BAB IIIMETODE PENELITIAN3.1 UmumPada metode penelitian ini mengenai teknologi Biosand-Filter dalammengelolah air limbah yang telah banyak dilakukan di beberapa tempat,demikian puladengan karbon aktif (Activated Carbon).Teknologi Biosand-Filter yang merupakan pengembangan dari Slow Sand Filtersudah mulai diterapkan dibeberapa negara sebagai salah satu teknologi yang tepatguna dalam mengolah air dengan karakteristik tertentu. Sedangkan teknologi karbonaktif telah lama digunakan dalam pengolahan air karena terbukti effektif dalammenurunkan beberapa parameter air. Pada penelitian ini akan dibahas sejauh manaefektifitas biosand-filter dalam menurunkan konsentrasi Minyak Lemak proses airlimbah Omah laundry di jalan kaliurang km.13 Yogyakarta jika dikombinasikandengan teknologi activated carbon.Penelitian ini berlangsung selama kurang lebih 5 bulan, hal ini dikarenakanproses sedding yang lumayan lama karena menunggu pertumbuhan bakteri dalamunit Biosand Filter sehingga menghambat proses penelitian. Tahap awal daripenelitian ini adalah penyiapan media yang akan digunakan pada unit Biosand-Filterdan activated carbon. Pasir halus, pasir kasar dan kerikil disaring dengan spesifikasitertentu agar seluruh media untuk Biosand Filter mendapatkan variasi diameter yangsama. Sedangkan untuk activated carbon , karbon dicuci bersih untuk kemudiandisusun dalam media. Pada lapisan biofilm, mengetahui perkembangannya padapermukaan pasir. Selanjutnya dilakukan pengujian awal untuk menunjukan bebanpencemar dari penggunaan air limbah,diharapkan dengan mengetahui nilai COD(Chemical Oxygen Demand) ini dapat menindak lanjuti untuk menurunkan bebanpencemaran air,sebelum air dibuang ke badan air penerima pada sample air prosesakhir limbah laundry.3.2 Jenis PenelitianPenelitian ini termasuk dalam penelitian Laboratorium (LabourExperiment), yang dilaksanakan dalam skala laboratorium. Adapun jenispenelitian yang dilakukan adalah dengan percobaan dalam batasan waktutertentu terhadap kadar Minyak Lemak dari air sisa proses laundry denganmenggunakan Teknologi Carbon Active-Biosand Filter .3.3 Objek PenelitianSebagai objek penelitian ini adalah kandungan Minyak Lemak dari sumbersisa proses loundry (Omah Laundry Jl. Kaliurang km.13Yogyakarta).3.4 Lokasi PenelitianAdapun lokasi-lokasi yang digunakan sebagai tempat penelitian adalahsebagai berikut :1. Omah Laundry, YogyakartaMerupakan tempat pengambilan sampel air. Air Laundry yang digunakan terletakdi sekitar Jl.kaliurang km.13 Yogyakarta.2. Laboratorium Jalan Raya, Teknik Sipil, Universitas Islam Indonesia.Merupakan tempat pengayakan media filter, yaitu pasir halus, pasir kasar dankerikil. Selain pengayakan, dilakukan juga pengeringan (menggunakan oven)untuk media pasir halus dan pasir kasar.3. Laboratorium Rancang Bangun, Teknik Lingkungan, Universitas Islam Indonesia.Merupakan tempat penelitian, yaitu unit Carbon Active-Biosand Filter4. Balai Pengujian Konstruksi dan Lingkungan (BPKL),Dinas Pemukiman danPrasarana Wilayah Yogyakarta.Merupakan tempat analisis sampel air untuk mengetahui kandungan MinyakLemak dalam hasil proses limbah Omah laundry, Yogyakarta3.5 Variabel Penelitian1. Variabel bebas ( Independent Variable )a. Biosand Filter :Tinggi /ketebalan media yang digunakan yaitu :Pasir halus dengan ketinggian : 40 cm, 30 cmPasir kasar dengan ketinggian : 15 cm, 25 cmKerikil dengan ketinggian : 15 cm, 15 cmDiameter media:Pasir halus : 0,25 mmPasir kasar : 0,85 mmKerikil : 6,3 mmUntuk lebih jelasnya, variasi ketinggian media dalam biosand filterpada tabel 3.1Tabel 3.1 Ketinggian Media Biosand FilterPasir Halus (cm) Pasir Kasar (cm) Kerikil (cm) Total (cm)Biosand Filter 1 40 15 15 70Biosand Filter 2 30 25 15 70b. Activated Carbon :Ketinggian media activated Carbon untuk unit biosand filter I danbiosand filter II adalah 60 cm dan 30 cm.Tabel 3.2 Ketinggian Media Activated CarbonActivated carbon 1 (cm) Activated carbon 2 (cm)Biosand Filter 1 (45:15:15) 60 30Biosand Filter 2 (30:25:15) 60 302. Variabel terikat ( Dependent Variable )Parameter yang diteliti adalah konsentrasi Minyak Lemak dari sisa prosesair laundry, Yogyakarta.Gambar 3.1 Biosand Filter dan Activated CarbonGambar 3.2 Sketsa Biosand Filter (40: 15:15) -Activated Carbon(I-30 : I-60)Gambar 3.3 Sketsa Biosand Filter (30:25:15) -Activated Carbon(II-30 : II-60)3.6 Bahan dan Alat Penelitian3.6.1 Penyediaan Media Pasir Halus, Pasir Kuarsa, Kerikil dan Karbon AktifPada prose penelitian ini, media diayak/ disaring terlebih dahulu sebelumnantinya dimasukkan kedalam unit. Hal tersebut dilakukan untuk mendapatkandiameter butiran yang sama. Pada saat mengayak alat yang digunakan adalah mesinpengayak dimana ukuran ayakan berdasarka ukuran mest. Mest yang digunakanantara lain mest inci dengan ukuran 6,3 mm untuk media kerikil, kemudian mest 20dengan ukuran 0,85 mm untuk media pasir kasar dan mest 60 dengan ukuran 0,25 mmuntuk media pasir halus. Pengayakan dilakukan kurang lebih selama 1 bulanmengingat keterbatasan alat pengayak.3.6.2 Alat Penelitian3.6.2.1 Biosand Filter (BSF)Pada penelitian ini, unit pertama yang digunakan adalah biosand filter (BSF).Jumlah unit BSF sebanyak 2 buah, dimana setiap BSF memiliki variasi ketinggianmedia filtrasi yang berbeda. Dimensi unit BSF yang telah direncanakan adalah :Panjang unit : 30 cmLebar unit : 30 cmTinggi unit : 100 cmTinggi total media : 70 cmTinggi air diatas media pasir halus : 5 cmTinggi dari muka air ke perforated baffle : 5 cmFreeboard (fb) : 20 cmLebar perforated baffle : 30 cmPanjang perforated baffle : 30 cm3.6.2.2 Activated CarbonUnit penelitian kedua yang digunakan setelah BSF adalah unit ActivatedCarbon. Unit yang digunakan dalam penelitian ini berjumlah 4 unit, dimana untuk 1unit BSF ditempatkan unit Activated Carbon sebanyak 2 unit. Untuk dimensi dari unitActivated Carbon adalah lebar 15 cm, panjang 15 cm dan tinggi 70 cm. Ketinggianmedia karbon aktif untuk BSF pertama dan kedua adalah 60 cm dan 30 cm.Gambar 3.5 Activated Carbon3.6.2.3 ReservoarReservoar yang digunakan untuk menampung air Proses limbah laundrysebanyak 3 buah, 2 buah reservoar yang memiliki volume 250 liter dan 1 buahreservoar yang memiliki volume 50 liter. Reservoar yang bervolume 50 literdiletakkan diatas menara air sebagai reservoir utama, sedangkan 2 reservoar lainnyadiletakkan dibawah menara sebagai tempat penampungan sementara sebelumdialirkan ke reservoar utama.Gambar 3.6 Reservoar.(a) Reservoar volume 50 liter, (b) Reservoar volume 250 Liter3.7 Pelaksanaan PenelitianPelaksanaan penelitian ini terdiri dari tiga tahapan. Tahapan-tahapan tersebutadalah sebagai berikut :3.7.1 Persiapan MediaMedia yang sudah diayak sesuai dengan diameter butiran, kemudian dicuci.Tujuan dilakukannya pencucian ini adalah agar kotoran-kotoran yang terdapat dalammedia filtrasi hilang. Setelah itu media dikeringkan dengan menggunakan oven padasuhu 105 C agar media steril.3.7.2 PersiapanAlat3.7.2.1 Biosand Filter (BSF)Unit biosand filter merupakan unit rectangular yang terbuat dari kaca 0,8 mm.Digunakannya kaca dalam pembuatan unit bertujuan agar pembentukan lapisanbiofilm dan proses filtrasi dapat terlihat secara visual. Sebelum media filtrasidimasukkan kedalam unit, maka unit dalam keadaan siap digunakan. Setelah unitsiap, media filter dimasukkan ke masing-masing unit BSF, dimana tiap unitnyamemiliki ketinggian media filter yang berbeda.Ketinggian total media dari tiap biosand filter adalah 75 cm, yaitu 70merupakan tinggi total media, dan 5 cm tinggi permukaan air dari media pasirhalus.Air berfungsi agar pasir halus tidak kering dan juga untuk menjaga kelembabanpada pasir halus dimana merupakan tempat terbentuknya lapisan biofilm sehinggalapisan biofilm yang telah terbentuk tidak rusak. Agar lapiasan atas media filter (pasirhalus) tidak mengalami kerusakan saat sampel air dimasukkan kedalam unit, maka 5cm dari muka air terdapat perforated baffle yang terbuat dari fiber glass. Adapunfungsi dari perforated baffle adalah untuk menjaga agar lapisan atas media filter(pasir halus) tidak mengalami kerusakan saat sampel air masuk kedalam unit.Gambar 3.7 Perforated Baffle3.7.2.2 Activated CarbonUnit karbon aktif merupakan unit dengan bentuk rectangular yang terbuat darikaca 0,5 mm. Ukuran unit adalah lebar 15 cm, panjang 15 cm dan tinggi 70 cm.3.7.2.3 Pengujian Sampel AwalAir baku yang digunakan sebagai objek penelitian ini diambil dari air Sisaproses limbah Omah laundry. Sebelum memulai penelitian ini, dilakukan pengujiansampel awal kandungan COD(Chemical Oxygen Demand) dimana uji awal tersebutdigunakan sebagai acuan penelitian sampel berikutnya.Test COD(Chemical OxygenDemand) untuk menghitung kadar bahan oksidasi,dihitung dengan menggunakanbahan kimia oksidasi kuat dalam media asam (Metcalf and Eddy 1991). Selainpengujian konsentrasi Minyak Lemak dilakukan pula perhitungan effisiensi awal. Danmemakai parameter konsentrasi COD(Chemical Oxygen Demand) pada perhitunganeffisiensi awalnya,Jika effisiensi sudah lebih dari 50% berarti alat siap untukdijalankan.3.8 Pengukuran Minyak LemakUnit Carbon Active-Biosand Filter dianalisa di Laboratorium Kualitas AirTeknik Lingkungan, Universitas Islam Indonesia.Namun nilai samel Effluent darireaktor biosand filter dan karbon aktif di analisa di Balai Pengujian Konstruksi danLingkungan (BPKL) Sleman Yogyakarta.Anlisa parameter dengan menggunakanmetode secara gravimetri. Yang mengacu SK SNI M-68-19990-03. MetodePengujian Kadar Minyak dan Lemak dalam air secara Gravimetrik.3.8.1 PrinsipMinyak dan lemak dalam contoh uji air diekstraklasi dengan pelarut organicdalm corong pisah dan untuk menghilangkanya air yang masih tersisa Na2SO4Ahidrat.Ekstrak minyak dan lemak dipisahkan dari pelarut organic secaradestilasi.Residu yang tertinggal pada labu destilasi ditimbang sebagai minyak danlemak.Alat dan BahanAlat :a) cawanb) erlenmeyer 100ml;c) timbangan cawand) Ovene) Desinkatorf) Saringan minyakg) Pipet Ukurh) Tabung ekstraksi; danBahan :a) larutan Petroleum atherb) HCL 1:13.8.2 Prosedura) Mengambil sample limbah laundry 100 mlb) Sampel dimasukan Hidroklorit 0,1 ml sampai terlarutc) Sampel di campurkan Petroleum Ether (PE) 10ml,lalu di diamkan minimalselama 5 menit,setelah mengendap lapisan yang berada diatas diambil danditampung di dalam cawan yang sudah diketahui beratnyad) Sampel dimasukkan kedalam oven dengan suhu 105 C selama 1 jame) Sampel dinginkan di dalam desinkator3.8.3 Perhitungan3.8.4.1 Konsentrasi Minyak LemakMinyak lemak (mg/L) = CI CK x 1000Vdengan pengertian :CI = berat labu + ekstraksi, mg;CK = berat labu kosong, mg;V = mL benda uji3.9 Analisis DataAnalisa data untuk penentuan berdasar pada parameter yang telah diukurdengan membuat tabel atau grafik kualitas air buangan sebelum dan sesudahpengolahan pada masing-masing titik pengambilan sampel.Selain itu dilakukan analisa data dengan Anova atau analysis of variance(anova) satu jalur yang bertujuan untuk melihat ada tidaknya perbedaan yangsignifikan antara konsentrasi awal dengan masing-masing titik pengambilan sampel.Tingkat efisiensi dinyatakan dengan cara membandingkan antara konsentrasiawal dan akhir dari parameter penelitian setelah menjalankan reaktor denganmenggunakan persamaan overall efficiency yaituh = Co Ce x 100 %CoDimana,h = Overall Efficiency (%)Co = Konsentrasi Awal (mg/l)Ce = Konsentrasi akhir (mg/l).3.10 Kerangka Penelitian Tugas AkhirUntuk mempermudah proses pengerjaan tugas akhir ini, maka dibuat diagramalir penelitian. Adapun metodologi penelitian yang akan dilakukan adalah sebagaiberikut :Gambar 3.8 Diagram Alir PenelitianStudy literaturPersiapan alat dan bahanPembuatan alat Carbonactive-Biosand filterPenyiapan media denganmenggunakan pasir halus, pasirkasar dan kerikil.Melakukan uji penurunan minyak lemak dengan variasiketebalan pasir halus 40, 30 cm diameter 0.25 mm; pasirkasar 15, 25 cm diameter 0.85 mm; kerikil 15 , 15 diameter6.3 (untuk Biosand Filter) dan untuk karbon aktif dimensiunit 15x15 x30 cm3 dan 15x15x60 cm3 ,Analisa uji dan pembahasanKesimpulan dan Saran