LOGO
Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk Penurunan Fe dan Mn Pada
Air Sumur
Sidang Lisan Tugas Akhir Jurusan Teknik Lingungan
Senin, 9 Juli 2012 I Made Indra Maha Putra 3308100041
Pembimbing : Alfan Purnomo, S.T.,M.T.
www.themegallery.com
Company Logo
Contents
Pendahuluan 1
Tinjauan Pustaka
2
3
Metodologi Penelitian Analisa dan Pembahasan
4
Kesimpulan dan Saran
5
LOGO
www.themegallery.com
Company Logo
Upaya
pemenuhan
kebutuhan air
Keberadaan zat besi dan mangan di dalam air.
Akibat
kandungan Besi (Fe) dan Mangan (Mn)
Penggunaan Ferrolite
sebagai upaya penurunan
kadar (Fe) dan (Mn)
Latar Belakang
www.themegallery.com
Company Logo
Rumusan Masalah
Bagaimana efektifitas penurunan warna,besi dan mangan
menggunakan media ferrolite dengan
campuran media filter karbon aktif dan
mangan zeolite?
Permasalahan
Bagaimana cara menentukan komposisi yang terbaik diantara variabel dalam penurunan warna,besi dan mangan?
www.themegallery.com
Company Logo
Tujuan
Menganalisis efektifitas
penurunan warna,besi dan mangan menggunakan media
ferrolite dengan
campuran media filter karbon aktif dan mangan zeolite.
Menentukan komposisi yang terbaik diantara variabel dalam penurunan
warna,besi dan mangan.
Tujuan Penelitian
www.themegallery.com
Company Logo
Sebagai alternatif pengolahan air sumur untuk skala rumah tangga bagi tempat atau daerah yang mempunyai kadar besi (Fe) dan mangan (Mn) yang tinggi.
Manfaat Penelitian
LOGO
www.themegallery.com
Company Logo
Air sumur atau air tanah adalah air yang bergerak dalam tanah yang terdapat di dalam ruang-ruang antara butir-butir tanah yang membentuk dan di dalam retak-retak dari batuan yang dimana dulu disebut air lapisan dan yang kini disebut air celah (fissure water).
Air tanah mengalami kontak dengan berbagai macam material yang terdapat di dalam bumi. Sehingga pada umumnya air tanah mengandung kation dan anion terlarut dan beberapa senyawa anorganik seperti silika (SiO2)(Fetter, 1999)
Karakteristik air dipengaruhi oleh faktor –faktor manusia, sehingga kualitas air sangat beragam dari satu tempat ke tempat lain.
Karbon aktif merupakan zat karbon yang berwarna hitam dan mempunyai porositas yang tinggi. Diameter partikel molekul karbon aktif antara 1,5 – 1,7 mm dan luas permukaan spesifiknya antara 500 – 1500 m2 per gram, mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon aktif dapat dibedakan dari bentuk ukuran partikelnya yaitu karbon aktif bubuk dan karbon aktif butiran ( Nusa, 2007)
www.themegallery.com
Company Logo
Mangan zeolite adalah zeolit alami (green sand) atau zeolit sintetis yang permukaannya dilapisi oleh mangan oksida tinggi yang secara umum rumus molekulnya adalah K2Z.MnO.Mn2O7. Mangan zeolit berfungsi sebagai katalis dan pada waktu yang bersamaan dapat mengoksidasi besi atau mangan yang larut dalam air
Ferrolite adalah media filter yang digunakan untuk menurunkan/menghilangkan kandungan zat besi dan mangan yang terlalu tinggi dalam air. Ferrolite memiliki kapasitas yang tinggi sebagai penyerap.
Hal ini disebabkan karena ferrolite dapat memisahkan molekul-molekul berdasarkan urutan dan konfigurasi dari molekul
Karbon aktif dan mangan zeolit merupakan media pengolahan air minum yang memiliki harga terjangkau dan meiliki kemampuan adsorpsi yang tinggi karena bentuk formasi dari karbon aktif dan mangan zeolite itu sendiri. (Payne dan Abdel-Fattah, 2005)
LOGO
www.themegallery.com
Company Logo
www.themegallery.com
Company Logo
Sampel air sumur daerah Kertajaya
Penampung air sumur yang berupa bak dan penampung air hasil olahan campuran media filter yang berupa tandon yang lebih kecil
Reaktor Filter
Bahan : kaca
Dimensi : panjang = 20 cm
lebar = 15 cm
tinggimedia = 40 cm tinggi reaktor = 65 cm
Media: campuran ferrolite dengan karbon aktif dan mangan zeolite dengan gravel sebagai media penyangga
Pipa PVC, valve dan kran
Pipa PVC digunakan sebagai penyalur air sumur ke dalam reaktor filter. Valve digunakan untuk mengatur debit yang masuk dalam reaktor filter. Kran digunakan sebagai outlet air hasil olahan filter.
Persiapan Alat dan Bahan
www.themegallery.com
Company Logo
Gambar Reaktor
www.themegallery.com
Company Logo
Persiapan rancangan penelitian terdiri dari :
Parameter penelitian adalah parameter fisik dan kimia ( warna, besi, mangan)
Variabel penelitian adalah : a. Jenis media filter.
1.Campuran antara karbon aktif dengan ferrolite.
2.Campuran antara mangan zeolite dengan ferrolite.
b. Komposisi media filter dan ferrolite
Dalam penelitian ini akan digunakan 4 perbandingan berdasarkan volume dari reaktor, yaitu:
Media mangan zeolite:media ferrolite=90:10 Media mangan zeolite:media ferrolite=75:25 Media mangan zeolite:media ferrolite=50:50 Media mangan zeolite:media ferrolite=100:0
Begitu juga perbandingan yang dilakukan pada media karbon aktif, yaitu:
Media karbon aktif:media ferrolite=90:10 Media karbon aktif:media ferrolite=75:25 Media karbon aktif:media ferrolite=50:50 Media karbon aktif:media ferrolite=100:0
Persiapan Rancangan Penelitian
www.themegallery.com
Company Logo
Perencanaan dan Pembuatan Reaktor
•Debit yang digunakan adalah 150 liter/hari
• Angka pori mangan zeolite adalah 0,7
•Head loss media mangan zeolite adalah 0,01 cm
• Angka pori karbon aktif adalah 0,76
•Head loss media karbon aktif adalah 6,47 x 10-3 cm
•Angka pori ferrolite adalah 0,75
•Head loss media ferrolite adalah 7,2x10-3 cm
www.themegallery.com
Company Logo
Pengukuran parameter dilakukan setiap 60 menit sekali selama 5 jam dalam sehari yang kemudian dianalisa di laboratorium.
Pelaksanaan Penelitian
www.themegallery.com
Company Logo
GAMBAR PROSES ANALISA ANGKA PORI, AYAKAN DAN PROSES AKTIVASI
www.themegallery.com
Company Logo
GAMBAR RANGKAIAN REAKTOR
www.themegallery.com
Company Logo
GAMBAR PROSES RUNNING
LOGO
www.themegallery.com
Hasil Penelitian Pendahuluan
Hasil dari penelitian pendahuluan yang dilakukan, didapatkan bahwa kadar besi (Fe) 3,06 mg/L, mangan (Mn) 1 mg/L, dan warna 87 Pt-Co pada air sumur daerah Kertajaya
Company Logo
www.themegallery.com
Hasil analisa mangan zeolite dengan campuran mangan zeolite dan
ferrolite untuk meremoval Fe
Company Logo
•Reaktor 1 ( Mangan Zeolite total) breaktrough terjadi pada hari ke 10 jam ke 4 dengan efisiensi 92,15 %
•Reaktor 2 (perbandingan 90:10) breaktrough terjadi pada hari ke 13 jam ke 1 dengan efisiensi 90,14%
•Reaktor 3 (perbandingan 75:25) breaktrough terjadi pada hari ke 12 jam ke 5 dengan efsiensi 90,82%
•Reaktor 4 (perbandingan 50:50) breaktrough terjadi pada hari ke 12 jam ke 4 dengan efisiensi 92,86%
www.themegallery.com
Company Logo
•Reaktor 1 ( Karbon aktif total) breaktrough
terjadi pada hari ke 11 jam ke 4 dengan efisiensi 73,04 %
•Reaktor 2 (perbandingan 90:10) breaktrough terjadi pada hari ke 12 jam ke 1 dengan efisiensi 73,11%
•Reaktor 3 (perbandingan 75:25) breaktrough terjadi pada hari ke 11 jam ke 4 dengan efsiensi 72,70%
•Reaktor 4 (perbandingan 50:50) breaktrough terjadi pada hari ke 12 jam ke 4 dengan efisiensi 73,47%
Hasil analisa karbon aktif dengan campuran karbon aktif dan ferrolite
untuk meremoval Fe
www.themegallery.com
Company Logo
Hasil analisa mangan zeolite
dengan campuran mangan zeolite dan ferrolite untuk meremoval Mn
•Reaktor 1 ( Mangan Zeolite total) breaktrough terjadi pada hari ke 10 jam ke 4 dengan efisiensi 94,52%
•Reaktor 2 (perbandingan 90:10) breaktrough terjadi pada hari ke 12 jam ke 5 dengan efisiensi 90,14%
•Reaktor 3 (perbandingan 75:25) breaktrough terjadi pada hari ke 12 jam ke 5 dengan efsiensi 85,92%
•Reaktor 4 (perbandingan 50:50) breaktrough terjadi pada hari ke 11 jam ke 3 dengan efisiensi 95,67%
www.themegallery.com
Company Logo
Hasil analisa karbon aktif dengan campuran karbon aktif dan
ferrolite untuk meremoval Mn
•Reaktor 1 ( Karbon aktif total) breaktrough
terjadi pada hari ke 9 jam ke 4 dengan efisiensi 84%
•Reaktor 2 (perbandingan 90:10) breaktrough terjadi pada hari ke 9 jam ke 4 dengan efisiensi 84%
•Reaktor 3 (perbandingan 75:25) breaktrough terjadi pada hari ke 9 jam ke 2 dengan efsiensi 82,67%
•Reaktor 4 (perbandingan 50:50) breaktrough terjadi pada hari ke 10 jam ke 1 dengan efisiensi 87,67%
www.themegallery.com
Company Logo
Hasil analisa mangan zeolite dengan campuran mangan zeolite dan
ferrolite untuk meremoval warna
•Reaktor 1 ( mangan zeolite total) breaktrough terjadi pada hari ke 12 jam ke 4 dengan efisiensi 78,85 %
•Reaktor 2 (perbandingan 90:10) breaktrough terjadi pada hari ke 12 jam ke 4 dengan efisiensi 78,85%
•Reaktor 3 (perbandingan 75:25) breaktrough terjadi pada hari ke 12 jam ke 3 dengan efsiensi 78,49%
•Reaktor 4 (perbandingan 50:50) breaktrough terjadi pada hari ke 12 jam ke 3 dengan efisiensi 79,57%
www.themegallery.com
Company Logo
Perbandingan grafik karbon aktif dengan campuran karbon aktif dan
ferrolite untuk meremoval warna
•Reaktor 1 ( karbon aktif total) breaktrough terjadi pada hari ke 11 jam ke 4 dengan efisiensi 79%
•Reaktor 2 (perbandingan 90:10) breaktrough terjadi pada hari ke 12 jam ke 4 dengan efisiensi 81,72%
•Reaktor 3 (perbandingan 75:25) breaktrough terjadi pada hari ke 12 jam ke 4 dengan efsiensi 82,08%
•Reaktor 4 (perbandingan 50:50) breaktrough terjadi pada hari ke 12 jam ke 4 dengan efisiensi 82,44%
www.themegallery.com
MATRIKS PENELITIAN
Company Logo
parameter
campuran mangan zeolit dan ferrolite campuran karbon aktif dan ferrolite
100:00 90:10 75:25 50:50 100:00 90:10 75:25 50:50
besi(Fe) % 92,15 % 91,50% 90,82% 92,86% 73,04% 73,13% 72,70% 73,47%
mangan(Mn)% 94,52% 90,14% 85,92% 95,67% 84% 85,33% 82,67% 87,67%
warna% 78,85% 78,85% 78,49% 79,93% 79% 81,72% 82,08% 82,44%
www.themegallery.com
Company Logo
Dari keseluruhan penelitian yang dilakukan diperoleh data bahwa semakin lama dioperasikan, maka data hasil yang diperoleh semakin baik. Ini menunjukkan bahwa dalam Mangan Zeolit terjadi reaksi mangan oksida tinggi. Pada prinsipnya permukaan zeolite terjadi gaya tarik menarik antara Fe maupun Mn dengan butiran zeolite. Pada zeolite terdapat rongga, jadi pada awal running memang belum maksimal efisiensi removalnya, namun lama kelamaan semakin maksimal removalnya karena hampir semua rongga permukaan sudah terisi dengan Fe maupun Mn. Media Mangan Zeolite dapat jenuh karena permukaannya sudah ketutup semua dengan Fe.
Sedangkan pada Karbon Aktif dan Ferrolite jika dialiri air sampel secara terus menerus atau continyu, maka efektifitas adsorpsinya semakin tinggi. Karena semakin efektif adsorpsinya maka semakin tinggi angka removalnya.
LOGO
www.themegallery.com
Kesimpulan
1. Efisiensi removal konsentrasi besi (Fe), mangan (Mn), dan warna dalam air sumur dengan masing – masing menggunakan filter karbon aktif, filter
mangan zeolit, campuran filter karbon aktif dengan ferrolite dan campuran mangan zeolit dengan ferrolite adalah sebagai berikut:
- Efisiensi removal untuk Fe, Mn, dan Warna4 yang terjadi pada filter media karbon aktif yaitu sebesar: efisiensi removal untuk Fe mencapai 73,04%, Mn 84%, dan warna 79%.
- Efisiensi removal untuk Fe, Mn, dan Warna yang terjadi pada filter media mangan zeolit yaitu sebesar: efisiensi removal untuk Fe mencapai 92,15%, Mn 94,52%, dan warna 78,85 %.
- Efisiensi removal untuk Fe, Mn, dan Warna yang terjadi pada campuran filter media karbon aktif dan media ferrolite terjadi pada perbandingan 50:50 yaitu sebesar: efisiensi removal untuk Fe mencapai 73,47%, 87,67Mn %, dan warna 82,44%.
- Efisiensi removal untuk Fe, Mn, dan Warna yang terjadi pada campuran filter media mangan zeolite dan media ferrolite terjadi pada perbandingan 50:50 yaitu sebesar: efisiensi removal untuk Fe mencapai 92,86%,
95,67Mn %, dan warna 79,93%.
2. Dari hasil penelitian yang dilakukan didapatkan hasil komposisi yang terbaik diantara variabel di dalam penurunan besi(Fe), mangan(Mn), dan warna adalah campuran antara mangan zeolite dan ferrolite dengan
perbandingan 50:50
Company Logo
www.themegallery.com
Saran
1. Untuk sumur yang memiliki permasalahan besi, mangan dan warna dapat menggunakan campuran media mangan zeolit dan ferrolite.
2. Penelitian perlu dilanjutkan dengan menggunakan seri filter dengan ketebalan atau ketinggian dan diameter media yang lain yang belum dilaksanakan dalam penelitian untuk penurunan konsentrasi Fe, Mn, dan Warna dalam air sumur.
3. Penelitian ini hanya berlaku untuk kriteria sesuai batasan ruang lingkup.
Company Logo
