BAB IV HASIL YANG DICAPAI DAN POTENSI KHUSUS

(1)

BAB IV

HASIL YANG DICAPAI DAN POTENSI KHUSUS

4.1 PENDAHULUAN

Pada bab ini akan membahas hasil pencucian membran reverse osmosis dengan variasi konsentrasi larutan HCl dengan pompa low pressure, proses tahapan pembilasan, hasil pencucian membran dengan larutan 0,1 M, 0,2 M, 0,3 M dengan pompa high pressure 2 HP, hasil air pengujian pencucian membran reverse osmosis dengan metode pencekikan tekanan pada output membran, serta perbandingan hasil air dari membran reverse osmosis baru dengan membran yang sudah dicuci pada kandungan pH, TDS, Cl serta output yang dihasilkan.

4.2 HASIL PENCUCIAN MEMBRAN REVERSE OSMOSIS DENGAN VARIASI KONSENTRASI LARUTAN HCl 0,1 M, 0,2 M, 0,3 M DENGAN POMPA LOW PRESSURE

Pengujian dilakukan dengan menggunakan membran bertipe polysulfone Pemilihan polisulfon, disamping karena polimer jenis ini mempunyai kualitas mekanis dan kestabilan kimia yang cukup baik, juga memiliki pori yang relatif besar sehingga fluks airya juga besar (Sourirajan, 1975). Pada pengujian ini peneliti menggunakan berbagai

tahap variasi konsentrasi HCl dari mulai 0,1 M, 0,2 M, hingga 0,3 M. Larutan kimia yang umum digunakan dalam pencuian membran dikategorikan kedalam lima jenis, yaitu asam (asam sitrat, HCl), alkali (NaOH), chelating agent (EDTA, poliakrilat), surfaktan (SDS), dan enzim (protease, amylase) (Jayanti, 2016). Pemilahan larutan

(2)

kimia yang umum digunakan dalam pencucian membran dan mampu menghilangkan kerak yang menempel pada permukaan membran secara sempurna (Retno, 2016).

Tabel 4.1 Hasil air proses pencucian dengan pompa low pressure menggunakan HCl konsentrasi 0,1 M NO Waktu/Menit LPM TDS PH 1 3 0,8 334 6,7 2 6 1,6 336 6,4 3 9 2,4 335 6,6 4 12 3,2 332 6,4

Tabel 4.2 Hasil air proses pencucian dengan pompa low pressure menggunakan HCl konsentrasi 0,2 M NO Waktu/Menit LPM TDS PH 1 3 1,1 341 6,5 2 6 2,2 343 6,7 3 9 3,3 343 6,6 4 12 4,4 342 6,7

Tabel 4.3 Hasil air proses pencucian dengan pompa low pressure menggunakan HCl konsentrasi 0,3 M NO Waktu/Menit LPM TDS PH 1 3 1,3 L 352 6,5 2 6 2,5 L 352 6,8 3 9 3,4 L 353 6,4 4 12 4,4 L 354 6,5

Pada tabel 4.3 Hasil pengujian pencucian membran reverse osmosis dengan konsentrasi 0,1 M menggunakan pompa low pressure tidak mampu menekan dan

(3)

mencuci kotoran serta kerak yang menempel pada lapisan inti membran sehingga output air yang dihasilkan terlalu rendah.

Pada tabel 4.2 dan 4.3 hasil pengujian pencucian membran reverse osmosis menggunakan pelarut HCl dengan konsentrasi 0,2 M dan 0,3 M menggunakan pompa low pressure. Parameter TDS dan pH pada air masih tidak layak dikonsumsi karena berada diatas normal. Menurut permenkes no.492/ MENKES / PES / IV / 2010 parameter air yang layak konsumsi nilai pH 6,5-8,5 dan menurut NSF (National Sanitation Foundation) air bersih dan air murni memiliki nilai TDS kurang dari 40 ppm.

Gambar 4.1 Grafik regresi linier LPM pada hasil pengujian variasi waktu Analisis regresi linier adalah proses memprediksi satu varibel dari variable lain untuk mengetahui adanya hubungan signifikan diantara kedua variable tersebut (Silalahi, 2009). Menurut Colton (1998) pembagian kekuatan korelasi terbagi menjadi empat hubungan, yaitu: korelasi lemah apabila nilai R antara 0,00 – 0,25, korelasi sedang nilai R antara 0,25 – 0,50, korelasi kuat nilai R antara 0,51 – 0,75, serta korelasi sangat kuat atau sempurna nilai R antara 0,76 – 1,00.

Grafik 4.1 menunjukan korelasi antara LPM dengan waktu. Parameter yang 1.1 2.2 3.3 4.4 _{y = 0.3667x} R² = 1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0 2 4 6 8 10 12 14 LP M Waktu/Menit

(4)

melihat nilai R². Suatu regresi dapat dikatakan memiliki korelasi yang sangat tinggi apabila nilai R² yang dihasilkan antara 0,76 sampai dengan 1. Pada grafik tersebut menunjukan nilai R² 1 yang artinya berarti hubungan antara LPM dengan waktu memiliki korelasi yang sangat tinggi.

Gambar 4.2 Grafik regresi linier TDS pada hasil pengujian variasi waktu Grafik 4.2 menunjukan korelasi antara TDS dengan waktu. Parameter yang digunakan untuk menghitung seberapa besar korelasi yang terjadi yaitu dengan melihat nilai R². Suatu regresi dapat dikatakan tidak memiliki korelasi apabila nilai R² < 0,26. Pada grafik tersebut menunjukan nilai R² 0,1636 yang artinya lebih kecil dari 0,26, hal ini berarti hubungan antara TDS dengan waktu sangat tidak berkorelasi.

341 343 343 342 y = 0.1x + 341.5 R² = 0.1636 340.5 341 341.5 342 342.5 343 343.5 0 2 4 6 8 10 12 14 ppm Waktu/menit

(5)

Gambar 4.3 Grafik regresi linier LPM pada hasil pengujian variasi waktu Grafik 4.3 menunjukan korelasi antara pH dengan waktu. Parameter yang digunakan untuk menghitung seberapa besar korelasi yang terjadi yaitu dengan melihat nilai R². Suatu regresi dapat dikatakan terjadi korelasi sedang apabila nilai R² antara 0,25-0,50. Pada grafik tersebut menunjukan nilai R² 0,4545 yang artinya lebih kecil dari 0,50, hal ini berarti hubungan antara TDS dengan waktu memiliki korelasi sedang.

4.3 PROSES TAHAPAN PEMBILASAN

Tahapan pembilasan ini menggunakan air sampel dari hasil pencucian membran dengan larutan HCl 0,1 M 0,2 M dan 0,3 M. Proses pembilasan ini melalu beberapa tahap, pembilasan pertama menggunakan asam sitrat 0,05 M, pembilasan kedua menggunakan air baku, dan pembilasan ketiga menggunakan air RO. Hasil pembilasan dapat dilihat pada tabel 4.1-4.3. Proses pembilasan ini berfungsi untuk menurunkan TDS pada air agar serta menstabilkan pH air dan mensterilkan membran dari sisa-sisa pencucian dengan HCl. 6.5 6.7 6.6 6.7 y = 0.0167x + 6.5 R² = 0.4545 6.45 6.5 6.55 6.6 6.65 6.7 6.75 0 2 4 6 8 10 12 14 pH Waktu/menit

(6)

Tabel 4.4 Hasil air proses pembilasan dengan pompa low pressure HCl 0,1 M, 0,2 dan 0,3 M

NO KONSENTRASI PEMBILASAN TDS pH

1 0,1 M

Pembilasan 1 (asam sitrat) 151 6,7

Pembilasan 2 (air baku) 60 6,7

Pembilasan 3 (air R.O) 7 6,6

2 0,2 M

3 0,3 M

Dari tabel 4.4 adalah hasil dari proses tahapan pembilasan dengan asam citrat , air baku, dan air RO. Tujuan dari proses ini adalah untuk memastikan bahwa pencucian membran benar-benar bersih, menurunkan TDS, serta menstabilkan pH air dari sisa sirkulasi pencucian dengan HCl dari tahapan sebelumnya.

Gambar 4.4 grafik TDS, PH,Waktu, proses pembilasan dengan asam sitrat,air baku dan air R.O dari HCl konsentrasi 0,1 M

151 60 7 6.7 6.7 6.6 0 20 40 60 80 100 120 140 160

asam citrat air baku air R.O

TDS PH

(7)

Gambar 4.5 grafik TDS, PH,Waktu, proses pembilasan dengan asam sitrat,air baku dan air R.O konsentrasi 0,2 M

Gambar 4.6 grafik TDS, pH,Waktu, proses pembilasan dengan asam sitrat,air baku dan air R.O konsentrasi 0,3 M

154 63 10 6.6 6.6 6.6 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

TDS PH 173 81 15 6.4 6.3 6.4 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

TDS PH

(8)

Pembilasan dengan proses menggunakan asam citrat dengan waktu sirkulasi 60 mnit, dalam tahapan proses ini TDS mengalami penurunan dikarenakan sifat dari asam citrat bersifat melarutkan endapan mineral Cl ֿ

yang bereaksi dengan kation yang terkandung pada air seperti Ca²⁺ , K⁺ , Na⁺ , Mg²⁺ . Pada konsentrasi 0,1 M nilai TDS 151 ppm dan 6,7 pH, nilai TDS turun dari nilai 334 ppm ke 151 ppm sebesar 54,7%, sedangkan pada konsentrasi 0,2 M nilai TDS 154 ppm dan 6,6 pH, nilai TDS turun dari nilai 341 ppm ke 154 ppm sebesar 54,8% dan pada konsentrasi 0,3 M nilai TDS 173 ppm dan 6,4 pH, nilai TDS turun dari nilai 352 ppm ke 173 ppm sebesar 50,8%.

Pembilasan selanjutnya menggunakan air baku, difungsikan untuk mencuci membran dari sisa pembilasan sirkulasi dari asam citrat tadi. Pada proses pencucian air baku ini dilakukan dengan durasi waktu hingga 40 menit agar membran benar-benar bersih. Pada konsentrasi 0,1 M nilai TDS 60 ppm dan 6,7 pH, nilai TDS turun dari nilai 151 ppm ke 60 ppm 60,3%, sedangkan pada konsentrasi 0,2 M nilai TDS 63 ppm dan 6,6 pH, nilai TDS turun dari nilai 154 ppm ke 63 ppm sebesar 59%, dan pada konsentrasi 0,3 M nilai TDS 81 ppm dan 6,3 pH, nilai TDS 173 ppm turun dari ppm ke 81 ppm sebesar 53,1%.

Pembilasan terakhir menggunakan air reverse osmosis, difungsikan untuk mencuci membran dari sisa pembilasan air baku dan sirkulasi terakhir. Pada proses pencucian menggunakan reverse osmosis ini bertujuan untuk menetralkan air, pencucian dilakukan dengan durasi waktu 15 menit agar membran benar benar bersih dan netral kembali mendekati membran baru. Pada konsentrasi 0,1 M nilai TDS 7 ppm dan pH 6,6, nilai TDS turun dari 60 ppm turun ke 7 ppm sebanyak 88%, sedangkan pada konsentrasi 0,2 M nilai TDS 10 ppm dan 6,6 pH, nilai TDS turun dari 63 turun ke 10 ppm sebesar 84,1%, dan pada konsentrasi 0,3 M nilai TDS 15 dan 6,4 pH, nilai TDS turun dari 81 ppm turun ke 15 ppm sebesar 81,4%.

(9)

4.4 HASIL PENCUCIAN MEMBRAN DENGAN LARUTAN HCl 0,1 M, 0,2 M DAN 0,3 M MENGGUNAKAN POMPA HIGH PRESSURE 2 HP

Pada tahap ini air sampel yang digunakan adalah hasil pencucian membran dengan konsentrasi 0,2 M mendapatkan hasil yang baik dari parameter TDS, pH dan Cl serta debit air nya pun cukup baik. Pada hasil pencucian membran dengan konsentrasi HCl 0,3M cenderung mengalami peningkatan pada TDS nya, kandungan Cl dan output air mengalami kenaikan, tetapi nilai pH mengalami penurunan

Tabel 4.5 Hasil air membran R.O dengan HCl konsentrasi 0,1 M, 0,2 M dan 0,3 M menggunakan pompa high pressure

NO Konsentrasi HCl LPM Pressure/Psi TDS PH Cl 1 0,1 M 2,8 115 8 6,6 3,97 2 0,2 M 4,8 115 7 6,5 3,65 3 0,3 M 5,3 115 12 6,2 3,96

Tabel 4.5 menunjukkan parameter air dengan pompa high pressure dari output air dari konsentrasi 0,1 M, 0,2 M dan 0,3 M pada pressure 115 Psi, dijelaskan pada gambar grafik 4.6

(10)

Gambar 4.7 Grafik hasil air membran reverse osmosis dengan HCl konsentrasi 0,1 M, 0,2 M, dan 0,3 M menggunakan pompa high pressure

Gambar 4.7 Hasil pengujian pencucian membran reverse osmosis dengan HCl 0,1 M adalah pencapaian kurang baik untuk kategori air minum yang layak dikonsumsi dengan parameter TDS 8 ppm dan pH 6,6 .Debit air bersih yang dihasilkan sangat rendah dengan angka 2,8 LPM dan Cl 3,97 ppm.

Hasil pengujian pencucian membran reverse osmosis dengan HCl 0,2 M adalah pencapaian baik untuk kategori air minum yang layak dikonsumsi dengan parameter TDS 7 ppm dan pH 6,5. Debit air yang dihasilkan baik dari hasil HCl 0,1 M, hasil air yang dihasilkan 4,8 LPM dan Cl nya 3,65 ppm.

Hasil pengujian pencucian membran reverse osmosis dengan HCl 0,3 M cenderung kurang baik dari hasil HCl 0,1 M dan 0,2 M, parameter TDS nya pun cenderung lebih tinggi mencapai 12 ppm dan pH nya lebih rendah diangka 6,2 ppm. Hasil air yang dihasilkan dipengujian 0,3 M ini lebih baik mencapai angka 5,3 LPM dan Cl nya mengalami peningkatan diangka 3,96 ppm.

Air bersih yang dihasilkan dari membran pencucian ini jauh lebih baik dari parameter awal sumber air baku yang mempunyai TDS 275 ppm, pH 7,4 serta

2.8 4.8 5.3 8 7 12 6.6 6.5 _6.2 3.97 _3.65 3.96 0 2 4 6 8 10 12 14

Hasil HCl 0,1 M Hasil HCl 0,2 M Hasil HCl 0,3 M

(11)

kandungan Cl 250 ppm, yang masih sangat tinggi dan belum memenuhi standart air minum untuk dikonsumsi.

4.5 HASIL AIR PENGUJIAN PENCUCIAN MEMBRAN REVERSE

OSMOSIS DENGAN VARIASI PENCEKIKAN TEKANAN PADA OUTPUT PEMBUANGAN AIR MEMBRAN

Variasi pencekikan biasanya digunakan ketika membran sudah dipakai dalam jangka waktu yang lama sehingga air yang dihasilkan membran mulai menurun. Pada tahap ini melakukan variasi pencekikan pembuangan pada membran yang masih normal dan baik agar mengetahui seberapa besar output yang dihasilkan air dari parameter LPM sehingga mengerti air yang didapat dengan variasi ini, pada langkah ini sedikit mengalami perubahan pada parameter TDS dalam air tetapi tetap stabil untuk pH air.

Tabel 4.6 Hasil air proses variasi pencekikan menggunakan HCl konsentrasi 0,2 M NO Pengujian LPM Pressure/PSi TDS pH Cl 1 1 4,8 115 7 6,5 _3.65 2 2 5 125 7 6,5 _3.76 3 3 5,2 135 8 6,5 _3.79 4 4 5,4 140 8 6,4 _3.87

Pada tabel 4.6 hasil variasi pencekikan tekanan pada output air yang terbuang dimana hasil debit air yang didapat semakin meningkat, tetapi parameter TDS dan pH sedikit mengalami perubahan, tetapi pada hasil air LPM yang di hasilkan sangat meningkat jika pressure output air besar.

(12)

Gambar 4.8 Grafik regresi linier LPM pada hasil pengujian perbandingan variasi pencekikan pressure

Grafik 4.8 menunjukan korelasi antara tekanan dengan output air yang dihasilkan. Parameter yang digunakan untuk menghitung seberapa besar korelasi yang terjadi yaitu dengan melihat nilai R². Suatu regresi dapat dikatakan memiliki korelasi yang sangat tinggi apabila nilai R² yang dihasilkan antara 0,8 sampai dengan 1. Pada grafik tersebut menunjukan nilai R² 0,9839 yang artinya mendekati nilai 1, hal ini berarti hubungan antara tekanan dengan output air sangat tinggi korelasinya.

4.8 5 5.2 5.4 y = 0.0231x + 2.1322 R² = 0.9797 4.7 4.8 4.9 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 110 115 120 125 130 135 140 145 LP M

Psi

(13)

Gambar 4.9 Grafik regresi linier TDS pada hasil pengujian perbandingan variasi pencekikan pressure

Grafik 4.9 menunjukan korelasi antara tekanan dengan TDS. Parameter yang digunakan untuk menghitung seberapa besar korelasi yang terjadi yaitu dengan melihat nilai R². Suatu regresi dapat dikatakan memiliki korelasi yang sangat tinggi apabila nilai R² yang dihasilkan antara 0,8 sampai dengan 1. Pada grafik tersebut menunjukan nilai R² 0,8305 yang artinya lebih besar dari 0,8, hal ini berarti hubungan antara tekanan dengan TDS sangat tinggi korelasinya.

7 7 8 8 y = 0.0475x + 1.3898 R² = 0.8305 6.6 6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 110 115 120 125 130 135 140 145 PPM Psi

(14)

Gambar 4.10 Grafik regresi linier pH pada hasil pengujian perbandingan variasi pencekikan pressure

Grafik 4.10 menunjukan korelasi antara tekanan dengan pH. Parameter yang digunakan untuk menghitung seberapa besar korelasi yang terjadi yaitu dengan melihat nilai R². Suatu regresi dapat dikatakan tidak terjadi korelasi apabila nilai R² antara 0,4 sampai dengan 0,599. Pada grafik tersebut menunjukan nilai R² 0,4576, hal ini menunjukan bahwa tekanan dengan pH tidak memiliki korelasi.

Gambar 4.11 Grafik regresi linier Cl pada hasil pengujian perbandingan variasi pencekikan pressure 6.5 6.5 6.5 6.4 y = -0.0031x + 6.8678 R² = 0.4576 6.38 6.4 6.42 6.44 6.46 6.48 6.5 6.52 6.54 110 115 120 125 130 135 140 145 pH Psi 3.65 3.76 3.79 3.87 y = 0.008x + 2.7419 R² = 0.9407 3.6 3.65 3.7 3.75 3.8 3.85 3.9 110 115 120 125 130 135 140 145 C l ( ppm ) Psi

(15)

Grafik 4.11 menunjukan korelasi antara tekanan dengan Cl. Parameter yang digunakan untuk menghitung seberapa besar korelasi yang terjadi yaitu dengan melihat nilai R². Suatu regresi dapat dikatakan memiliki korelasi yang sangat tinggi apabila nilai R² yang dihasilkan antara 0,8 sampai dengan 1. Pada grafik tersebut menunjukan nilai R² 0,9407 yang artinya lebih besar dari 0,8, hal ini berarti menunjukan hubungan antara tekanan dengan Cl sangat tinggi korelasinya.

Gambar 4.12 Grafik LPM, TDS, Cl dan pH air pada hasil pengujian perbanFngan variasi pencekikan pressure pada air dengan HCl 0,2 M

Pada tahap proses variasi pencekikan ini mengalami perubahan,sehingga pada tekanan 115 psi TDS nya mecapai 7 ppm dan pH 6,5 dan Cl 3,65. Pada pencekikan tekanan 125 psi TDS nya mencapai 7 ppm dan pH nya 6,5 dan Cl 3,76. Pada pencekikan tekanan 135 psi TDS nya mencapai 8 ppm dan pH nya 6,4 dan Cl 3,79. Pada pencekikan tekanan 140 psi TDS nya 8 ppm dan pH nya 6,4 dan Cl 3,87.

Tahap ini juga berpengaruh untuk air output yang keluar dari perhitungan parameter LPM, sehingga pada tekanan 115 psi output air nya mecapai 4,8 LPM. Pada pencekikan tekanan 125 psi output air nya mencapai 5 LPM. Pada pencekikan tekanan

4.8 5 5.2 5.4 7 7 8 8 6.5 6.5 6.5 _6.4 3.65 3.76 3.79 3.78 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

pressure 115 pressure 125 pressure 135 pressure 140

(16)

135 psi hasil output air nya 5,2 LPM. Pada pencekikan tekanan 140 psi hasil output air nya 5,4 LPM.

4.6 PERBANDINGAN HASIL AIR DARI MEMBRAN REVERSE OSMOSIS BARU DENGAN MEMBRAN YANG TELAH DICUCI, PADA KANDUNGAN pH, TDS, Cl, SERTA OUTPUT AIR YANG DI HASILKAN.

Output air yang dihasilkan dari membran reverse osmosis hasil pencucian ini telah memenuhi standar air layak minum, debit air yang dihasilkan juga diperhatikan karena digunakan untuk memenuhi kebutuhan konsumsi terutama air minum. Kualitas air hasil pencucian membran ini dapat kita lihat pada table 4.7 , bahwa TDS dan pH yang dihasilkan sudah tergolong air sudah layak konsumsi, nilai TDS membranpencucian yang dihasilkan adalah 7 dan pH 6,5.

Tabel 4.7 Perbandingan hasil dari membran pencucian dan membran baru

NO Material LPM Pressure/PSi TDS pH Cl

1 Membran

pencucian

4,8 115 7 6,5 3,65

2 Membran baru 5,7 115 6 6,53 3,23

Dari hasil tabel 4.7 lebih jelasnya di tuangkan dalam bentuk grafik pada gambar 4.8

4.8 5.7 1.4 1.5 7 6 6.5 6.53 3.65 3.23 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Membran R.O recycle membran R.O baru

LPM GPM TDS PH Cl

(17)

Gambar 4.13 Grafik perbandingan hasil air meliputi parameter TDS, pH, Cl, dan LPM

Pada grafik 4.13 menunjukkan perbandingan parameter membran R.O yang sudah di dicuci dengan membran R.O baru. Hasil TDS membran yang sudah dicuci adalah 8 ppm, pH nya 7, kandungan Cl nya 3,75 ppm, sedangkan debit air yang di hasilkan di angka 5,3 LPM. Sedangkan hasil air membran reverse osmosis yang baru menunjukan paramater TDS di angka 6 ppm, pH 6,5 ppm dan Cl nya di angka 3,23 ppm sedangkan debit air yang di hasilkan 5,7 LPM . Jadi hasil air yang di hasilkan membran pencucian dapat dikatakan sangat baik.

4.7 PERBANDINGAN HASIL MEMBRAN YANG RUSAK DENGAN MEMBRAN R.O YANG SUDAH DI RECYLE.

Gambar 4.14 Membran yang mengalami kerusakan

Terdapat berbagai jenis fouling/kotoran yang dapat menyumbat membran yaitu kerak, partikel atau koloid, mikroba, dan organik. Dengan adanya pembentukan fouling pada membran perlu di lakukan pembersihan kimia membran dengan frekuensi yang lebih tinggi. Pembersihan kimiawi bertujuan menghilangkan foulan dengan senyawa kimia. Dalam proses pembersihan kimiawi, senyawa pembershih menggemburkan foulant, mendispersi, melarutkan dan menghilangkannya dari permukaan, mencegah terbentuknya fouling baru dan tidak membahayakan permukaan membran, oleh karena

(18)

itu pembersihan akan menyebabkan pori-pori permukaan lebih hydrofilik, dan pada akhirnya akan meningkatkan fluks membran.

Gambar 4.15 Hasil pencucian membran

Membran pada gambar 4.15 adalah membran R.O yang sudah siap dipasang pada pompa high pressure karena sudah melewati tahapan-tahapan dari proses pencucian diantaranya proses perendaman dengan HCl, metode sirkulasi pencucian dengan HCl, metode sirkulasi pencucian dengan citric acid, metode sirkulasi pencucian dengan air baku, dan dengan menggunakan air R.O pada tahap pembilasan terakhir, sehingga dipastikan membran sudah layak pakai dan output hasil air sudah memenuhi standar air layak konsumsi.