa parameter kadar Klorida (Cl).

2. Data Sekunder, yaitu data yang didapat dari pustaka, referensi buku – buku dan baku mutu air bersih.

E. Tahapan Pengolahan

1. Menyiapkan alat uji pengolahan air asin.

2. Memasukkan karbon aktif kedalam alat uji pengolahan air asin. 3. Memasukkan sempel kedalam alat uji pengolahan air asin.

4. Pengambilan air olahan dengan 3 variasi ketebalan filtrasi, pengambilan air sempel dengan jeda waktu pengambilan 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam.

(39)

Keterangan Gambar :

= Pipa PVC diameter 4 inch

= Pipa PVC dan kran ¾ inch

35 cm

15 cm 20 cm

30 cm

45 cm 50 cm

Gambar 4.5 Alat Uji Pengolahan Air Asin

(40)

26

F. Cara Pengujian Kadar Klorida

Acuan dalan pengujian kadar klorida adalah SNI 06-6989.19-2004 tentang Air dan air limbah – Bagian 19: Cara uji klorida (Cl) dengan metode argentometric (mohr). Berikut alat dan bahan serta cara kerja : 1.Alat dan Bahan :

a. Alat : 1) Buret 2) Erlenmeyer 3) Pipet volume 4) Beaker glass 5) Pipet tetes 6) Corong

Gambar 4.6 Pipet Tetes Gambar 4.7 Tabung Erlenmeyer.

b. Bahan :

1) Larutan baku sekunder AgNO3 0,1 N

2) Kr2CrO4

(41)

4) Air Sampel

Gambar 4.8 Larutan baku sekunder AgNO3 0,1 N

(42)

28

2. Cara Kerja :

a. Penentuan Standarisasi Kadar Klorida Sampel

1) Diambil 1 mL sampel dengan pipet volume, dimasukkan ke dalam Erlenmeyer.

2) Dicairkan dengan aquadest sebanyak 50 mL.

3) Ditambahkan indikator Kr2CrO4 5% sebanyak 2-3 tetes.

4) Dititrasi menggunakan larutan AgNO3 hingga terbentuk

endapan merah bata muda. b. Titrasi Larutan Blanko

1) Diambil 50 mL aquadest dengan gelas ukur, dimasukkan ke dalam Erlenmeyer.

2) Ditambahkan indikator Kr2CrO4 5% sebanyak 2-3 tetes.

3) Dititrasi menggunakan larutan AgNO3 hingga terbentuk warna

cairan merah bata muda.

(43)

Dengan :

A = Vol. titrasi sampel B = Vol. titrasi blanko N = Vol. sampel

Dengan :

Ep = Efisiensi penurunan kadar klorida (Cl).

Xin = Nilai parameter sampel sebelum proses pengujian.

Xout = Nilai parameter sampel setelah proses pengujian.

Gambar 4.11 Larutan Hasil Titrasi Blanko.

c. Hitung Dengan Rumus Klorida (Cl)

d. Efisiensi (presentase)

�� =�� _�−�_� � %...(4.2)

(44)

30 BAB V

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Kualitas Air

Hasil pengujian air laut Pantai Parangkusumo, Yogyakarta menggunakan unit pengolahan air asin dengan media filtrasi karbon aktif arang bambu dengan variasi ketebalan 15 cm, 30 cm dan 45 cm yang dilakukan dan dianalisis di Laboratorium Keairan dan Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta dapat berpengaruh pada parameter yang di uji. Berdasarkan PERMENKES RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum, dan membandingkan hasil analisis pengujian di laboratorium. Hasil yang didapat untuk pengujian kadar klorida (Cl) pada air sampel mencapai 18282.50 mg/l. Sedangkan berdasarkan peraturan menteri persyaratan kualitas air minum untuk parameter klorida (Cl) kadar maksimum yang diperbolehkan mencapai 250 mg/l.

Berdasarkan persyaratan kualitas air yang telah ditentukan PERMENKES RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum Disimpulkan dari hasil pengujian air laut di atas bahwa kadar klorida masih tinggi kadarnya dengan nilai awal 18282.50 mg/l jauh

diatas ambang batas ≤ 250 mg/l.

B. Penurunan Kadar Klorida

(45)

1. Penentuan Kadar Klorida (Cl)

Kadar Cl dari hasil pengujian dan perhitungan didapatkan kadar Cl yang disajikan pada Tabel 5.3. analisis dilakukan berdasarkan kombinasi media filtrasi dengan waktu.

Tabel 5.1 Kadar Cl dengan ketebalan karbon aktif arang bambu 15 cm. Waktu (jam) Jumlah Titrasi (ml) Kadar Klorida (mg/l)

Sebelum pengolahan 5.30 18282.50

1 1.30 4082.50

2 1.40 4437.50

3 1.40 4437.50

24 1.2 3727.50

48 1.2 3727.50

72 1.2 3727.50

Sumber : Hasil penelitian, 2016

Contoh hitungan kadar Cl pada ketebalan karbon aktif arang bambu 15 cm pada waktu pengambilan sampel 24 jam, sebagai berikut:

� = � − � � � �. � �

= � , − , � , � , �

(46)

32

Dari Tabel 5.1 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan kadar Cl seperti berikut ini :

Gambar 5.1 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Karbon Aktif Arang Bambu 15 cm.

Dari grafik hubungan waktu dengan kadar Cl di atas terlihat adanya tren penurunan. Penurunan terbaik terdapat pada waktu pengambilan sampel 24 sampai 72 jam. Menurut standar kualitas air minum kadar Cl disyaratkan ≤ 250 mg/l, maka air laut belum memenuhi persyaratan, namun rasa asin pada air sudah berkurang. Nilai penurunan terkecil adalah 3727.50 mg/l. Contoh hasil regresi dari data yang acak untuk waktu 1 jam setelah pengolahan :

(47)

1 1.10 3372.50

(48)

34

Dari grafik hubungan waktu dengan kadar Cl di atas terlihat adanya tren penurunan. Penurunan terbaik terdapat pada waktu pengambilan sampel 24 sampai 24 sampai 72 jam. Menurut standar kualitas air minum kadar Cl

disyaratkan ≤ 250 mg/l, maka air laut belum memenuhi persyaratan, namun rasa asin pada air sudah berkurang. Nilai penurunan terkecil adalah 3727.50mg/l, nilai tersebut sama baiknya dari ketebalan karbon aktif arang bambu 15 cm. Contoh hasil regresi dari data yang acak untuk waktu 2 jam setelah pengolahan :

� = ( � �− . � ₎

= .

1 1.30 4082.50

2 1.30 4082.50

3 1.30 4082.50

24 1.20 3727.50

48 1.10 3372.50

72 1.10 3372.50

(49)

Dari grafik hubungan waktu dengan kadar Cl di atas terlihat adanya tren penurunan. Penurunan terbaik terdapat pada waktu pengambilan sampel 24 sampai 72 jam. Menurut standar kualitas air minum kadar Cl disyaratkan ≤ 250 mg/l, maka air laut belum memenuhi persyaratan, namun rasa asin pada air sudah berkurang. Nilai penurunan terkecil adalah 3372.50mg/l, nilai tersebut sama baiknya dari ketebalan karbon aktif arang bambu 30 cm. Contoh hasil regresi dari data yang acak untuk waktu 3 jam setelah pengolahan :

� = ( � �− . � ₎

= .

2. Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl)

Dari hasil analisis pengujian nilai Cl dapat dibuat nilai efisiensi penurunan kadar Cl yang dibagi berdasarkan variasi ketebalan media filtrasi karbon aktif arang bambu sebagai berikut:

(50)

36

Tabel 5.4 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) dengan Ketebalan karbon Aktif Arang Bambu 15 cm.

Waktu (Jam) Kadar Klorida (mg/l) Efisiensi (%)

1 4082.50 77.67

2 4437.50 75.73

3 4437.50 75.73

24 3727.50 79.61

48 3727.50 79.61

72 3727.50 79.61

Contoh perhitungan efisiensi penurunan kadar Cl pada ketebalan karbon aktif arang bambu 15 cm pada waktu pengambilan sampel 24 jam, sebagai berikut :

� =�� − �_�� %

= . −_. . � %

(51)

Dari Tabel 5.4 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl seperti berikut ini :

Gambar 5.4 Grafik Hubungan Waktu dengan Efisiensi Penurunan Kadar Cl dengan Ketebalan Karbon Aktif Arang Bambu 15 cm.

Dari grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl terlihat adanya tren peningkatan presentase efisiensi setiap pengambilan sampel. Nilai efisiensi tertinggi terdapat pada waktu pengambilan sampel 24 sampai 72 jam mencapai 79.61 %.

y = 0.8708ln(x) + 76.09 R² = 0.6818

20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

E

fi

si

e

n

si

(

%

)

(52)

38

Tabel 5.5 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) dengan Ketebalan Karbon Aktif Arang Bambu 30 cm.

Waktu (Jam) Kadar Klorida (mg/l) Efisiensi (%)

1 3372.50 81.55

Dari tabel 5.5 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl seperti berikut ini :

(53)

Dari grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl terlihat adanya tren peningkatan presentase efisiensi setiap pengambilan sampel. Nilai efisiensi tertinggi terdapat pada waktu pengambilan sampel 1 sampai 3 jam mencapai 81,55 %.

Tabel 5.6 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) dengan Ketebalan Karbon Aktif Arang Bambu 45 cm

Waktu (Jam) Kadar Klorida

(mg/l) Efisiensi (%)

1 4082.50 77.67

2 4082.50 77.67

3 4082.50 77.67

24 3727.50 79.61

48 3372.50 81.55

(54)

40

Dari tabel 5.6 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl seperti berikut ini :

Dari grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl terlihat adanya tren peningkatan presentase efisiensi setiap pengambilan sampel. Nilai efisiensi tertinggi terdapat pada waktu pengambilan sampel 24 sampai 72 jam mencapai 81,55 %.

3. Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) pada Masing-Masing Variasi Ketebalan Karbon Aktif Arang Bambu

Dari data yang dihasilkan pada masing-masing variasi ketebalan media filtrasi, kadar klorida (Cl) mengalami penurunan konsentrasi jika dibandingkan kadar klorida pada air baku yang belum diolah dengan kadar klorida (Cl) pada air hasil olahan pada masing-masing variasi ketebalan media filtrasi, namun variasi ketebalan mana yang mampu menurunkan kadar klirida (Cl) dengan efisiensi tinggi, maka perlu di kaji dengan menggunakan tabel dan grafik sebagi berikut.

(55)

Tabel 5.7 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) Karbon Aktif Arang Bambu Pada Masing-Masing Ketebalan

sumber : Hasil penelitian, 2016

Dari Tabel 5.7 dapat dibuat grafik efisiensi penurunan kadar klorida (cl) pada masing-masing variasi ketebalan seperti berikut ini :

Gambar 5.7 Grafik Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) pada Masing-Masing Variasi Ketebalan

(56)

42

Dari grafik efisiensi penurunan kadar klorida (Cl) pada masing-masing variasi ketebalan diatas menunjukkan bahwa variasi ketebalan karbon aktif arang bambu 15 cm, 30 cm, dan 45 cm mampu menurunkan kadar klorida sebesar 81.55%. Tetapi pada ketebalan 15 cm dan 30 cm ketahan waktu pengeraman tidak dapat bertahan lama. Sedangkan pada variasi ketebalan karbon aktif arang bambu 45 cm mampu bertahan hingga 3 hari saat dilakukan pengeraman.

C. Teknologi Alternatif

Pengolahan air asin menggunakan media filtrasi karbon aktif arang bambu menghasilkan air asin lebih jernih dengan kadar garam yang lebih sedikit. Walau hasil yang diperoleh belum sepenuhnya dapat digunakan sebagai air minum karena masih menandung garam, namun kejernihan air dapat diperoleh dengan baik.

Dipilihnya karbon aktif sebagai media filtrasi karena karbon aktif mempunyai sifat sebagai filtrasi dengan ukuran pori sangat kecil. Akibat struktur karbon aktif arang bambu memiliki ukuran pori yang sangat kecil, maka dapat menyaring jenis mineral yang lebih padat dari air. Walaupun karbon aktif arang bambu ini dapat digunakan sebagai alternatif untuk menurunkan kadar klorida, media ini memiliki kelemahan antara lain tidak dapat bertahan lama jika dilakukan perendaman menggunakan air laut dan cara memproduksinya membutuhkan waktu 3 hari untuk mendapatkan hasil yang diinginkan serta prosesnya lebih rumit dari proses pembuatan karbon aktif lainnya seperti karbon aktif arang batok.

(57)

ketebalan media filtrasi, maka kemampuan menurunkan kadar klorida (Cl) semakin besar.

Kualitas air laut pantai parangkusumo memiliki kadar klorida (Cl) sebanyak 18282.50mg/l, jauh diambang batas baku mutu air yaitu ≤ 250 mg/l, namun kadar klorida tersebut dapat berkurang dengan pengolahan air asin metode filtrasi dengan media karbon aktif arang bambu. Nilai penurunan kadar klorida (Cl) terkecil mencapai 3372.50 mg/l atau dapat menurunkan kadar klorida (Cl) air laut sebanyak 81.55%.

(58)

44 BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Dari perhitungan dan pembahasan yang telah diuraikan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Banyak sedikitnya kandungan klorida (Cl) dapat dipakai sebagai indikator terhadap layaknya air tersebut sebagai air minum. Kandungan klorida (Cl) yang disyaratkat dalam Peraturan Menteri Kesehatan, air bisa dikatakan air layak minum bila kadar klorida (Cl) ≤ 250 mg/l. Dalam penelitian ini semua air sampel tidak memenuhi syarat, itu dikarenakan hanya satu macam bahan filtrasi. Sehingga tidak mampu mengikat dan menahan partikel klorida saat air melewati bahan filter tersebut.

2. Dari pengambilan sampel sebelum filtrasi sampai dengan pengambilan sampel yang ke 72 jam presentase efisiensi mengalami penurunan serta ketahanan media filtrasi. Dengan hasil tersebut berarti menunjukan adanya penurunan kadar klorida (Cl). Penurunan klorida (Cl) terbesar salah satunya adalah sebesar 3372.50 mg/l atau 81.55% pada pengujian variasi di setiap ketebalan karbon aktif arang bambu. Dari hasil yang didapat air laut sudah menjadi air payau dikarenakan kadar klorida pada air sampel setelah penyaringan sebesar 0,65% dalam 1 lliter air laut. 3. Teknologi alternatif sederhana metode filtrasi dengan media karbon

(59)

B. Saran

Setelah melakukan penelitian dan membahasnya maka penulis memberikan saran sebagai berikut :

1. Pengambilan air sampel sebaiknya dilakukan dihari yang sama saat pengujian, agar kadar garam yang terdapat di air laut tidak mengendap. 2. Media filtrasi sebaiknya lebih beragam yang mempunyai sifat sebagai

penukar ion agar dapat mengikat dan menahan partikel klorida saat air melewati bahan filter tersebut. Agar dapat menjadi teknologi alternatif yang sederhana sebaiknya media filtrasi di kombinasikan dengan zeolit aktif, karbon aktif arang bambu dan resin sintetis agar penurunan kadar klorida dapat memenuhi persyaratan PERMENKES RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum. 3. Untuk penelitian selanjutnya dapat menggunakan air payau yang memiliki

(60)

46

DAFTAR PUSTAKA

Asdak, Chay. 2010. Hidrologi dan Pengolahan Daerah Aliran Air Sungai : Edisi Revisi Kelima. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press Yogyakarta.

Docslide. 2016. Penentuan Kadar Klorida.

http://dokumen.tips/documents/penentuan-kadar-klorida.html (diakses 16 April 2016).

Indriatmoko, Herlambang. 1999. Pengolahan Air Asin atau Payau Berbasis Kimiawi Melalui Tekno Membran Reverse Osmosis (RO)Kelompok Teknologi

Pengolahan Air Bersih dan Limbah Cair Direktorat Teknologi Lingkungan, Deputi

Bidang TeknologiInformasi, Energi, Material dan Lingkungan Badan Pengkajian

dan Penerapan Teknilogi. Jakarta.

Menteri Kesehatan RI. 2010. Tentang Persyaratan Kualiatas Air Minum. Permenkes RI No. 492 Tahun 2010

Menteri Keshatan RI. 1990. Tentang Syarat-syarat Dan Pengawasan Kualitas Air. Permenkes RI No. 416 Tahun 1990

Nugroho, Purwoto. 2013. Removal Klorida, TDS dan Besi pada Air Payau Melalui Penukar Ion dan Filtrasi Campuran Zeolit Aktif dengan Karbon Aktif., Jurnal Teknik Waktu, Vol. 11, No. 01.

Rahmawati, Alni, dkk. 2015. Statistika Teori dan Praktek Edisi III. Yogyakarta : Manajemen UMY.

Ganda Wijaya, Agil. 2016. Penukar Ion dan Filtrasi Zeolit Aktif. Yogyakarta : Teknik Sipil UMY.

Standar Nasional Indonesia. 2004. Tentang Cara Uji Klorida (Cl) dengan Metode Argentometri (Mohr). SNI 06-6989.19-2004

(61)

Wikipedia. 2016. Air Bersih. https://id.wikipedia.org/wiki/Air_bersih (diakses 14 April 2016).

(62)

Seminar Tugas Akhir

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

1

MODEL UNIT PENGOLAHAN AIR ASIN DENGAN METODE FILTRASI (Media Karbon Aktif Arang Bambu dengan Variasi Ketebalan 15 cm, 30 cm dan 45

cm)1

M Heru Sukoco2, Burhan Barid3, Jazaul Ikhsan4 ABSTRAK

Manusia sering dihadapkan pada situasi yang sulit dimana sumber air tawar sangat terbatas dan di lain pihak terjadi peningkatan kebutuhan. Bagi masyarakat yang tinggal di daerah pantai dan pulau kecil air tawar merupakan sumber air yang sangat penting. Agar air laut dapat dimanfaatkan oleh masyarakat, maka perlu dilakukan pengolahan terlebih dahulu untuk menghilangkan kadar garamnya, salah satunya adalah dengan menggunakan media pengolahan karbon aktif arang bambu.

Peneliti bertujuan untuk membandingkan efisiensi penurunan kadar klorida (Cl) pada air asin terhadap masing-masing variasi ketebalan filtrasi, yaitu varian A ketebalan karbon akitf arang bambu 15 cm; varian B ketebalan karbon akitf arang bambu 30 cm; varian C ketebalan karbon akitf arang bambu 45 cm. air asin akan masuk pada tabung filtrasi terlebih dahulu yang kemudian di ambil pada variasi waktu 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam. Penelitian ini menggunakan media karbon aktif yang menggunakan bahan baku tanaman bambu.

Dari hasil penelitian diketahui bahwa variasi ketebalan karbon akitf arang bambu 45 cm mempunyai efisiensi penurunan yang paling tinggi diantara variasi lainnya, yaitu mampu menurunkan kadar klorida sebesar 81.55%. Semakin banyak jumlah karbon aktif maka mempunyai efisiensi penurunan yang semakin tinggi terhadap kadar klorida (Cl).

Kata Kunci : Pengolahan air laut, filtrasi, karbon akitf arang bambu

1_{Disampaikan pada Seminar Tugas Akhir}

2_{Mahasiswa Jurusan Teknik Sipl, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta}

3_{Dosen Pembimbing I} 4_{Dosen Pembimbing II}

PENDAHULUAN

Air merupakan sumber kehidupan yang mutlak. Dalam kehidupan sehari-hari air sangat bermanfaat untuk berbagai keperluan. Salah satunya sebagai air minum yang dibutuhkan manusia setiap saat. Air yang dapat dikonsumsi dan aman untuk kesehatan manusia adalah air yang memenuhi syarat secara fisik, kimia, maupun biologi.

Air laut merupakan air yang di dalamnya terlarut berbagai zat padat dan gas, contohnya dalam 1000 gram air laut terdapat 35 gram senyawa terlarut yang secara kolektif disebut garam atau di dalam air laut 96,5 persen berupa air dan 3,5 persen berupa zat-zat terlarut. Untuk persentase air payau antara 0,05 sampai 3 persen kandungan zat – zat terlarutnya. Manusia sering dihadapkan pada situasi

yang sulit dimana sumber air tawar sangat terbatas dan di lain pihak terjadi peningkatan kebutuhan. Bagi masyarakat yang tinggal di daerah pantai, pulau kecil seperti kepulauan seribu, air tawar merupakan sumber air yang sangat penting. Sering terdengar ketika musim kemarau mulai datang, maka masyarakat yang tinggal di daerah pantai atau pulau-pulau kecil mulai kekurangan air tawar. Air hujan yang merupakan sumber air yang telah di siapkan di bak penampungan air hujan (PAH) sering tidak dapat mencukupi kebutuhan air pada musim kemarau.

(63)

2

untuk mengolahnya menjadi air tawar. Sehingga dengan adanya pengolahan air laut menjadi air tawar akan mudah untuk mendapatkan air meskipun tidak seperti air yang telah ada di daratan. Pengolahan air menggunakan filtrasi merupakan teknologi yang mudah diterapkan dan lebih ekonomis dibandingkan dengan teknologi penyulingan

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Untuk mengetahui air hasil pengolahan

apakah sudah memenuhi persyaratan kualitas air minum sesuai dengan Peraturan Kesehatan No. 492 tahun 2010.

2. Menganalisis penurunan kadar klorida (Cl) dalam air dari pengolahan yang dilakukan pada tiga macam variasi ketebalan filtrasi karbon aktif arang bambu.

3. Mendapatkan suatu teknologi alternatif yang sederhana dan mudah dalam pengoprasiannya sehingga dapat menurunkan kadar garam atau mineral pada air.

Manfaat penelitian

Manfaat dari penelitian ini antara lain : 1. Mendapatkan suatu teknologi alternatif

yang sederhana dan mudah dalam pengoprasiannya sehingga dapat menurunkan kadar garam atau mineral pada air.

2. Memberikan data informasi tentang teknologi pengolahan yang dilakukan pada penelitian ini untuk menurunkan kadar garam atau mineral dalam air dengan menggunakan proses pertukaran ion yang dipadukan dengan filtrasi (menggunakan media karbon aktif arang bambu).

3. Sebagai sumber referensi bagi pembaca dan peneliti selanjutnya tentang pengolahan air laut dengan proses filtrasi.

batasan masalah yang terdiri dari :

1. Penelitian ini menggunakan proses filtrasi karbon aktif arang bambu dengan variasi ketebalan 15 cm, 30 cm dan 45 cm.

2. Pengambilan sampel dilakukan sebelum pengolahan dan setelah pengolahan dengan waktu 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam, dan 72 jam. 3. Parameter uji yang digunakan untuk

mengetahui efektivitas proses adalah parameter uji klorida (Cl).

4. Pengujian dilakukan di Laboratorium Mekanika Fluida dan Lingkungan jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

5. Waktu penelitian yang terbilang singkat.

LANDASAN TEORI Siklus Hidrologi

Hidrologi merupakan ilmu yang mempelajari air dalam segala bentuknya (cairan, gas, padat) pada, dalam, dan di atas permukaan tanah, termasuk di dalamnya penyebaran daur dan prilakunya, sifat-sifat fisika dan kimianya, serta hubungannya dengan unsur-unsur hidup dalam air itu sendiri. (Asdak, 2010)

Siklus hidrologi adalah rangkaian suatu peristiwa yang terjadi dimulai dari air jatuh ke bumi hingga air tersebut menguap di udara dan kembali jatuh ke bumi. Macam-macam siklus hidrologi ada 3 yaitu: 1. Siklus hidrologi pendek, yaitu dipermukaan laut terjadi penguapan dan kondensasi lalu membentuk awan dan akhirnya terjadi hujan dan air hujan tersebut kembali ke laut.

(64)

3

3. Siklus hidrologi panjang, yaitu dipermukaan laut terjadi penguapan dan kondensasi, kemudian uap air tersebut tertiup angin dan membentuk awan dan tak lama kemudian jatuh seperti butir-butir salju di daratan dan pegunungan, membentuk gletser lalu mengalir ke sungai dan terbawa kembali ke laut. (Sumber : Bendung. 2015)

Gambar 1 Siklus Hidrologi Air Laut

Air laut adalah air dari laut atau samudera. Air laut memiliki kadar garam rata-rata 3,5%. Artinya dalam 1 liter (1000 mL) air laut terdapat 35 gram garam (namun tidak seluruhnya garam dapur NaCl).

Sebagian besar komponen air laut adalah garam-garam yang beraneka ragam. Jumlah masing-masing garam yang terkandung di dalam air laut berbeda-beda. Bahkan, komposisi garam antara air laut di daerah satu dengan daerah lainnya pun berbeda. Garam-garaman utama yang terdapat dalam air laut adalah klorida (55%), natrium (31%), sulfat (8%), magnesium (4%), kalsium (1%), potassium (1%), dan sisanya (kurang dari 1%) terdiri dari biokarbonat, bromide, asam borak, strontium dan flourida.

Air laut memiliki kadar garam karena bumi dipenuhi dengan garam mineral yang terdapat didalam batu-batuan dan tanah. Contohnya natrium, kalium, kalsium, dll. Apabila air sungai mengalir ke lautan, air tersebut membawa garam. Ombak laut yang memukul pantai juga dapat menghasilkan garam. Air tawar lebih ringan dari air asin.

Air Bersih

Air bersih adalah salah satu jenis sumber daya berbasis air yang bermutu baik dan biasa dimanfaatkan oleh manusia untuk dikonsumsi atau melakukan aktifitas mereka sehari-hari termasuk diantaranya sanitasi. Untuk konsumsi air minum menurut departemen kesehatan, syarat-syarat air minum adalah tidak berasa, tidak berbau, tidak berwarna dan tidak mengandung logam berat. Walaupun air dari sumber alam dapat diminum oleh manusia, terdapat resiko bahwa air tersebut telah tercemar oleh bakteri (misalnya Escherichia coli) atau zat-zat berbahaya. Walaupun bakteri dapat dibunuh dengan memasak air hingga 100 °C, banyak zat berbahaya terutama klorida, tidak dapat dihilangkan dengan cara ini.

Filtrasi

Filtrasi adalah proses pemisahan zat padat atau zat padat halus, baik yang tersuspensi maupun koloid dari fluida dengan cara melewatkan liquid melalui media berpori untuk menyisihkan atau menghilangkan sebanyak-banyaknya butiran-butiran halus zat padat tersuspensi dari liquida. Faktor yang mempengaruhi efisiensi penyaringan ada 4 (empat) yaitu : 1. Kualitas air baku, semakin baik kualitas

air baku yang diolah maka akan baik pula hasil penyaringan yang diperoleh. 2. Suhu, suhu yang baik yaitu antara 20-30

°C, temperatur akan mempengaruhi kecepatan reaksi-reaksi kimia.

3. Kecepatan penyaringan, pemisah bahan-bahan tersuspensi dengan penyaringan tidak dipengaruhi terhadap kualitas effluent. Kecepatan penyaringan lebih banyak terhadap masa operasi saringan.

(65)

4

baik terhadap anion, kation, dan molekul dalam bentuk senyawa organik dan anorganik, baik berupa larutan maupun gas. Beberapa bahan yang mengandung banyak karbon dan terutama yang memiliki pori dapat digunakan untuk membuat arang aktif. Pembuatan arang aktif dilakukan melalui proses aktivasi arang dengan cara fisika atau kimia di dalam retort. Arang aktif merupakan suatu produk yang dihasilkan dari modifikasi karbonisasi yang mempunyai banyak kegunaan dan sejak perang dunia pertama telah dimanfaatkan (Austin, 1984).

Pengolahan karbon aktif secara garis besar dapat dibagi dua tahap :

1. Tahapan preparasi

Bambu diperlakukan sedemikian rupa agar mendapat karbon aktif yang siap diolah.

2. Tahapan aktivasi

Aktivasi karbon aktif dilakukan dengan cara pemanasan atau penambahan pereaksi kimia baik asam maupun basa :

a. Aktivasi pemanasan, dilakukan karbon aktif dalam oven dengan pada suhu 100-200° C dan waktu pemanasan selama 4-6 jam.

b. Penambahan pereaksi kimia, dilakukan didalam bak pengaktifan dengan NaOH, dimaksudkan untuk memperoleh temperature yang dibutuhkan dalam aktivasi. Karon aktif yang diaktivasi perlu dikeringkan terlebih dahulu, pengeringan ini bisa dilakukan dengan cara pengeringan menggunakan oven dengan suhu 3000 selama 2-3 jam.

Klorida

Klorida adalah ion yang terbentuk dari unsur klor yang mendapatkan satu elektron untuk membentuk suatu anion atau ion yang bermuatan negatif (Cl-). Kata klorida dapat pula diartikan sebagai senyawa kimia dimana satu atau lebih atom

minum.

Beberapa dampak yang ditimbulkan oleh klorida pada lingkungan adalah menimbulkan pengkaratan atau dekomposisi pada logam karena sifatnya korosif, ikan dan biota air tidak bisa bertahan hidup dalam kadar klorida yang tinggi serta kerusakan ekosistem pada perairan terbuka atau eutrofikasi.

Analisis Regresi

Analisis regresi adalah salah satu metode yang sangat popular dalam mencari hubungan antara 2 variabel atau lebih. Variable-variabel yang dikomputasi selanjutnya dikelompokkan menjadi dependen yang biasanya dinotasikan dengan huruf Y (independen) dan variable independen yang biasanya dinotasikan dengan huruf X (dependent).

Koefisien determinasi (R2) pada intinya mengukur seberapa jauh kemampuan model menerangkan variasi variable dependen. Nilai koefisien determinasi adalah antara nol sampai satu. Nilai R2 yang kecil berarti kemampuan-kemampuan variable independen dalam menjelaskan variasi variabel dependen amat terbatas. Nilai yang mendekati satu berarti variabel-variabel independen memberikan hampir semua informasi yang dibutuhkan untuk memprediksi variasi variabel dependen.

METODE PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahapan pekerjaan. Dimulai dari persiapan alat, pemeriksaan bahan, rencana pengujian. Semua pekerjaan dilakukan berpedoman pada peraturan/standar yang berlaku dengan penyesuaian terhadap kondisi dan fasilitas laboratorium yang ada.

(66)

5

Gambar 2 Bagan Alir Tahapan Pengujian Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada bulan November 2015 sampai April 2016. Minggu pertama persiapan alat dan bahan, kemudian minggu kedua sampai minggu ketiga melakukan pengujian alat pengolahan air asin dan pemeriksaan hasil pengujian di Laboratorium Keairan dan Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Tahapan Pengolahan

1. Menyiapkan alat uji pengolahan air asin.

2. Memasukkan butiran karbon aktif arang bambu kedalam alat uji pengolahan air asin.

3. Memasukkan sempel kedalam alat uji pengolahan air asin.

4. Pengambilan air olahan dengan 3 variasi ketebalan filtrasi, pengambilan air sempel dengan jeda waktu pengambilan 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam.

5. Memasukkan air sempel kedalam botol sempel dan dianalisis di Laboratorium Keairan dan Lingkungan Teknik Sipil,

Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Gambar 3 Alat Uji Pengolahan Air Asin Cara kerja alat pengolahan air ini adalah dengan memasukkan air langsung kedalam tabung pipa 4 inch yang telah diisi dengan media filtrasi karbon aktif arang bambu dengan variasi ketebalan 15 cm, 30 cm dan 45 cm, kemudian selanjutnya dengan pengambilan sempel pada output dengan jeda waktu pengambilan 1 jam, 2 jam, 3 jam, 24 jam, 48 jam dan 72 jam. HASIL DAN PEMBAHASAN

Kualitas Air

(67)

6

Parameter

Air laut Klorida (Cl) mg/l 18282,50 Sumber : Hasil penelitian, 2016

Tabel 2 Persyaratan Kualitas Air Minum

Sumber : Permenkes RI No. 492 Tahun 2010

Berdasarkan persyaratan kualitas air yang telah ditentukan PERMENKES RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum Disimpulkan dari hasil pengujian air laut di atas bahwa kadar klorida masih tinggi kadarnya dengan nilai awal 18282,50 mg/l

jauh diatas ambang batas ≤ 250 mg/l.

Penurunan Kadar Klorida

Metode yang digunakan dalam menganalis data ini yaitu analisis secara table dan grafik kemudian dijelaskan dengan jalan membandigkan antar ketebalan media filtrasi. Data yang

Lingkungan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. 1. Penurunan Kadar Klorida

Kadar Cl dari hasil pengujian dan perhitungan didapatkan kadar Cl yang mengalami penurunan paling baik ada pada ketebalan media karbon aktif arang bambu 45 cm dan disajikan pada table 3. analisis dilakukan berdasarkan kombinasi media filtrasi dengan waktu.

Tabel 3 Kadar Cl dengan ketebalan karbon aktif arang bambu 45 cm.

Sumber : Hasil penelitian, 2016 Dari tabel 3 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan kadar Cl seperti berikut ini:

Gambar 4 Grafik Hubungan Waktu dengan Kadar Klorida (Cl) Ketebalan Karbon Aktif Arang Bambu 45 cm.

Dari grafik hubungan waktu dengan kadar Cl di atas terlihat adanya tren penurunan. Penurunan terbaik terdapat pada waktu pengambilan sampel 72 jam. Menurut standar kualitas air minum kadar

Cl disyaratkan ≤ 250 mg/l, maka air laut

(68)

7

2. Efisiensi Penurunan Klorida

Dari hasil analisis pengujian nilai Cl dapat dibuat nilai efisiensi penurunan kadar Cl yang dibagi berdasarkan variasi ketebalan media filtrasi karbon aktif arang bambu. Penurunan paling baik ada pada ketebalan media karbon aktif arang bambu 45 cm.

Tabel 4 Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) dengan Ketebalan Karbon Aktif Arang Bambu 45 cm.

Sumber : Hasil penelitian, 2016 Dari tabel 4 dapat dibuat grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl seperti berikut ini:

Gambar 5 Grafik Hubungan Waktu dengan Efisiensi Penurunan Kadar Cl dengan Ketebalan Karbon Aktif Arang Bambu 45 cm.

Dari grafik hubungan waktu dengan efisiensi penurunan kadar Cl terlihat adanya tren peningkatan presentase efisiensi setiap pengambilan sampel. Nilai efisiensi tertinggi terdapat pada waktu pengambilan sampel 72 jam mencapai 81,55 %.

3. Efisiensi Penurunan Kadar Klorida (Cl) pada Masing-Masing Variasi Ketebalan Karbon Aktif Arang Bambu

Dari data yang dihasilkan pada masing-masing variasi ketebalan media

filtrasi, kadar klorida (Cl) mengalami penurunan konsentrasi jika dibandingkan kadar klorida pada air baku yang belum diolah dengan kadar klorida (Cl) pada air hasil olahan pada masing-masing variasi ketebalan media filtrasi, namun variasi ketebalan mana yang mampu menurunkan kadar klorida (Cl) dengan efisiensi tinggi, maka perlu di kaji dengan menggunakan tabel dan grafik sebagi berikut :