23 3.1. Pendekatan Penelitian
Pendekatan Penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Peninjauan pustaka perihal teori-teori yang berkaitan dengan penelitian yang dilakukan dan yang akan digunkan sebagai acuan penulisan dan acuan dilakukannya percobaan.
b. Pengumpulan data, material dan sampel. Sampel yang digunakan adalah air hujan yang yang secara langsung ditampung pada saat hujan dan material yang dibeli di berbagai tempat, untuk zeolit dan karbon aktif dibeli di toko kimia, untuk batu bata dibeli di toko bangunan, dan untuk limestone dibeli di Padalarang, Jawa Barat.
c. Memilih antara batu bata dan limestone untuk menjadi bahan ketiga, dan juga mencari kadar optimum dari setiap material yang paling cocok untuk dijadikan kadar material untuk filter kolom.
d. Lalu dilakukan percobaan untuk mendapatkan urutan material yang paling cocok untuk filter, dan juga kecepatan yang paling cocok untuk mendapatkan hasil yang paling baik.
e. Analisa perubahan pH, konduktivitas, dan TDS dari sampel pada setiap percobaan filter kolom. Apabila sudah ditemukan perubahan yang paling baik, dilakukan pengujian lagi terhadap kandungan kimia yang ada didalam sampel.
f. Pembuatan kesimpulan dan saran dari hasil penelitian yang telah dilakukan.
Pendekatan penelitian diatas secara garis besar dapat dilihat pada bagan alir, yang ditunjukan pada gambar 3.1.
24
MULAI
TINJAUAN PUSTAKA
SELESAI
IDENTIFIKASI MASALAH
PENGUMPULAN DATA
MEMILIH MATERIAL UNTUK
KOLOM
MENEMUKAN KOMPOSISI
UNTUK KOLOM
MENEMUKAN URUTAN PALING
BAIK UNTUK KOLOM
ANALISA KANDUNGAN YANG
ADA DIDALAM SAMPEL
SIMPULAN DAN SARAN
PENAMPUNGAN SAMPEL AIR HUJAN
3.2. Pengambilan Air Hujan
Pengambilan air hujan dilakukan di Cengkareng Indah Blok DD No 2, Kelurahan Kapuk, Kecamatan Cengkareng, Jakarta Barat pada masa awal Tahun 2014 sekitar bulan Februari sampai Maret. Menggunakan bak sebagai tempat penampungan sementara pada saat hujan jatuh. Lalu disaring dan di masukan kedalam wadah berkapasitas 20 Liter sebagai wadah yang dapat di bawa ke lokasi laboratorium yang terletak di BATAN, Pasar Jumat.
Gambar 3.2 Lokasi pengambilan air hujan (Cengkareng Indah Blok DD No. 2)
26
Gambar 3.4 Wadah sampling air hujan
3.3. Bahan dan Material
Dalam penelitian ini terdapat 4 material yang di uji untuk membuat suatu filter kolom. Material yang digunakan adalah sebagai berikut :
1. Karbon Aktif 2. Zeolit
3. Batu Bata
4. Limestone yang dipanaskan dengan suhu 600oC
Untuk batu bata dan limestone akan dipilih salah satunya untuk menjadi material ketiga untuk filterisasi kolom.
Gambar 3.5 Material filter yaitu (dimulai dari kanan) karbon aktif, batu bata, zeolit, dan limestone.
3.4. Persiapan Material
Sebelum dilakukan percobaan, material di cuci terlebih dahulu. Zeolit, di rendam menggunakan larutan NaCl 1 N selama 24 jam. Dan karbon aktif, direndam menggunakan larutan NaOH 1 N selama 48 jam. Lalu keduanya di keringkan menggunakan oven dengan suhu 115oC selama 24 jam.
Gambar 3.6 Oven
Limestone di panaskan menggunakan pemanas secara bertahap. Berawal dengan 200oC, lalu setelah 15 menit suhu dinaikkan 100oC menjadi 300oC, kemudian setelah 15 menit di naikkan kembali hingga akhirnya mencapai suhu 600oC.
28
Gambar 3.7 Wadah untuk memanaskan limestone
3.5. Komposisi Untuk Kolom
Dilakukan penentuan komposisi material adsorben untuk kolom dengan membedakan ukuran dan berat tiap material. Variasi dari material adalah sebagai berikut:
Tiap material yang digunakan di pisahkan menjadi 3 variasi ukuran, ukuran besar yang lolos saringan No. 4 dan tertahan pada saringan No. 8, ukuran sedang yang lolos saringan No. 8 dan tertahan pada saringan No. 10, dan ukuran kecil yang lolos saringan No. 10 dan tertahan pada saringan No. 16.
Gambar 3.9 Contoh bentuk ukuran kecil (kanan), sedang (tengah), besar (kanan)
Tiap ukuran di pisahkan kembali menjadi 10 variasi berat untuk diuji, ukuran yang di gunakan adalah 0,5 gram, 1 gram, 3 gram, 5 gram, 7 gram, 10 gram, 15 gram, 20 gram, 25 gram, 30 gram.
30
Gambar 3.10 Variasi berat untuk pengujian
Sampel diuji dengan mencampurkan air hujan sebanyak 200 ml di sebuah wadah dan diaduk dengan diputar-putar (dikocok) selama 20 detik secara manual, lalu di cek perubahan pH, konduktivitas dan TDS yang dialami oleh air hujan yang telah di campur dengan material secara berkala, yaitu setiap 15 menit sekali dalam 60 menit. Percobaan ini dilakukan sebanyak 3 kali untuk masing-masing variasi yang ada, untuk didapatkan nilai pH, konduktivitas dan TDS rata-rata. Lalu dibandingkan untuk sampel 5000 ml untuk mendapatkan massa yang diperlukan dalam melakukan percobaan kolom.
3.6. Urutan Untuk Kolom
Seletah mendapatkan 3 material yang telah didapatkan. Dilakukan pengujian dengan mengurutkan 3 macam material. Sesuai dengan penelitian yang berjudul “Treatment of Dye Wastewater Using Granural Activated Carbon and Zeolite Filter” yang dilakukan oleh Ismail Abustan, Irvan Dahlan dan Chan Kok Wah, didapatkan bahwa urutan yang paling efektif adalah zeolit sebagai lapisan atas dan karbon aktif sebagai lapisan bawah.
Berdasarkan penelitan tersebut, maka di dapatkan 4 macam variasi yang dilakukan menggunakan sistem filterisasi kolom, adalah sebagai berikut:
1. Zeolit sebagai lapisan atas, karbon aktif sebagai lapisan tengah, dan limestone atau batu bata sebagai lapisan bawah.
Gambar 3.11 Variasi 1: zeolit, karbon aktif dan limestone atau batu bata
2. Zeolit sebagai lapisan atas, limestone atau batu bata sebagai lapisan tengah dan karbon aktif sebagai lapisan bawah.
Gambar 3.12 Variasi 2: zeolit, limestone atau batu bata dan karbon aktif Zeolit Karbon Aktif Limestone atau Batu Bata Kapas Zeolit Karbon Aktif Kapas Limestone atau Batu Bata
32
3. Limestone atau batu bata sebagai lapisan atas, karbon aktif sebagai lapisan tengah, dan zeolit sebagai lapisan bawah.
Gambar 3.13 Variasi 3: limestone atau batu bata, zeolit dan karbon aktif.
4. Campuran secara merata antara ketiga material.
Gambar 3.14 Variasi 4: campuran
Zeolit Karbon Aktif Kapas Limestone atau Batu Bata Kapas Campuran
Tabel 3.1 Variasi yang dilakukan menggunakan sistem filterisasi kolom No. Variasi Lapisan Bawah Lapisan Tengah Lapisan Atas
1 Pertama Zeolit Karbon Aktif Limestone/Batu bata
2 Kedua Zeolit Limestone/Batu bata Karbon Aktif
3 Ketiga Limestone/Batu bata Zeolit Karbon Aktif
4 Keempat Campuran
Dengan kecepatan air yang keluar dari kolom, dibedakan menjadi 3: 1. 25 ml/s
2. 50 ml/s 3. 75 ml/s
Kolom dibuat secara manual yang dikarenakan oleh keterbatasan dari peralatan yang tidak memadai, jadi dalam penelitian ini menggunakan rangkaian dari pipa PVC, penutup pipa PVC (kap), dan keran yang diperkuat oleh lem silikon. Dimana, kecepatan keluarnya air dipengaruhi oleh berat dari air itu sendiri dan dari percepatan gravitasi yang diatur melalui besar kecilnya pembukaan keran. Dirangkai menjadi seperti yang ada pada gambar 3.14.
34
Gambar 3.15 Contoh pipa kolom uji
lalu untuk membuat kolom tetap berdiri gunakan serangkaian penjepit dan tiang penyangga yang menjadikan kolom seperti pada gambar 3.15. Setelah seluruhnya telah di rangkai akan seperti di gambar 3.16, lalu dimasukan seluruh material yang digunakan sesuai dengan urutan
Gambar 3.17 Rangkaian pipa kolom untuk melakukan percobaan filterisasi
3.7. Menentukan Hasil Penelitian
3.7.1 Penentuan pH, Konduktivitas, dan TDS
Untuk ketiga parameter yang didata pada penelitian ini, menggunakan Hanna Instrument HI 991301 (gambar 3.18), untuk mengukur ketiga parameter yang akan didata yaitu pH, Konduktivitas, dan TDS. Untuk spesifikasi HI 991301 yang digunakan tertera pada tabel 3.1. HI 991301 membutuhkan beberapa waktu untuk mengeluarkan angka yang tepat, terlebih pada saat menentukan pH. Dan dalam penelitian ini, lama waktu yang digunakan untuk membaca pH adalah 5 menit. Sebelum digunakan dalam melakukan pembacaan, harus ditaruh terlebih dahulu kedalam aquades (air hasil destilasi) untuk memastikan alat tersebut tidak mengalami kerusakan.
36
Tabel 3.2 Spesifikasi dari alat multi checker hanna instrument HI 991301 (Sumber: http://www.hannainst.com) Range pH 0.00 to 14.00 pH EC 0.00 to 20.00 mS/cm TDS 0.00 to 10.00 ppt (g/L) Temperature 0.0 to 60.0°C (32.0 to 140.0°F) Resolution pH 0.01 pH EC 0.01 mS/cm TDS 0.01 ppt Temperature 0.1°C (0.1°F) Accuracy pH ±0.01 pH EC ±2% F.S. TDS ±2% F.S. Temperature ±0.5°C (±1.0°F) TDS Conversion Factor
selectable 0.45 to 1.00 with 0.01 increments (default 0.50)
pH Calibration automatic, one or two point calibration with two sets of memorized buffers (Standard 4.01, 7.01, 10.01 or NIST 4.01, 6.86, 9.18)
EC/TDS Calibration
automatic, 1 point at 6.44 ppt (CONV 0.5) at 9.02 ppt (CONV 0.7)
at 12880 µS/cm (others) Temperature
Compensation
pH Automatic
EC/TDS Automatic with selectable ß from 0.0 to 2.4%/°C with 0.1 increments
Probe HI 1288 PVC body, pre-amplified multiparameter probe with internal temperature sensor, DIN connector and 1.2 m (3.93’) cable (included) Battery Type /
Life
1.5V AAA (3) /approximately 500 hours of
continuous use. auto-off after 8 minutes of inactivity Environment 0 to 50°C (32 to 122°F); RH max 100%
Dimensions 152 x 58 x 30 mm (6.0 x 2.3 x 1.2”)
38
3.7.2 Penentuan Kandungan Kimia
Untuk mendapatkan kandungan kimia yang terkandung didalam air hujan serta hasil setelah dilakukan penyaringan, digunakan alat 883 Basic IC Plus merk Metrohm. Yang dibedakan menjadi 2 yaitu untuk anion dan kation. Dimana yang membedakannya adalah kolom yang ada didalam alat tersebut.
Gambar 3.19 Rangkaian Peralatan Pengujian Kandungan Ion Kation Pada Sampel
Gambar 3.20 Kolom untuk identifikasi kandungan kation
40
Gambar 3.22 Kolom untuk identifikasi kandungan anion
Rangkaian alat untuk melakukan pengujian terhadap ion yang ada didalam sampel adalah sebagai berikut:
1. Komputer
Komputer digunakan untuk mengatur cara kerja dari 883 Basic IC Plus dan automatic sampler, untuk berjalan dengan sendirinya tanpa menggunakan bantuan manusia (berjalan dengan sendirinya hingga selesai).
2. 883 Basic IC Plus
883 Basic IC Plus digunakan untuk menguji sampel yang sudah ditaruh di automatic sampler. Peralatan 883 Basic IC Plus terdapat pada Gambar 3.24.
Gambar 3.23 883 Basic IC Plus
3. Automatic Sampler
Automatic sampler dipergunakan untuk membantu agar sampel dapat berjalan dengan sendirinya, untuk membantu proses identifikasi. Peralatan automatic sampler terdapat pada Gambar 3.24.
42
