Kajian Aplikasi Membran Selulosa Asetat pada Proses Filtrasi Air Sungai yang Tercemar Limbah Industri dan Rumah Tangga

FITRIA NISAUL HAKIM

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

FITRIA NISAUL HAKIM. Kajian Aplikasi Membran Selulosa Asetat pada Proses Filtrasi Air Sungai yang Tercemar Limbah Industri dan Rumah Tangga. Dibimbing oleh JAJANG JUANSAHdanKIAGUS DAHLAN.

Air merupakan kebutuhan yang mendasar bagi kehidupan manusia. Jumlahnya sangat melimpah, namun kualitasnya berangsur-angsur menurun di muka bumi ini disebabkan oleh pencemaran yang dilakukan oleh manusia. Filtrasi menggunakan membran selulosa asetat dipilih karena metode ini lebih efisien dan tidak merusak sampel. Metode yang digunakan untuk menyaring air sungai adalah membran selulosa asetat yang diaplikasikan ke dalam sistem penyaring cross flow dan dead end. Pemberian variasi tekanan pada proses filtrasi menghasilkan nilaipermeatedan fluks membran yang berbeda-beda. Nilai permeatepada sistemdead endlebih banyak dibandingkan dengan sistemcross flowpada tekanan 5 psi (34482,760 Pa) dengan waktu filtrasi yang sama yaitu 45 menit, masing-masing sebesar 10,9 ml dan 6,8 ml. Pada sistemdead end, larutan umpan dialirkan secara tegak lurus terhadap membran, akibatnya terjadi penumpukan komponen-komponen yang tertahan pada permukaan membran, sehingga mudah terjadifouling dan mengakibatkan penurunan lajupermeate.Sedangkan pada sistemcross flow, aliran umpan sejajar dengan membran sehingga tidak mudah terakumulasi maupun fouling. Karakterisasi fisik air sungai yang dilakukan meliputi uji kekeruhan, kerapatan, kekentalan, pH, warna, dan bau. Sifat fisik air yang paling terlihat berubah adalah kekeruhan. Penurunan nilai kekeruhan tertinggi terjadi pada filtrasi dengan sistemcross flowdengan tekanan 8 psi (55172,416 Pa) sebesar 1,53 NTU sedangkan terendah pada sistemdead end dengan tekanan 3 psi (20689,656 Pa) yaitu sebesar 7,5 NTU. Hasil keseluruhan penelitian menunjukkan bahwa nilai fluks air sungai semakin menurun sejalan dengan bertambahnya waktu penyaringan. Kekeruhan, kerapatan, kekentalan, pH, warna, dan bau air sungai setelah dilakukan filtrasi dengan membran selulosa asetat mengalami penurunan dibandingkan umpan. Untuk mendapatkan hasil penelitian yang lebih maksimal sebaiknya dilakukan variasi tekanan dan parameter fisik yang diuji lebih diperbanyak. Selain itu agar dapat diketahui kandungan organik hasil filtrasi perlu dilakukan uji sifat kimia.

INDUSTRI DAN RUMAH TANGGA

FITRIA NISAUL HAKIM

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Sains pada

Departemen Fisika

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

NIM : G74070057

Disetujui,

Pembimbing 1 Pembimbing 2

Jajang Juansah, M.Si NIP. 19771020 200501 1 002

Dr. Kiagus Dahlan NIP. 19600507 198703 1 003

Diketahui, Ketua Departemen

Dr. Akhiruddin Maddu NIP. 19660907 198802 1 006

Penulis dilahirkan di Bekasi, pada tanggal 3 Mei 1989 dari Bapak Hasyim Achmadi dan Ibu Siti Zaimah. Penulis merupakan anak keempat dari empat bersaudara. Penulis menyelesaikan masa sekolah di SDN Harapan Jaya IX Bekasi, kemudian melanjutkan ke SMPN 5 Bekasi. Penulis lulus dari SMAN 4 Bekasi pada tahun 2007, dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB pada Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Assalamu’alaikum Wr.Wb.

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan karunia dan berkah yang tiada henti-hentinya, hingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul ”Kajian Aplikasi Membran Selulosa Asetat pada Proses Filtrasi Air Sungai yang Tercemar Limbah Industri dan Rumah Tangga”.

Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Bapak Jajang Juansah, M.Si selaku pembimbing I yang senantiasa sabar dan meluangkan waktu untuk memberikan arahan dan bimbingan selama kegiatan penelitian dan penulisan skripsi.

2. Dr. Kiagus Dahlan selaku pembimbing II yang memberikan motivasi dan masukan bagi penulis dalam kegiatan penelitian dan penulisan skripsi. 3. Bapak Ir. Hanedi Darmasetiawan, M.Si selaku editor yang telah meluangkan

waktu untuk memberikan arahan selama penulisan skripsi.

4. Seluruh staff dan civitas Departemen Fisika terima kasih atas semua ilmu dan pengalaman yang diberikan.

5. Keluarga tercinta bapak dan ibu, mas dian dan ayuk itin, mas hakim dan teteh heni, mas imam dan kak safita, serta keponakan-keponakan tercinta yang senantiasa memberikan do’a, restu, kasih sayang, kepercayaan, dan dukungan moral dan spiritual sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan ini. 6. Teman-teman sekontrakan Just 7 (momo, tandut, tasha, kidut, ria, ami,

winceu, milky, dinda, pitinq) terima kasih atas doa, perhatian, dan dukungan yang diberikan.

7. Rekan-rekan sebidang penelitian (verow, nining, nice, ina, neneng, ogete, irvan, herdut, amboro) terima kasih atas bantuannya selama ini.

8. Semua pihak yang turut membantu kegiatan penelitian dan penyusunan skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu-persatu.

Akhir kata, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat kepada kita semua. Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan pada skripsi ini. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan demi kemajuan dari aplikasi material ini.

Bogor, Maret 2012

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR... ix

DAFTAR LAMPIRAN... x

PENDAHULUAN... 1

Latar Belakang ... 1

Perumusan Masalah ... 1

Tujuan Penelitian ... 1

Hipotesis ... 1

TINJAUAN PUSTAKA... 1

Sumber dan Bahan Pencemar Air ... 1

Membran Selulosa Asetat ... 2

Teknologi Filtrasi ... 2

Membran filtrasi ... 2

Keuntungan dan kelemahan membran ... 3

Membran ultrafiltrasi ... 3

Fluks air ... 3

Fouling pada membran ... 4

Sifat Fisik Limbah Cair ... 4

Kekeruhan ... 4

Kerapatan ... 4

Kekentalan ... 5

Tingkat keasaman (pH) ... 5

Warna ... 5

Bau ... 5

METODOLOGI PENELITIAN ... 5

Tempat dan Waktu ... 5

Bahan dan Alat ... 5

Metode Penelitian ... 5

Pengambilan air sungai ... 5

Proses filtrasi ... 6

Karakteristik air limbah ... 6

Pengukuran kekeruhan air sungai ... 6

Pengukuran kerapatan air sungai ... 6

Pengukuran kekentalan air sungai ... 6

Pengukuran pH air sungai ... 7

Pengukuran warna dan bau air sungai ... 7

HASIL DAN PEMBAHASAN ... 7

NilaiPermeateAir Sungai ... 7

Nilai Fluks Air Sungai ... 7

Karakterisasi Air Sungai ... 9

Kekeruhan ... 9

Kerapatan ... 9

Kekentalan ... 10

Uji warna dan bau ... 11

KESIMPULAN DAN SARAN ... 11

Kesimpulan ... 11

Saran ... 11

DAFTAR PUSTAKA... 11

LAMPIRAN... 12

Tabel 1 Spesifikasi membran selulosa asetat ... 2

Gambar 1 Kurva perubahan fluks air sungai terhadap waktu ... ... .. 4 Gambar 2 Fenomenafoulingpada membran ... ... . 4 Gambar 3 Hubungan antara hasilpermeateterhadap variasi alat penyaring

dan tekanan dengan menggunakan membran selulosa asetat ... . 7 Gambar 4 Hubungan fluks air dan waktu penyaringan menggunakan

sistemcross flowdengan variasi tekanan ... 8 Gambar 5 Hubungan fluks air dan waktu penyaringan menggunakan

sistemdead enddengan variasi tekanan ... 8 Gambar 6 Hubungan fluks air dan waktu penyaringan menggunakan

sistemcross flowdandead enddengan tekanan 3 psi ... 8 Gambar 7 Hubungan kekeruhan dan variasi tekanan penyaringan

menggunakan sistemcross flowdandead end ... 9 Gambar 8 Hubungan kerapatan dan variasi tekanan penyaringan

menggunakan sistemcross flowdandead end ... 9 Gambar 9 Hubungan kekentalan dan variasi tekanan penyaringan

menggunakan sistemcross flowdandead end ... 10 Gambar 10 Hubungan pH dan variasi tekanan penyaringan

menggunakan sistemcross flowdandead end... 10

Lampiran 1 Diagram alur penelitian ... 13

Lampiran 2 Gambar hasil filtrasi air sungai ... 14

Lampiran 3 Alat yang digunakan pada penelitian ... 15

Lampiran 4 Data uji fluks air dengan tekanan 3 psi pada cross flow... 16

Lampiran 5 Data uji fluks air dengan tekanan 5 psi pada cross flow... 17

Lampiran 6 Data uji fluks air dengan tekanan 8 psi pada cross flow... 18

Lampiran 7 Data uji fluks air dengan tekanan 3 psi padadead end... 19

Lampiran 8 Data uji fluks air dengan tekanan 5 psi padadead end... 20

Lampiran 9 Data uji fluks air dengan tekanan 8 psi padadead end... 21

Lampiran 10 Data nilai kekeruhan, kerapatan, kekentalan, dan ph air sungai sebelum dan setelah filtrasi ... 22

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Air bersih menjadi salah satu kebutuhan yang mendasar bagi kehidupan manusia. Air bersih yang memenuhi standar atau persyaratan kesehatan adalah air minum yang tidak berbau, tidak berasa, dan tidak berwarna serta memenuhi baku mutu yang dipersyaratkan, jumlahnya sangat melimpah di muka bumi ini tetapi kualitasnya mengalami penurunan dikarenakan aktivitas manusia yang berdampak pada pencemaran lingkungan hidup. Dengan adanya penurunan kualitas air ini, maka saat ini sangat sulit menemukan air bersih untuk dikonsumsi maupun untuk industri.

Limbah cair adalah sisa dari suatu hasil usaha dan atau kegiatan yang berwujud cair yang dibuang ke lingkungan dan diduga dapat menurunkan kualitas lingkungan. Sedangkan menurut Sugiharto1 air limbah adalah kotoran dari masyarakat, rumah tangga, dan juga yang berasal dari industri, air tanah, air permukaan, serta buangan lainnya. Metcalf dan Eddy2 mendefinisikan limbah berdasarkan sumbernya sebagai kombinasi cairan hasil buangan rumah tangga (pemukiman), instansi perusahaan, pertokoan, dan industri dengan air tanah, air permukaan, dan air hujan.

Proses membran yang bekerja berdasarkan prinsip melewatkan sebagian material dan menahan sebagian material lainnya, merupakan pilihan proses yang menawarkan beberapa keuntungan, antara lain: sederhana dalam proses pemisahannya, dapat berlangsung pada suhu kamar, sifatnya yang tidak destruktif sehingga tidak menimbulkan kerusakan dari zat yang dipisahkan baik secara fisik maupun kimia. Selain itu membran juga memiliki beberapa kelebihan dalam proses pemisahan dapat berjalan secara berkesinambungan serta tidak terlalu banyak membutuhkan energi.3

Membran merupakan suatu lapisan tipis antara dua fase fluida yang bersifat penghalang (barrier) terhadap suatu zat tertentu, yang dapat memisahkan zat dengan ukuran berbeda, serta membatasi perpindahan dari berbagai zat berdasarkan sifat fisik dan kimianya, proses pemisahan dengan membran dapat terjadi karena adanya perbedaan ukuran pori, bentuk, serta struktur kimianya. Seiring dengan berkembangnya pengetahuan mengenai membran, maka sangat penting untuk

meneliti aplikasi dari membran dalam penanganan air limbah.

Perumusan Masalah

1. Bagaimana perbandingan hasil penyaringan dengan menggunakan metodedead enddancross flow

2. Apakah endapan organik (makromolekul, subtansi biologi), endapan inorganik (logam hidroksida, garam kalsium) dan partikulat pada air sungai mempengaruhi proses penyaringan

3. Apakah air hasil penyaringan dapat memenuhi standar dan persyaratan air bersih

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menerapkan sistem penyaringan alirandead enddancross flow untuk membersihkan air sungai yang tercemar limbah. Selain itu untuk mengetahui karakteristik fisik air sungai hasil penyaringan tersebut.

Hipotesis

Tekanan yang diberikan pada saat penyaringan akan meningkatkan kualitas hasil penyaringannya. Jumlah endapan organik (makromolekul, substansi biologi), endapan anorganik (logam hidroksida, garam kalsium) dan partikulat pada air sungai akan membuat pori membran tersumbat. Inilah yang akan menyebabkan terjadinya penurunan nilai fluks membran.

TINJAUAN PUSTAKA

kotoran ternak, partikulat-partikulat padat hasil kebakaran hutan dan gunung berapi yang meletus atau endapan erosi tempat-tempat yang dilaluinya.4

Penyebab pencemaran dapat berupa panas yang berasal dari limbah pembangkit tenaga listrik atau limbah industri yang menggunakan air sebagai pendingin. Kondisi panas ini menyebabkan suhu air meningkat sehingga tidak sesuai untuk kehidupan akuatik (organisme, ikan dan tanaman dalam air).

Membran Selulosa Asetat

Membran selulosa asetat merupakan polimer sintetik. Pembuatan membran selulosa asetat dilakukan dengan melarutkan campuran selulosa asetat serbuk, kemudian direaksikan dengan asam

anhidrid. Asam cuka (acetid acid) sebagai bahan pelarut dan perchlorid acid atau

sulphuric acid sebagai katalisator. Kemudian dicetak menjadi lapisan film di atas lembaran kaca. Sejumlah pelarut diuapkan, lalu dicelupkan ke akuades untuk membentuk membran. Membran yang basah selanjutnya dikeringkan di udara terbuka.

Membran selulosa asetat merupakan membran yang morfologinya

asimetrik. Membran ini termasuk dalam kelompok membran nanofiltrasi yang tidak bermuatan. Membran filtrasi dari selulosa asetat digunakan untuk menghilangkan koloid, mikroba, pirogen, dan partikel dengan modul higienis.5

Membran selulosa asetat memiliki keunggulan dan kelemahan. Keunggulannya antara lain: cocok untuk sampel yang didasari kandungan air, membran selulosa asetat mengikat sedikit protein, laju alir

permeate (fluks) tinggi, relatif kuat, dan tidak larut dalam alkohol.6 Kelemahannya adalah: kisaran suhu sangat sempit (membran selulosa asetat biasanya dioperasikan tidak lebih dari 30oC), kisaran pH yang rendah biasanya antara 3-6. Pada kondisi asam, membran selulosa asetat dikatakan dapat tahan sampai 4 tahun bila digunakan pada pH 4-5 dan tahan sampai 2 tahun pada pH 6 serta hanya beberapa hari saja bila digunakan pada pH 1 atau 9 kisaran pH yang rendah sering menimbulkan masalah pada waktu pencucian membran, karena larutan pencuci membran biasanya bersifat asam. Membran selulosa asetat dapat teroksidasi oleh klorin sehingga tidak tahan jika didekatkan atau disimpan pada larutan klorin.6

Tabel 1 Spesifikasi membran selulosa asetat

No Parameter Spesifikasi

1 Adsorpsi 0,1 μ g/cm2untuk serum albumin sapi dengan ukuran pori 0,2 μ m

2 Compatibilityatau kesesuaian

Stabil pada kisaran pH 4-8, dan mengalami hambatan terhadap alkohol, hydrocarbon, dan minyak.

3 Laju aliranvolumetrik Nilai rata-rata air per cm2pada tekanan 1 bar, 22 ml/menit pada

ukuran pori 0,2 μ m, 69 ml/menit pada 0,45 μ m, 130 ml/menit pada 0,65 μ m, dan 200 ml/menit pada 0,8 μ m

4 Keterbatasan Suhu maksimum 180oC

5 Sterilisasi Dengan autoclaving (pada suhu 121oC atau 134oC) dengan radiasi-gamma atauethylene oxide

6 Validasi atau pengesahan

Hubungan nilai titik gembung ukuran pori membran 0,2 μ m agar

mampu mensterilisasi pada filtrasi telah disahkan olehStandard Bacteria Challenge Test

Teknologi Filtrasi

Membran filtrasi

Membran adalah suatu lapisan tipis yang memisahkan dua fase dan membatasi pengangkutan berbagai bahan kimia secara selektif. Membran dapat heterogen dan homogen, netral dan bipolar, strukturnya simetrik dan asimetrik, padat dan cairan,

yang dapat membawa muatan positif dan juga negatif.

dan adanya molekul terlarut merupakan faktor penting.

Proses pemisahan dengan membran terdiri dari beberapa macam, hal ini dapat digolongkan berdasarkan parameter penggeraknya7, yaitu:

 Proses filtrasi, yaitu proses pemisahan dengan membran yang tenaga penggeraknya adalah berupa perbedaan tekanan. Ada tiga macam proses filtrasi pada membran yaitu osmosa balik, ultrafiltrasi, dan mikrofiltrasi.

 Dialisa, yaitu proses pemisahan dengan membran yang tenaga penggeraknya berupa perbedaan konsentrasi.

 Elektrodialisa, yaitu proses pemisahan dengan membran yang tenaga penggeraknya berupa beda potensial listrik.

Keuntungan dan kelemahan membran

Sebagai teknologi pemisah, teknologi membran mempunyai keuntungan dibandingkan dengan proses pemisahan lain seperti:

1. Pemisahan berdasarkan ukuran molekul (bentuk, molekul).

2. Energi yang dibutuhkan relatif rendah karena biasanya tidak terjadi perubahan fase.

3. Dapat beroperasi secara kontinyu atupunbatch.

4. Tidak ada penambahan produk buangan.

5. Proses membran dapat digabungkan dengan proses pemisahan lainnya. 6. Pemisahan dapat dilakukan dalam

kondisi yang mudah diciptakan. Disamping mempunyai keuntungan, proses membran juga mempunyai kekurangan di antaranya:

1. Penyumbatan pori membran (fouling) Adanya fouling dapat mengakibatkan penurunan fluks. Fluks berbanding terbalik dengan selektivitas. Semakin tinggi fluks seringkali berakibat menurunnya selektivitas dan sebaliknya. Sedangkan hal yang diinginkan dalam proses berbasiskan membran adalah mempertinggi fluks dan selektivitas. Fouling dikendalikan dengan pemisahan secara berkala. Dalam penyaringan air, ion Fe dan Mn menjadi salah satu penyebab terjadinya fouling. Ion Fe di dalam air berupa Fe2+ dan jika teroksidasi dengan udara akan berubah

menjadi ferri (Fe3+) sehingga akan terbentuk endapan Fe(OH)3. Mn di dalam air

berbentuk Mn2+ dan Mn4+. Dalam kondisi cukup udara maka Mn2+teroksidasi menjadi Mn4+. Dalam kondisi anaerob, maka Mn2+ teroksidasi menjadi Mn4+membentuk MnO2.

Kedua endapan ini biasa disebut dengan

fouling.

2. Stabilitas membran

Kebanyakan material membran terkendala polimer yang mempunyai keterbatasan terhadap pH, suhu, dan ketahanan kimia.

Membran ultrafiltrasi

Membran ultrafiltrasi adalah membran yang ukuran filtrasinya terletak antara nanofiltrasi dengan mikrofiltrasi serta memisahkan konstitu yang berukuran 1-100 nanometer. UF dapat menyaring mikroorganismepathogenkecil seperti virus dengan sangat efektif dan mengurangi kekeruhan air. Secara umum membran dapat dikelompokkan menjadi tiga kategori, yaitu:

a. Membran berpori (porous) dan tidak berpori (non porous)

b. Membran polimer (organic) dan keramik (non organic)

c. Membran bermuatan dan tidak bermuatan tetap

Ada dua produk UF yaitu hasil (permeate) yang mengandung komponen kecil yang sanggup melewati membran, dan konsentrat yang mengandung endapan. Pada proses pemisahan cross flow, aliran umpan searah dengan permukaan membran dan hasil filtrasi keluar tegak lurus searah aliran umpan. Hal ini dapat mengurangi kemungkinan terjadinya fouling pada membran, mengurangi polarisasi konsentrasi, dan adsorpsi. Cross flow lebih banyak digunakan pada hampir semua proses membran dengan beda tekanan berskala besar.

Fluks air

Fluks air adalah zat yang mengalir melalui membran dalam besaranvolumeper unit waktu dan luas.6 Terdapat beberapa parameter operasi yang mempengaruhi fluks, antara lain tekanan, konsentrasi umpan, suhu, laju aliran dan turbulensi.

t

A

V

J

.



(1)

Keterangan, J = fluks (L/m2s), V =

Gambar 1 Kurva perubahan fluks membrane terhadap waktu.

Suatu membran dapat dikatakan efektif dan efisien apabila membran tersebut mempunyai nilai fluks yang tinggi. Masalah yang timbul ketika membran digunakan dalam proses filtrasi adalah adanya penurunan nilai fluks terhadap waktu. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 1.

Foulingpada membran

Fouling pada membran merupakan

irreversibleyang terjadi pada membran yang disebabkan oleh interaksi fisik atau kimia spesifik antara membran dan komponen-komponen yang ada dalam aliran proses. Terjadinya fouling membran tidak dapat dihindari dan inilah tantangan terberat dalam teknologi membran. Lapisan fouling

membran (foulant) ini menghambat filtrasi.

Foulant ini dapat berupa endapan organik (makromolekul, substansi biologi), endapan anorganik (logam hidroksida, garam kalsium) dan partikulat. Foulant akan terakumulasi pada permukaan membran karena tidak ikut ambil bagian dalam perpindahan massa. Akibatnya foulant ini akan mengurangi efektivitas dan fluks membran. Berbagai cara telah dilakukan untuk menghindari terjadinya fouling

membran. Prefilter dan screen digunakan untuk memisahkan partikel berukuran besar yang dapat menutupi permukaan membran. Tingginya kecepatan cross flow dapat menyapufoulant yang berada di permukaan membran. Tekanan yang rendah menghindari pemadatan gel di permukaan membran. Beberapa polimer dan bahan kimia memiliki kepekaan yang tinggi sehingga terjadinyafouling. Ada dua proses yang terkait dengan fenomena fouling ini, yaitu secara internal akan terjadi proses peracunan (poisoning) dan secara eksternal

adalah pertumbuhan fouling itu sendiri. Mekanisme terbentuknya fouling pada membran sampai menutupi lubang

permukaan membran, tetapi masih ada celah untuk meresapnya cairan masuk ke membran, disitulah terbentuk penyempitan. Kemudian butiran foulant mulai menutupi permukaan membran sehingga tidak ada celah untuk cairan masuk ke membran. Tahap akhir adalah terbentuk lapisan gel. Butiran foulant mulai menutupi permukaan membran dan membentuk lapisangel.

Gambar 2 Fenomenafoulingpada membran8.

Sifat Fisik Limbah Cair

Sifat fisik limbah umumnya mudah terlihat. Sifat fisik yang penting antara lain kekeruhan, kerapatan, kekentalan, pH, warna, dan bau.

Kekeruhan

Kekeruhan adalah ukuran yang menggunakan efek cahaya sebagai dasar mengukur kualitas air sungai. Kekeruhan dapat disebabkan oleh bahan-bahan tersuspensi yang bervariasi dari ukuran koloid sampai dispersi kasar dan tergantung dari derajat turbulensinya. Nilai kekeruhan membantu mengetahui jumlah senyawa kimia yang dibutuhkan dalam pengolahan limbah. Penentuan kekeruhan dengan menggunakan metode fotometri disebut

turbidimetri.6

Kerapatan

Merupakan perbandingan antara massa dan volume dari suatu zat. Dirumuskan sebagai berikut:

V

m





(2)

Keterangan :

ρ = kerapatan (g/cm3) V =volume(cm3) m = massa (g)

Umumnya kerapatan zat padat dan cairan hampir tidak bergantung terhadap tekanan dan suhu, karena zat padat dan cairan hanya mengembang sedikit bila dipanaskan dan menyusut sedikit bila dipengaruhi tekanan eksternal sehingga perubahanvolumerelatif kecil.9

Jika suatu bahan dilarutkan dalam air dan membentuk larutan, maka kerapatannya akan berubah. Kerapatan bervariasi sesuai dengan konsentrasi larutan.10

Kekentalan

Kekentalan atau viskositas dapat dianggap sebagai gesekan internal yang besarnya tertentu pada suatu fluida. Besaran yang ditimbulkan untuk menimbulkan kecepatan tertentu berhubungan dengan kekentalan suatu fluida. Pada zat cair, kekentalan disebabkan oleh gaya kohesi antar molekul.11

l

v

A

Fg





(3) Keterangan:

η: viskositas (poise), Fg : gaya geser (dyne), A : luas permukaan (cm2), v : kecepatan aliran (cm/s), l : jarak aliran yang diamati terhadap fluida

Fluida yang berbeda memiliki kekentalan yang berbeda pula. Zat cair memiliki kekentalan yang lebih besar daripada gas.12 Untuk memahami perilaku aliran fluida, diperlukan persamaan gerak fluida dengan menggunakan alat viskometer. Viskometer yang digunakan untuk mengukur kekentalan ada beberapa jenis antara lain viskometer pipa kapiler dan viskometer bola jatuh.

Tingkat keasaman (pH)

pH didefinisikan sebagai logaritma dari aktivitas ion hidrogen dan menunjukkan konsentrasi dari ion hidrogen tersebut. pH merupakan singkatan daripondus hydrogeni, dapat dituliskan sebagai berikut:

 







H

pH

log

₁₀ (4)

Derajat keasaman atau pH berhubungan dengan konsentrasi ion hidrogen (H+). Mikroorganisme dapat tumbuh paling baik pada pH mendekati netral, tetapi beberapa mikroorganisme menyukai suasana asam dan yang lain dapat

tumbuh dengan sedikit asam atau dalam suasana basa13.

Warna

Warna limbah menunjukkan umur limbah. Limbah yang baru berwarna abu-abu, sedangkan limbah yang sudah lama berwarna gelap.6 Warna limbah bukan merupakan indikasi pencemaran yang baik.4

Bau

Bau disebabkan oleh gas-gas hasil pembusukan bahan organik dari senyawa nitrogen, belerang, dan fosfor. Pengukuran bau penting untuk mengetahui konsentrasi dari suatu zat dalam limbah, tetapi parameter bau sukar untuk dikuantitatifkan.4

METODE PENELITIAN

Tempat dan Waktu

Penelitian telah dilakukan di Laboratorium Biofisika, Departemen Fisika dan Laboratorium Kimia Analitik, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan selama 9 bulan yaitu pada bulan Juli 2011 sampai Maret 2012.

Bahan dan Alat

Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini antara lain adalah membran selulosa asetat, air sungai yang terletak bersebelahan dengan pabrik alumunium dan pabrik tekstil di wilayah Bekasi Utara, sehingga dimungkinkan bahwa air tersebut tercampur limbah pabrik industri serta limbah rumah tangga yang ada disekitarnya.

Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi alat penyaring cross flow, alat penyaring dead end, neraca analitik,

stopwatch, gelas ukur, viskometer bola jatuh, turbidimeter, piknometer, dan pH meter. Alat bantu untuk pengambilan air sungai antara lain: ember, kain saring, corong, botol.

Metode Penelitian

Pengambilan air sungai

diambil kemudian dilakukan tahap pra penyaringan menggunakan kain kassa. Setelah itu air dimasukkan ke dalam wadah transparan untuk memudahkan pemantauan.

Proses filtrasi

Proses filtrasi dilakukan dengan menggunakan dua alat penyaring yaitu sistem penyaringancross flowdandead end

dengan umpan sebesar 200 ml. Pada proses ini dilakukan variasi tekanan sebagai berikut:

1. Filtrasi air sungai menggunakan sistem penyaringan cross flow dengan memberikan perlakuan tekanan 3 psi (20689,656 Pa).

2. Filtrasi air sungai menggunakan sistem penyaringan cross flow dengan memberikan perlakuan tekanan 5 psi (34482,760 Pa).

3. Filtrasi air sungai menggunakan sistem penyaringan cross flow dengan memberikan perlakuan tekanan 8 psi (55172,416 Pa).

4. Filtrasi air sungai menggunakan sistem penyaringan dead end dengan memberikan perlakuan tekanan 3 psi (20689,656 Pa).

5. Filtrasi air sungai menggunakan sistem penyaringan dead end dengan memberikan perlakuan tekanan 5 psi (34482,760 Pa).

6. Filtrasi air sungai menggunakan sistem penyaringan dead end dengan memberikan perlakuan tekanan 8 psi (55172,416 Pa).

Karakteristik air limbah

Pengukuran parameter kualitas air sungai dilakukan pada air sungai sebelum dan setelah filtrasi. Karakteristik yang dilakukan antara lain: kerapatan dengan piknometer 10 ml, kekentalan dengan viskometer bola jatuh (gilmont), kekeruhan dengan 2100Pportableturbidimeter, tingkat keasaman dengan pH meter . Sementara warna dan bau hanya diamati melalui pengamatanvisualdan indra pembau.

Pengukuran kekeruhan air sungai

Kekeruhan air sungai diukur dengan menggunakan 2100P portable turbidimeter. Sebelum digunakan untuk pengukuran air sungai, turbidimeter harus dikalibrasi terlebih dahulu, yaitu dengan menggunakan

oil khusus dengan nilai kalibrasi 0-1000.

Jika nilai kalibrasi sudah berada diantara 0-1000 maka alat sudah dapat digunakan. Air sungai dimasukkan ke dalam gelas turbidimeter, kemudian diisi sampai melebihi batas tera putih yang terdapat pada gelas. Lalu bagian luar gelas dibersihkan dengan menggunakan lap khusus. Setelah itu gelas dimasukkan ke dalam lubang turbidimeter, dan ditutup. Nilai kekeruhan dapat diukur dengan menekan tombolread.

Pengukuran kerapatan air sungai

Kerapatan air sungai diukur dengan menggunakan gelas piknometer 10 ml. Sebelum digunakan piknometer dibersihkan dengan menggunakan aseton, dikeringkan dan ditimbang berat kosongnya. Piknometer diisi dengan air sungai, pengisian dilakukan sampai air sungai dalam gelas piknometer meluap melalui pipa kapiler yang terdapat pada tutupnya. Jika terdapat gelembung udara pada gelas piknometer maka harus diulangi pengisiannya. Kemudian piknometer dan isinya ditimbang.

Nilai kerapatan air sungai diperoleh dengan menggunakan persamaan :

V

m

m

1



₂





(5)

Keterangan:

ρ adalah kerapatan air sungai (g/ml), m1

adalah massa piknometer dan larutan air sungai (g), m2 adalah massa piknometer

kosong, danVadalahvolumeair sungai (10 ml).

Pengukuran kekentalan air sungai

Kekentalan air sungai diukur dengan menggunakan viskometer bola jatuh (Gilmont). Air sungai dimasukkan ke dalam viskometer kemudian diukur waktu jatuh bola besi pada jarak 10 cm. Kekentalan air

sungai (ηs) dengan satuan poise diperoleh

menggunakan persamaan berikut:





v

k

_{b s}

s











(6)

keterangan :

k = konstanta viskometer yaitu 6,39 x 10-3cm3/s2

ρs= kerapatan air sungai (g/cm 3

)

ρb= kerapatan bola besi yaitu 7,96 g/cm 3

Pengukuran pH air sungai Derajat keasaman air sungai diukur dengan menggunakan pH meter. Alat pH meter yang akan digunakan sebelumnya dikalibrasi terlebih dahulu dengan menggunakan buffer 4. Elektroda dimasukkan ke dalam larutan buffer, lalu didiamkan sampai diperoleh nilai yang sesuai dengan larutan buffer yang digunakan. Setelah selesai dikalibrasi elektroda harus dibersihkan denganaquades

lalu dikeringkan dengan tissue. Selanjutnya elektroda dicelupkan ke dalam air sungai dan dibiarkan beberapa saat sampai diperoleh nilai pH air sungai yang stabil. Setelah selesai elektroda dibilas dengan

aquadesdan dikeringkan dengantissue.

Pengukuran warna dan bau air sungai

Pengukuran warna hanya dilihat saja melalui pengamatan dengan foto. Diteliti perubahan warna air sungai sebelum dan setelah penyaringan. Sedangkan pengukuran bau hanya dirasakan dengan indera pembau.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penyaringan dengan menggunakan membran selulosa asetat adalah teknik pemisahan membran untuk memisahkan berbagai zat terlarut dengan berat molekul tinggi, aneka koloid, mikroba, sampai padatan tersuspensi dari larutan. Air sungai disaring dengan berbagai variasi tekanan menggunakan alat penyaring dead end dan

cross flow. Karakterisasi membran yang dilakukan adalah mengukur nilai permeate

membran dan nilai fluks air. Karakteristik sifat fisik air sungai yang dilakukan antara lain: kekeruhan, kerapatan, kekentalan, pH, warna dan bau.

NilaiPermeateAir Sungai

Permeate merupakan banyaknya zat yang mampu melewati membran selama proses filtrasi berlangsung. Pada proses filtrasi jumlah daripermeateyang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh perlakuan yang diberikan dan sifat dari larutan atau zat yang akan disaring.

Proses filtrasi air sungai yang tercampur limbah industri dan rumah tangga dengan umpan sebesar 200 ml. Filtrasi ini menggunakan membran selulosa asetat yang dilakukan dengan berbagai variasi tekanan.

Gambar 3 Hubungan antara hasilpermeate

terhadap variasi alat penyaring

dan tekanan dengan

menggunakan membran

selulosa asetat.

Filtrasi dengan menggunakan sistem

cross flow dan dead end dengan variasi tekanan 3 psi (20689,656 Pa); 5 psi (34482,760 Pa); dan 8 psi (55172,416 Pa).

Hasil pada pengamatan menunjukkan jumlah permeate yang diperoleh dari ke enam proses filtrasi air sungai tersebut dengan berbagai variasi tekanan selama 45 menit ditujukkan oleh Gambar 3.

Dari Gambar 3 terlihat bahwa pada tekanan 3 psi (20689,656 Pa) pada alat penyaring cross flow dan dead end

menghasilkan nilai permeate yang sama besar. Sedangkan pada variasi tekanan 5 psi (34482,760 Pa), pada alat penyaring dead end dihasilkan nilai permeate yang lebih tinggi dibandingkan dengan filtrasi yang menggunakan alat penyaring cross flow. Pada filtrasi menggunakan alat penyaring

cross flowdengan tekanan 8 psi (55172,416 Pa) menghasilkan nilai permeate yang paling tinggi. Hal tersebut disebabkan oleh adanya gaya dorong terhadap umpan dari tekanan yang diberikan. Serta disebabkan karena pada sistem alirancross flow, aliran umpan sejajar terhadap membran sehingga komponen yang tertahan di atas permukaan membran dibersihkan oleh aliran umpan sehingga tidak cepat terakumulasi maupun

fouling.

Nilai Fluks Air Sungai

Gambar 4 Hubungan fluks air dan waktu filtrasi menggunakan sistem

cross flow dengan variasi tekanan.

Gambar 4 merupakan kurva hubungan fluks terhadap waktu hasil pengamatan dari proses filtrasi air sungai dengan menggunakan sistem cross flow

pada variasi tekanan yang berbeda selama 45 menit. Dapat dilihat bahwa filtrasi dengan menggunakan sistem cross flow pada tekanan 8 psi (55172,416 Pa) memiliki nilai fluks yang lebih tinggi. Dimungkinkan karena selain luasan membran dan waktu filtrasi, tekanan juga mempengaruhi proses filtrasi tersebut.

Gambar 5 Hubungan fluks air dan waktu filtrasi menggunakan sistem

dead end dengan variasi tekanan.

Gambar 5 merupakan kurva hubungan fluks air terhadap waktu hasil pengamatan dari proses filtrasi air sungai dengan menggunakan sistem dead end

dengan variasi tekanan selama 45 menit. Dapat dilihat bahwa filtrasi dengan menggunakan sistemdead endpada tekanan 8 psi (55172,416 Pa) memiliki nilai fluks air

yang lebih tinggi. Dimungkinkan karena selain luasan membran dan waktu filtrasi, tekanan juga mempengaruhi proses filtrasi tersebut.

Gambar 6 Hubungan fluks air dan waktu filtrasi menggunakan sistem

cross flowdandead enddengan tekanan 3 psi.

Gambar 6 merupakan kurva perbandingan fluks air terhadap waktu pengamatan dengan menggunakan alat penyaring cross flow dan dead end dengan tekanan 3 psi (20689,656 Pa) selama 45 menit.

Dari kurva fluks air terhadap waktu dapat dilihat bahwa nilai fluks membran menurun sejalan dengan bertambahnya waktu. Pada proses filtrasi dengan memberikan tekanan 3 psi (20689,656 Pa) menggunakan sistem dead end didapatkan nilai fluks air yang lebih tinggi daripada filtrasi dengan menggunakan sistem cross flow. Hal ini dikarenakan pada proses filtrasi dengan menggunakan sistem cross flow

terjadi penyerapan terlebih dahulu sehingga grafik yang terlihat adalah naik beberapa saat kemudian akhirnya terjadi penurunan, sedangkan pada sistemdead endnilai fluks air langsung menurun sejalan dengan bertambahnya waktu.

Dengan penurunan nilai fluks air ini menunjukkan adanya peristiwa fouling

dalam proses filtrasi membran. Selain itu

fouling dapat terlihat dari perubahan karakteristik fisik membran yang bertambah massanya dari sebelum filtrasi 0,0697 gram menjadi 0,2533 gram setelah filtrasi.

Fouling terjadi akibat adanya akumulasi molekul-molekul air sungai pada permukaan membran dan sebagian terjebak masuk ke dalam pori-pori membran. Peristiwa fouling

aliran umpan yang melewati membran dengan kata lain jumlah permeate yang dihasilkan semakin berkurang dengan bertambahnya waktu filtrasi.

Karakterisasi Air Sungai

Kekeruhan

Kekeruhan merupakan banyaknya partikel bahan yang tersuspensi pada suatu larutan atau zat. Nilai yang menunjukkan kekeruhan didasarkan pada adanya bahan yang tersuspensi pada jalannya sinar melalui larutan. Gambar 7 menunjukkan hasil pengukuran kekeruhan air sungai sebelum dan setelah filtrasi dengan variasi tekanan yang berbeda selama 45 menit.

Pada filtrasi dengan perlakuan variasi tekanan menggunakan alat penyaring cross flow air sungai yang telah disaring mengalami penurunan kekeruhan yang lebih besar dibandingkan dengan menggunakan alat penyaring dead end.

Gambar 7 Hubungan kekeruhan dan variasi

tekanan penyaringan

menggunakan sistemcross flow

dandead end.

Hal ini terjadi karena pada sistem aliran

dead end, larutan umpan dialirkan secara tegak lurus terhadap membran sehingga memaksa umpan untuk melewati membran dan mengakibatkan hasil permeate tidak tersaring secara sempurna.

Pada filtrasi dengan perlakuan tekanan 3 psi (20689,656 Pa) menggunakan alat penyaring cross flow penurunan kekeruhannya sebesar 89,94%. Sedangkan filtrasi pada alat penyaring dead end

penurunan kekeruhannya sebesar 63,47%. Pada filtrasi dengan perlakuan tekanan 5 psi (34482,760 Pa) menggunakan alat penyaring

cross flowpenurunan kekeruhannya sebesar 89,44%. Sedangkan filtrasi pada alat

penyaring dead end penurunan kekeruhannya sebesar 71,92%. Pada filtrasi dengan perlakuan tekanan 8 psi (55172,416 Pa) menggunakan alat penyaringcross flow

penurunan kekeruhannya sebesar 92,53%. Sedangkan filtrasi pada alat penyaringdead end penurunan kekeruhannya sebesar 81,49%. Nilai kekeruhan air setelah proses filtrasi mengalami penurunan yang cukup baik karena nilai ini berada di bawah batas ambang kekeruhan yang diperbolehkan. Batas maksimal nilai kekeruhan yang ditetapkan pada keputusan menteri kesehatan RI No:907/MENKES/VII/2002 untuk air bersih sebesar 5 NTU. Pada filtrasi dengan menggunakan sistem cross flow

didapatkan nilai kekeruhan yang lebih tinggi penurunannya. Hal ini karena pada filtrasi sistem cross flow, umpan mengalir sejajar tehadap membran sehingga komponen yang tertahan di atas permukaan membran dibersihkan kembali oleh aliran umpan tersebut. Hasil permeate pada sistem cross flowlebih jernih dibandingkan dengan hasil filtrasi dengan sistemdead end.

Secara keseluruhan air sungai yang telah mengalami proses filtrasi terjadi penurunan kekeruhan yang diakibatkan oleh tidak terlewatnya koloid, partikel, ataupun padatan-padatan pada proses penyaringan air sungai, sehingga air sungai hasil filtrasi memiliki suspensi partikel yang rendah.

Kerapatan

Pengukuran kerapatan air sungai dilakukan pada air sungai sebelum dan setelah filtrasi selama 45 menit. Hasil pengukuran kerapatan air sungai yang tercemar limbah industri dan rumah tangga ditunjukkan pada Gambar 8.

Gambar 8 Hubungan kerapatan dan variasi tekanan filtrasi menggunakan

sistemcross flowdandead end.

Dari tampilan Gambar 8 terlihat bahwa kerapatan air sungai sebelum dan setelah mengalami proses filtrasi memiliki nilai kerapatan yang berbeda-beda. Dari hasil perhitungan diperoleh data persentase perubahan nilai kerapatan air sungai sangat kecil. Nilai kerapatan sebelum mengalami filtrasi yaitu sebesar 1,02078 g/ml. Pada proses penyaringan dengan menggunakan alat penyaring cross flow penurunan kerapatan rata-rata air sungai didapatkan nilai sebesar 1,02052 g/ml . Sedangkan pada proses penyaringan air sungai dengan menggunakan alat penyaring dead end

didapatkan nilai penurunan kerapatan air sungai rata-rata sebesar 1,02037 g/ml. Nilai kerapatan air setelah proses filtrasi mengalami penurunan yang sangat sedikit, maka air setelah filtrasi belum bisa dikategorikan sebagai air bersih karena nilai kerapatan air bersih adalah sebesar 1,02012 g/ml.

Secara keseluruhan air sungai yang telah mengalami proses filtrasi mengalami penurunan nilai kerapatan yang disebabkan oleh berkurangnya nilai koloid ataupun partikel, yang terdapat pada air sungai setelah penyaringan. Koloid, maupun partikel-partikel dengan ukuran lebih besar dari ukuran jari-jari pori membran tidak mampu melewati membran.

Kekentalan

Kekentalan merupakan salah satu sifat fisik suatu bahan. Hasil pengukuran kekentalan air sungai ditunjukkan pada Gambar 9.

Gambar 9 Hubungan kekentalan dan variasi tekanan filtrasi menggunakan sistemcross flowdandead end.

Gambar 9 ini menunjukkan kekentalan air sungai dari keenam proses filtrasi dengan variasi tekanan yang berbeda

selama 45 menit. Kekentalan air sungai sebelum dengan setelah filtrasi mengalami sedikit perubahan.

Pada proses filtrasi dengan menggunakan alat penyaring cross flow

persentase penurunan kekentalan rata-rata air sungai didapatkan nilai sebesar 6,233 %. Begitu pula pada proses filtrasi air sungai dengan menggunakan alat penyaring dead end didapatkan nilai persentase penurunan kekentalan rata-rata sebesar 7,533 %.

Secara keseluruhan air sungai yang telah mengalami proses filtrasi dibandingkan dengan air sungai yang belum mengalami filtrasi terjadi penurunan kekentalan. Hal tersebut disebabkan oleh berkurangnya nilai koloid ataupun partikel yang terdapat pada air sungai setelah penyaringan.

Tingkat keasaman (pH)

pH merupakan istilah yang digunakan untuk menyatakan intensitas keadaan asam atau basa suatu larutan. Pada air sungai sebelum dan setelah penyaringan diperoleh nilai pH seperti yang terdapat pada Gambar 10.

Gambar 10 Hubungan pH dan variasi tekanan filtrasi menggunakan sistem cross flow dan dead end.

Gambar di atas menunjukkan pH air sungai dari ke enam proses filtrasi dengan perlakuan berbeda. Derajat keasaman atau kebasaan air sungai sebelum dan sesudah filtrasi mengalami sedikit perubahan.

Pada proses filtrasi dengan menggunakan alat penyaring cross flow

persentase penurunan pH rata-rata air sungai didapatkan nilai sebesar 2,39% yaitu 7,62. Sedangkan pada proses filtrasi air sungai dengan menggunakan alat penyaring dead end didapatkan nilai persentase penurunan pH rata-rata sebesar 4,74% yaitu 7,44. Jika dibandingkan dengan pH air bersih yaitu 7

(netral) maka air sungai setelah filtrasi sedikit mendekati kategori air bersih.

Uji warna dan bau

Hasil analisis menunjukkan bahwa warna dan bau dipengaruhi oleh faktor komposisi yaitu koloid, padatan, serta partikel-partikel yang terdapat pada air sungai. Perubahan warna yang terjadi pada air sungai sebelum dan setelah filtrasi dapat dilihat pada Lampiran 2.

Perubahan warna tersebut disebabkan oleh faktor komposisi padatan yang terdapat pada air sungai. Setelah dilakukan filtrasi, air sungai yang semula keruh mengalami perubahan warna menjadi bening. Begitu pula dengan bau yang terhirup. Sebelum dilakukan filtrasi, bau air sungai sangat menyengat namun setelah mengalami filtrasi bau air sungai sedikit menurun.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Hasil permeate pada filtrasi air sungai dengan variasi tekanan 3 psi (20689,656 Pa), 5 psi (34482,760 Pa), dan 8 psi (55172,416 Pa) pada sistem penyaring

cross flow masing-masing 6,8 ml; 6,8 ml; 22,9 ml. Sedangkan pada sistem penyaring

dead endmasing-masing 6,8 ml; 10,9 ml; 14 ml. Filtrasi pada sistem cross flow dengan tekanan 8 psi memiliki nilai fluks membran yang paling tinggi, nilai fluks membran menurun sejalan dengan bertambahnya waktu filtrasi.

2. Nilai kekeruhan, kerapatan, dan kekentalan air sungai setelah filtrasi dengan tekanan 8 psi menggunakan sistem cross flow masing-masing 1,53 NTU; 1,02011 g/ml; & 0,01426 poise lebih baik dibandingkan dengan filtrasi sistem dead endmasing-masing 3,8 NTU; 1,02025 g/ml; & 0,01435 poise. Sedangkan nilai pH air sungai setelah filtrasi dengan tekanan 8 psi menggunakan sistemcross flowadalah 7,71 lebih buruk dibandingkan dengan filtrasi sistemdead end7,55.

3. Air sungai yang telah mengalami filtrasi dengan menggunakan membran selulosa asetat masih belum memenuhi kriteria air bersih yaitu kekeruhan 5 NTU; kerapatan 1,02012 g/ml; dan pH 7.

Saran

Untuk mendapatkan hasil penelitian yang lebih maksimal sebaiknya dilakukan

variasi tekanan dan parameter fisik yang diuji lebih diperbanyak. Selain itu pada tahap pra penyaringan disarankan menggunakan kain kassa yang telah diketahui ukuran porinya. Perlu dilakukan uji sifat kimia untuk mengetahui kandungan organik pada hasil filtrasi.

DAFTAR PUSTAKA

1. Sugiharto. 1987. “Dasar-Dasar

Pengolahan Air Limbah”. Universitas

Indonesia (UI-Press): Jakarta

2. Metcalfdan Eddy. 1991. “Wastewater Engineering Treatment Disposal Reuse”. 3th ed. McGraw-Hill Book Co: Singapore

3. Mulder, M. 1996.Basic Principles Of Membran Technology. Kluwer Academic Publisher: Netherland

4. Lutfi, A. “ Sumber dan bahan

pencemar air”. Web. 12 Maret 2009.

Web. 23 Oktober 2010.

http://www.Chem-Is-Try.org_Situs

Kimia Indonesia_.htm

5. Hartomo, A.J & M.C. Widiatmoko. 1994. Teknologi Membran Pemurnian Air. Andi Offset: Yogyakarta

6. Saeni, MS. 1989. Kimia Lingkungan. PAU Ilmu Hayat IPB: Bogor

7. Kurniawan, A. 2002. Pengaruh fouling terhadap konduktansi listrik pada proses filtrasi membran polisulfon

[Skripsi]. Departemen Fisika. IPB. Bogor.

8. Tipler, Paul A. 1991. Fisika untuk Sains dan Teknik.Jilid ke-1. Erlangga: Bogor

9. Huriawati, F. 2006.Kajian filtrasi sari buah nanas dengan menggunakan membran selulosa asetat [Skripsi]. Departemen Fisika. IPB. Bogor 10. Damayanti, D. 2005.Kajian pemurnian

larutan gula kasar (raw sugar) menggunakan membran filtrasi dengan sistem aliran silang (cross flow)

[Skripsi]. Fateta. IPB. Bogor

11. Giancoli, D. 1996. Fisika. Ed. Ke-4. Cuk Imawan. Penerjemah. Jakarta : Erlangga. Terjemahan dari :Physics

12. Zemansky, M.W, Dittman R.H. 1986.

Kalor dan Thermodinamika. The How Liong, penerjemah. 10 Bandung 13. Muchtadi, D. 1989.Evaluasi Nilai Gizi

Lampiran 1 Diagram alur penelitian

Mulai

Penyediaan alat dan bahan

Pembuatan membran

selulosa asetat

Pengambilan air baku di

sungai Harapan Jaya,

Bekasi Utara

Analisis air sebelum filtrasi meliputi:

Tingkat kejernihan, massa jenis, viskositas, dan pH

Proses filtrasi dengan membran

selulosa asetat

Analisis air limbah

setelah filtrasi

Pengolahan data

Penyusunan laporan penelitian

Lampiran 2 Gambar hasil filtrasi air sungai

 Filtrasi dengan menggunakan sistemcross flowdandead endpada tekanan 3 psi (20689,656 Pa).

 Filtrasi dengan menggunakan sistemcross flowdandead endpada tekanan 5 psi (34482,760 Pa).

Lampiran 3 Alat yang digunakan pada penelitian

 Alat filtrasi sistemcross flow dandead end

 2100Pportableturbidimeter

 Piknometer 10 ml

 pH meter

Lampiran 4 Data uji fluks air dengan tekanan 3 psi pada cross flow

Waktu Permeate Volume permeate (liter)

Luas membran (m2)

Fluks (L/m2s)

60 0,2 0,0002 0,0056 0,0005952

120 0,5 0,0005 0,0056 0,0007440

180 0,8 0,0008 0,0056 0,0007937

240 1,0 0,0010 0,0056 0,0007440

300 1,1 0,0011 0,0056 0,0006548

360 1,2 0,0012 0,0056 0,0005952

420 1,4 0,0014 0,0056 0,0005952

480 1,4 0,0014 0,0056 0,0005208

540 1,6 0,0016 0,0056 0,0005291

600 1,7 0,0017 0,0056 0,0005060

660 1,9 0,0019 0,0056 0,0005141

720 2,0 0,0020 0,0056 0,0004960

780 2,2 0,0022 0,0056 0,0005037

840 2,3 0,0023 0,0056 0,0004889

900 2,4 0,0024 0,0056 0,0004762

960 2,6 0,0026 0,0056 0,0004836

1020 2,7 0,0027 0,0056 0,0004727

1080 2,9 0,0029 0,0056 0,0004795

1140 3,0 0,0030 0,0056 0,0004699

1200 3,1 0,0031 0,0056 0,0004613

1260 3,3 0,0033 0,0056 0,0004677

1320 3,4 0,0034 0,0056 0,0004600

1380 3,6 0,0036 0,0056 0,0004658

1440 3,8 0,0038 0,0056 0,0004712

1500 3,9 0,0039 0,0056 0,0004643

1560 4,1 0,0041 0,0056 0,0004693

1620 4,2 0,0042 0,0056 0,0004630

1680 4,4 0,0044 0,0056 0,0004677

1740 4,5 0,0045 0,0056 0,0004618

1800 4,6 0,0046 0,0056 0,0004563

1860 4,8 0,0048 0,0056 0,0004608

1920 4,9 0,0049 0,0056 0,0004557

1980 5,1 0,0051 0,0056 0,0004600

2040 5,2 0,0052 0,0056 0,0004552

2100 5,4 0,0054 0,0056 0,0004592

2160 5,5 0,0055 0,0056 0,0004547

2220 5,7 0,0057 0,0056 0,0004585

2280 5,8 0,0058 0,0056 0,0004543

2340 6,0 0,0060 0,0056 0,0004579

2400 6,1 0,0061 0,0056 0,0004539

2460 6,2 0,0062 0,0056 0,0004501

2520 6,4 0,0064 0,0056 0,0004535

2580 6,5 0,0065 0,0056 0,0004499

2640 6,7 0,0067 0,0056 0,0004532

Lampiran 5 Data uji fluks air dengan tekanan 5 psi pada cross flow

Waktu Permeate Volume permeate (liter)

Luas membran (m2)

Fluks (L/m2s)

60 0,4 0,0004 0,0056 0,0011905

120 0,5 0,0005 0,0056 0,0007440

180 0,6 0,0006 0,0056 0,0005952

240 0,7 0,0007 0,0056 0,0005208

300 0,8 0,0008 0,0056 0,0004762

360 0,9 0,0009 0,0056 0,0004464

420 1,1 0,0011 0,0056 0,0004677

480 1,2 0,0012 0,0056 0,0004464

540 1,3 0,0013 0,0056 0,0004299

600 1,4 0,0014 0,0056 0,0004167

660 1,6 0,0016 0,0056 0,0004329

720 1,7 0,0017 0,0056 0,0004216

780 1,8 0,0018 0,0056 0,0004121

840 2,2 0,0022 0,0056 0,0004677

900 2,5 0,0025 0,0056 0,0004960

960 2,8 0,0028 0,0056 0,0005208

1020 2,9 0,0029 0,0056 0,0005077

1080 3,2 0,0032 0,0056 0,0005291

1140 3,5 0,0035 0,0056 0,0005482

1200 3,8 0,0038 0,0056 0,0005655

1260 4,2 0,0042 0,0056 0,0005952

1320 4,4 0,0044 0,0056 0,0005952

1380 4,5 0,0045 0,0056 0,0005823

1440 4,6 0,0046 0,0056 0,0005704

1500 4,7 0,0047 0,0056 0,0005595

1560 4,8 0,0048 0,0056 0,0005495

1620 4,9 0,0049 0,0056 0,0005401

1680 5,0 0,0050 0,0056 0,0005315

1740 5,1 0,0051 0,0056 0,0005234

1800 5,2 0,0052 0,0056 0,0005159

1860 5,3 0,0053 0,0056 0,0005088

1920 5,4 0,0054 0,0056 0,0005022

1980 5,5 0,0055 0,0056 0,0004960

2040 5,6 0,0056 0,0056 0,0004902

2100 5,8 0,0058 0,0056 0,0004932

2160 5,9 0,0059 0,0056 0,0004878

2220 6,0 0,0060 0,0056 0,0004826

2280 6,1 0,0061 0,0056 0,0004778

2340 6,2 0,0062 0,0056 0,0004731

2400 6,3 0,0063 0,0056 0,0004688

2460 6,4 0,0064 0,0056 0,0004646

2520 6,5 0,0065 0,0056 0,0004606

2580 6,6 0,0066 0,0056 0,0004568

2640 6,7 0,0067 0,0056 0,0004532

Lampiran 6 Data uji fluks air dengan tekanan 8 psi pada cross flow

Waktu Permeate Volume permeate (liter)

Luas membran (m2)

Fluks (L/m2s)

60 0,8 0,0008 0,0056 0,002381

120 1,5 0,0015 0,0056 0,002232

180 2,1 0,0021 0,0056 0,002083

240 2,6 0,0026 0,0056 0,001935

300 3,1 0,0031 0,0056 0,001845

360 3,6 0,0036 0,0056 0,001786

420 4,2 0,0042 0,0056 0,001786

480 4,8 0,0048 0,0056 0,001786

540 5,3 0,0053 0,0056 0,001753

600 5,8 0,0058 0,0056 0,001726

660 6,3 0,0063 0,0056 0,001705

720 6,8 0,0068 0,0056 0,001687

780 7,4 0,0074 0,0056 0,001694

840 8,0 0,0080 0,0056 0,001701

900 8,5 0,0085 0,0056 0,001687

960 9,0 0,0090 0,0056 0,001674

1020 9,5 0,0095 0,0056 0,001663

1080 10,0 0,0100 0,0056 0,001653

1140 10,6 0,0106 0,0056 0,001660

1200 11,2 0,0112 0,0056 0,001667

1260 11,8 0,0118 0,0056 0,001672

1320 12,4 0,0124 0,0056 0,001677

1380 13,1 0,0131 0,0056 0,001695

1440 13,8 0,0138 0,0056 0,001711

1500 14,3 0,0143 0,0056 0,001702

1560 14,8 0,0148 0,0056 0,001694

1620 15,2 0,0152 0,0056 0,001675

1680 15,5 0,0155 0,0056 0,001648

1740 15,9 0,0159 0,0056 0,001632

1800 16,2 0,0162 0,0056 0,001607

1860 16,6 0,0166 0,0056 0,001594

1920 17,0 0,0170 0,0056 0,001581

1980 17,4 0,0174 0,0056 0,001569

2040 17,9 0,0179 0,0056 0,001567

2100 18,4 0,0184 0,0056 0,001565

2160 18,8 0,0188 0,0056 0,001554

2220 19,3 0,0193 0,0056 0,001552

2280 19,7 0,0197 0,0056 0,001543

2340 20,2 0,0202 0,0056 0,001542

2400 20,6 0,0206 0,0056 0,001533

2460 21,0 0,0210 0,0056 0,001524

2520 21,5 0,0215 0,0056 0,001524

2580 21,9 0,0219 0,0056 0,001516

2640 22,5 0,0225 0,0056 0,001522

Lampiran 7 Data uji fluks air dengan tekanan 3 psi padadead end

Waktu Permeate Volume permeate (liter)

Luas membran (m2)

Fluks (L/m2s)

60 0,5 0,0005 0,0008 0,010417

120 0,8 0,0008 0,0008 0,008333

180 0,9 0,0009 0,0008 0,006250

240 1,0 0,0010 0,0008 0,005208

300 1,1 0,0011 0,0008 0,004583

360 1,2 0,0012 0,0008 0,004167

420 1,4 0,0014 0,0008 0,004167

480 1,4 0,0014 0,0008 0,003646

540 1,6 0,0016 0,0008 0,003704

600 1,7 0,0017 0,0008 0,003542

660 1,9 0,0019 0,0008 0,003598

720 2,0 0,0020 0,0008 0,003472

780 2,2 0,0022 0,0008 0,003526

840 2,3 0,0023 0,0008 0,003423

900 2,4 0,0024 0,0008 0,003333

960 2,6 0,0026 0,0008 0,003385

1020 2,7 0,0027 0,0008 0,003309

1080 2,9 0,0029 0,0008 0,003356

1140 3,0 0,0030 0,0008 0,003289

1200 3,1 0,0031 0,0008 0,003229

1260 3,3 0,0033 0,0008 0,003274

1320 3,4 0,0034 0,0008 0,003220

1380 3,6 0,0036 0,0008 0,003261

1440 3,8 0,0038 0,0008 0,003299

1500 3,9 0,0039 0,0008 0,003250

1560 4,1 0,0041 0,0008 0,003285

1620 4,2 0,0042 0,0008 0,003241

1680 4,4 0,0044 0,0008 0,003274

1740 4,5 0,0045 0,0008 0,003233

1800 4,6 0,0046 0,0008 0,003194

1860 4,8 0,0048 0,0008 0,003226

1920 4,9 0,0049 0,0008 0,003190

1980 5,1 0,0051 0,0008 0,003220

2040 5,2 0,0052 0,0008 0,003186

2100 5,4 0,0054 0,0008 0,003214

2160 5,5 0,0055 0,0008 0,003183

2220 5,7 0,0057 0,0008 0,003209

2280 5,8 0,0058 0,0008 0,003180

2340 6,0 0,0060 0,0008 0,003205

2400 6,1 0,0061 0,0008 0,003177

2460 6,2 0,0062 0,0008 0,003150

2520 6,4 0,0064 0,0008 0,003175

2580 6,5 0,0065 0,0008 0,003149

2640 6,7 0,0067 0,0008 0,003172

Lampiran 8 Data uji fluks air dengan tekanan 5 psi pada dead end

Waktu Permeate Volume permeate (liter)

Luas membran (m2)

Fluks (L/m2s)

60 0,5 0,0005 0,0008 0,010417

120 0,8 0,0008 0,0008 0,008333

180 1,0 0,0010 0,0008 0,006944

240 1,2 0,0012 0,0008 0,006250

300 1,4 0,0014 0,0008 0,005833

360 1,6 0,0016 0,0008 0,005556

420 1,6 0,0016 0,0008 0,004762

480 1,8 0,0018 0,0008 0,004688

540 1,9 0,0019 0,0008 0,004398

600 2,1 0,0021 0,0008 0,004375

660 2,2 0,0022 0,0008 0,004167

720 2,5 0,0025 0,0008 0,004340

780 2,8 0,0028 0,0008 0,004487

840 3,0 0,0030 0,0008 0,004464

900 3,3 0,0033 0,0008 0,004583

960 3,5 0,0035 0,0008 0,004557

1020 3,8 0,0038 0,0008 0,004657

1080 4,2 0,0042 0,0008 0,004861

1140 4,5 0,0045 0,0008 0,004934

1200 4,6 0,0046 0,0008 0,004792

1260 4,8 0,0048 0,0008 0,004762

1320 5,1 0,0051 0,0008 0,004830

1380 5,3 0,0053 0,0008 0,004801

1440 5,7 0,0057 0,0008 0,004948

1500 6,0 0,0060 0,0008 0,005000

1560 6,3 0,0063 0,0008 0,005048

1620 6,5 0,0065 0,0008 0,005015

1680 6,8 0,0068 0,0008 0,005060

1740 7,1 0,0071 0,0008 0,005101

1800 7,3 0,0073 0,0008 0,005069

1860 7,5 0,0075 0,0008 0,005040

1920 7,8 0,0078 0,0008 0,005078

1980 8,1 0,0081 0,0008 0,005114

2040 8,4 0,0084 0,0008 0,005147

2100 8,5 0,0085 0,0008 0,005060

2160 8,8 0,0088 0,0008 0,005093

2220 9,0 0,0090 0,0008 0,005068

2280 9,4 0,0094 0,0008 0,005154

2340 9,7 0,0097 0,0008 0,005182

2400 9,9 0,0099 0,0008 0,005156

2460 10,0 0,0100 0,0008 0,005081

2520 10,2 0,0102 0,0008 0,005060

2580 10,5 0,0105 0,0008 0,005087

2640 10,8 0,0108 0,0008 0,005114

Lampiran 9 Data uji fluks air dengan tekanan 8 psi padadead end

Waktu Permeate Volume permeate (liter)

Luas membran (m2)

Fluks (L/m2s)

60 0,3 0,0003 0,0008 0,006250

120 0,5 0,0005 0,0008 0,005208

180 0,7 0,0007 0,0008 0,004861

240 0,9 0,0009 0,0008 0,004688

300 1,2 0,0012 0,0008 0,005000

360 1,4 0,0014 0,0008 0,004861

420 1,6 0,0016 0,0008 0,004762

480 1,8 0,0018 0,0008 0,004688

540 2,2 0,0022 0,0008 0,005093

600 2,8 0,0028 0,0008 0,005833

660 3,1 0,0031 0,0008 0,005871

720 3,4 0,0034 0,0008 0,005903

780 3,6 0,0036 0,0008 0,005769

840 4,0 0,0040 0,0008 0,005952

900 4,4 0,0044 0,0008 0,006111

960 4,7 0,0047 0,0008 0,006120

1020 5,0 0,0050 0,0008 0,006127

1080 5,4 0,0054 0,0008 0,006250

1140 5,7 0,0057 0,0008 0,006250

1200 6,0 0,0060 0,0008 0,006250

1260 6,4 0,0064 0,0008 0,006349

1320 6,7 0,0067 0,0008 0,006345

1380 7,0 0,0070 0,0008 0,006341

1440 7,4 0,0074 0,0008 0,006424

1500 7,6 0,0076 0,0008 0,006333

1560 8,0 0,0080 0,0008 0,006410

1620 8,3 0,0083 0,0008 0,006404

1680 8,6 0,0086 0,0008 0,006399

1740 9,0 0,0090 0,0008 0,006466

1800 9,2 0,0092 0,0008 0,006389

1860 9,5 0,0095 0,0008 0,006384

1920 9,9 0,0099 0,0008 0,006445

1980 10,4 0,0104 0,0008 0,006566

2040 10,9 0,0109 0,0008 0,006679

2100 11,1 0,0111 0,0008 0,006607

2160 11,3 0,0113 0,0008 0,006539

2220 11,7 0,0117 0,0008 0,006588

2280 11,8 0,0118 0,0008 0,006469

2340 12,1 0,0121 0,0008 0,006464

2400 12,5 0,0125 0,0008 0,006510

2460 12,8 0,0128 0,0008 0,006504

2520 13,1 0,0131 0,0008 0,006498

2580 13,3 0,0133 0,0008 0,006444

2640 13,6 0,0136 0,0008 0,006439

Lampiran 10 Data nilai kekeruhan, kerapatan, kekentalan, dan pH air sungai sebelum dan setelah filtrasi

Keterangan:

nilai yang memenuhi kriteria air bersih

Sistem

filtrasi

Kekeruhan (NTU)

Kerapatan (g/ml)

Kekentalan (poise)

Tingkat keasaman (pH)

Variasi tekanan

Variasi tekanan

Variasi tekanan

Variasi tekanan

3 psi

5 psi

8 psi

3 psi

5 psi

8 psi

3 psi

5 psi

8 psi

3 psi

5 psi

8 psi

Dead end

7,700

5,800

3,900

1,02039 1,02049 1,02047 0,01410 0,01428 0,01490

7,24

7,50

7,39

7,300

5,800

3,700

1,02043 1,02047 1,02044 0,01454 0,01414 0,01459

7,26

7,41

7,66

7,500

5,700

3,800

1,02041 1,02045 1,02044 0,01419 0,01437 0,01357

7,21

7,69

7,60

Rataan

7,500

5,767

3,800

1,02041 1,02047 1,02045 0,01428 0,01426 0,01435

7,24

7,53

7,55

Cross flow

2,200

2,200

1,600

1,02077 1,02069 1,02011 0,01388 0,01428 0,01450

7,73

7,53

7,76

2,000

2,100

1,400

1,02080 1,02072 1,02010 0,01432 0,01445 0,01468

7,67

7,56

7,69

2,000

2,200

1,600

1,02074 1,02069 1,02012 0,01472 0,01410 0,01361

7,49

7,51

7,68

Rataan

2,067

2,167

1,530

1,02077 1,02070 1,02011 0,01431 0,01428 0,01426

7,63

7,53

7,71

FITRIA NISAUL HAKIM. Kajian Aplikasi Membran Selulosa Asetat pada Proses Filtrasi Air Sungai yang Tercemar Limbah Industri dan Rumah Tangga. Dibimbing oleh JAJANG JUANSAHdanKIAGUS DAHLAN.

Air merupakan kebutuhan yang mendasar bagi kehidupan manusia. Jumlahnya sangat melimpah, namun kualitasnya berangsur-angsur menurun di muka bumi ini disebabkan oleh pencemaran yang dilakukan oleh manusia. Filtrasi menggunakan membran selulosa asetat dipilih karena metode ini lebih efisien dan tidak merusak sampel. Metode yang digunakan untuk menyaring air sungai adalah membran selulosa asetat yang diaplikasikan ke dalam sistem penyaring cross flow dan dead end. Pemberian variasi tekanan pada proses filtrasi menghasilkan nilaipermeatedan fluks membran yang berbeda-beda. Nilai permeatepada sistemdead endlebih banyak dibandingkan dengan sistemcross flowpada tekanan 5 psi (34482,760 Pa) dengan waktu filtrasi yang sama yaitu 45 menit, masing-masing sebesar 10,9 ml dan 6,8 ml. Pada sistemdead end, larutan umpan dialirkan secara tegak lurus terhadap membran, akibatnya terjadi penumpukan komponen-komponen yang tertahan pada permukaan membran, sehingga mudah terjadifouling dan mengakibatkan penurunan lajupermeate.Sedangkan pada sistemcross flow, aliran umpan sejajar dengan membran sehingga tidak mudah terakumulasi maupun fouling. Karakterisasi fisik air sungai yang dilakukan meliputi uji kekeruhan, kerapatan, kekentalan, pH, warna, dan bau. Sifat fisik air yang paling terlihat berubah adalah kekeruhan. Penurunan nilai kekeruhan tertinggi terjadi pada filtrasi dengan sistemcross flowdengan tekanan 8 psi (55172,416 Pa) sebesar 1,53 NTU sedangkan terendah pada sistemdead end dengan tekanan 3 psi (20689,656 Pa) yaitu sebesar 7,5 NTU. Hasil keseluruhan penelitian menunjukkan bahwa nilai fluks air sungai semakin menurun sejalan dengan bertambahnya waktu penyaringan. Kekeruhan, kerapatan, kekentalan, pH, warna, dan bau air sungai setelah dilakukan filtrasi dengan membran selulosa asetat mengalami penurunan dibandingkan umpan. Untuk mendapatkan hasil penelitian yang lebih maksimal sebaiknya dilakukan variasi tekanan dan parameter fisik yang diuji lebih diperbanyak. Selain itu agar dapat diketahui kandungan organik hasil filtrasi perlu dilakukan uji sifat kimia.

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Air bersih menjadi salah satu kebutuhan yang mendasar bagi kehidupan manusia. Air bersih yang memenuhi standar atau persyaratan kesehatan adalah air minum yang tidak berbau, tidak berasa, dan tidak berwarna serta memenuhi baku mutu yang dipersyaratkan, jumlahnya sangat melimpah di muka bumi ini tetapi kualitasnya mengalami penurunan dikarenakan aktivitas manusia yang berdampak pada pencemaran lingkungan hidup. Dengan adanya penurunan kualitas air ini, maka saat ini sangat sulit menemukan air bersih untuk dikonsumsi maupun untuk industri.

Limbah cair adalah sisa dari suatu hasil usaha dan atau kegiatan yang berwujud cair yang dibuang ke lingkungan dan diduga dapat menurunkan kualitas lingkungan. Sedangkan menurut Sugiharto1 air limbah adalah kotoran dari masyarakat, rumah tangga, dan juga yang berasal dari industri, air tanah, air permukaan, serta buangan lainnya. Metcalf dan Eddy2 mendefinisikan limbah berdasarkan sumbernya sebagai kombinasi cairan hasil buangan rumah tangga (pemukiman), instansi perusahaan, pertokoan, dan industri dengan air tanah, air permukaan, dan air hujan.

Proses membran yang bekerja berdasarkan prinsip melewatkan sebagian material dan menahan sebagian material lainnya, merupakan pilihan proses yang menawarkan beberapa keuntungan, antara lain: sederhana dalam proses pemisahannya, dapat berlangsung pada suhu kamar, sifatnya yang tidak destruktif sehingga tidak menimbulkan kerusakan dari zat yang dipisahkan baik secara fisik maupun kimia. Selain itu membran juga memiliki beberapa kelebihan dalam proses pemisahan dapat berjalan secara berkesinambungan serta tidak terlalu banyak membutuhkan energi.3

Membran merupakan suatu lapisan tipis antara dua fase fluida yang bersifat penghalang (barrier) terhadap suatu zat tertentu, yang dapat memisahkan zat dengan ukuran berbeda, serta membatasi perpindahan dari berbagai zat berdasarkan sifat fisik dan kimianya, proses pemisahan dengan membran dapat terjadi karena adanya perbedaan ukuran pori, bentuk, serta struktur kimianya. Seiring dengan berkembangnya pengetahuan mengenai membran, maka sangat penting untuk

meneliti aplikasi dari membran dalam penanganan air limbah.

Perumusan Masalah

1. Bagaimana perbandingan hasil penyaringan dengan menggunakan metodedead enddancross flow

2. Apakah endapan organik (makromolekul, subtansi biologi), endapan inorganik (logam hidroksida, garam kalsium) dan partikulat pada air sungai mempengaruhi proses penyaringan

3. Apakah air hasil penyaringan dapat memenuhi standar dan persyaratan air bersih

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menerapkan sistem penyaringan alirandead enddancross flow untuk membersihkan air sungai yang tercemar limbah. Selain itu untuk mengetahui karakteristik fisik air sungai hasil penyaringan tersebut.

Hipotesis

Tekanan yang diberikan pada saat penyaringan akan meningkatkan kualitas hasil penyaringannya. Jumlah endapan organik (makromolekul, substansi biologi), endapan anorganik (logam hidroksida, garam kalsium) dan partikulat pada air sungai akan membuat pori membran tersumbat. Inilah yang akan menyebabkan terjadinya penurunan nilai fluks membran.

TINJAUAN PUSTAKA

kotoran ternak, partikulat-partikulat padat hasil kebakaran hutan dan gunung berapi yang meletus atau endapan erosi tempat-tempat yang dilaluinya.4

Penyebab pencemaran dapat berupa panas yang berasal dari limbah pembangkit tenaga listrik atau limbah industri yang menggunakan air sebagai pendingin. Kondisi panas ini menyebabkan suhu air meningkat sehingga tidak sesuai untuk kehidupan akuatik (organisme, ikan dan tanaman dalam air).

Membran Selulosa Asetat

Membran selulosa asetat merupakan polimer sintetik. Pembuatan membran selulosa asetat dilakukan dengan melarutkan campuran selulosa asetat serbuk, kemudian direaksikan dengan asam

anhidrid. Asam cuka (acetid acid) sebagai bahan pelarut dan perchlorid acid atau

sulphuric acid sebagai katalisator. Kemudian dicetak menjadi lapisan film di atas lembaran kaca. Sejumlah pelarut diuapkan, lalu dicelupkan ke akuades untuk membentuk membran. Membran yang basah selanjutnya dikeringkan di udara terbuka.

Membran selulosa asetat merupakan membran yang morfologinya

asimetrik. Membran ini termasuk dalam kelompok membran nanofiltrasi yang tidak bermuatan. Membran filtrasi dari selulosa asetat digunakan untuk menghilangkan koloid, mikroba, pirogen, dan partikel dengan modul higienis.5

Membran selulosa asetat memiliki keunggulan dan kelemahan. Keunggulannya antara lain: cocok untuk sampel yang didasari kandungan air, membran selulosa asetat mengikat sedikit protein, laju alir

[image:36.612.87.518.426.594.2]

permeate (fluks) tinggi, relatif kuat, dan tidak larut dalam alkohol.6 Kelemahannya adalah: kisaran suhu sangat sempit (membran selulosa asetat biasanya dioperasikan tidak lebih dari 30oC), kisaran pH yang rendah biasanya antara 3-6. Pada kondisi asam, membran selulosa asetat dikatakan dapat tahan sampai 4 tahun bila digunakan pada pH 4-5 dan tahan sampai 2 tahun pada pH 6 serta hanya beberapa hari saja bila digunakan pada pH 1 atau 9 kisaran pH yang rendah sering menimbulkan masalah pada waktu pencucian membran, karena larutan pencuci membran biasanya bersifat asam. Membran selulosa asetat dapat teroksidasi oleh klorin sehingga tidak tahan jika didekatkan atau disimpan pada larutan klorin.6

Tabel 1 Spesifikasi membran selulosa asetat

No Parameter Spesifikasi

1 Adsorpsi 0,1 μ g/cm2untuk serum albumin sapi dengan ukuran pori 0,2 μ m

2 Compatibilityatau kesesuaian

Stabil pada kisaran pH 4-8, dan mengalami hambatan terhadap alkohol, hydrocarbon, dan minyak.

3 Laju aliranvolumetrik Nilai rata-rata air per cm2pada tekanan 1 bar, 22 ml/menit pada

ukuran pori 0,2 μ m, 69 ml/menit pada 0,45 μ m, 130 ml/menit pada 0,65 μ m, dan 200 ml/menit pada 0,8 μ m

4 Keterbatasan Suhu maksimum 180oC

5 Sterilisasi Dengan autoclaving (pada suhu 121oC atau 134oC) dengan radiasi-gamma atauethylene oxide

6 Validasi atau pengesahan

Hubungan nilai titik gembung ukuran pori membran 0,2 μ m agar

mampu mensterilisasi pada filtrasi telah disahkan olehStandard Bacteria Challenge Test

Teknologi Filtrasi

Membran filtrasi

Membran adalah suatu lapisan tipis yang memisahkan dua fase dan membatasi pengangkutan berbagai bahan kimia secara selektif. Membran dapat heterogen dan homogen, netral dan bipolar, strukturnya simetrik dan asimetrik, padat dan cairan,

yang dapat membawa muatan positif dan juga negatif.

dan adanya molekul terlarut merupakan faktor penting.

Proses pemisahan dengan membran terdiri dari beberapa macam, hal ini dapat digolongkan berdasarkan parameter penggeraknya7, yaitu:

 Proses filtrasi, yaitu proses pemisahan dengan membran yang tenaga penggeraknya adalah berupa perbedaan tekanan. Ada tiga macam proses filtrasi pada membran yaitu osmosa balik, ultrafiltrasi, dan mikrofiltrasi.

 Dialisa, yaitu proses pemisahan dengan mem