APLIKASI FILTER DENGAN MEDIA TEMBIKAR DAN
Air sungai rentan terhadap pencemaran yang dapat secara langsung berakibat pada penurunan kualitas air tanah dekat sungai tersebut. Ini disebabkan karena intrusi air sungai yang masuk ke dalam tanah sekitar sehingga kualitas air tanah tersebut terpengaruh. Berbagai macam zat pencemar dari limbah domestik maupun industri masuk ke dalam air tanah tersebut, contohnya adalah Fe dan Mn, oleh karena itu pada penelitian ini dilakukan untuk menyisihkan kandungan Fe dan Mn pada air tanah dekat sungai dengan menggunakan filter media batu marmer dan tembikar.
Variabel yang digunakan adalah diameter media marmer sebesar 1,5 cm, 1 cm, dan 0,5 cm, kemudian tinggi media marmer 40 cm, 50 cm, dan 60 cm dan media tembikar menggunakan diameter 5-10 cm.
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, penyisihan Fe dan Mn menggunakan variabel di atas belum efektif. Efisiensi penyisihan terbaik terdapat pada variasi filter dengan diameter 0,5 cm dan tinggi 60 cm dengan efisiensi 39,64 % untuk Fe,dan 45,22 untuk Mn.
Kata kunci : Filter marmer, Filtrasi, Air Tanah, Besi, Mangan. Abstract
The river water is vulnerable to contamination that may directly affect in a decrease of the quality of near the river
ground water. This may caused due to intrusion of river water into the soil around so that groundwater quality is
affected. Various kinds of pollutants from domestic and industrial waste contaminate the groundwater, for example Fe
and Mn, therefore this research is done to reduce the rate of Fe and Mn in groundwater near the river by using the
marble-ceramics filter.
The variables that used in this study are the diameter of marble 1.5 cm, 1 cm, and 0.5 cm, then the height of
Based on research, the removal of Fe and Mn using the variables above has not been so effective. The best
removal efficiency variation present in the filter with a diameter of 0.5 cm and 60 cm high with 39.64% efficiency for
Fe, and 45.22 for Mn.
Keywords : Marble filter, Filtration, Ground Water, Iron, Mangan
1. PENDAHULUAN
Untuk itu perlu adanya pengolahan air tanah untuk memperbaiki kualitasnya, terdapat beberapa alternatif pengolahan. Filter dengan media butiran batu marmer (CaCO3,CaO) adalah teknologi pengolahan air yang bisa mengatasi permasalahan tersebut karena filter dengan media butiran batu marmer (CaCO3,CaO) memiliki fungsi sebagai penghilangan besi dan mangan namun kurang efektif (Godimchuk, 2003), maka dalam penelitian ini untuk menambah efisiensi kinerjanya perlu ditambahkan media tembikar untuk menyaring endapan yang terbentuk. Filter ini mudah didapat dan masyarakat tepi sungai dapat mengaplikasikannya. Dalam penelitian ini akan digunakan ketinggian 40cm, 50cm, dan 60cm untuk media batu marmer, dan dengan penambahan media tembikar diharapkan mampu menambah efisiensi kinerja filter dalam mereduksi bahan pencemar lainnya.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui variasi unit filter yang paling besar efisiensinya serta effluent dari masing-masing unit filter apakah akan memenuhi baku mutu yang ditetapkan yaitu Peraturan Menteri Kesehatan RI No : 492/Menkes/Per/IV/2010 Tanggal 19 April 2010. 2. PROSEDUR DAN PERSIAPAN PENELITIAN
WIB, 16.00 WIB, dan 19.00 WIB, ini dilakukan untuk mengetahui dan memantau kualitas air sumur dalam sehari pada waktu efektif pemakaian air.
3. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Penelitian yang telah dilakukan kemudian menghasilkan data yang selanjutnya dianalisa dengan menggunakan tabel maupun grafik untuk mempermudah dalam proses analisa data. Kemudian dapat memberikan gambaran secara umum mengenai pola efisiensi dari desain unit filter yang telah ditetapkan dan hubungannya variasi yang telah digunakan. Kemudian dilakukan pembahasan mengenai data yang telah diperoleh.
Penelitian ini juga mengacu pada literatur-litaratur yang berhubungan dan data-data yang dihasilkan diharapkan dapat membuktikan teori yang ada pada literatur-literatur tersebut sehingga penelitian ini dapat berjalan dengan baik.
Sedangkan dari penelitian pendahuluan diketahui bahwa kandungan Fe dan Mn dalam sampel berturut-turut adalah 1,09 mg/l dan 2,82 mg/l. Kadar tersebut telah melebihi batas dalam baku mutu yang telah ditetapkan yaitu Peraturan Menteri Kesehatan RI No : 492/Menkes/Per/IV/2010 Tanggal 19 April 2010 yang menyebutkan bahwa kandungan Fe dan Mn idak boleh melebihi 0,3 mg/l untuk Fe dan 0,4 mg/l untuk Mn.
3.1 HASIL ANALISA
Berikut adalah data yang dihasilkan dari seluruh rangkaian penelitian. Dalam data tersebut terlihat pengaruh dari variasi desain unit filter terhadap efisiensi penyisihan kadar Fe dan Mn. Penelitian tersebut dilakukan sebanyak mungkin untuk dapat melihat grafik penurunan efisiensi pengolahan unit filter yang nantinya dapat dijadikan sebagai acuan apabila diterapkan untuk skala rumah tangga.
Gambar 3.1 Perbandingan Efisiensi Penyisihan Fe pada Diameter 1,5 cm
Gambar 3.3 Perbandingan Efisiensi Penyisihan Fe pada Diameter 1 cm
Gambar 3.4 Perbandingan Efisiensi Penyisihan Mn pada Diameter 1 cm
Gambar 3.6 Perbandingan Efisiensi Penyisihan Mn pada Diameter 0,5 cm
Pada Gambar 3.1 sampai 3.6 terlihat adanya perbedaan kecenderungan atau tren pada masing – masing variasi ketinggian, terlihat pula bahwa pada variasi ketinggian media 40 cm efisiensi penyisihan Fe dan Mn lebih rendah daripada variasi ketinggian media 50 cm dan 60 cm. Ini terjadi karena ketinggian media berpengaruh pada lamanya waktu kontak air dengan media sehingga semakin tinggi media filter maka semakin lama waktu kontak dengan air sehingga efisiensinya akan semakin baik.
Efisiensi paling buruk terdapat pada unit filter dengan variasi media marmer diameter 1,5 cm dan ketinggian 40 cm dengan efisiensi penyisihan untuk Fe adalah sebesar 24,31% dan untuk Mn sebesar 26,62% dan kandungan efluen untuk Fe dan Mn adalah sebesar 0,49 mg/l dan 0,83 mg/l dan ini juga belum mampu memenuhi baku mutu yang ditetapkan dalam Peraturan Menteri Kesehatan RI No : 492/Menkes/Per/IV/2010 Tanggal 19 April 2010.
Pada pernyataan di atas dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi dan semakin kecil media marmer maka efisiensi penyisihannya akan semakin besar, ini dikarenakan semakin tinggi media marmer maka akan semakin besar waktu kontak antara air dengan media filter dan semakin kecil media marmer maka akan semakin besar luas permukaan media marmer.
Pada penelitian ini dilakukan analisa pada air sampel sebanyak mungkin untuk melihat tren atau kecenderungan penurunan efisiensi pada unit filter serta untuk melihat titik breakthrough pada unit filter, dimana unit filter sudah mengalami kemampuan maksimalnya dalam kinerjanya.
CaO + H2O Ca(OH)2 ,
Ca(OH)2 + FeSO4 Fe(OH)2 + CaSO4,
(Godimchuk, 2003)
Ini sesuai dengan dengan prinsip reaksi kimia pertukaran ion yaitu :
nR-A+ + Bn+ R-nBn+ + nA+
Dari reaksi di atas dapat dijelaskan bahwa kapur (CaO) yang menempel pada batu marmer akan bereaksi dengan air (H2O) dan membentuk endapan Ca(OH)2, kemudian endapan Ca(OH)2 akan terjadi pertukaran ion dengan FeSO4 yang terdapat dalam air baku. Sulfat (SO4) masih terdapat dalam air baku, dapat dilihat pada lampiran, sehingga memungkinkan terjadi pertukaran ion tersebut. Produk dari pertukaran ion tersebut adalah endapan Fe(OH)2 yang menempel pada permukaan media batu marmer dan CaSO4 terlarut dalam air dan terbawa sampai effluen. Peristiwa pertukaran ion tersebut dapat terjadi karena SO42- akan bereaksi kuat dengan Ca2+ daripada dengan Fe2+.
Gambar 3.7 Foto Permukaan Media Marmer dengan Menggunakan Mikroskop Elektron Pada Penelitian ini dilakukan analisa menggunakan mikroskop elektron yang dikenal dengan SEM (Scanning Electron Microscope), analisa ini untuk mendukung teori bahwa terdapat endapan (Fe(OH)2)yang menempel pada permukaan media marmer dengan melihat permukaan media dengan perbesaran sampai 5000 kali.
Dari gambar 3.7 di atas terlihat adanya endapan berbentuk bulat yang menunjukkan bahwa hasil dari reaksi pertukaran ion membentuk endapan yang menempel pada permukaan media. Pada analisa ini endapan terlihat kurang jelas karena perbesaran pada mikroskop kurang maksimal karena ada kendala pada setting alat pada waktu analisa dilakukan.
4. KESIMPULAN
Dari data pada analisa dan pembahasan dapat diambil kesimpulan yaitu :
2. Didapatkan variasi media marmer paling efektif untuk menyisihkan kadar Fe dan Mn yaitu media marmer dengan diameter 0,5 cm dan tinggi 60 cm, yang memiliki efisiensi penyisihan maksimum sebesar 39,64 % untuk Fe dan 45,22 % untuk Mn.
DAFTAR PUSTAKA
Al- Layla, M. A., S. Ahmad, S. J. Middle brooks. 1977. “Water Supply Engineering Design”. 2nd edition. Ann ArborScience. Michigan: USA.
Firmansyah, A., 1993, Laporan Kerja Praktek di PD. Pabrik Batu dan Semen tahan api loka Surabaya, JurusanTeknik Kimia Fakultas Teknologi Industri ITS.
Godimchuk A. Yu., Reshetova A.A.2003. Study of Precipitation Processes of Heavy Metals on Natural Minerals. SSE“High Voltage Research Institute at Tomsk Polytechnic
University”. Tomsk. Russia
Hartomo, A.C. 1994. Mengenal Keramik Modern. Andi offset, Jogjakarta.
Kusuma, W.P. 2009. Pekerjaan Konstruksi Unit Intake, Aerator, dan PrasedimentasiIPAM Karang Pilang III Surabaya. Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas TeknikSipil dan Perancanaan ITS.
Huisman, L., dan W. E. Wood. 1974. “Rapid Filtration Part 1”. Dept of Civil Engineering. Dept University of Technology Deflt.
Mangkoediharjo, S. 1985. Penyediaan Air Bersih, Teknik Penyehatan-FTSP kampus ITS Keputih Sukolilo Surabaya
Rahmantyo, S., 2007. Identifikasi dan Analisa Resiko Sebagai Jaminan Kualitas Air Bersih Pada Sistem Distribusi Air Bersih Instalasi PDAM Ngagel III Surabaya dengan
Reynold, T. D., 1982. “Unit Operations and Processes in Environmental Engineering”. 2nd edition, PWS, USA.
Sawyer, C.N and P.L., Mc Carty, 1978. “Chemistry for Environmental Engineering”. 3rd ed. Mc Graw Hill Kogakusha Ltd. : 405 - 486 pp.
