PENGARUH FREKUENSI TERHADAP EFESIENSI PENGHILANGAN MIKROORGANISME DENGAN SISTEM PLASMA RADIO FREKUENSI

PENGARUH FREKUENSI TERHADAP EFESIENSI PENGHILANGAN

MIKROORGANISME DENGAN SISTEM PLASMA RADIO FREKUENSI

Mutia Oktavia1 _Tartila1_{, Reni Desmiarti}1_{, Ariadi Hazmi}2

1_{Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta}

Jl. Gajah Mada No.19, Olo Nanggalo Padang-25143 Mutia.oh@gmail.com, desmiarti@yahoo.com

2_{Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Andalas}

Kampus Limau Manis, Unand Padang ariadihazmi@yahoo.com

Abstrak

Penghilangan Fecal Coliform dan Total Coliform diteliti dengan menggunakan sistem plasma Radio

Frekuensi. Percobaan ini dilakukan untuk mempelajari kemampuan plasma radio frekuensi dengan

besar frekuensi 3.0, 3.3 dan 3,7 MHz untuk penghilangan Fecal Coliform dan Total Coliform diamati. Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi penghilangan Fecal Coliform dan Total

Coliform masing – masing adalah 100% dan 9.84% untuk pemberian frekuensi 3.7 MHz selama 60

menit. Penelitian ini dilakukan sebagai dasar dalam perancangan alat untuk sistem plasma radio frekuensi pada pengolahan air minum secara kontinyu.

Kata kunci : Sistem Plasma Radio Frekuensi, Total Coliform, Fecal Coliform

Abstract

Removal of fecal coliform and total coliform were examined using radio frequency plasma system. This experiment was conducted to investigate the ability of radio frequency plasma with a frequency of 3.0, 3.3 and 3.7 MHz.. The results showed that the removal efficiency of fecal coliform and total coliform respectively were 100% and 9.84%, respectively after applied frequency at 3.7 MHz for 60 minutes. These results are necessary to design drinking water treatment plant.

Pendahuluan

Penggunaan air minum isi ulang di masyarakat semakin meningkat. Berdasarkan hasil investigasi di lapangan yang dilakukan oleh Bappedalda Kota Padang tahun 2014, menunjukkan bahwa hampir 70% depot air minum isi ulang terkontaminasi dengan mikroorganisme seperti Total Coliform dan

Fecal Coliform. Namun kualitas dari air

minum isi ulang tidak bisa dijamin. Selain itu, penggunaan sistem pengolahan bahan baku air minum konvensional seperti sedimentasi, koagulasi-flokulasi, dan filtrasi

tidak dapat menjamin untuk menghasilkan bahan baku air minum dengan kualitas yang baik sesuai dengan baku mutu yang telah ditetapkan pemerintah (Peraturan Pemerintah No.28 tahun 2001 tentang Standar Baku Mutu untuk Air Baku dan Permenkes RI No.492/Menkes/Per/IV/2010 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum).

Data di Badan Perencanaan Pembangunan Nasional (Bappenas) menyebutkan sekitar 60-70% sumur milik warga tercemar mikroorganisme. Bakteri

tersebut berasal dari jamban yang berdekatan dengan sumur, bahkan sebagian besar sungai-sungai di Indonesia juga tercemar Escheia Coli sehingga air sungai di Indonesia tidak layak minum (Media Indonesia, 04 Mei 2011). Saat ini hanya 20% air bersih yang layak minum dan baru 15% masyarakat yang mengakses air dari pengelolaan air. Sisanya untuk memenuhi kebutuhan sendiri (Suara Pembaharuan, 03 Mei 2011). Kurang optimalnya alat pengolah air guna menghilangkan polutan produk pada Air Minum Isi Ulang (AMIU), terutama untuk air baku yang mengandung Total Coliforms maupun Fecal Coliforms yang menyebabkan kualitas air minum isi ulang tidak bisa terkontrol dengan baik. Sistem pengolahan air minum pada depot air minum isi ulang masih mempergunakan karbon aktif untuk menghilangkan bau dan penggunaan klorin sebagai desinfektan untuk membunuh mikroorganisme yang ada dalam air. Karbon aktif memiliki kelemahan sulit diregenerasi sehingga diperlukan biaya yang cukup besar untuk mengganti karbon aktif yang baru. Sedangkan klorin merupakan zat kimia yang cukup berbahaya bagi kesehatan manusia jika kuantitasnya tidak terkontrol dengan baik.

Pengolahan air menggunakan sistem plasma merupakan salah satu cara untuk menghasilkan air yang layak dikonsumsi masyarakat dari segi aspek kesehatan. Plasma di dalam air akan menghasilkan spesies aktif seperti OH-, •H+, O3 dan H2O2. Hampir seluruh

spesies aktif ini memiliki potensial oksidasi yang tinggi dan berpotensi membunuh mikroorganisme serta menguraikan senyawa organik yang berada dalam air (Sun dkk, 1997). Kelebihan lain dari sistem plasma dalam air ini adalah dapat menghasilkan sinar ultraviolet serta gelombang kejut (shockwaves) yang juga dapat membunuh mikroorganisme dan menguraikan senyawa organik dalam air (Robinson dkk, 1973).

Yenni Trianda dan Mahardika (2013) mengolah air selokan dengan menggunakan sistem plasma Dielectric Barrier Discharge (DBD) (). Metode ini menggunakan dua buah elektroda yang biasanya beroperasi pada tegangan tinggi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penghilangan senyawa mkroorganisme hingga 76.47%. Kelemahan system DBD sulit diaplikasikan pada skala rumah tangga.

Sistem plasma Radio-Frekuensi (RF) dirancang untuk mengatasi kelemahan yang ditemukan pada DBD. Selain beroperasi secara

continue dan elektroda yang tidak bersentuhan

langsung dengan air, alat ini juga bisa diaplikasikan pada skala rumah tangga karena menggunakan tegangan rendah. Metode ini diharapkan dapat mengatasi kelemahan dari sistem pengolahan secara konvensional dan menyempurnakan kekurangan yang ditemukan pada DBD. Penelitian ini bertujuan untuk menghilangkan kandungan Fecal Coliform dan Total Coliform yang berada dalam air sungai.

Metodologi Percobaan

Sistem plasma radio frekuensi dari penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1. Peralatan penelitian yang dipakai terdiri dari pembangkit plasma RF, reaktor plasma, probe tegangan dan arus, picoscope dan komputer.

Gambar 1. Skema Penelitian Sistem Plasma Radio Frekuensi

Sumber Plasma

Pembangkit Plasma RF digunakan untuk membangkitkan plasma dalam air. Derajat ionisasi plasma dikontrol dengan memvariasikan input frekuensi yang berkisar antara 3.0,3.3 dan 3.7 MHz. Frekuensi dan arus diukur dengan menggunakan picoscope (Tektronik TDS220) melalui probe tegangan tinggi dan probe arus. Reaktor yang digunakan mempunyai dimeter 2 inchi, panjang 30 cm dan ketebalan 2 mm. Reaktor ini dililit dengan kawat tembaga.

Bahan

Sampel bahan baku diperoleh dari sungai Batang Kuranji Padang.

Analisis Sampel

Analisis kandungan mikroorganisme

(Fecal Coliform dan Total Coliform)

dilakukan dengan memakai media agar selektif BriliantTM.

Hasil dan Pembahasan

Pengaruh Frekuensi Terhadap

Penghilangan Mikroorganisme

Pengaruh frekuensi terhadap

penghilangan Total Coliform

Pengaruh frekuensi terhadap efesiensi pengurangan Total Coliform ditampilkan pada Gambar 2. Efesiensi pengurangan Total

Coliform pada saat 5 menit sebanyak 74,49%

untuk frekuensi 3 MHz, 76,53 % untuk frekuensi 3,3 MHz dan 81,63 %Setelah diberi frekuensi Selama 60 menit pada frekuensi 3,0 MHz efesiensi pengurangan

Total Coliform adalah 85,71 %, sedangkan

pada frekuensi 3,3 mHz efesiensi pengurangan Total Coliform adalah 90,30 %. Peningkatan frekuensi menjadi 3,7 MHz memberikan nilai efesiensi pengurangan

Total Coliform sebesar 91.33 %. Effisiensi

penghilangan (EP) Total coliform akan meningkat seiring peningkatan waktu proses sistem plasma radio frekuensi.

Gambar 2 Pengaruh Frekuensi Terhadap Efesiensi Pengurangan Total Coliform

Pengaruh frekuensi terhadap efisiensi penghilangan Fecal Coliform

Pengaruh frekuensi terhadap efesiensi pengurangan Fecal Coliform ditampilkan pada Gambar 3. Efesiensi pengurangan Fecal

Coliform pada saat 5 menit sebanyak

81,08 % untuk frekuensi 3 MHz, 86,49 % untuk frekuensi 3,3 MHz dan 86,49 %Setelah diberi frekuensi Selama 60 menit pada frekuensi 3,0 MHz efesiensi pengurangan

Fecal coliform adalah 94,60 %, sedangkan

pada frekuensi 3,3 MHz efesiensi pengurangan Fecal coliform adalah 97,30 %. Peningkatan frekuensi menjadi 3,7 MHz memberikan nilai efesiensi pengurangan

Fecal coliform sebesar 97.33 %. Berdasarkan

Gambar 3 dapat dilihat bahwa efesiensi penghilangan Fecal coliform akan meningkat seiring peningkatan waktu proses sistem plasma radio frekuensi.

Gambar 3 Pengaruh Frekuensi Terhadap Efesiensi Pengurangan Fecal Coliform

Kesimpulan

Semakin besar frekuensi yang diberikan maka efesiensi penghilangan mikroorganisme akan semakin meningkat. Efesiensi penghilangan fecal coliform

tertinggi adalah pada frekuensi 3.7 Hz dan pada waktu ke- 60 yaitu 91.84 %. Efesiensi penghilangan total coliform tertinggi adalah pada frekuensi 3.7 Hz dan pada waktu ke – 60 menit yaitu 100%.

Daftar Pustaka

Hazmi A., Desmiarti R., Bayu H., Lilla, 2010,

Pengolahan Air Limbah Dengan Sistem Plasma: Studi Literatur. Proceeding

KonNas PBKL-2010 ISSN: 2087-6343. hal 114-117. Padang 4-5 Nov.

Hazmi A., Desmiarti R. Eka PW, 2011,

Penghilangan Mikroorganisme dalam Air Minum dengan Pulsa Tegangan Tinggi, Prosiding SNTK TOPI, Pekan

Baru, Hal. DLL03. 13-16. 21-22 Juli. Hazmi A., Desmiarti R. Eka PW, 2011,

Penghilangan Mikroorganisme dalam Air Minum dengan Dielectric Barrier Discharge, Jurnal Rekayasa Elektrika,

Vol. 10, No. 1. 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 EP ( % ) waktu (menit) 3 Mhz 3.3 Mhz 3.7 Mhz 0 20 40 60 80 100 120 0 50 100 EP (% ) waktu (menit) 3 Mhz 3.3 Mhz 3.7 Mhz

Heesch, E.J.M., Pemen, A.J.M., Huijbrechts, A.H.J., van der Laan, P.C.T., Pissinski, K.J., Zanstra, G.J., de Jong, 2000, IEEE Trans. Plasma Sci., Vol. 28, p. 137.

Joshi A. A, B. R. Locke, P. Arce, W. C. Finney., 1995, Formation of Hydroxyl

Radical, Hydrogen Peroxide and Aqueous Electrons by Pulsed Streamer Corona Discharge in Aqueous Solution, J. Hazard Materials, Vol. 44.

Robinson J. W, M. Ham, A. N. Balaster, 1973, Ultraviolet Radiation from Electrical Discharges in Water, J.

Aplied Physics, Vol. 44.

Sugiarto A. T., 2005, Investigasi Spark

Discharge dalam Air Dengan Metode Spektroskopik, Tangerang, Pusat Penelitian KIM-LIPI.

Sugiarto A. T., 2006, Electrical Discharge

dalam Air dan Aplikasinya dalam Pengukuran Senyawa Organik,

Bandung, Prosiding Seminar Nasional Tenaga Listrik dan Mekanik.

Tuhu Agung R, Hanry Sutan Winata, 2010,

Pengolahan Air Limbah Industri Tahu Dengan Menggunakan Teknologi Plasma, Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Vol.2 No. 2 hal 19-28.

Padang, 17 Februari 2015

Mengetahui,

Pembimbing I Pembimbing II