UNIVERSITAS UDAYANA
EFEKTIVITAS BATU VULKANIK DAN ARANG SEBAGAI
MEDIA FILTER PENGOLAHAN AIR LIMBAH LAUNDRY
DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM PENGOLAHAN
CONSTRUCTED WETLAND
MADE PASEK ARYA SUWAHDENDI
PROGRAM STUDI KESEHATAN MASYARAKAT FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS UDAYANA
EFEKTIVITAS BATU VULKANIK DAN ARANG SEBAGAI
MEDIA FILTER PENGOLAHAN AIR LIMBAH LAUNDRY
DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM PENGOLAHAN
CONSTRUCTED WETLAND
MADE PASEK ARYA SUWAHDENDI
NIM. 1220025068
PROGRAM STUDI KESEHATAN MASYARAKAT
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS UDAYANA
UNIVERSITAS UDAYANA
EFEKTIVITAS BATU VULKANIK DAN ARANG SEBAGAI
MEDIA FILTER PENGOLAHAN AIR LIMBAH LAUNDRY
DENGAN MENGGUNAKAN SISTEM PENGOLAHAN
CONSTRUCTED WETLAND
Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA KESEHATAN MASYARAKAT
MADE PASEK ARYA SUWAHDENDI
NIM. 1220025068
PROGRAM STUDI KESEHATAN MASYARAKAT
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS UDAYANA
iv
PERNYATAAN PERSETUJUAN
Skripsi ini telah dipresentasikan dan diujikan di hadapan
Tim Penguji Skripsi
Program Studi Kesehatan Masyarakat
Fakultas Kedokteran Universitas Udayana
Denpasar, 15 Juli 2016
Penguji I
Ir. I Nengah Sujaya, M. Agrs.Sc., PhD.
NIP. 19661231 199311 1 002
Penguji II
Made Ayu Hitapretiwi Suryadhi, S.Si., M.HSc.
v
PERNYATAAN PERSETUJUAN
Skripsi ini telah disetujui dan diperiksa dihadapan
Tim Penguji Skripsi
Program Studi Kesehatan Masyarakat
Fakultas Kedokteran Universitas Udayana
Denpasar, 15 Juli 2016
Pembimbing
I Gede Herry Purnama, S.T., M.T., M.IDEA.
vi
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Ida Sang Hyang Widhi Wasa (Tuhan
Yang Maha Esa) karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan
skripsi yang berjudul “Uji Efektivitas Batu Vulkanik dan Arang sebagai Media Filter Pengolahan Air Limbah Laundry dengan Menggunakan Sistem Pengolahan Constructed Wetland”ini tepat pada waktunya.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua
pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini antara lain:
1. dr. I Md Ady Wirawan, MPH., PhD. selaku Ketua Program Studi Kesehatan
Masyarakat Fakultas Kedokteran Universitas Udayana yang telah
memberikan kesempatan kepada penulis untuk menyusun skripsi ini.
2. I Gede Herry Purnama, S.T., M.T., M.IDEA selaku Kepala Bagian Peminatan
Kesehatan Lingkungan serta selaku Pembimbing yang telah banyak
memberikan bimbingan, bantuan, serta masukan untuk penulis selama
penelitian dan dalam penyusunan skripsi ini.
3. I Made Susila dan Ni Luh Putu Wahyuni selaku orang tua penulis yang terus
memberikan dukungan dan semangat bagi penulis sehingga penulis bisa terus
berusaha untuk menyusun skripsi ini tepat pada waktunya.
4. Bapak Damanni selaku pemiliki Laundry CV Bali Kandi yang menjadi lokasi
penelitian yang telah memberikan izin untuk melaksanakan penelitian dan
banyak membantu dalam penyediaan data-data yang dibutuhkan dalam
vii
5. Bapak Supriyadi yang sudah banyak membantu penulis dalam proses
pembuatan sistem constructed wetland hingga sistem constructed wetland
dalam penelitian ini bisa beroperasi.
6. Seorang terkasih yang telah banyak memberikan dukungan selama proses
pembuatan skripsi dari awal hingga skripsi ini selesai.
7. Rekan-rekan mahasiswa Program Studi Kesehatan Masyarakat Fakultas
Kedokteran Universitas Udayana khususnya Vani, Siesie, Rama Kakek,
Denik, Darming dan rekan-rekan peminatan Kesehatan Lingkungan yang
telah banyak memberikan bantuan dan dukungan sehingga penulis bisa
menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini belum mencapai kesempurnaan. Oleh
karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi
kesempurnaan skripsi ini. Penulis berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat
bagi diri kami sendiri dan pihak lain yang menggunakannya.
Denpasar, 9 Juni 2016
viii
PROGRAM STUDI KESEHATAN MASYARAKAT FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS UDAYANA KESEHATAN LINGKUNGAN
Skripsi, 10 Juni 2016
Made Pasek Arya Suwahdendi
Efektivitas Batu Vulkanik dan Arang Sebagai Media Filter Pengolahan Air Limbah Laundry Dengan Menggunakan Sistem Pengolahan Constructed Wetland
ABSTRAK
Usaha laundry saat ini tumbuh dengan baik seiring dengan pesatnya perkembangan pariwisata dan perekonomian di Bali sehingga berpotensi untuk mencemari lingkungan khususnya perairan karena air limbah yang dihasilkan seringkali langsung dibuang ke badan air tanpa mengalami pengolahan terlebih dahulu. Salah satu sistem pengolahan limbah yang dapat digunakan pada usaha laundry khususnya yang ada di Bali adalah sistem pengolahan air limbah model constructed wetland.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efektivitas model pengolahan air limbah Vertical Flow Subsurface Flow Constructed Wetland dalam mengolah air limbah kegiatan laundry yang diukur menggunakan dua parameter, yaitu; Total Fosfat dan Amonia. Media filter yang digunakan sistem constructed wetland dalam penelitian ini adalah batu vulkanik kintamani dan arang kayu, sedangkan tanaman yang digunakan adalah tanaman serai (Cymbopogon citratus).
Hasil penelitian menunjukkan efektivitas sistem penurunan Total Fosfat dan Amonia selama 5 minggu pada masing-masing reaktor, yaitu; reaktor 1 (50% batu vulkanik, 50% arang) sebesar 26,69%, reaktor 2 (75% batu vulkanik, 25% arang) sebesar 37,32%, reaktor 3 (25% batu vulkanik, 75% arang) sebesar 20,94%, reaktor 4 (kontrol 100% batu vulkanik) sebesar 26,91%, reaktor 5 (kontrol 100% arang) sebesar 55,17%.
Berdasarkan hasil penelitian tersebut, reaktor sistem constructed wetland yang digunakan dalam penelitian ini belum efektif dalam mengolah air limbah laundry dan apabila diterapkan pada laundry lainnya akan menghasilkan performa yang lebih rendah karena nilai parameter air limbah pada laundry lainnya dapat lebih tinggi secara signifikan dibandingkan dengan laundry dalam penelitian ini.
ix SCHOOL OF PUBLIC HEALTH
MEDICAL FACULTY OF UDAYANA UNIVERSITY ENVIRONMENTAL HEALTH
Minor Thesis, June 10th, 2016 Made Pasek Arya Suwahdendi
Effectivity of Volcanic Rocks Kintamani and Charcoal for Laundry Wastewater Treatment Media Filter Using Constructed Wetland Model Treatment System
ABSTRACT
Laundry business is currently growing well along with the rapid development of tourism and economy in Bali so it has potential to pollute the environment, especially water due to wastewater which is often directly discharged into waterbody without prior management. One of the wastewater treatment system that can be used in the laundry business, especially in Bali, is a wastewater treatment system with constructed wetland models.
This study aims to determine the effectivity of the wastewater treatment model Vertical Flow Subsurface Flow Constructed Wetland to treat wastewater activities laundry measured using two parameters, namely: Total Phosphate and Ammonia. The constructed wetland system in this study used kintamani volcanic rock and charcoal as filter media, lemongrass (Cymbopogon citratus) was used as wetland plants.
The result shows the effectivity system of the decreasing Total Phosphate and Ammonia for 5 weeks in each reactor, namely; 26.69% at reactor 1 (volcanic rocks 50%, charcoal 50%), 37.32 at reactor 2 (volcanic rocks 75%, charcoal 25%), 20.94% at reactor 3 (volcanic rocks 25%, charcoal 75%), 26.91% at reactor 4 (control volcanic rocks 100%), 55.17% at reactor 5 (control charcoal 100%).
Based on these results, we can conclude the Constructed Wetland reactor system that used in this study not effective to treating lundry wastewater, and when applied to other laundry will produce lower performance due to the parameter values of wastewater in other laundry can be significantly higher than the laundry that used in this research.
x
DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
1.6. Ruang Lingkup Penelitian ... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1. Air Limbah Laundry ... 7
2.1.1. Kandungan Deterjen dalam Limbah Laundry ... 8
xi
2.2. Parameter Total Fosfat ... 11
2.3. Parameter Amonia ... 12
2.4. Parameter pH ... 13
2.5. Constructed Wetlands ... 14
2.5.1. Surface Flow Constructed Wetland (SFCW) ... 16
2.5.2. Subsurface Flow Constructed Wetland (SSFCW) ... 17
2.6. Batu Vulkanik ... 20
2.7. Arang ... 22
BAB III KERANGKA KONSEP DAN DEFINISI OPERASIONAL ... 24
3.1. Kerangka Konsep ... 24
3.2. Hipotesis Studi... 25
3.3. Variabel dan Definisi Operasional ... 26
BAB IV METODE PENELITIAN ... 30
4.1. Tahapan Penelitian ... 30
4.2. Desain Penelitian ... 31
4.3. Kerangka Dasar Pengembangan Model ... 31
4.4. Langkah-langkah Kegiatan ... 34
4.4.1. Persiapan Penelitian ... 34
4.4.2. Pembuatan Reaktor Constructed Wetland ... 35
4.4.3. Teknik Pengambilan Sampel Air Limbah dan Uji Sampel Tahap I 36 4.4.4. Pengolahan Air Limbah Laundry ... 37
4.4.5. Uji Sampel Tahap II (Setelah Pengolahan) ... 38
4.4.6. Metode Analisis Laboratorium ... 38
4.5. Pengumpulan Data... 39
4.5.1. Data Primer ... 39
xii
4.6. Teknik Analisis Data ... 39
4.6.1. Pengolahan Data... 39
4.6.2. Analisis Data ... 40
BAB V HASIL PENELITIAN... 42
5.1. Gambaran Umum Lokasi Penelitian ... 42
5.2. Gambaran Reaktor Sistem Constructed Wetland Selama Penelitian ... 44
5.3. Hasil Penelitian ... 47
5.3.1. Kualitas Air Limbah Laundry Sebelum Pengolahan ... 47
5.3.2. Kualitas Air Limbah Laundry Setelah Pengolahan ... 48
BAB VI PEMBAHASAN ... 56
6.1. Kondisi Awal Air Limbah Laundry CV Bali Kandi ... 56
6.2. Kinerja Reaktor Constructed Wetland... 59
BAB VII SIMPULAN DAN SARAN ... 64
7.1. Simpulan ... 64
7.2. Saran ... 65
DAFTAR PUSTAKA ... 66
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Karakteristik Limbah Laundry ... 11
Tabel 3.1 Definisi Operasional Variabel ... 26
Tabel 5.1 Daftar Produk yang digunakan Laundry CV Bali Kandi ... 44
Tabel 5.2 Nilai Parameter Air Limbah Laundry Sebelum Pengolahan ... 47
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Surface Flow Constructed Wetland (SFCW) (1) dan Subsurface Flow
Constructed Wetland (SSFCW) (2) ... 16
Gambar 2.2 Horizontal Flow Subsurface Flow Constructed Wetland ... 18
Gambar 2.3 Vertical Flow Subsurface Flow Constructed Wetland ... 20
Gambar 3.1 Kerangka Konsep ... 24
Gambar 4.1 Tahapan PenelitianAir Limbah Influent ... 30
Gambar 4.2 Desain Reaktor Pengolahan Air Limbah Model Vertical Flow Subsurface Flow Constructed Wetlands; Reaktor 1 (1), Reaktor 2 (2), Reaktor 3 (3), Reaktor 4 (4), dan Reaktor 5 (5) ... 33
Gambar 4.3 Desain Sistem Pengolahan Air Limbah Model Vertical Flow Subsurface Flow Constructed Wetlands ... 33
Gambar 4.4 Tanaman Serai (Cymbopogon Citratus) ... 34
Gambar 5.1 Reaktor VFSFCW saat Penelitian ... 46
Gambar 5.2 Pertumbuhan Tunas Baru Pada Reaktor 3 Pengulangan 2 ... 46
Gambar 5.3 Nilai Parameter Total Fosfat Sebelum dan Sesudah Pengolahan pada Reaktor Sistem VFSFCW ... 52
Gambar 5.4 Nilai Parameter Amonia Sebelum dan Sesudah Pengolahan pada Reaktor Sistem VFSFCW ... 53
xv
DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH
ABS : Alkyl Benzene Sulfonates
BOD : Biochemical Oxygen Demand
CAPB : Cocamidopropyl Betaine
CDEA : Coconut Diethanolamide
COD : Chemical Oxygen Demand
CW : Constructed Wetlands
DO : Dissolved Oxygen
HFSFCW : Horizontal Flow Subsurface Flow Constructed Wetlands
HLR : Hydraulic Loading Rate
L : Liter
LAS : Linear Alkyl Benzene Sulfonates
SLES : Sodium Laureth Sulfate
STPP : Sodium Tripolifosfat
SFCW : Surface Flow Constructed Wetlands
SSFCW : Subsurface Flow Con6structed Wetlands
VFSFCW : Vertical Flow Subsurface Flow Constructed Wetlands
cm : sentimeter
mg : miligram
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Jadwal Penelitian
Lampiran 2. Metode Pengujian Total Fosfat
Lampiran 3. Metode Pengujian Amonia
Lampiran 4. Metode Pengujian pH
Lampiran 5. Hasil Uji Laboratorium
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Masalah pencemaran lingkungan merupakan masalah yang dapat menyebabkan
terjadinya gangguan terhadap kesehatan masyarakat (Sumantri, 2015). Salah satu
penyebab pencemaran lingkungan yaitu akibat pembuangan air limbah secara
langsung ke lingkungan. Pembuangan air limbah baik yang bersumber dari kegiatan
domestik (rumah tangga) maupun industri ke badan air dapat menyebabkan
pencemaran lingkungan apabila kualitas air limbah tidak memenuhi baku mutu air
limbah (Sari, 2009).
Laundry merupakan salah satu usaha yang berkembang seiring dengan
peningkatan aktivitas masyarakat saat ini. Usaha laundry saat ini sudah mulai
marakdikarenakan oleh kebutuhan masyarakat untuk mencuci tanpa mengeluarkan
banyak tenaga dan tidak mengganggu aktivitas kerja mereka sehari-hari, sehingga
membuat masyarakat lebih memilih menitipkan cucian mereka kepada penyedia jasa
laundry. Selain itu, kehadiran usaha laundry memberikan manfaat yang cukup besar
dalam perekonomian karena dapat mengurangi pengangguran serta meningkatkan
taraf hidup manusia (Pratiwi, 2012).
Di Bali usaha laundry hingga saat ini belum terdata secara pasti jumlahnya,
namun perkembangan usaha laundry mencapai setiap daerah perkotaan maupun
2
sebagai salah satu kabupaten dengan perkembangan pariwisata dan perekonomian
yang pesat di Bali, menyebabkan berbagai industri dapat tumbuh dengan baik begitu
juga dengan industri yang bergerak dibidang jasa seperti usaha laundry. Banyaknya
usaha laundry tersebut berpotensi untuk mencemari lingkungan khususnya perairan
karena air limbah yang dihasilkan dari sisa proses laundry seringkali langsung dibuang
ke badan air tanpa mengalami pengolahan terlebih dahulu (Utami, 2013).
Dalam proses kerja, usaha laundry menggunakan deterjen sebagai bahan utama
untuk kegiatan mencuci. Menurut Sugiharto (1987), unsur inti dari limbah laundry
adalah deterjen yang mengandung senyawa surfaktan dan fosfat yang berfungsi
mengikat daya cuci. Limbah laundry yang mengandung deterjen berpotensi
mencemari lingkungan dan membahayakan kesehatan lingkungan sekitarnya karena
limbah tersebut memiliki konsentrasi fosfat, surfaktan, amonia dan nitrogen serta
kadar padatan terlarut, kekeruhan, BOD dan COD yang tinggi, hal ini akan berdampak
pada penurunan LC50 yang berarti limbah tersebut berifat toksik bagi lingkungan dan
biota yang ada didalamnya (Ahmad, et al dalam Rakhmawati, et al, 2012; Esmeralda,
et al, 2012).
Pada tiap usaha laundry dapat menghasilkan limbah cair yang memiliki
konsentrasi nilai parameter Total Fosfat sebesar 18,07-19,86 mg/l (Uliantoro, et al,
2010). Tingginya kandungan fosfat dalam limbah laundry tersebut serta dibuang tanpa
diolah terlebih dahulu, berperan dalam terjadinya eutrofikasi dimana badan air menjadi
kaya akan nutrien terlarut, menyebabkan alga boom serta dapat menurunkan
kandungan oksigen terlarut sehingga akan mengakibatkan kematian terhadap biota air
(EPA dalam Wardhana, 2009; Tectona, 2011). Untuk meminimalisir dampak tersebut
perlu dilakukan upaya pengolahan air limbah usaha laundry secara efektif dan efisien
3
Salah satu sistem pengolahan limbah yang dapat digunakan pada usaha laundry
khususnya yang ada di Bali adalah instalasi pengolahan air limbah dengan
menggunakan metode constructed wetland. Haberl dan Langergraber (2002) dalam
Suprihatin (2014), menyatakan bahwa berdasarkan pendekatan teknis maupun
efektivitas biaya sistem constructed wetland dalam pembangunan, operasional dan
pemeliharaannya seringkali lebih murah dibandingkan dengan sistem pengolahan
limbah yang lainnya. Sistem constructed wetlands mampu mengolah air limbah
dengan berbagai perbedaan jenis polutan maupun konsentrasinya sehingga
memungkinkan untuk pelaksanaan reuse dan recycling air limbah (Suprihatin, 2014).
Berdasarkan penelitian yang dilakukan Zurita, et al (2006), efektivitas pengolahan air
limbah dengan metode constructed wetlands mampu menurunkan konsentrasi nilai
parameter BOD lebih dari 70%, COD lebih dari 75% dan fosfor lebih dari 66% pada
penelitian yang dilakukan.
Constructed wetlands dapat menggunakan media lokal yang mudah dan murah
untuk didapatkan seperti batu vulkanik dan arang sebagai adsorben arang aktif untuk
media filter. Berdasarkan penelitian menggunakan media filter Batu Vulkanik
Kintamani yang dilakukan oleh Padmanabha (2015), persentase efektivitas penurunan
nilai parameter total fosfat pada air limbah laundry mencapai 57,53%. Sedangkan pada
penelitian Maretha N (2012) yang menggunakan kombinasi arang aktif dapat
menurunkan nilai fosfat pada air limbah laundry sebesar 51,13%.
Berdasarkan pemaparan diatas menunjukkan bahwa media batu vulkanik dan
arang efektif menurunkan konsentrasi fosfat pada air limbah laundry. Namun sampai
saat ini belum ada yang melakukan penelitian khususnya di Bali terhadap efektvitas
4
pengolahan air limbah laundry, sehingga peneliti tertarik untuk melakukan uji tersebut
untuk menambah alternatif dalam pengolahan air limbah.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat diketahui perumusan masalah
dalam penelitian ini adalah maraknya usaha laundry akan berdampak pada
peningkatan beban pencemaran air serta pengolahan air limbah dari kegiatan laundry
yang ada di Bali khususnya di Kabupaten Badung sebagian besar belum terlaksana
optimal, oleh karena itu dalam penelitian ini diketahui bagaimanakah efektivitas
pengolahan air limbah constructed wetlands yang memanfaatkan media lokal yang
murah dan mudah untuk didapatkan seperti batu vulkanik dan arang sebagai media
filterdalam mengolah air limbah laundry berdasarkan penurunan nilai parameter Total
Fosfat, Amonia dan pH.
1.3. Pertanyaan Penelitian
1. Bagaimana kualitas air limbah yang dihasilkan kegiatan laundry sebelum
pengolahan berdasarkan nilai parameter Total Fosfat, Amonia dan pH?
2. Berapakah nilai parameter Total Fosfat, Amonia dan pH pada air limbah
laundry setelah diolah dengan menggunakan sistem Constructed Wetlands
yang menggunakan media filter batu vulkanik dan arang?
3. Berapakah persentase efektivitas dari model Constructed Wetlands dengan
menggunakan media filter batu vulkanik dan arang dalam pengolahan air
limbah laundry berdasarkan penurunan nilai parameter Total Fosfat dan
5
1.4. Tujuan Penelitian 1.4.1.Tujuan Umum
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui efektivitas model pengolahan air
limbah constructed wetlands menggunakan media filter batu vulkanik dan arang dalam
pengolahan air limbah kegiatan laundry di Kabupaten Badung.
1.4.2.Tujuan Khusus
1. Mengetahui nilai Total Fosfat, Amonia dan pH yang terdapat pada air
limbah kegiatan laundry.
2. Mengetahui nilai parameter Total Fosfat, Amonia dan pH pada air limbah
laundry setelah diolah dengan sistem constructed wetlands menggunakan
media filter batu vulkanik dan arang.
3. Mengetahui persentase efektivitas dari model constructed wetland dengan
menggunakan media filter batu vulkanik dan arang dalam pengolahan air
limbah laundry berdasarkan besar penurunan nilai parameter Total Fosfat
dan Amonia sebelum dan sesudah dilakukan pengolahan terhadap air
limbah laundry.
1.5. Manfaat Penelitian 1.5.1.Manfaat Teoritis
1. Dapat digunakan sebagai tambahan alternatif sistem pengolahan air limbah
laundry, terutama penerapan media batu vulkanik dan arang sebagai media
filter pengolahan air limbah laundry.
2. Dapat digunakan sebagai referensi untuk penelitian terkait tentang
6
1.5.2.Manfaat Praktis
1. Dapat membantu sebagai bahan masukan kepada pihak-pihak terkait yang
ingin membangun instalasi pengolahan air limbah laundry dan limbah cair
dari jenis kegiatan lainnya dengan memanfaatkan sumber daya lokal.
2. Membantu mengurangi beban pencemaran lingkungan yang disebabkan
oleh air limbah laundry sehingga dapat menjadi alternatif pemecahan
masalah kesehatan lingkungan.
1.6. Ruang Lingkup Penelitian
1. Penelitian ini merupakan penelitian quasi experimental dengan 3 (tiga) kali
pengulangan yang dilakukan secara langsung di salah satu usaha laundry di
Kabupaten Badung.
2. Air limbah yang digunakan dalam penelitian ini adalah air limbah laundry
yang dihasilkan salah satu usaha laundry di Kabupaten Badung.
3. Parameter kualitas air limbah laundry yang dipantau dalam penelitian ini
adalah Total Fosfat, Amonia dan pH.
4. Sistem Constructed Wetland yang digunakan dalam penelitian ini adalah
Vertical Flow Subsurface Flow Constructed Wetland atau sistem lahan
basah buatan dengan tipe aliran bawah permukaan secara vertikal.
5. Batu vulkanik yang digunakan dalam penelitian ini adalah Batu Vulkanik
Kintamani.
6. Jenis arang yang digunakan dalam penelitian ini adalah arang kayu.
7. Tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanaman serai
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air Limbah Laundry
Pengertian air limbah menurut Ehless dan Steel, sebagaimana dikutip Chandra
(2007) adalah cairan buangan dari rumah tangga, industri dan tempat-tempat umum
lain yang mengandung bahan-bahan atau zat-zat yang dapat membahayakan
kehidupan manusia dan makhluk lainnya serta mengganggu kelestarian lingkungan
(Sumantri, 2015). Air limbah memiliki karakteristik secara fisika, kimia, dan biologi.
Secara fisik, air limbah memiliki karakteristik yang diamati suhu, warna, bau dan
kekeruhan. Karakteristik air limbah secara kimia yaitu terdapat berbagai macam
kandungan dalam air limbah seperti bahan-bahan organik dan anorganik. Kandungan
tersebut mencakup pH, BOD, COD dan bahan kimia berbahaya seperti fosfor,
nitrogen, dan klorida. Pada karakteristik biologi umumnya terkandung berbagai
macam organisme seperti bakteri, jamus, dan organisme air sejenis (Sperling, 2007).
Berdasarkan sumber penghasilnya, air limbah dibagi menjadi dua jenis yaitu air
limbah industri dan air limbah domestik (Helmer dan Hespanhol, 1997). Air limbah
domestik menurut Suyasa (2015) adalah air hasil buangan dari perumahan, bangunan,
perdagangan, perkantoran dan sarana sejenisnya. Air limbah domestik
dikarakteristikan sebagai grey water dan black water. Grey water adalah limbah
8
Sedangkan black water adalah air limbah yang dikelurkan melalui toilet, urinoir dan
bidets (Cahyadi, 2008).
Air limbah laundry berasal dari sisa proses kegiatan mencuci pakaian. Maka dari
itu, air limbah tersebutdapat digolongkan ke dalam kategori grey water. Menurut
Tjandraatmadja dan Diaper (2006), pengaruh perubahan kualitas grey water selama 10
tahun terakhir ini adalah berubahnya formula pada produk laundry seperti deterjen,
softener, pemutih, dan jenis produk laundry lainnya.
2.1.1.Kandungan Deterjen dalam Limbah Laundry
Air limbah Laundry umumnya mengandung deterjen karena dalam aktvitas
laundry selalu menggunakan deterjen dalam proses kegiatannya. Secara umum
komponen penyusun deterjen adalah surfaktan, builders, bleaching agent dan bahan
aditif (Smulders dalam Hudori, 2008). Surfaktan berfungsi untuk mengangkat kotoran
pada pakaian baik yang larut dalam air maupun yang tak larut dalam air. Surfaktan
dalam deterjen dikelompokan menjadi empat kelompok yaitu; anionik, nonionik,
kationik, dan zwitterionik (Yu, et al, 2008).
Jenis surfaktan anionik merupakan jenis yang paling banyak digunakan dalam
kegiatan laundry dikarenakan biaya pembuatannya yang mudah dan murah. Surfaktan
jenis ini merupakan produk terbesar hingga saat ini. Dalam kelompok surfaktan ini,
jenis yang umum adalah Alkyl Benzene Sulfonates (ABS), Linear Alkyl Benzene
Sulfonates (LAS) dan jenis lainnya (Yu, et al, 2008). Pada awalnya surfaktan jenis
Alkyl Benzene Sulfonates (ABS) yang digunakan dalam komposisi deterjen. ABS
dikenal sebagai hard detergent karena sifatnya yang tahan penguraian biologis. Oleh
karena itu ABS dikenal sebagai senyawa pencemar yang toksik terhadap biota air
9
Sulfonates (LAS), sebagai surfaktan LAS dapat menurunkan tegangan permukaan dan
mengemulsi lemak sehingga sebagai dimanfaatkan sebagai pelarut lemak dan
denaturasi protein. Jenis surfaktan lainnya juga digunakan sebagai pembersih pakaian
seperti Nonylphenol dan Sodium Lauryl Ether Sulphate dari kelompok surfaktan
nonionik (Hudori, 2008; Yu, et al, 2008).
Setelah surfaktan, kandungan lain yang penting adalah builder yang berguna
untuk meningkatkan efisiensi surfaktan. Builder digunakan untuk melunakkan air
sadah dengan cara meengikat mineral-mineral yang terlarut, sehingga surfaktan dapat
berfungsi dengan lebih baik. Selain itu, builder juga dapat membantu menciptakan
kondisi keasaman yang tepat agar proses pembersihan dapat berlangsung dengan lebih
baik serta membantu mensuspensikan kotoran yang telah lepas. Senyawa kompleks
yang sering digunakan dalam builder adalah natrium sitrat, natrium karbonat, natrium
silikat, flourescent dan fosfat (Hudori, 2008). Dalam deterjen umumnya jenis builder
yang digunakan adalah builder dalam bentuk Sodium Tripolifosfat (STPP)
(Tjandraatmadja dan Diaper, 2006). STPP dalam deterjen bereaksi dengan ion
magnesium dan ion kalsium yang terdapat dalam air dengan tujuan untuk mengurangi
keberadaan ion magnesium dan ion kalsium bebas dalam air yang dapat mengurangi
efektivitas surfaktan. Reaksi antara STPP dan ion-ion tersebut membentuk padatan dan
senyawa lain yang mengandung fosfat. Senyawa fosfat tersebut digunakan untuk
mencegah kembalinya kotoran menempel pada bahan yang sedang dicuci. Kesadahan
air yang digunakan untuk mencuci akan mempengaruhi penggunaan terhadap deterjen
karena tingkat kesadahan air dipenguhi oleh kandungan ion magnesium dan ion
kalsium dalam air. Padatan yang terbentuk akibat pengikatan ion magnesium dan ion
kalsium oleh builder akan lebih tinggi bila air yang digunakan untuk mencuci tersebut
10
terbentuk oleh builder akan lebih rendah bila air yang digunakan memiliki tingkat
kesadahan yang rendah (Kohler, 2006; Hudori, 2008;Yu, et al, 2008).
Kandungan softener dan pemutih yang terkandung dalam deterjen bertujuan
untuk melengkapi dan memaksimalkan pembersihan dan perawatan pada serat
pakaian. Softener dan pemutih tersebut mengandung bahan-bahan berupa senyawa
berbasis sodium. Keunggulan dari sodium adalah kemampuan sodium sebagai pelarut
partikel-partikel dalam air, namun sodium sulit dipisahkan dari air kecuali
menggunakan metode pembalikan osmosis. Kandungan sodium akan mempengaruhi
kadar garam dalam air (salinitas) dan akan berdampak pada penurunan kualitas air
apabila langsung dibuang ke perairan (Patterson, 2000).
2.1.2.Karakteristik Limbah Laundry
Air limbah yang dihasilkan dari proses kegiatan laundry mempunyai komposisi
dan kandungan yang bervariasi. Hal ini disebabkan variasi kandungan kotoran pada
bahan yang akan dicuci, komposisi, jenis dan jumlah deterjen yang digunakan serta
teknologi yang dipakai untuk mencuci (Hudori, 2008).
Karakteristik dari air limbah laundry yang diperoleh dari penelitian Hudori
11
Tabel 2.1 Karakteristik Limbah Laundry
Parameter Nilai Satuan
Hudori (2008) Padmanabha (2015)
Suhu 23,6 – 26,0 - ⁰C
Sumber : Hudori (2008); Padmanabha (2015)
Tingginya nilai parameter pada air limbah laundry tentunya akan menyebabkan
pencemaran lingkungan terutama pencemaran badan air. Kualitas air limbah laundry
tersebut tidak sesuai dengan baku mutu baku mutu yang tercantum dalam peraturan
yang sudah ditetapkan oleh pemerintah yaitu Peraturan Menteri Lingkungan Hidup
Nomor 5 Tahun 2015 tentang Baku Mutu Air Limbah dan Peraturan Gubernur Bali
Nomor 8 Tahun 2007 tentang Baku Mutu Lingkungan Hidup dan Kriteria Baku
Kerusakan Lingkungan Hidup.
2.2. Parameter Total Fosfat
Total fosfat merupakan parameter yang mengukur keseluruhan fosfat dalam air.
Fosfat merupakan senyawa yang tersusun atas unsur P (Fosfor) dan O (Oksigen).
Menurut Suyasa (2015) bentuk utama dari fosfat dalam air alam atau air limbah adalah
fosfor organik, orthofosfat dan polifosfat. Fosfor organis biasanya terdapat pada air
12
orthofosfat berasal dari bahan pupuk yang masuk ke sungai melalui saluran drainase
dan aliran hujan. Orthofosfat juga dapat menjadi senyawa fosfor organis melalui
proses biologis oleh bakteri maupun tanaman. Sedangkan polifosfat berasal dari air
buangan permukiman maupun industri yang menggunakan bahan deterjen yang
mengandung fosfat seperti yang berasal dari industri pencucian, logam dan sebagainya
(Suyasa, 2015).
Kadar fosfor yang diperkenankan bagi kepentingan air minum adalah 0,2 mg/L
sedangkan untuk perairan alami berkisar antara 0,005-0,02 mg/L (Suyasa, 2015).
Fosfor merupakan bahan yang menjadi nutrient bagi mikroorganisme dalam
menyeimbangkan bahan organik dalam air serta menjadi nutrisi bagi pertumbuhan
tanaman air. Jumlah kandungan fosfor yang berlebih dalam perairan dapat
menyebabkan pertumbuhan tanaman air yang tidak terkendali serta menyebabkan
eutrofikasi. Pada keadaan eutrofikasi tanaman air dapat menghabiskan oksigen dalam
air pada malam hari dan pada siang hari pancaran sinar matahari ke dalam air akan
berkurang akibat terhalangnya sinar matahari oleh tanaman untuk masuk ke dalam air,
sehingga proses fotosintesis berkurang dan oksigen yang terlarut dalam air juga
berkurang (Carty, et al, 1997; Sperling, 2007; Yunarsih, 2013). Bila kadar fosfat pada
air alam sangat rendah (<0,01 mg/L), pertumbuhan tanaman dan ganggang akan
terhalang, keadaan ini dinamakan oligotrofik (Allaerts dalam Suyasa, 2013).
2.3. Parameter Amonia
Amonia merupakan senyawa yang terdiri atas unsur nitrogen dan hidrogen serta
dikenal memiliki bau menyengat yang khas. Amonia (NH3) dapat terbentuk sebagai
hasil penguraian/pembusukan protein yang terdapat dalam limbah atau sampah
13
(NH3) menimbulkan bau yang tidak normal dalam air dan jika terhirup dalam
pernafasan oleh manusia dapat berakibat mengganggu kesehatan. Gas amonia yang
menimbulkan bau menyengat dan bersifat racun dapat ditemukan pada pH tinggi
(basa) sedangkan pada pH rendah (asam) akan terbentuk ion NH4+ (Wahyuni, 2014;
Sari, 2013).
Konsentrasi amonia dapat berubah-ubah sesuai dengan perubahan suhu. Pada
musim panas saat suhu meningkat, konstentrasi amonia di perairan sangat rendah,
disebabkan oleh aktivitas bakteri pada suhu ini meningkat sehingga proses nitrifikasi
dan nitrafikasi berlangsung dengan baik. Sedangkan pada musim hujan saat suhu
lingkungan rendah, menyebabkan pertumbuhan bakteri menurun sehingga proses
nitrifikasi berjalan lambat menyebabkan konsentrasi amonia meningkat (Titiresmi,
2006). Tingginya kadar amonia berkontribusi terhadap terjadinya proses eutrofikasi,
sehingga menghalangi penetrasi sinar matahari ke dalam perairan dan mengganggu
proses fotosintesis. Kondisi tersebut dapat menyebabkan penurunan kadar oksigen
terlarut pada air. Jika kadar oksigen terlarut dalam perairan menurun, maka dapat
menyebabkan proses respirasi biota akan terganggu bahkan menyebabkan kematian
(Widiyanto dalam Wahyuni, 2014). Berdasarkan Peraturan Gubernur Bali Nomor 16
Tahun 2016 tentang Baku Mutu Lingkungan Hidup dan Kriteria Baku Kerusakan
Lingkungan Hidup, standar baku mutu parameter Amonia untuk air limbah adalah 5
mg/L.
2.4. Parameter pH
pH atau derajat keasaman digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau
kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Yang dimaksudkan "keasaman" di sini
14
Pahlewi, 2012). Air akan mengalami sifat basa atau asam tergantung dengan besar
kecilnya nil pH. Bila nilai pH pada air diatas pH normal (niilai pH diatas 7,5) maka air
tersebut akan bersifat basa, sedangkan air yang mempunyai nilai pH dibawah pH
normal (nilai pH diatas 6,5) maka air tersebut bersifat asam (Sumantri, 2015).
Sebagaian besar biota air sensitif terhadap perubahan pH dan menyukai pH
diantara nilai pH 7 sampai 8,5. Pada nilai pH yang kurang dari 4 sebagian akan
menyebabkan kematian pada biota air akibat ketidakmampuan beradaptasi dengan
nilai pH yang rendah yang berarti air bersifat sangat asam. Selain itu, pH juga dapat
berpengaruh pada peningkatan toksisitas pada suatu zat. Amonium yang sifatnya
non-toksik pada pH rendah akan menjadi non-toksik pada pH yang tinggi akibat tidak terionisasi
dalam air dengan pH yang tinggi (Sumantri, 2015; Carty, et al, 1997; Effendi, 2003).
Berdasarkan baku mutu yang ditetapkan dalam Peraturan Gubernur Bali Nomor 16
Tahun 2016 tentang Baku Mutu Lingkungan Hidup dan Kriteria Baku Kerusakan
Lingkungan Hidup, standar baku mutu parameter pH untuk air limbah adalah 6-9.
2.5. Constructed Wetlands
Constructed Wetland (CW) adalah sistem yang dirancang dan dibangun dengan
memanfaatkan proses alamiah yang melibatkan tanaman, tanah, dan kumpulan
mikroba yang terkait untuk membantu dalam proses pengolahan air limbah (Vymazal,
2010). CW merupakan salah satu instalasi pengolahan air limbah yang memiliki
keuntungan dari segi biaya yang lebih murah, perawatan yang lebih mudah,
keberlanjutan instalasi mampu hingga 15 tahun, serta dapat memudahkan dalam
penentuan lokasi instalasi (Cattin, 2012).
Pada proses pembuatan dan fungsinya CW hampir menyerupai lahan basah
15
merupakan teknologi pengolahan air limbah secara biologis yang dirancang untuk
meniru proses yang ditemukan diekosistem lahan basah alami. Kualitas air limbah
yang keluar dari sistem ini dapat dikontrol/diatur sesuai dengan yang dikehendaki oleh
pembuatnya, karena sistem pengolahan ini direncanakan untuk suatu tujuan
pengolahan limbah, perencanaan meliputi debit limbah, beban organik, kedalaman
media, jenis tanaman, dan lain-lain, sehingga (Supradata, 2005). Dalam sistem
Wetlands terdapat proses pengolahan limbah yang terintegrasi antara proses
pengolahan limbah dengan filtrasi, sedimentasi serta degradasi secara biologi untuk
memisahkan berbagai polutan yang ada dalam air limbah (Moshiri, et al, 1993; Gauss,
et al, 2008).
Pada CW tanaman air dan makrophyta berperan sebagai penyedia oksigen dan
karbon untuk mengubah senyawa amonia dalam air limbah menjadi senyawa nitrit
(nitrifikasi) melalui reaksi oksidasi. Tanaman air dan makrophyta juga melakukan
penyerapan nutrisi serta polutan terlarut kemudian digunakan untuk proses biologis
tanaman dan disimpan pada bagian-bagian tertentu pada makrophyta (Cattin, 2012).
Media filter yang digunakan dalam CW juga menentukan hasil pengolahan air limbah.
Peran media filter dalam CW adalah sebagai penyimpan berbagai bahan yang
terkandung pada air limbah kemudian ditransformasi secara kimia dan biologi menjadi
bahan yang tidak bersifat polutan serta sebagai nutrisi bagi keberlansungan tanaman
air dan mikroorganisme yang ada dalam sistem CW (DuPoldt, et al, 1998; Cattin,
2012).
Batu Vulkanik merupakan salah satu media filter yang dapat digunakan dalam
sistem CW. Batu vulkanik memiliki pori-pori batuan yang banyak sehingga dapat
16
1 2
Gambar 2.1 Surface Flow Constructed Wetland (SFCW) (1) dan Subsurface Flow Constructed Wetland (SSFCW) (2)
Kandungan senyawa aluminium dalam bentuk alumina (Fe2O3) dan silica dalam batu
vulkanik juga merupakan senyawa yang mampu menyerap fosfor dan memisahkannya
dari air limbah dalam jumlah yang besar (Ballantine and Tanner, 2011). Jenis batu lain
juga dapat digunakan sebagai media filter dalam sistem CW adalah batu kapur, batuan
sungai, dan jenis batuan lainnya sesuai dengan kondisi geografis pada masing-masing
lokasi instalasi. Penggunaan media filter dalam sistem CW harus dalam keadaan bersih
sehingga tidak menggangu proses pengolahan yang dilakukan (Cattin, 2012).
Constructed Wetlands (CW) umumnya dibagi dalam dua jenis berdasarkan
format alirannya, yaitu Sistem Aliran Permukaan atau Free Water System (FWS) yang
sering disebut Surface Flow Constructed Wetland (SFCW) dan Sistem Aliran Bawah
Permukaan atau Subsurface Flow Constructed Wetland (SSFCW) (Leady dalam
Supradata, 2005).
Sumber : USDA (1995) dalam Halverson (2004)
2.5.1.Surface Flow Constructed Wetland (SFCW)
SFCW memiliki konsep pembuatan yang hampir sama dengan wetlandsa lami.
SFCW umumnya menggunakan tanah pada bagian bawah, tanaman muncul di
17
air limbah pada sistem SFCW mengalir diatas permukaan air secara horizontal. Pada
SFCW menggunakan luas tertentu dengan komposisi tanah, air, serta berbagai jenis
tanaman air dan makrophyta dengan berbagai sifatnya di dalam air baik itu jenis
tanaman air yang mengapung, tidak muncul ke atas permukaan air, maupun yang
muncul ke atas permukaan air (Gauss, et al, 2008; Cattin, 2012). Menurut Vymazal
(2010), FWS atau bisa disebut dengan SFCW efisien dalam menghilangkan senyawa
organik melalui degradasi mikroba dan pengendapan partikel koloid. Padatan
tersuspensi secara efektif dihilangkan melalui pengendapan dan penyaringan melalui
vegetasi yang lebat (Vymazal, 2010).
2.5.2.Subsurface Flow Constructed Wetland (SSFCW)
SSFCW umumnya dibangun dengan bahan yang berpori (misalnya tanah, pasir,
atau krikil) sebagai substratnya. Aliran air limbah pada sistem ini mengalir dibawah
permukaan air dan masuk melalui substrat secara horizontal maupun vertikal.
Berdasarkan sistem aliran dasar SSFCW dapat dibedakan menjadi dua,
yaituHorizontal Flow Subsurface Flow Constructed Wetland (HFSFCW) dan Vertical
Subsurface Flow Constructed Wetland (VFSFCW) (Halverson, 2004).
2.5.2.1. Horizontal Flow Subsurface Flow Constructed Wetland (HFSFCW) Teknologi instalasi pengolahan air limbah dengan HFSFCW pertama kali diteliti
di Jerman pada tahun 1960. Konstruksi pada instalasi ini terdiri dari cekungan dangkal
yang dipenuhi dengan pasir kasar atau kerikil sebagai media filternya. Tanaman yang
digunakan dalam instalasi ini adalah tanaman yang muncul diatas permukaan dan tidak
memungkinkan untuk menggunakan tanaman yang mengapung maupun tanaman yang
18
Gambar 2.2 Horizontal Flow Subsurface Flow Constructed Wetland
instalasi ini adalah untuk penyediaan substrat (akar) untuk pertumbuhan bakteri yang
menempel dan menyerap unsur hara. HFSFCW memiliki aliran yang sama dengan
SFCW yaitu mengalir secara horizontal namun melalui bagian bawah permukaan air.
Pada instalasi ini air limbah akan masuk melalui inlet kemudian melalui media filter
pada bawah permukaan secara horizontal kemudian akan keluar melalui saluran outlet
dan air limbah setelah dilakukan pengolahan akan dikumpulkan atau dibung
(Vymazal, 2010).
Berdasarkan hasil penelitian Vymazal (2014) yang menerapkan HFSFCW
sebagai instalasi pengolahan air limbah domestik, efisiensi penurunan nilai parameter
COD sebesar 87%, BOD sebesar 96% dan TSS sebesar 93%. Sedangkan, pada
penelitian Albuquerque, et al(2009) memiliki efisiensi penurunan nilai parameter
Amonia sebesar >62% dan nitrat sebesar 90-100%.
19
2.5.2.2. Vertical Flow Subsurface Flow Constructed Wetland (VFSFCW)
VFSFCW dikembangkan sebagai alternatif dari instalasi HFSFCW. Konstruksi
instalasi ini sama dengan konstruksi yang digunakan dalam HFSFCW. VFSFCW dan
HFSFCW juga memiliki pengaruh yang sama dalam fungsi menghilangkan
kontaminan namun terdapat perbedaan pada sistem alirannya. Intsalasi ini memiliki
sistem aliran dibawah permukaan air secara vertikal melalui media filter (Halverson,
2004; Gauss,et al, 2008). Namun, pada instalasi ini penyebaran air tidak berlangsung
secara cepat bila dibandingkan dengan HFSFCW (Vymazal, 2010).
Jenis tanaman air yang digunakan dalam instalasiini sama dengan jenis tanaman
yang digunakan pada instalasi HFSFCW. Fungsi tanaman dalam instalasi ini sebagai
pendukung proses penyerapan air limbah. Pada instalasi ini biasanya menggunakan
pasir, bebatuan ataupun kerikil sebagai media filter. Pada lapisan filter, terjadi proses
pengolahan air limbah serta adanya penambahan hidrolik yang berselang-seling
sehingga lapisan filter terisi dengan air yang meningkatkan proses nitrifikasi. Menurut
Vymazal (2010), VFSFCW sangat efektif dalam menghilangkan kontaminan organik
dan padatan tersuspensi (Gauss, et al, 2008; Vymazal, 2010). Berdesarkan penelitian
Pillai (2012) yang menggunakan tanaman serai (Cymbopogon flexuosus) dalam
pengolahan air limbah domestik menggunakan instalasi VFSFCW, dapat menurunkan
kekeruhan sebesar 76%, COD sebesar 73%, BOD sebesar 80%, fosfat sebesar 41%
20
Gambar 2.3 Vertical Flow Subsurface Flow Constructed Wetland
Sumber : Gauss, et al (2008)
2.6. Batu Vulkanik
Batu vulkanik merupakan jenis batuan yang berasal dari magma atau lava yang
mengalami pendinginan dan pengerasan di permukaan bumi. Pembekuan yang sangat
cepat dan membentuk berbagai jenis kristalisasi batuan, namun kristal pada batu
vulkanik sangat kecil dan hanya dapat dilihat menggunakan mikroskop (Gillaspy,
2014). Batu vulkanik memiliki kandungan unsur oksida silika (SiO2), oksida alumina
(Al2O3), danbesi oksida (Fe2O3) yang cukup tinggi. Batu vulkanik mengandung sekitar
53% silika dan 18% alumina dalam kondisi yangbersifat reaktif (Basari, 2012).
Beberapa jenis batu vulkanik yang berasal dari pembekuan lava antara lain, Batu
Rhiolit, Batu Dasit, Batu Andesit, dan Batu Basalt (McBirney, 2007).
Batu rhiolit merupakan batuan dengan dominasi kandungan Silikon dioksida
(73%) dan alumina (14,0%) (McBirney, 2007). Permukaan Batu Rhiolit umumnya
21
umumnya mengandung senyawa besi dan magnesium yang kurang dalam batuan (Gill.
2010).
Batu Dasit merupakan jenis batuan dengan dominasi kandungan mineral yang
sama dengan Batu Rhiolit yaitu silika dioksida (69,2%) dan alumina (15,2%.) Tekstur
batu Dasit kasar namun tersusun atas partikel-partikel halus (Fine-grained) dengan
sifat warna terang dengan kandungan mineral pemberi warna yang hampir sama
dengan Batu Rhiolik (McBirney, 2007; Gillaspy, 2010).
Batu Andesit merupakan jenis batuan dengan dominasi warna abu-abu
dikarenakan mineral pemberi warna dalam Batu Andesit yaitu mineral pemberi warna
terang dan mineral pemberi warna gelap berada pada komposisi yang mendekati
keseimbangan. Struktur Batu Andesit Halus dengan titik-titik hitam atau 31 putih yang
terbentuk karena persebaran mineral-mineral di dalam batu. Kandungan Silika
dioksida dalam batu Andesit sebesar 60%, sedangkan kandungan alumina dalam Batu
Andesit Sebesar 16% (McBirney, 2007; Gillaspy, 2010).
Batu Basalt merupakan jenis batuan yang memiliki struktur batu basalt halus
sehingga sulit mengidentifikasi secara tepat kandungan berbagai jenis kandungan
mineral yang ada terutama jenis mineral yang berukuran sangat kecil dengan
identifikasi mikroskopik (Gillaspy, 2010). Batu Basalt secara umum berwarna hitam
ataupun abu-abu gelap sesuai dengan kandungan mineral yang menyusun batu
tersebut. Batu Basalt terutama jenis basalt tinggi alumina mengandung 49,2% silika
22
2.7. Arang
Arang merupakan salah satu jenis material alternatif yang dapat digunakan
dalam pembuatan komposit. Secara ilmiah pemanfaatanarang terus mengalami
perkembangan. Selain digunakan sebagai bahan bakar, arang juga dikembangkan
dalam bidang pengolahan air. Pemilihan material arang dikarenakan bahan baku
pembuatan arang mudah didapat, murah dan arang mempunyai sifat penyerap
(adsorben) yang dapat membantu pada proses penjernihan air (Pahlewi, 2012). Arang
yang merupakan residu dari proses peruraian panas terhadap bahan yang mengandung
karbon sebagian besar komponennya adalah karbon.Untuk meningkatkan daya serap
pada arang, maka arang perlu diubah menjadi arang aktif melalui proses aktivasi.
Proses aktivasi dapat dilakukan dengan bahan-bahan kimia ataupun dengan melakukan
pemanasan pada temperatur tinggi. Arang yang belum diaktivasi dapat dibedakan
dengan arang yang sudah diaktivasi berdasarkan sifat pada permukaannya. Permukaan
pada arang yang belum diaktivasi masih ditutupi oleh deposit hidrokarbon yang
menghambat keaktifannya, sedangkan permukaan arang aktif relatif telah bebas dari
deposit, permukaannya luas dan pori-porinya telah terbuka, sehingga memiliki daya
serap tinggi(Lempang, 2014; Napitupulu, 2009)
Arang aktif mempunyai kemampuan daya serap yang baik terhadap anion,
kation, dan molekul dalam bentuk senyawa organik dan anorganik, baik berupa larutan
maupun gas. Arang aktif yang berperan sebagai absorben akan menyerap logam-logam
berat dengan penyerapan ion-ion bebas yang ada pada air.Proses adsorpsi pada arang
aktifterjadi melalui tiga tahap dasar. Pertama, zat terjerap pada arang aktifbagian luar,
lalu bergerak menuju pori-pori arang aktif, selanjutnya terjerap ke dinding bagian
23
Beberapa bahan yang mengandung banyak karbon dan dapat digunakan sebagai
arang akif adalah kayu, serbuk gergajian kayu, kulit biji, sekam padi, tempurung
