studi efisiensi filter penjernih air menggunakan …

STUDI EFISIENSI FILTER PENJERNIH AIR MENGGUNAKAN

KOMBINASI BAHAN BATU SCORIA DAN BATU APUNG DENGAN

ZEOLIT DAN KERIKIL UNTUK MENGURANGI POLUTAN PADA

LIMBAH DOMESTIK

Faris Abdurrahman1, Emma Yuliani

2, Tri Budi Prayogo

2

1Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya

2Dosen Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Jalan MT. Haryono 167 Malang 65145 Indonesia 1Email: [email protected]

ABSTRAK: Air limbah domestik mengandung polutan yang berbahaya bagi

lingkungan. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu penelitian untuk

mengidentifikasi bahan filter yang berpotensi mengurangi kandungan

berbahaya pada limbah domestik yang efisien, hemat biaya, dan

ketersediannya berlimpah. Bahan filter yang berpotensi untuk mengurangi

kandungan pada limbah domestik adalah kombinasi bahan batu apung dan

batu scoria dengan zeolit dan kerikil. Penelitian ini menggunakan empat

macam variasi bahan filter, yaitu batu apung + kerikil, batu scoria + kerikil,

batu apung + zeolit + kerikil, dan batu scoria + zeolit + kerikil. Kemudian

terdapat dua variasi waktu, yakni 18 jam dan 36 jam. Parameter yang diukur

meliputi pH, Suhu, BOD, COD, DO, TSS, Amonia, Nitrit, Nitrat, dan

Fosfat. Studi ini menunjukan bahwa batu apung dan batu scoria memiliki

kemampuan untuk menurunkan kandungan berbahaya pada air limbah

domestik. Kemudian hasil uji SEM-EDX menunjukan terdapat perbedaan

permukaan adsorben dan pengikatan unsur kimia setelah dilakukan filtrasi.

Hasil perbandingan efisiensi untuk semua parameter menunjukan bahwa

batu apung lebih baik dibanding batu scoria.

Kata Kunci: air limbah domestik, adsorben, batu apung, batu scoria, filtrasi,

SEM-EDX, efisiensi.

ABSTRACT: Domestic wastewater contains pollutants that are dangerous to

the environment. Therefore, a study is needed to use filter materials that are

needed to reduce reserves in an efficient, cost-effective, and increasing

availability. Filter material that has the potential to reduce content in

domestic waste is a combination of pumice and scoria stone with zeolite and

gravel. This study uses four different types of filter material, namely pumice

+ gravel, scoria + gravel, pumice + zeolite + gravel, and scoria + zeolite +

gravel. Then there are two time variations, which are 18 hours and 36 hours.

The parameters discussed are pH, Temperature, BOD, COD, DO, TSS,

Ammonia, Nitrite, Nitrate, and Phosphate. This study was showed pumice

and scoria have the ability to save domestic wastewater. Then a result of

SEM-EDX method was showed the presence of surface adsorbents and

chemical binding after filtration. The results of comparing efficiency for all

parameters indicate that pumice is better than scoria.

Keywords: domestic wastewater, adsorbent, pumice, scoria, filtration, SEM-

EDX, efficiency.

mailto:[email protected]

PENDAHULUAN

Limbah adalah sampah cairrdari suatu

lingkungan masyarakat dan terutama terdiri

dari air yang telah dipergunakan dengan

hampir 0,1% dari padanya yaitu benda padat

yang berasal dari zat organik maupun

anorganik (Soemarwoto, 1984, p.9).

Air limbah adalah air dari suatu daerah

permukaan yang telah dipergunakan untuk

berbagai keperluan, harus dikumpulkan dan

dibuang untuk menjaga lingkungan hidup

yang sehat dan baik (Linsley, 1995, p.242).

Sumber pencemarannair secara umum

berasal dari air limbah domestik, yakni air

limbah yang berasal dari kegiatan rumah

tangga, rumahhmakan, hotel, perkantoran,

sekolah dannlainnya, air limbah industri, air

limbahhpertanian, serta air hujan yang

tercampur dengan airrlimbah (Said, 2016,

p.2).

Pencemaran air merupakan persoalan

khas yang terjadi di sungai-sungai dan badan

air di Indonesia. Sumber pencemaran air

yang utama adalah akibat dari aktivitas

manusia dan pertumbuhan penduduk yang

semakin banyak tiap tahunnya. Pencemaran

air pada sungai di perkotaan, terutama

disebabkan oleh sektor domestik, berupa

limbah cair rumah tangga. Demikian pula

kelemahan dalam penyediaan infrastruktur

pengolahan limbah untuk sektor domestik

akan menyebabkan limbah rumah tangga

(baik cair atau padat) memasuki perairan

secara langsung. Dengan demikian, keadaan

tersebut dapat mengakibatkan kualitas air

yang ada di permukaan akan terganggu

(Sunaryo, 2005, p.41-42).

Limbah cair domestik adalah air yang

telah digunakan dan berasal dari rumah

tangga atau permukiman termasuk di

dalamnya adalah yang berasal dari kamar

mandi, tempat cuci, serta dapur. Komposisi

limbah cair rata-rata mengandung bahan

organik dan senyawa mineral yang berasal

dari sisa makanan, urin, dan sabun. Sebagian

limbah rumah tangga berbentuk suspensi

lainnya dalam bentuk bahan terlarut. Limbah

cair ini dapat dibagi menjadi 2 (dua) yaitu

limbah cair kakus yang umum disebut black

water dan limbah cair dari mandi-cuci yang

disebut grey water. Black water oleh

sebagian penduduk dibuang melalui septic

tank, namun sebagian dibuang langsung ke

sungai, sedangkan gray water hampir

seluruhnya dibuang ke sungai-sungai melalui

saluran.

Bertambahnya jumlah penduduk yang

semakin cepat menjadi salah satu faktor yang

menyebabkan meningkatnya limbah

domestik yang ada di sungai, karena

bertambahnya jumlah penduduk maka akan

banyak pula tempat tinggal yang akan

dibangun. Melihat dari meningkatnya jumlah

penduduk, maka akan semakin banyak pula

kebutuhan akan air bersih yang dapat

diperlukan oleh masyarakat.

Dari permasalahan diatas, sangat

dibutuhkan suatu penelitian untuk

pengembangan teknologi pengolahan air

limbah di masa depan dengan menggunakan

bahan yang hemat biaya dan efisien. Salah

satu caranya adalah dengan melakukan

penelitian terhadap batu apung dan batu

scoria dengan zeolit dan kerikil sebagai

bahan filter. Oleh karena itu, penelitian ini

bertujuan untuk mengetahui potensi yang

dapat dihasilkan oleh kombinasi bahan batu

scoria dan batu apung dengan zeolit dan

kerikil sebagai bahan filter untuk mengurangi

kandungan zat berbahaya yang terlarut dalam

limbah domestik.

METODE PENELITIAN

Perencanaan Instalasi

Pada penelitian ini bahan penyaring

yang digunakan adalah batu apung, batu

scoria, zeolit dan kerikil. Batu apung dan

batu scoria merupakan batu vulkanik yang

berasal dari gunung kelud dan diambil dari

sungai kali putih di Blitar. Bahan penyaring

ini sebelum digunakan harus dihancurkan dan

disaring terlebih dahulu. Setelah disaring

bahan filter tersebut dicuci dengan aquades

lalu dikeringkan.

Media filter yang digunakan sebanyak 4

buah terbuat dari bahan kaca. Setiap tabung

berdimensi tinggi 70 cm, panjang 20 cm, dan

lebar 20 cm. Lalu diberi lubang yang berada

5 cm dari dasar tabung filtrasi dengan ukuran

sebesar setengah inchi untuk saluran keluar.

Gambar 1 Sketsa Variasi Bahan Filter Air

Limbah Domestik.

Sumber: Hasil Penggambaran, 2018.

Variasi Penelitian

Variabel yang diteliti pada penelitian

tugas akhir ini adalah:

1. Variabel Bebas

Variabel bebas dalam penelitian ini

adalah:

a. Variasi bahan filter penjernih air adalah

sebagai berikut:

Batu apung kasar + batu apung halus +

kerikil

Batu scoria kasar + batu scoria halus +

kerikil

Batu apung kasar + batu apung halus +

zeolit + keriki

Batu scoria kasar + batu scoria halus +

zeolit + kerikil

b. Variasi waktu perendaman limbah

domestik dalam filter untuk masing-

masing variasi bahan adalah 18 jam dan

36 jam.

2. Variabel Terikat

Dalam penelitian ini, variabel terikat

merupakan kandungan yang diuji dalam air

limbah domestik. Kandungan tersebut

meliputi pH, Suhu, BOD, COD, DO, TSS,

Amonia, Nitrit, Nitrat dan Fosfat.

3. Variabel Tetap

Variabel tetap yaitu variabel yang tidak

mempengaruhi atau menyebabkan terjadinya

perubahan. Variabel tetap dalam penelitian

ini adalah air limbah domestik dan dimensi

media filter.

4. Variabel Kontrol

Variabel ini adalah variabel yang

dibatasi dan dikendalikan pengaruhnya.

Beberapa variabel kontrol yang terdapat pada

penelitian ini adalah ketebalan masing-

masing bahan filter, yakni batu apung dan

batu scoria kasar 20 cm, batu apung dan batu

scoria halus 10 cm, zeolit 10 cm, batu kerikil

5 cm, dan air limbah domestik 15 cm.

Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dengan

mengambil limbah domestik pada saluran

drainase di belakang Laboratorium Hidrolika

Terapan. Lalu air limbah tersebut di uji

kandungannya di Laboratorium Tanah dan

Air Tanah Jurusan Teknik Pengairan,

Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya.

Langkah Penelitian

Berikut adalah langkah-langkah

penelitian yang akan dilakukan sebagai

berikut:

1. Melakukan survei lapangan untuk

mendapatkan air limbah domestik.

2. Mengambil sampel air limbah domestik

di daerah lokasi studi yang telah

ditetapkan kemudian diujikan di

laboratorium untuk mengetahui

kandungan unsur di dalamnya. 3. Kemudian untuk batu apung dan batu

scoria dilakukan pengujian SEM-EDX

sebelum dilaksanan proses filtrasi. 4. Masukkan limbah cair domestik ke

dalam media filter dengan posisi kran

outflow tertutup. 5. Kemudian masing – masing percobaan

ditunggu hasilnya selama 18 jam dan 36

jam. 6. Setelah didapat hasil dari percobaan

untuk setiap variasi waktu, maka untuk

setiap percobaan air limbah yang sudah

disaring dilakukan pengujian

laboratorium guna mengetahui

kandungan parameter yang telah

ditentukan pada setiap variasi bahan

filter.

7. Kemudian dilakukan pengujian SEM-

EDX pada bahan filter yang telah

mengalami proses filtrasi. Bahan filter

tersebut yaitu batu scoria kasar pada

variasi bahan filter batu scoria kasar +

batu scoria halus + kerikil dan batu

scoria kasar + batu scoria halus + zeolit

+ kerikil serta batu apung kasar pada

variasi bahan filter batu apung kasar +

batu apung halus + kerikil untuk tiap

variasi waktu 18 jam dan 36 jam. 8. Membuat hasil kesimpulan dari

penelitian.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kondisi Awal Sampel Air Limbah

Sampel awal air limbah yang akan

diambil ditentukan di saluran Drainase

dibelakang Laboratorium Hidrolika Terapan

Jurusan Teknik Pengairan Universitas

Brawijaya. Sampel diambil pada tanggal 27

Maret 2019 jam 15.00. Pengambilan sampel

dilakukan saat cuaca cerah dan tidak terjadi

hujan di hari tersebut karena jika terjadi

hujan, air limbah akan tercampur dengan air

hujan sehingga sampel awal tidak memenuhi

kriteria yang diinginkan. Volume sampel air

limbah yang diambil sebanyak 30 Liter.

Sampel air yang sudah diambil dimasukan

kedalam box besar untuk diaduk secara

merata agar sampel homogen.

Gambar 2 Sampel Awal Air Limbah.

Sumber: Dokumentasi, 2019.

Sampel awal air limbah yang sudah

diaduk didalam box selanjutnya dimasukan

kedalam 4 botol jirigen sebesal 5 L dan 4

botol sebesar 1 L. Selanjutnya sampel awal

air limbah lalu diuji untuk paramater fisik

yaitu pH, Suhu, dan Total Suspended Solids

(TSS) di Laboratorium Tanah dan Air Tanah

Jurusan Teknik Pengairan Universitas

Brawijaya. Parameter Kimia yaitu Biologycal

Oxygen Demands (BOD), Chemichal Oxygen

Demands (COD), Dissolved Oxygen (DO),

Amonia (NH3), Nitrit (NO2), Nitrat (NO3),

dan Fosfat (PO4) dianalis di Laboratorium

Kimia Dasar FMIPA Universitas Brawijaya.

Dari hasil uji laboratorium dengan

memakai sampel awal air limbah tersebut

hasilnya akan disesuaikan dengan standar

baku mutu air kelas III pada PP No.82 Tahun

2001 tentang pengelolaan kualitas air dan

pengendalian pencemaran air.

Tabel 1 Hasil Uji Laboratorium Sampel Awal

No Parameter Satuan Nilai

Standar Baku

Mutu PP No. 82

Tahun 2001

1 pH - 7,699 6-9

2 Suhu °C 26,5 Deviasi 3

3 BOD mg/L 31,93 6

4 COD mg/L 38,4 50

5 DO mg/L 7,94 3

6 TSS mg/L 20 400

7 Amonia

(NH3) mg/L 2,79 0,5

8 Nitrit

(NO2) mg/L 0,049 0,06

9 Nitrat

(NO3) mg/L 0,676 20

10 Fosfat

(PO4) mg/L 0,279 1

Sumber: Data Penelitian, 2019.

Analisis Hasil Parameter pH

Tabel 2 Hasil Uji Kadar pH

No Parameter Satuan Kondisi

Variasi

Waktu

18

jam

36

jam

1

pH -

Sampel

Awal 7,699 7,699

2 Variasi 1 7,243 7,034

3 Variasi 2 7,246 7,040

4 Variasi 3 7,077 7,014

5 Variasi 4 7,095 7,026

Sumber: Hasil Uji Labaoratorium Tanah dan

Air Tanah Universitas Brawijaya, 2019.

Hasil penelitian menunjukan bahwa

variasi 3 yaitu batu apung + zeolit dan variasi

waktu 36 jam menghasilkan nilai pH yang

lebih baik karna mendekati nilai pH netral

dibanding dengan variasi yang lain.

Penurunan pH disebabkan karena

adanya proses pengikatan ion yang terjadi

pada batu apung dan batu scoria. Limbah

domestik yang bersifat basa memiliki

senyawa OH- begitu pula pada batu apung

dan batu scoria mengandung unsur unsur

seperti Fe, Si, Al, K dan sebagainya (Raya,

2017). sebagai contoh pengikatan kation

dengan anion adalah sebagai berikut:

Fe2+

+ 2OH- Fe(OH)2

Dari reaksi diatas menunjukan bahwa

anion OH- diikat oleh kation Fe

2+ yang ada

pda adsorben yaitu batu apung dan batu

scoria, sehingga berkurangnya anion OH-

menyebabkan kadar pH semakin turun.

Penambahan zeolit juga mempengaruhi

penurunan nilai pH karna menurut penelitian

yang dilakukan oleh (Heriyani, 2016) zeolit

memiliki kation seperti K+, CA

2+, NA

+, dan

Mg2+

. Kation ini lah yang akan mengikat

dengan OH- dan akan menyebabkan pH

semakin turun.

Tabel 2 menunjukan hasil nilai pH yang

beragam. Secara keseluruhan nilai pH dari

keempat variasi bahan filter dan dua variasi

waktu sudah sesuai dengan standar baku

mutu air Kelas III yang ditentukan sesuai PP

No. 82 Tahun 2001 yaitu 6-9.

Analisis Hasil Parameter Suhu

Tabel 3 Hasil Pengukuran Suhu

Sumber: Hasil Uji Laboratorium Tanah dan

Air Tanah Universitas Brawijaya, 2019.

Tabel 3 menunjukan hasil percobaan

pada parameter suhu. Hasi percobaan

menunjukan bahwa variasi 2 yaitu batu scoria

tanpa zeolit menunjukan hasil yang lebih

baik dibandikan dengan variasi yang lain

karena mendekati nilai suhu ruangan.

Begitupun dengan variasi waktu 36 jam yang

menghasilkan nilai yang lebih baik dari

variasi 18 jam.

Tabel 3 juga menunjukan hasil nilai

suhu yang beragam. Secara keseluruhan nilai

suhu dari keempat variasi bahan filter dan

dua variasi waktu sudah sesuai dengan

standar baku mutu air kelas III yang

ditentukan sesuai PP No. 82 Tahun 2001

standar deviasi 3 dari suhu lingkungan.

Analisis Hasil Parameter BOD

Tabel 4 Hasil Uji Kandungan BOD


Variasi Waktu

18

Jam

36

jam

1

BOD mg/L

Sampel

Awal 31,93 31,93

2 Variasi 1 27,97 23,01

3 Variasi 2 29,82 25,01

4 Variasi 3 20,15 12,99

5 Variasi 4 23,10 14,96

Sumber: Hasil Uji Laboratorium Kimia Dasar

Universitas Brawijaya, 2019.



waktu 36 jam menghasilkan nilai BOD yang

lebih baik dibandingkan dengan variasi bahan

filter dan variasi waktu yang lainnya.

Mekanisme batu apung dalam

menurunkannzat organik dalam air yaitu batu

apung sebagai adsorbennakan terendam

dengan air limbah, sehinggaamolekul

molekul yang terkandung dalam air limbah

menempel pada permukaan adsorben akibat

adanya proses kimia dan fisika sehingga

terjadi proses difusiiadsorben melalui pori-

pori adsorben. Molekul polutan terjerapppada

bagian luar adsorben lalu bergerak menuju

pori-pori selanjutnya ke dinding bagian

dalam dan terjadilahhpenjerapan molekul-

molekul polutan dalam pori-pori media

penjerappsehingga menyebabkan terjadinya

penurunan kadar zat organikkdalam air

limbah.

Penambahan zeolit pada variasi bahan

filter juga berpengaruh terhadap penurunan

kadar BOD hasil filtrasi limbah domestik

tersebut. Penurunan iniidisebabkan karena

zeolit mempunyaiipori-pori permukaan yang

lebih luas setelah diaktivasi dan dapat

menyerap limbahhorganik secara optimal.

Tabel 4 menunjukan hasil nilai BOD

yang beragam. Secara keseluruhan nilai BOD

dari keempat variasi bahan filter dan dua

variasi waktu belum sesuai dengan standar

baku mutu air kelas III yang ditentukan

sesuai PP No. 82 Tahun 2001 yaitu 6 mg/L.

Tetapi penelitian ini membuktikan bahwa

semua variasi bahan filter yang digunakan

dalam penelitian berhasil untuk menurunkan

kadar BOD pada limbah domestik saat

perendaman 18 jam dan 36 jam.

18 jam 36 jam

1 Sampel Awal 26,5 26,5

2 Variasi 1 25,5 25,7

3 Variasi 2 25,6 26,0

4 Variasi 3 25,5 25,8

5 Variasi 4 25,5 25,8

No Parameter Satuan KondisiVariasi Waktu

Suhu °C

Analisis Hasil Parameter COD

Tabel 5 Hasil Uji Kandungan COD


Variasi

Waktu

18

jam

36

jam

1

COD mg/L

Sampel

Awal 38,40 38,40

2 Variasi 1 32,00 28,80

3 Variasi 2 35,20 31,20

4 Variasi 3 26,40 16,80

5 Variasi 4 28,00 20,00





waktu 36 jam menghasilkan nilai COD yang



Penurunan nilai COD disebabkan karena

penggunaannbatu apung dannbatu scoria

berperan dalammpenurunan beban organik

dalam limbahhdomestik. Batu apung dan

batu scoriaamerupakan salah satuuadsorben

yang mempunyai sifattmengikat molekul

dalam cairan padaapermukaannya, sehingga

molekul yang adaapada limbah domestik

menempel pada permukaan adsorben,

menyebabkan nilaiiCOD menurun.

Sedangkan penambahan zeolit juga

mempengaruhi penurunannnilai COD pada

air limbah domestik. Hal ini disebabkan

karena optimalnyaapenyerapan olehhbahan

zeolit yang ada pada filter dannoptimalnya

mikroorganisme yang mendegradasiilimbah

domestik tersebut.

Tabel 5 menunjukan hasil nilai COD

yang beragam. Secara keseluruhan nilai COD


variasi waktu sudah sesuai dengan standar



Analisis Hasil Parameter TSS

Tabel 6 Hasil Uji Kandungan TSS


Variasi

Waktu

18

jam

36

jam

1

TSS mg/L

Sampel

Awal 20 20

2 Variasi 1 10 4

3 Variasi 2 11 6

4 Variasi 3 7 1

5 Variasi 4 9 3





waktu 36 jam menghasilkan nilai TSS yang



Padatan tersuspensiiadalah padatan yang

mempengaruhi kekeruhanndalam air, tidak

dapat larut dan ntidak bisa mengendap secara

cepat bahkannhanya akan melayang

melayang di dalammair. Padatan seperti ini

biasanya terdapat partikel-partikel yang

ukuran maupunnberatnya lebih kecil dari

sedimen dan merupakannendapan koloid

yang berasal dari zat organik maupun

anorganik. Partikel-partikel inilah yang akan

diserap oleh batu apung dan batu scoria

karena batu tersebuttmampu menyerap bahan

polutan baik itu zat organik maupun zat

anorganik.

Sedangkan penambahan zeolit pada

variasi bahan filter berpengaruhhterhadap

penurunan kadarrTSS hasil filtrasi limbah

domestik tersebut. Zat yanggtersuspensi

biasanya terdiri dariizat organik dan

anorganik yang melayang – layang di dalam

air. Proses penurunan bahannorganik terjadi

melalui proses secaraafisik dan biologis.

Proses fisik yang terjadiikarena adanya

perbedaan energiiatau gaya tarik menarik,

sehingga molekul-molekul pada limbah

domestik yang merupakannadsorbat tertarik

atau terikat pada molekul zeolit yang

merupakan adsorben.

Tabel 6 menunjukan hasil nilai TSS

yang beragam. Secara keseluruhan nilai TSS




sesuai PP No. 82 Tahun 2001 yaitu 400

mg/L.

Analisis Hasil Parameter DO

Tabel 7 Hasil Uji Kandungan DO


Variasi

Waktu

18

jam

36

jam

1

DO mg/L

Sampel

Awal 7,94 7,94

2 Variasi 1 7,94 7,92

3 Variasi 2 7,93 7,89

4 Variasi 3 7,94 7,91

5 Variasi 4 7,93 7,88


Universitas Brawijya, 2019.

Pada penelitian ini hasil nilai DO tidak

secara keseluruhan tidak mengalami

kenaikan. Hal ini disebabkan karena air

hanya direndam selama 18 jam dan 36 jam

dan tidak dialiri, sehingga tidak adanya

proses penangkapan oksigen di udara.

Namun sebaliknya, nilai DO ada yang

mengalami penurunan, hal ini dikarenakan

adanya mikroorganisme disetiap variasi

bahan filter yang menguraikan limbah

organik yang ada pada limbah tersebut

dengan menggunakan oksigen terlarut yang

ada pada setiap variasi bahan filter tersebut.

Tabel 7 menunjukan hasil nilai DO yang

beragam. Secara keseluruhan nilai DO dari

keempat variasi bahan filter dan dua variasi

waktu sudah sesuai dengan standar baku

mutu air kelas III yang ditentukan sesuai PP

No. 82 Tahun 2001 yaitu minimal 3 mg/L.

Analisis Hasil Parameter Nitrit (NO2)

Tabel 8 Hasil Uji Kandungan Nitrit


Variasi

Waktu

18

jam

36

jam

1

mg/L

Sampel

Awal 0,049 0,049

2 Nitrit

Variasi 1 0,045 0,031

3 Variasi 2 0,039 0,033

4 (NO2) Variasi 3 0,033 0,014

5

Variasi 4 0,024 0,018





waktu 36 jam menghasilkan nilai Nitrit yang



Penurunan nitrit disebabkan karena



domestik yang memiliki kandungan anion

NO2- begitu pula pada batu apung dan batu

scoria mengandung unsur unsur seperti Fe,

Si, Al, K dan sebagainya (Raya, 2017).

sebagai contoh pengikatan kation dengan

anion adalah sebagai berikut:

K+ + NO2

- KNO2


anion NO2- diikat oleh kation K

+ yang ada

pada adsorben yaitu batu apung dan batu

scoria, sehingga menyebabkan kadar nitrit

pada limbah domestik berkurang.


penurunan nilai nitrit karna menurut

penelitian yang dilakukan oleh (Heriyani,

2016) zeolit memiliki kation seperti K+,

CA2+

, NA+, dan Mg

2+. Kation ini lah yang

akan mengikat dengan NO2- dan akan

menyebabkan nilai nitrit turun.

Tabel 8 menunjukan hasil nilai nitrit

yang beragam. Secara keseluruhan nilai nitrit


variasi waktu belum sesuai dengan standar

baku mutu air Kelas III yang ditentukan

sesuai PP No. 82 Tahun 2001 yaitu 0,06

mg/L. Namun, penelitian ini membuktikan

bahwa penggunaan batu scoria dan batu

apung dapat menurunkan nilai nitrit.

Analisis Hasil Parameter Nitrat (NO3)

Tabel 9 Hasil Uji Kandungan Nitrat


Variasi

Waktu

18

jam

36

jam

1

mg/L

Sampel

Awal 0,676 0,676

2

Variasi 1 0,649 0,608

3 Nitrat Variasi 2 0,622 0,554

4 (NO3) Variasi 3 0,432 0,284

5

Variasi 4 0,500 0,203




variasi 4 yaitu batu scoria + zeolit dan variasi

waktu 36 jam menghasilkan nilai Nitrat yang



Penurunan nitrat disebabkan karena




NO3- begitu pula pada batu apung dan batu





K+ + NO3

- KNO3


anion NO3- diikat oleh kation K

+ yang ada


scoria, sehingga menyebabkan kadar nitrat



penurunan nilai nitrat karna menurut

penelitian yang dilakukan oleh (Heriyani,

2016) zeolit memiliki kation seperti K+,

CA2+

, NA+, dan Mg

2+. Kation ini lah yang

akan mengikat dengan NO3- dan akan

menyebabkan nilai nitrat berkurang.

Tabel 9 menunjukan hasil nilai nitrat

yang beragam. Secara keseluruhan nilai nitrat



baku mutu air Kelas III yang ditentukan


Analisis Hasil Parameter Fosfat

Tabel 10 Hasil Uji Kandungan Fosfat


Variasi

Waktu

18

jam

36

jam

1

mg/L

Sampel

Awal 0,279 0,279

2

Variasi 1 0,248 0,205

3 Fosfat Variasi 2 0,229 0,186

4 (PO4) Variasi 3 0,167 0,081

5

Variasi 4 0,143 0,062




variasi 4 yaitu batu scoria + zeolit dan variasi

waktu 36 jam menghasilkan nilai Fosfat yang



Penurunan fosfat disebabkan karena




PO4- begitu pula pada batu apung dan batu





AL+ + PO4

- ALPO4


anion PO4- diikat oleh kation AL

+ yang ada


scoria, sehingga menyebabkan kadar fosfat


Penambahan zeolittjuga mempengaruhi

penurunan nilaiifosfat karena Terjadinya

penyisihan konsentrasiifosfattdikarenakan

ion fosfat pada limbah domestik melewati

atau terperangkap padaastruktur kristal pada

zeolit. Pada prosessadsorpsi ion fosfat pada

air limbah domestikkberkompetisi dengan

anion dan kationnyang ada dalam limbah

tersebut sehingga penurunan ion fosfat dapat

terjadi pada pori pori zeolit.

Tabel 10 menunjukan hasil nilai fosfat

yang beragam. Secara keseluruhan nilai

fosfat dari keempat variasi bahan filter dan

dua variasi waktu sudah sesuai dengan

standar baku mutu air Kelas III yang


yaitu 1 mg/L.

Analisis Hasil Parameter Amonia

Tabel 11 Hasil Uji Kandungan Amonia


Variasi

Waktu

18

jam

36

jam

1

mg/L

Sampel

Awal 2,790 2,790

2

Variasi 1 2,739 1,558

3 Amonia Variasi 2 2,768 1,696

4 (NH3) Variasi 3 1,123 0,630

5

Variasi 4 1,174 0,688





waktu 36 jam menghasilkan nilai Amonia

yang lebih baik dibandingkan dengan variasi

bahan filter dan variasi waktu yang lainnya.

Amonia dalam air akan membentuk

amonium (NH4), karena amonia bereaksi

dengan H2O yang ada pada air. Reaksi

amonia bertemu dengan air adalah sebagai

berikut:

NH3 + H2O NH4OH

Penurunan nilai Amonia pada batu

apung dan batu scoria terjadi karena adanya

reaksi kimia yang terjadi antara unsur

NH4OH dengan unsur lainnya. Sebagai

contoh reaksi kimia yang terjadi adalah

sebagai berikut:

NH4OH + Ca2+

Ca(OH)2 + NH4+


terjadi reaksi kimia yang ada pada adsorben

yaitu batu apung dan batu scoria, sehingga

menyebabkan kadar amonia pada limbah

domestik berkurang.

Dalam hal ini konsentrasi amonia turun

melalui proses adsorpsi zeolit, karena dalam

proses adsorpsiizeolit molekullamonia akan

mengisi pori-pori zeolit dimanaapada

permukaan zeolit sendiri terdapat ion-ion

alkali atau hidrogennsebagai pengganti ion

amonia yanggdiserap. Oleh karena itu,

semakin banyak volume zeolit, maka

semakin banyakkmolekul ammonia yang

mengisi pori–poriipermukaan zeolit sehingga

kadar amoniaapada limbah cair semakin

berkurang setelah melewati media adsorben

zeolit.

Tabel 11 menunjukan hasil nilai amonia

yang beragam. Secara keseluruhan nilai

amonia dari keempat variasi bahan filter dan

dua variasi waktu belum sesuai dengan

standar baku mutu air Kelas III yang


yaitu 0,5 mg/L. Namun dalam penelitian ini

membuktikan bahwa variasi bahan filter

dapat menurunkan kadar amonia pada limbah

domestik.

Analisis Kimia Hasil Uji SEM-EDX

Pada hasil perbandingan uji SEM-EDX

sebelum dan sesudah percobaan, ditemukan

adanya beberapa perbedaan fisik dan kimia

Beberapa perbedaan tersebut antara lain:

1. Sebelum batu apung dan batu scoria

direndam dengan limbah domestik, hasil

dari pengujian SEM-EDX menunjukan

bahwa batu apung dan batu scoria tidak

ada kandungan N (Nitrogen) dan P

(Fosfor). Namun setelah direndam

selama 36 jam, hasil uji SEM-EDX

menemukan adanya kandungan N dan P

tersebut. Hal ini menunjukan bahwa

batu apung dan batu scoria berperan

sebagai adsorben untuk menyerap ion N

dan P, sehingga kadar Amonia (NH3),

Nitrit (NO2), Nitrat (NO3), dan Fosfat

(PO4) dapat berkurang.

2. Sebelum batu apung dan batu scoria

direndam dengan limbah domestik,

terlihat tekstur permukaan dari batu

apung dan batu scoria yang cukup

teratur, pori pori dari setiap batuan pun

terlihat jelas dan bersih. Namun setelah

adanya perendaman, jika diliat hasil dari

pengujian SEM-EDX terlihat bahwa

batu apung dan batu scoria mengalami

perubahan tekstur permukaan. Pori pori

di setiap permukaan batu apung dan batu

scoria terlihat seperti adanya flok flok

yang menempel pada pori pori nya,

sehingga menutupi pori pori batu apung

dan batu scoria. Hal ini disebabkan

karna kandungan logam maupun non

logam pada limbah domestik, serta batu

apung dan batu scoria dapat menyerap

kandungan N dan P sehingga terjadi

adanya perubahan tekstur permukaan

pada kedua batu tersebut.

Uji Statistik

Uji-t

Uji-t bertujuan untuk mengetahui

apakah sampel berasal dari populasi yang

sama. Hipotesa yang digunakan dalam uji ini

adalah:

H0 : Sampel berasal dari populasi yang sama

H1 : Sampel tidak berasal dari populasi yang

sama

Tabel 12 Rekapitulasi Hasil Uji-t

No. Variasi

Waktu Parameter Keterangan

1

18 dan 36

Jam

pH Berasal Dari Populasi

Yang Sama

2 Suhu Berasal Dari Populasi

Yang Sama

3 BOD Berasal Dari Populasi

Yang Sama

Lanjutan Tabel 12 Rekapitulasi Hasil Uji-t

No. Variasi

Waktu Parameter Keterangan

4

18 dan 36

Jam

COD

Berasal Dari

Populasi Yang

Sama

5 DO

Berasal Dari

Populasi Yang

Sama

6 TSS

Berasal Dari

Populasi Yang

Sama

7 Nitrit

Berasal Dari

Populasi Yang

Sama

8 Nitrat

Berasal Dari

Populasi Yang

Sama

9 Amonia

Berasal Dari

Populasi Yang

Sama

10 Fosfat

Berasal Dari

Populasi Yang

Sama

Sumber: Hasil Perhitungan, 2019.

Berdasarkan Tabel 12 dapat diketahui

bahwa keseluruhan sampel berasal dari

populasi yang sama.

Uji Z

Uji Z digunakan untuk mengetahui

apakah kedua rerata kelompok data tersebut

tidak berbeda secara nyata (significant).

Hipotesa yang digunakan dalam uji ini

adalah:

H0 : rerata kelompok sampel tidak berbeda

secara nyata

H1 : rerata kelompok sampel berbeda secara

nyata

Tabel 13 Rekapitulasi Hasil Uji Z

No Parameter Keterangan

1 pH Rerata Berbeda Secara

Nyata

2 Suhu Rerata Berbeda Secara

Nyata

3 BOD Rerata Berbeda Secara

Nyata

4 COD Rerata Tidak Berbeda

Secara Nyata

5 DO Rerata Berbeda Secara

Nyata

6 TSS Rerata Berbeda Secara

Nyata

7 Nitrit Rerata Berbeda Secara

Nyata

8 Nitrat Rerata Tidak Berbeda

Secara Nyata

9 Amonia Rerata Tidak Berbeda

Secara Nyata

10 Fosfat Rerata Tidak Berbeda

Secara Nyata

Sumber: Hasil Perhitungan, 2019.

Dari tabel diatas menunjukan bahwa

secara umum rerata kedua kelompok

keseluruhan sampel memiliki rerata yang

berbeda secara nyata (significant). Namun

ada beberapa parameter menunjukan hasil

yang tidak berbeda secara nyata. Parameter

tersebut diantaranya adalah COD, Nitrat,

Amonia, dan Fosfat. Hal ini menunjukan

bahwa perbedaan variasi waktu 18 jam dan

36 jam pada parameter tersebut tidak

menunjukan perbedaan hasil yang mencolok.

Rekapitulasi Hasil Pengujian

Tabel 14 Rekapitulasi Hasil Batu Apung dan

Batu Scoria untuk Seluruh Parameter

No. Parameter

Uji Satuan

Batu

Apung

Batu

Scoria

1 pH - √

2 Suhu oC

√

3 BOD mg/L √

4 COD mg/L √

5 DO mg/L √

6 TSS mg/L √

7 Amonia mg/L √

8 Nitrat mg/L

√

9 Nitrit mg/L √

10 Fosfat mg/L √



secara umum batu apung lebih bagus dalam

penyerapan limbah dibandingkan dengan

batu scoria karena 7 dari 10 parameter

menunjukan batu apung memiliki hasil yang

lebih baik dibanding batu scoria.

Tabel 15 Rekapitulasi Variasi Bahan Filter

untuk Seluruh Parameter

No Parameter Variasi

1

Variasi

2

Variasi

3

Variasi

4

1 pH √

2 Suhu √

3 BOD √

4 COD √

5 DO √

6 TSS √

Lanjutan Tabel 15 Rekapitulasi Variasi

Bahan Filter untuk Seluruh Parameter

No Parameter Variasi

1

Variasi

2

Variasi

3

Variasi

4

7 Amonia √

8 Nitrat √

9 Nitrit √

10 Fosfat √

Sumber: Data Penelitian. 2019.

Keterangan :

Variasi 1 = Batu Apung Kasar + Batu

Apung Halus + Kerikil

Variasi 2 = Batu Scoria Kasar + Batu

Scoria Halus + Kerikil

Variasi 3 = Batu Apung Kasar + Batu

Apung Halus + Zeolit +

Kerikil

Variasi 4 = Batu Scoria Kasar + Batu

Scoria Halus + Zeolit +

Kerikil


variasi 3 yaitu batu apung + zeolit

menunjukan hasil yang paling bagus diantara

variasi bahan filter yang lainnya, karena 6

dari 10 parameter menunjukan bahwa variasi

3 memiliki hasil yang lebih baik.

Tabel 16 Rekapitulasi Variasi Waktu untuk

Setiap Parameter

No. Parameter

Uji Satuan

18

jam

36

jam

1 pH - √

2 Suhu °C

√

3 BOD mg/L

√

4 COD mg/L

√

5 DO mg/L √

6 TSS mg/L

√

7 Amonia mg/L

√

8 Nitrat mg/L

√

9 Nitrit mg/L

√

10 Fosfat mg/L

√


Dari Tabel diatas menunjukan bahwa

variasi waktu 36 jam memiliki hasil yang

paling bagus karena 9 dari 10 parameter yang

diuji menunjukan bahwa variasi waktu 36

jam memiliki hasil yang lebih baik.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan, maka

didapatkan hasil sebgai berikut:

1. Hasil penelitian menunjukan bahwa:

a. Variasi bahan filter yang paling

optimal untuk menetralkan nilai pH

adalah Variasi 3 yaitu batu apung +

zeolit dengan variasi waktu 36 jam.

b. Hasil nilai suhu yang paling bagus

dimiliki oleh variasi 2 yaitu batu scoria

tanpa zeolit dengan variasi waktu 18

jam.

c. Hasil nilai BOD yang paling bagus

dimiliki oleh variasi 3 yaitu batu apung

+ zeolit dengan variasi waktu 36 jam.

d. Hasil nilai COD yang paling bagus



e. Hasil nilai TSS yang paling bagus



f. Hasil nilai DO cenderung tetap atau

tidak mengalami perubahan yang

signifikan disebabkan karna air limbah

yang dituang kedalam filter tidak

dialirkan melainkan hanya direndam,

sehingga tidak ada proses pengambilan

oksigen dari udara menuju ke filer air.

g. Hasil nilai Nitrit yang paling bagus



h. Hasil nilai Nitrat yang paling bagus



i. Hasil nilai Fosfat yang paling bagus



j. Hasil nilai Amonia yang paling bagus



2. Hasil penelitian menunjukan bahwa

variasi waktu yang paling optimal antara

18 jam dan 36 jam untuk setiap parameter

adalah variasi waktu 36 jam.

3. Hasil analisis uji SEM-EDX pada batu

scoria dan batu apung terhadap limbah

domestik menunjukkan adanya perubahan

pada batu scoria dan apung sebelum dan

sesudah direndam dengan limbah

domestik. Hasil Uji SEM-EDX pada batu

scoria dan batu apung sebelum direndam

menunjukkan tidak adanya kandungan N

dan P pada batu. Sedangkan hasil Uji

SEM-EDX pada batu scoria dan batu

apung sesudah direndam dengan limbah

domestik menunjukkan adanya

kandungan N dan P pada batu. Hal ini

menunjukkan bahwa batu scoria dan batu

apung berperan aktif sebagai adsorben.

Saran

Berdasarkan penelitian yang telah

dilaksanakan, ada beberapa saran yang dapat

peneliti berikan, antara lain:

1. Proses pengambilan sampel air limbah

domestik yang akan dipilih perlu

diperhatikan lebih lanjut, agar parameter

air limbah domestik yang diinginkan

memiliki nilai yang belum sesuai dengan

Peraturan Pemerintah yang ingin

digunakan.

2. Bahan dan metode penelitian perlu

diperhatikan lebih lanjut agar setiap

parameter yang telah dipilih dapat

berubah sesuai dengan harapan.

3. Variasi waktu penelitain bisa ditentukan

lebih beragam agar didapatkan hasil

yang lebih optimal untuk penelitian

selanjutnya.

DAFTAR PUSTAKA

Aregu, M.B., Asfaw, S.L., & Khan, M.M.

(2018). Identification of two low-cost

and locally available filter media

(pumice and scoria) for removal of

hazardous pollutants from tannery

wastewater. Environmental System

Research Journal.

Heriyani, O., & Mugisidi. (2016). Pengaruh

Karbon Aktif dan Zeolit pada pH Hasil

Filtrasi Air Banjir. Skripsi S1. Jakarta:

Universitas Muhammadiyah Prof.

Hamka.

Linsley, R.K., & Franzini, J.B. (1995).

Teknik Sumberdaya Air. Jakarta:

Erlangga.

Raya, U., Hendrawan, A., dan Suprijanro, H.

(2017). Studi Karakteristik Fisik dan

Mineralogi Batu Apung dan Scoria

Dari Gunung Kelud Blitar untuk

Mengevaluasi Potensinya Sebagai

Bahan Geoteknik. Skripsi S1. Malang:

Univesitas Brawijaya.

Said, N.I. (2017). Teknologi Pengolahan Air

Limbah. Jakarta: Erlangga.

Soemarwoto, Otto. (1984). Pencemaran Air

dan Pemaanfaatan Limbah Industri.

Jakarta: Rajawali.

Sunaryo, T.M., Walujo, T.S., & Harnanto, A.

(2005). Pengelolaan Sumber Daya Air.

Malang: Bayumedia Publishing.

studi efisiensi filter penjernih air menggunakan …

Documents