ofu^

2~ool

01^ PELUNAKAN AIR S AD AH MELALUI PENYARINGAN

ZEOLIT

, Oleh: Heri Hermana C02497077

SKRIPSI

PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILIYIU

KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR September 2001

PELUNAKAN AIR S AD AH MELALUI PENYARINGAN ZEOLIT

Oleh : Herí Hermana C02497077

SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana pada

Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan

PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS

PERIKANAN DAN JOLMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

September 2001

Leèifi 6aikjmengerti af(an ketidakmengertian kita

Vntuf^fiadiafi ufang tafiunfcu, 'perjuanganku, dan fiaC-fia£

6 erfiarga y ang mungkin teHivpakan

RINGKASAN

Kesadahan dalam suatu perairan apabila ditinjau dari segi kesehatan tidak

membahayakan. Akan tetapi jika ditinjau dari segi teknis dan ekonomis dapat menimbulkan

kerugian dalam pemanfaatannya, seperti memboroskan sabun, menimbulkan kerak ketel,

membentuk endapan pada pipa dan menimbulkan perubahan warna pada rendaman pakaian

cucian (Siahaan, 2000). Untuk mengatasi kerugian yang disebabkan oleh kesadahan di dalam

air diperlukan upaya-upaya untuk mengurangi atau menghilangkan nilai kesadahan tersebut.

Salah satu upaya untuk menurunkan nilai kesadahan adalah melalui pelunakan air dengan

metoda pertukaran ion. Pelunakan air melalui metoda pertukaran ion dengan menggunakan

resin zeolit alami merupakan metoda yang efektif untuk menghilangkan kesadahan.

Pengaktifan dan pemilihan ukuran kristal zeolit yang efektif serta penyusunan rancangan unit

pelunakan air yang efisien dapat meningkatkan proses pelunakan air yang dilakukan.

Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Maret-Mei 2001 yang terdiri dari tahap

persiapan, pelaksanaan penelitian, analisa laboratorium dan analisa data. Parameter kualitas air

yang diamati adalah kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhan dan pH yang dianalisa di

laboratorium Limnologi MSP. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah zeolit alam

dari Cikembar, Sukabumi, air sadah dari daerali Sindang Barang, Bogor dan larutan HC1 0,2N

6 liter. Sedangkan alat yang digunakan adalah pipa PVC, ember, selang, dan corong plastik,

busa penyaring dan ijuk.

Zeolit yang digunakan dibagi ke dalam 3 ukuran kristal yang berbeda, yaitu ukuran

kristal besar (5-20 mesh = 0 2,8-5,5 mm), ukuran kristal sedang (40-60 mesh = 0 1,6-1,9 mm ),

dan ukuran kristal kecil (80-100 mesh = 0 1,2-1,4 mm). Kemudian diaktifkan terlebih dahulu

dalam 2 fraksi yang berbeda, yaitu aktifasi pemanasan melalui pengovenan pada suhu 150 °C

selama 2 jam dan aktifasi pengasaman melalui perendaman di dalam larutan HC1 0,2N selama

2 jam. Selanjutnya zeolit tersebut dikelompokan kedalam kombinasi perlakuan yang berbeda,

lalu dimasukan ke dalam kolom pelunakan air berdasarkan kombinasi perlakuannya masing-

masing. Selanjutnya air hasil perlakuan dari kolom pelunakan tersebut dianalisa nilai

kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhan dan pH-nya yang kemudian akan

dibandingkan dengan nilai dari air bahan (yakni air sadah yang berasal dari daerah Sindang

Barang, Bogor) dimana sebelumnya telah dianalisa kesadahan total, kandungan besi (Fe),

kekeruhan dan pH-nya.

Kombinasi perlakuan aktifasi pemanasan-ukuran kristal sedang (40-60 mesh = 0 1,6-

1,9 mm ) memberikan nilai tertinggi dalam menurunkan kesadahan total dan kandungan besi

air bahan dengan nilai yang didapatkan pada air hasil perlakuan yaitu sebesar 87,56 mg/lCaC03

dan 0,009 mg/l. Begitu pula efisiensi kombinasi perlakuannya yang masing-masing sebesar

65,01% (kesadahan total) dan 88,89% (kandungan besi). Sedangkan perlakuan ukuran kristal

kecil (80-100 mesh = 0 1,2-1,4 mm) untuk semua fraksi aktifasi dan perlakuan tanpa aktifasi

untuk semua ukuran kristal zeolit memberikan efisiensi yang rendah dalam pelunakan air. Hal

ini terlihat dari penurunan nilai kesadahan total dan kandungan besi air bahan yang rendah.

Adanya peningkatan niiai kekeruhan pada air hasil perlakuan disebabkan oleh

pengaruh dari pengaktifan secara pemanasan, dimana partikel-partikel halus dari zeolit terbawa

aliran air ketika proses pelunakan air terjadi, sehingga nilai kekeruhan air hasil perlakuan

menjadi lebih tinggi. Begitu pula pada nilai pH air hasil perlakuan yang mengalami perubahan,

kemungkinan disebabkan oleh pengaruh dari pengaktifan secara pengasaman, dimana

pengaruh larutan asam mempengaruhi nilai pH air hasil perlakuan. Akan tetapi peningkatan

kekeruhan dan perubahan nilai pH pada air hasil perlakuan masih berada dalam kisaran yang

aman, khususnya untuk air baku air minum serta kepentingan domestik dan industri lainnya

(Perda, 1991).

Pengaktifan dan pemilihan ukuran kristal zeolit yang efektif dapat meningkatkan

proses pelunakan air. Dengan adanya pengaktifan pada zeolit yang digunakan dapat

meningkatkan daya tukar kation, daya selektifitas dan kemampuan sobrpsinya terhadap ion-

ion penyebab kesadahan didalam air dan kandungan besi (Fe). Adapun fraksi aktifasi yang

efektif dalam menurunkan nilai kesadahan didalam air adalah pengaktifan dengan cara

pemanasan pada suhu 150°C selama 2 jam. Sedangkan pemilihan ukuran kristal zeolit yang

efektif akan meningkatkan proses pelunakan air yang dilakukan. Ukuran kristal yang efektif

dalam menurunkan nilai kesadahan air dan kandungan besi (Fe) adalah ukuran kristal sedang

(40-60 mesh = 0 1,6-1,9 mm ).

SKRIPSI

Judul : Pelunakan Air Sadah Melalui Penyaringan Zeolit

Nama Mahasiswa : Heri Hermana

Nomor Pokok : C02497077

Program Studi : Manajemen Sumberdaya Perairan

Disetujui:

I. KOMISI PEMBIMBING

Tanggai Ujian: 30 Agustus 2001

Anggota

H. FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN IPB

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Alloh SWT yang Maha Rahman dan Rahim

yang telah memberikan kesempatan dan kemampuan kepada penulis untuk dapat

menyelesaikan skripsi ini. Adapun judul dari skripsi ini adalah Pelunakan Air Sadah Melalui

Penyaringan Zeolit. Pembuatan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan

gelar sarjana perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan (FPIK), Institut Pertanian

Bogor (IPB).

Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sedalam-

dalamnya kepada:

1. Ibu, Embap, dan De' Hendi beserta Keluarga Besar di Sumedang atas do a restu dan

dorongannya yang begitu berharga

2. Bapak Ir. Sigid Hariyadi, M.Sc dan Bapak Dr. Ir. Bambang Widigdo, M.Sc selaku

dosen pembimbing atas bimbingan dan arahannya dimulai dari tahap persiapan,

selama penelitian sampai tersusunnya skripsi ini

3. Ibu Ir. Hendarti Muluk dan Ibu Mayarina Krisanti. S,Pi selaku dosen tamu atas

masukan yang begitu berarti bagi terciptanya skripsi yang lebih baik

4. Semua pihak yang telah membantu penulis sejak dari tahap persiapan sampai

tersusunnya skripsi ini. Semoga menjadi amal ibadah yang mendapat balasan yang

lebih baik lagi dari Alloh SWT.

Harapan penulis semoga hasil-hasil yang tertuang dalam skripsi ini dapat bermanfaat

terutama bagi mereka yang membutuhkannya.

Bogor, Juni 2001

PenulisDAFTARISI

6

DAFTAR TABEL ...................................................................................

DAFTAR GAMBAR ...............................................................................

DAFTAR LAMPIRAN ..........................................................................

I. PENDAHULUAN ................................................................................

A. Latar belakang ................................................................................

B. Tujuan .............................................................................................

II. TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................

A. Kesadahan ....................................................................................

1. Pengertian dan batasan kesadahan ..........................................

2. Proses terjadinya kesadahan ...................................................

3. Implikasi dari kesadahan ........................................................

4. Klasifikasi kesadahan .............................................................

B. Besi (Fe) .......................................................................................

C. Zeolit ............................................................................................

1. Pengertian zeolit .....................................................................

2. Sifat fisik dan kimia zeolit ......................................................

3. Aplikasi penggunaan zeolit ....................................................

4. Proses pengaktifan zeolit ........................................................

5. Proses regenerasi zeolit ..........................................................

D. Pelunakan air ...............................................................................

1. Pengertian proses pelunakan air .............................................

2. Metoda pelunakan air .............................................................

3. Pelunakan air dengan zeolit melalui proses pertukaran ion

BAHAN DAN METODA

A. Waktu dan tempat .........................

B. Alat dan bahan...............................

C. Metoda kerja.................................

1. Tahap persiapan ......................

2. Tahap pelaksanaan penelitian

D. Metoda Analisa Data....................

1. Efisiensi (E) ............................

2. Perancangan percobaan ..........

49

Halaman

III. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................................... 21

A. Kondisi air bahan ................................................................................................... 21

B. Kesadahan total air hasil perlakuan ........................................................................ 22

C. Kandungan besi (Fe) air hasil perlakuan ................................................................ 25

D. Kekeruhan air hasil perlakuan................................................................................ 31

E. Nilai pH air hasil perlakuan .................................................................................... 33

F. Analisa ekonomis terhadap unit pelunakan air ....................................................... 34

IV. ...................................................................................................................... KESIM

PULAN DAN SARAN ...................................................................................................... 37

A. Kesimpulan ............................................................................................................ 37

B. Saran ....................................................................................................................... 38

DAFTARPUSTAKA ......................................................................................................... 39

LAMPIRAN ...................................................................................................................... 41

RIWAYAT HIDUP

Tabel Halaman

DAFTAR TABEL

1. Klasifikasi perairan berdasarkan nilai kesadahan

(Peavy et al., 1985) ..................................................................................................... 7

2. Kombinasi perlakuan ................................................................................................... 16

3. Nilai kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhan dan pH air bahan .................. 21

4. Nilai rataan kesadahan total (mg/lCaCOs) air hasil perlakuan .................................... 22

5. Selisih nilai kesadahan total (mg/l CaCC>3) air bahan dan air hasil perlakuan .......... 22

6. Efisiensi (%) kombinasi perlakuan terhadap penurunan nilai kesadahan total

air bahan ...................................................................................................................... 24

7. Nilai rataan kandungan besi (Fe) (mg/l) air hasil perlakuan ........................................ 26

8. Selisih nilai kandungan besi (Fe) air bahan dan air hasil perlakuan ............................ 26

9. Efisiensi (%) kombinasi perlakuan terhadap penurunan

nilai kandungan besi (Fe) air bahan ............................................................................ 28

10. Nilai rataan kekeruhan (NTU) air hasil perlakuan ..................................................... 31

11. Nilai rataan pH air hasil perlakuan ............................................................................. 33

Gambar Halaman

ix

DAFTAR GAMBAR

1. Skema proses pelarutan kation penyusun kesadahan perairan (Sawyer dan McCarty in Effendi, 2000) ..................................................................... 4

2. Proses regenerasi zeolit dengan larutan NaCl .............................................................. 11

3. Skema proses pelunakan air ......................................................................................... 13

4. Proses pertukaran ion yang terjadi di dalam kolom pelunakan air ............................... 13

5. Susunan alat .................................................................................................................. 17

6. Grafik nilai kesadahan total air bahan dan air hasil perlakuan ..................................... 23

7. Grafik efisiensi perlakuan terhadap penurunan nilai kesadahan total

air bahan ...................................................................................................................... 25

8. Grafik nilai kandungan besi (Fe) air bahan dan air hasil perlakuan ............................ 26

9. Grafik efisiensi perlakuan terhadap penurunan nilai kandungan besi (Fe)

air bahan ...................................................................................................................... 28

10. Proses awai delauminasi (pengasaman) pada kristal zeoli ........................................ 29

11. Grafik nilai kekeruhan (NTU) air bahan dan air hasil perlakuan ............................... 32

Gambar Halaman

x

12. Grafik nilai pH air bahan dan air hasil perlakuan ....................................................... 33

DAFTAR LAMPIRAN

1. Bagian-bagian unit pelunakan air .................................................................................. 41

2a. Data mentah nilai kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhan dan pH air hasil perlakuan .......................................................................................... 42

2b. Data mentah nilai kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhan dan pH air bahan ......................................................................................................... 42

3. Tabel Sidik Ragam (TSR) dan uji-Beda Nyata Terkecil (BNT) data nilai kesadahan total air hasil perlakuan ............................................................. 43

4. Tabel Sidik Ragam (TSR) dan uji-Beda Nyata Terkecil (BNT) data nilai kandungan besi (Fe) air hasil perlakuan ..................................................... 44

5. Tabel Sidik Ragam (TSR) dan uji-Beda Nyata Terkecil (BNT) data nilai kekeruhan air hasil perlakuan ..................................................................... 45

6. Tabel Sidik Ragam (TSR) dan uji-Beda Nyata Terkecil (BNT) data nilai pH air hasil perlakuan ................................................................................. 46

7. Hasil analisa kimia zeolit Cikembar-Sukabumi (Prayitno in Setiyadi, 1997) ............. 47

8. Biaya pembuatan unit pelunakan air ............................................................................ 48

1

I. PENDAHULUAN

A Latar belakang

Kebutuhan masyarakat terhadap air bersih merupakan hal yang vital. Dengan semakin

meningkatnya jumlah penduduk dan bertambahnya berbagai kegiatan industri, penyediaan air

bersih menjadi hal yang mahal. Di lain pihak pembukaan lahan basah yang dikenal sebagai

daerah resapan dan cadangan air, secara gencar dilakukan dengan berbagai tujuan, sehingga

tidak mengherankan jika siklus distribusi alami air terganggu. Hal yang terjadi selanjutnya

adalah kekeringan atau kelangkaan penyediaan air bersih pada daerah- daerah tertentu. Pada

akhimya harga air bersih tidak lagi proporsional. Dan yang lebih memprihatinkan lagi adalah

kualitas, kuantitas dan kontinuitas dari penyediaan air bersih tidak lagi terjamin.

Salah satu kasus yang berhubungan dengan masalah penyediaan air bersih adalah

kesadahan pada air tanah yang biasa digunakan oleh masyarakat untuk kepentingan-

kepentingan domestik. Kesadahan pada air biasanya ditemukan di daerah-daerah yang

mempunyai lapisan batu gamping atau daerah gunung kapur. Pada umumnya kualitas air tanah

di daerah tersebut cukup baik, kecuali kandungan unsur mineral atau senyawa tertentu seperti

Ca2+ (kalsium) dan Mg2+ (magnesium) yang cukup tinggi.

Kesadahan ditinjau dari bidang perikanan terutama untuk budidaya ikan air tawar

memang menguntungkan. Air sadah dapat mencukupi kebutuhan ikan terhadap mineral-

mineral terlarut dalam perairan. Selain itu perairan yang tergolong sadah dapat menetralisir

kandungan logam berat dan senyawa-senyawa toksik lainnya seperti amonia yang berbahaya

bagi ikan. Akan tetapi apabila ditinjau dari segi teknis dan ekonomis akan menimbulkan

beberapa kerugian, yaitu memboroskan sabun, menimbulkan kerak pada ketel, menimbulkan

endapan pada pipa yang dapat mempersempit pipa, serta menimbulkan perubahan warna pada

rendaman cucian pakaian. Oleh karena itu pemanfaatan air sadah oleh masyarakat untuk

kepentingan domestik dan industri tidak menguntungkan.

Dampak yang merugikan dengan adanya sifat sadah pada air yang digunakan oleh

masyarakat tersebut tentu saja menimbulkan permasalahan-permasalahan dalam

penggunaannya. Untuk mengatasi permasalahan tersebut perlu dilakukan pengolahan air sadah

agar dampak yang merugikannya dapat dihilangkan. Salah satu metoda yang dipakai dalam

pelunakan air adalah metoda pertukaran ion (ion exchange) dengan menggunakan resin zeolit.

Prinsip kerja dari metoda ini adalah proses pertukaran kation-kation penyebab kesadahan dalam

air (Ca2+, Mg2+) dengan kation-kation yang dapat dipertukarkan dalam kerangka kristal zeolit.

Ada beberapa kelebihan yang dimiliki oleh metoda ini, yaitu diantaranya proses berlangsung

cepat (10-20 menit), efisiensi tinggi, tidak menghasilkan endapan dan dapat dioperasikan

berulang-ulang. Sedangkan kelemahan yang dimiliki oleh pelunakan air dengan metoda

pertukaran ion ini adalah air yang akan diolah tidak boleh keruh.

Untuk mengetahui tingkat efisiensi dari metoda pertukaran ion dengan resin zeolit

dalam proses pelunakan air sadah diperlukan penelitian mengenai perbedaan perlakuan fraksi

aktifasi dan ukuran kristal zeolit efektif yang digunakan. Melalui penelitian tersebut diharapkan

permasalahan yang ditimbulkan oleh kesadahan dapat diatasi, sehingga penggunaan air sadah

untuk kepentingan domestik oleh masyarakat dapat lebih optimal lagi.

B. Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Memperkenalkan metoda pelunakan air sadah yang sederhana tetapi memiliki

efisiensi yang tinggi.

2. Mendapatkan fraksi aktifasi dan ukuran kristal zeolit yang efektif dalam

menurunkan kesadahan pada air.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Kesadahan

1. Pengertian dan batasan kesadahan

Kesadahan menggambarkan keadaan kation logam divalen (valensi dua). Kation- kation

ini dapat bereaksi dengan sabun membentuk endapan. Kation-kation ini juga dapat bereaksi

dengan anion-anion yang terdapat di dalam air membentuk endapan pada peralatan logam

(Effendi, 2000).

Kesadahan dalam air disebabkan oleh keberadaan dari kalsium karbonat, magnesium

bikarbonat, kalsium sulfat, magnesium sulfat, kalsium klorida dan magnesium klorida yang

terlarut (Salvato, 1992). Pada perairan tawar, kation yang paling berlimpah adalah kalsium dan

magnesium, sehingga kesadahan pada dasarnya ditentukan oleh jumlah kalsium dan magnesium

yang dinyatakan dengan satuan mg/l CaCCb (Effendi, 2000). Keberadaan kation lainnya seperti

3

strontium, besi valensi dua, dan mangan juga memberikan kontribusi bagi nilai kesadahan total,

akan tetapi peranannya relatif kecil (EPA, 1986).

Perairan dengan nilai kesadahan yang tinggi pada umumnya adalah perairan yang

berada pada daerah yang mempunyai lapisan batu gamping atau pada wilayah batuan berkapur.

Sedangkan perairan lunak berada pada lapisan relatif tidak ada atau sedikit batuan kapurnya. Air

permukaan biasanya mempunyai nilai kesadahan yang lebih rendah dari air tanah (Effendi,

2000).

2. Proses terjadinya kesadahan

Kesadahan perairan berasal dari kontak air dengan tanah dan bebatuan yang

menyebabkan ion-ion yang terkandung di dalamnya larut dalam aliran air. Larutnya ion- ion

tersebut ke dalam air lebih banyak dipengaruhi oleh aktivitas bakteri di dalam tanah yang

banyak mengeluarkan karbondioksida. Selanjutnya keberadaan karbondioksida tersebut

membentuk keseimbangan dengan asam karbonat. Pada kondisi yang relatif asam, senyawa-

senyawa karbonat yang terdapat di dalam tanah dan batuan berubah menjadi senyawa

bikarbonat yang larut dalam air. Pelarutan ion-ion tersebut menyebabkan terjadinya kesadahan

dalam suatu perairan (EPA, 1986).

4

CaC03 + H2C03

Sawyer dan McCarty in Effendi (2000) menjelaskan mengenai proses pelarutan senyawa

karbonat dan kation-kation penyusun kesadahan perairan seperti yang ditunjukan dalam Gambar

1.

Air hujan 4

Lapisan tanah pucuk (top soil)

Zonase dengan aktifitas bakteri yang intensif, menghasilkan CCS dalamjumlah besar

CaC03 + H2C03 Ca(HC03)2(lamt)

I

Lapisan sebelah bawah tanah (sub soil)

Zonase dengan aktifitas bakteri lebih sedikit, Menghasilkan CO^ lebih sedikit pula

Ca(HC03)2 (lanit)

Lapisan batuan kapur (limestone)

Zonase dengan aktivitas reaksi kimia yang berlangsung intensif

CaC03 + H2C03 —> Ca(HC03)2 (lamt) MgC03 + H2C03 —» Mg(HC03)2 (¡ani{)

Gambar 1. Skema proses pelarutan kation penyusun kesadahan perairan

(Sawyer dan McCarty in Effendi, 2000)

5

3. Implikasi dari kesadahan

Kesadahan ditinjau dari segi kesehatan tidak membahayakan. Akan tetapi apabila

ditinjau dari segi teknis dan ekonomis akan menimbulkan beberapa kerugian, (Siahaan,

2000) yaitu antara lain:

1. Memboroskan sabun

Ion Ca2+ dan Mg2+ akan bereaksi dengan sabun membentuk endapan. Endapan yang

terbentuk menyebabkan tidak timbul busa, sehingga memerlukan penambahan sabun

lagi untuk mengatasinya.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Ci7H35C02Na + H20 C02NaCi7H350H

' j t n t

Karena ada ion Ca dan Mg , maka reaksinya menjadi:

C, 7H35C02Na + Ca2+ -» (Ci7H35)Ca + Na+ endapan

Menimbulkan kerak-kerak pada ketel

Air sadah yang dipanaskan dalam suatu medium (misal ketel) akan membentuk

endapan, yaitu berupa kerak-kerak.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: dipanaskan

Ca(HC03)2 CaC03 + C02 + H20 endapan

Apabila pada ketel ada kerak, maka tidak ada transfer panas, sehingga untuk mendidihkan

air diperlukan pemanasan yang lebih tinggi. Hal ini berbahaya karena

___ dapatjnenyebabkanmeledaknyaJcetel ........... .........................................................................

3. Menimbulkan endapan-endapan pada pipa, sehingga dapat

mempersempit pipa

4. Menimbulkan perubahan warna pada rendaman cucian pakaian

Akan tetapi Laws (1993) menyebutkan bahwa kesadahan yang mempunyai hubungan

dengan pH dan alkalinitas dapat menurunkan toksisitas logam berat dalam suatu perairan.

Begitu pula Doudoroff (1953) dalam salali satu literaturnya tentang toksisitas menyebutkan

bahwa kehadiran kalsium yang berlimpah dalam suatu perairan dapat mereduksi toksisitas

logam berat.

Nilai kesadahan air diperlukan dalam penilaian kelayakan suatu perairan untuk

kepentingan domestik dan industri. Tebbut in Effendi (2000) mengemukakan bahwa nilai

6

kesadahan tidak memiliki implikasi langsung terhadap kesehatan manusia. Kesadahan yang

tinggi dapat menghambat sifat toksik dari logam berat dengan cara kation-kation penyusun

kesadahan (kalsium dan magnesium) membentuk senyawa kompleks dengan logam berat

tersebut. Sebagai contoh, toksisitas lmg/1 timbal (Pb) pada perairan dengan kesadahan rendah

(soft water) dapat mematikan ikan. Akan tetapi toksisitas lmg/1 timbal pada perairan dengan

kesadahan lebih dari 150mg/l CaCC>3 dapat menurunkan sifat toksik dari Pb tersebut bagi

ikan. Nilai kesadahan juga dipakai sebagai dasar bagi pemilihan metode yang diterapkan pada

proses pelunakan air (softening).

Klasifikasi Kesadahan * ' '

Kesadahan diklasifikasikan berdasarkan dua cara : (i) berdasarkan ion logam, yaitu

kesadahan kalsium dan kesadahan magnesium, (ii) berdasarkan anion yang berasosiasi dengan

ion logam, yaitu kesadahan karbonat dan kesadahan nonkarbonat Pengelompokan kesadahan

kalsium dan kesadahan magnesium didasari oleh kesadahan pada perairan alami lebih banyak

disebabkan oleh kation kalsium dan magnesium (Effendi, 2000).

Kesadahan karbonat dihasilkan dari asosiasi antara kalsium dan magnesium dengan 'y

ion karbonat (CO3 ’). Kesadahan ini sensitif terhadap panas dan mengendap pada proses

pemanasan. Sehingga kesadahan karbonat disebut juga sebagai kesadahan sementara.

Sedangkan kesadahan non karbonat merupakan asosiasi antara kalsium dan magnesium dengan

sulfat klorida» nitrat atau anion-anion lainnva. Kesadahan ini tidak dapat hilang dengan

pemanasan, sehingga disebut dengan kesadahan tetap. Kesadahan total merupakan jumlah dari

kesadahan karbonat dan kesadahan nonkarbonat (Moss dan Moss, 1990).

Sedangkan Siahaan (2000) memberikan satu jenis lagi dari klasifikasi kesadahan selain

yang telah disebutkan diatas, yaitu kesadahan pseudo (kesadahan semu). Kesadahan pseudo

adalah kesadahan yang terbentuk apabila konsentrasi Na+ dalam air tinggi, misalnya : air laut,

air payau, dan air-air yang banyak mengandung Na+ tinggi.

Klasifikasi perairan berdasarkan nilai kesadahan yang dimilikinya disajikan dalam

Tabel 1.

7

B. Besi (Fe)

Besi (Fe) adalah salali satu elemen kimiawi yang dapat ditemukan pada hampir seluruh

tempat di bumi (pada semua lapisan geologis dan badan air). Pada umumnya besi yang ada

dalam air bersifat : (1) terlarut sebagai Fe2+ (ferro) atau Fe3+ (ferri),

(2) tersuspensi sebagai butir koloidal, seperti FeO, Fe2C>3, Fe(OH)3 atau Fe(OH)2, dan

(3) tergabung dalam zat padat organik atau anorganik (seperti tanah liat) (Alaerts dan

Santika, 1987).

Kandungan besi yang tinggi di dalam air tanah disebabkan oleh jenis tanah dan

batuan yang menyusun tanah atau buangan industri seperti industri pertambangan dan

penggerusan bijih besi, industri kimia (organik, anorganik dan petrokimia), industri

pengalengan makanan, industri pupuk dan sebagainya (Paterson in Yuliantie, 1991).

Besi dalam air merupakan unsur yang penting dan berfungsi bagi metabolisme tubuh.

Ambang batas kadar besi maksimum untuk air minum adalah 0,3 mg/l dan untuk air baku air

minum sebesar 5 mg/l (Perda, 1991). Adanya kandungan besi yang berlebihan dapat

menyebabkan perubahan bau. warna dan rasa pada air.

Air sumur yang mengandung konsentrasi besi yang tinggi jika dipergunakan untuk

mencuci pakaian atau perkakas dapur dapat menyebabkan terbentuknya noda kuning setelah

barang-barang tersebut kering.

C. Zeolit

1. Pengertian zeolit

Zeolit adalah kelompok mineral dari hydrous alumunium silikat dari beberapa

logam, terutama Ca dan Na, kadang-kadang dari Ba, Sr, K dan jarang dari Mg dan Mn.

Rumus umumnya adalah Lm(AlxSiy0z).nH20 (L=logam) (Komar et al, 1985).

Zeolit alam umumnya terdapat dalam bentuk campuran dengan senyawa atau unsur

Tabel 1. Klasifikasi perairan berdasarkan nilai kesadahan (Peavy et al. in E: iendi, 2000)

Kesadahan (mg/l CaC03) Klasifikasi perairan

<50 Lunak (soft)

50-150 Menengah (moderately hard)

150-300 Sadah (hard)

>300 Sangat sadah (very hard)

8

pengotor dalam jumlah tertentu yang dapat mempengaruhi sifat dan kualitasnya, sehingga

analisa sifat fisik-kimia dan mineralogi harus dilakukan terlebih dahulu sebelum bahan

tersebut dioptimalkan pemakaiannya (Wiradinata dan Astiana, 1989).

Jenis-jenis mineral zeolit alam adalah analsit, khabazit, klinoptilolit, etionit, ferrierit,

heulandit, laumenit dan fillipsit. Di Indonesia j enis mineral zeolit alam terbanyak adalah

klinoptilolit dan modernit Salah satu jenis zeolit alam adalah klinoptilolit dengan rumus

molekul (Na, K)20.A203.10SiC>2.8H20 ; dimana kation Na+ dan K+ merupakan yang dapat

dipertukarkan (Arifin dan Harsodo, 1991).

2. Sifat fisik dan kimia zeolit

Sifat fisik zeolit umumnya berwarna putih, merah, coklat, kuning atau hijau,

tergantung dari bahan pembentuknya. Kekerasannya termasuk sedang (3-5 skala mosh).

Berat jenis berkisar dari 2,0-2,5 g/cm (Barrer, 1982).

Dalam pemanfaatannya, karakteristik zeolit yang harus diketahui antara lain:

(1) kemurniannya, (2) komposisi kimiawi, (3) ukuran kristal, agregasi serta struktur

-mila*oMstalinrdan-(4)-telmik^pengaktifannya—(-Wiradinatadan-Astiana7-1989)^ --------------

Sifat yang khusus dari mineral zeolit adalah dalam hal:

1. struktur kristal tetrahedral dari alumino siliko oksigen termasuk ke dalam tipe terbuka,

berisi molekul air yang mudah lepas.

2. kation yang mengisi kenegatifan muatan dalam kisi kristal, mudah dipertukarkan

3. dengan asam mudah bereaksi

Dari .sifat-sifat dasar tersebut memberikan manfaat dalam penggunaannya, yaitu: pengayak

molekuler, penukar kation, penyerap dan katalisis. Sifat pertukaan kation merupakan dasar

dari proses-proses lain kegunaannya dalam bidang pertanian, lingkungan, industri, termasuk

farmasi (Komar et al, 1985).

Zeolit mempunyai tiga sifat penting dalam aplikasinya sebagai bahan penukar kation,

yaitu kinetika penukar ion, kapasitas tukar kation dan selektifitas ion. Kinetika penukar ion

adalah menyangkut waktu yang dibutuhkan untuk menangkap ion yang diangkut pada kisi

serapan dan menggantikan kation dalam struktur zeolit. Kapasitas tukar kation menunjukan

jumlah milliekuivalen ion yang dapat diabsorpsi oleh seluruh kisi rongga partikel zeolit. Untuk

kation yang lebih besar atau multivalensi (valensi ganda), maka kapasitas tukar kation zeolit

9

lebih rendah dibandingkan yang monovalen. Selanjutnya selektifitas kation menunjukan

kemampuan zeolit dalam memilih kation yang akan diserap, yang didasarkan padatingkat

energinya. Tingkat energi ini ditentukan oleh jarak antarkation, radius kation dan energi hidrasi

dari kation (Alfandi, 1994).

3. Aplikasi penggunaan zeolit

Zeolit memiliki kemampuan yang baik dalam menurunkan kadar kesadahan di dalam

air (Moss dan Moss, 1990). Pelunakan air sadah dengan menggunakan zeolit merupakan

metoda yang paling tua dan mudah yang memanfaatkan proses pertukaran ion. Zeolit mampu

menghilangkan kesadahan dengan cara menukar ion-ion penyebab kesadahan, seperti besi

(Fe), dan mangan (Mn) serta ion-ion yang lainnya dari dalam air dengan ion-ion tertentu

(Kemmer, 1979).

Sifat pertukaran ion yang dimiliki zeolit tidak hanya dapat dimanfaatkan sebagai

penyerap unsur hara dan mineral-mineral tertentu, akan tetapi dapat dipergunakan untuk

mengikat ion-ion logam berat. Penambahan zeolit dapat mengurangi pengaruh logam berat, -

seperti-QivCdT-Pbdan-Zn-pada-larutan-tanah-(Fugii-»?-ShQfiantyT-l-999).

Selain itu zeolit dapat dipakai sebagai bahan penyaring dalam pemurnian air,

menyerap amoniak dalam suatu perairan dan dapat mengurangi konsentrasi unsur-unsur logam

berat yang terdapat dalam air limbah (Minato in Shofianty, 1999).

Resin zeolit alami yang berasal dari Cikembar mampu menurunkan kandungan besi

(Fe) dalam air sebesar 89,33%. Begitu pula dengan resin zeolit alami yang lain, yaitu zeolit

dari Bayah mampu menurunkan kesadahan total sebesar 63,33% dalam suatu proses pelunakan

air dengan menggunakan metoda pertukaran ion. Sedangkan ukuran kristal zeolit yang efektif

dalam menurunkan kesadahan total dan kandungan besi (Fe) dalam air adalah 20-40 mesh

(Yuliantie, 1991).

4. Proses pengaktifan zeolit

Zeolit perlu diaktifkan terlebih dahulu sebelum dipergunakan untuk mempertinggi

daya keijanya sebagai penyerap ataupun penukar kation. Pengaktifan zeolit dapat dilakukan

melelui beberapa cara, antara lain: (1) pemanasan pada suhu dan waktu tertentu, (2) mengubah

atau mempertukarkan kation yang dapat dipertukarkan, (3) mengubah rasio Si:Al dengan

perlakuan dekationisasi atau dealumunasi (pengasaman). Pemanasan terhadap zeolit bertujuan

10

untuk mengeluarkan air yang terdapat di dalam rongga-rongga atau saluran zeolit, sehingga

larutan kation, gas ataupun molekul-molekul yang mempunyai ukuran lebih kecil dari

diameter saluran dapat masuk ke bagian dalam rongga zeolit. Pengaktifan zeolit melalui

pengasaman (dealumunasi) ditujukan untuk mengurangi efek hambatan dari 'j

pertukaran kation dengan cara pencucian kation Al dalam kerangka zeolit dan persisnya akan

digantikan oleh ion H +í (Wiradinata dan Astiana,1989).

5. Proses Regenerasi Zeolit

Resin zeolit memiliki keterbatasan kemampuan untuk mengikat ion-ion dalam struktur

rangkanya. Semakin lama kemampuan menukar ionnya semakin menurun, bahkan dapat

mencapai tingkat kejenuhan. Jika hal itu terjadi, maka diperlukan regenerasi. Dalam regenerasi

tersebut terdiri dari proses pencucian, regenerasi, pembilasan dan pemeliharaan (Kemmer,

1979).

Regenerasi itu sendiri adalah proses pengolahan untuk mendapatkan kembali resin

dalam bentuk aktif seperti semula dengan cara menghilangkan ion-ion yang telah terserap

-olehresin.-Regenerasi-dapatdilakukandengan-bemiacan'umacam-cara-bergantungpada _______

ion-ion apa yang terserap dalam resin tersebut. Regeneran yang dapat digunakan diantaranya

adalah larutan HC1 dan NaOH. Setelah dilakukan regenerasi, perlu diberikan pembilasan

terhadap resin. Pembilasan ini terdiri dari dua tahap, yaitu pembilasan awai dan akhir.

Tujuannya adalah untuk menghilangkan regeneran yang masih menempel pada resin dan

menghilangkan kemungkinan garam yang terbentuk (Fitriah, 2000).

+ air sisa kolom

pertukaran ion

+ larutan NaCl —> kolom pertukaran ion

Gambar 2. Proses regenerasi zeolit dengan larutan NaCl

D. Pelunakan air

1. Pengertian proses pelunakan air

Pelunakan air merupakan proses pemindahan atau pengurangan ion-ion yang

menyebabkan kesadahan pada air. Proses ini dapat disempurnakan dengan penurunan

kandungan total mineral dalam air ataupun melalui penukaran ion-ion penyebab kesadahan

dengan sodium (Moss dan Moss, 1990). Sedangkan Alaerts dan Santika (1987) menyebutkan

bahwa pelunakan merupakan penghapusan ion-ion tertentu yang ada dalam air dan yang

dapat bereaksi dengan zat-zat lain yang menyebabkan distribusi air dan penggunaannya

terganggu.

2. Metoda pelunakan air

Metoda yang biasa digunakan dalam pelunakan air adalah proses kapur-abu soda,

proses zeolit, dan proses resin organik. Dalam proses zeolit, ion kalsium dan magnesium

digantikan dengan ion sodium, membentuk campuran sodium dalam air yang tidak

menyebabkan kesadahan, tetapi dapat menambah konsentrasi sodium yang ada (Salvato,

1992).

Alaerts dan Santika (1987) memberikan perbandingan mengenai beberapa metoda

pelunakan air , yaitu seperti dibawah ini : o 1. Proses pengendapan senyawa Ca2+ dan Mg2+

Kebutuhan : Ca(OH)2, Na^CCb

Proses regenerasi pada zeolit dengan menggunakan larutan NaCl dapat dilihat pada

Gambar 2. (Simon, 1991) (R = zeolit)

CaCl2

R2 + 2NaCl

MgCl2

Ca

-> 2R-Na

Mg

12

Sifat: cepat (1-2 jam), dapat bersamaan dengan flokulasi, cara sederhana, efisiensi

cukup tinggi, harga murah

2. Proses pertukaran ion Ca2+ dan Mg2+ dengan ion Na+ atau H+

Kebutuhan : instalas! lengkap dengan penukar ion dan larutan regeneran

Sifat: sangat cepat (10-20 menit), tidak dapat bersamaan dengan proses lain dan air

baku tidak boleh keruh, instalas! dan operasi rumit, efisiensi sangat tinggi, untuk

industri dan penyediaan air ketel

3. Proses kontak air dengan butir pasir atau kapur Kebutuhan :

instalasi kolom kontak pasir atau kapur

Sifat: lambat(lebih dari 2 jam ), tidak dapat bersamaan dengan proses lain, cara

sederhana, efisiensi rendah.

3. Pelunakan air dengan zeolit melalui proses pertukaran ion

Pelunakan air dengan menggunakan zeolit dan resin buatan merupakan metoda

yang sederhana dan hanya memerlukan sedikit pengawasan. Biasanya digunakan untuk

mengolah persediaan air di rumah-rumah pribadi atau penduduk,- Namun, diperlukan

perlakuan pendahuluan untuk menghilangkan kekeruhan dan partikel-partikel organik

tersuspensi yang terkandung didalam air, sebelum dialirkan kedalam unit pengolahan.

Hal ini dimaksudkan untuk meningkatkan efektifitas dan efisiensinya (Salvato, 1992).

Pertukaran ion atau ion exchange adalah proses penggantian satu ion oleh ion lain yang

berada pada permukaan suatu resin (EPA, 1990). Pertukaran ion merupakan salah satu metoda

penghilangan mineral didalam air. Media (resin) yang umum digunakan untuk proses ini

adalah resin alami seperti zeolit atau resin buatan. Pada saat operasi dikontakkan dengan resin

penukar ion, maka ion-ion yang terlarut didalam air akan terserap ke dalam resin penukar ion

dan resin akan melepaskan ion lain dalam kesetaraan ekivalen (Kemmer, 1979).

Pontius (1990) memberikan penjelasan mengenai skema proses pelunakan air dengan

menggunakan metoda pertukaran ion dalam Gambar 3.

13

Backwash keluar

Regeneran masuk

Kolom pertukaran ion

Regeneran sisa

Backwash masuk

Air bahan masuk

Bypass

Air hasil olahan

Gambar 3. Skema proses pelunakan air

Proses pelunakan air dengan menggunakan metoda pertukaran ion yang dijelaskan pada

Gambar 3 diatas terdiri dari beberapa tahapan, yaitu proses pertukaran ion, keadaan jenuh,

proses backwash (pencucian), regenerasi, pembilasan lambat serta pembilasan cepat.

Simon (1991) menjelaskan mengenai reaksi yang terjadi di dalam kolom pertukaran

ion pada proses pelunakan air, seperti terlihat dalam Gambar 4.

Ca (HC03)2 2NaHCO Ca

S04 + 2R-Na -> Na2S04 + R2

Mg Cl2 2NaCl Mg

air sadah + kolom air lunak + kolom pertukaran ion pertukaran ion

Gambar 4. Proses pertukaran ion yang terjadi di dalam kolom pelunakan air

Sebagai media penukar ion, resin yang digunakan harus memenuhi syarat-syarat

tertentu (Fitriah, 2000), yaitu diantaranya adalah :

1. Memiliki kapasitas pertukaran ion yang tinggi

14

2. Memiliki kelarutan yang rendah dalam berbagai larutan, sehingga dapat digunakan

secara berulang kali. Resin akan beroperasi dalam cairan yang mempunyai sifat

melarutkan, oleh karena itu resin harus tahan terhadap air

3. Memiliki kestabilan kimia yang tinggi. Resin diharapkan dapat bekerja pada kisaran pH

yang besar dan tahan terhadap sifat asam dan basa serta pada proses oksidasi dan

radiasi

4. Memiliki kestabilan fisik yang tinggi. Resin diharapkan tahan terhadap tekanan

mekanis, hidrostatis cairan dan osmosis

Pertukaran ion dengan resin zeolit mampu menurunkan kesadahan didalam air (Moss

dan Moss, 1990). Didalam proses tersebut ion-ion penyebab kesadahan seperti besi dan

mangan serta ion-ion yang lain ditukarkan dengan ion yang lain (Kemmer, 1979). Pertukaran

ion dapat sangat efektif dalam memindahkan kontaminan-kontaminan tertentu yang terdapat

dalam proses pengolahan air limbah, bahkan dapat menghasilkan effluen dengan nilai

kontaminasi mendekati nol (EPA, 1990).

Kelebihan pelunakan air dengan menggunakan resin zeolit jika dibandingkan dengan

metoda lain adalah : selama proses tidak terbentuk endapan, ongkos operasi dan modal lebih

kecil, operasi mudah, regenerasi dan pengontrolan kualitasnya dapat dibuat otomatis, tidak

meyebabkan efek yang membahayakan serta dapat mencapai hasil dengan nilai kesadahan nol

(Husain, 1974).

Sedangkan keterbatasan yang dimiliki oleh metoda tersebut adalah : sulit digunakan

untuk air yang keruh, tidak digunakan untuk air dengan kadar Fe dan Mn yang tinggi (lebih

dari 2mg/1); kurang efektif untuk air yang bersifat asam dan dapat menjadi husuk jika disimpan

dalam keadaan lembab (zeolit alam) (Overman, 1969; Husain, 1974)

Desain peralatan pelunakan air dengan menggunakan kolom zeolit mempunyai

konstruksi yang hampir sama dengan penyaring pasir cepat. Bagian-bagian utama dari satu unit

pelunakan air, yaitu : inlet dan outlet air sadali, outlet air lunak, inlet dan outlet larutan

regeneran, pengontrol kecepatan aliran dan sistem pembuangan (drainase) (Powell, 1954).

15

III. BAHAN DAN METODE

A. Waktu dan tempat

Waktu penelitian dilaksanakan dari bulan Maret-Mei 2001 yang meliputi tahap persiapan,

pelaksanaan, analisa laboratorium dan analisa data.

Lokasi pengambilan air bahan dilakukan di daerah Sindang Barang, Bogor. Sedangkan

penyiapan alat dan pelaksanaan penelitian dilakukan di laboratorium Limnologi. Analisa

kualitas air berupa kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhan (turbiditas) dan pH,

dilakukan di laboratorium Limnologi lantai 3, Jurusan Manajemen Sumberdaya Perairan,

Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor

B. Alat dan bahan

Alat dan bahan yang digunakan selama penelitian ini meliputi: pipa PVC 3 buah (tinggi

75 cm, diameter 15 cm), ijuk, selang, corong, dan 1 buah ember plastik (10 liter), busa

penyaring, lem plastik, oven Gakken, kipas angin

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : zeolit alam asai Cikembar-

Sukabumi dengan 3 ukuran kristal yang berbeda, yaitu : ukuran besar (5-20 mesh = 0 2,8- 5,5

mm), sedang (40-60 mesh = 0 1,6-1,9 mm), dan kecil (80-100 mesh = 0 l,2-l,4mm), air sadah

dari daerah Sindang Barang, larutan HC1 0,2 N 6 liter, larutan aquades

C. Metoda kerja

Tahap persiapan

Tahap persiapan terdiri dari dua bagian, yaitu tahap menganalisa kondisi air bahan dan

tahap mempersiapkan alat-bahan serta pengaktifan zeolit. Analisa terhadap air bahan meliputi

analisa parameter-parameter kualitas air, yaitu kesadahan total, kandungan besi (Fe),

kekeruhan dan pH yang dilakukan sebanyak 3 kali ulangan untuk masing-masing parameter

kualitas air. Kemudian nilai tersebut dirata-ratakan, sehingga didapatkan satu nilai yang

mewakili kondisi tiap-tiap parameter yang dianalisa dari air bahan tersebut. Analisa dilakukan

di laboratorium Limnologi jurusan MSP, FPIK-IPB. Dari hasil analisa tersebut didapatkan nilai

kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhan dan pH air bahan sebagai nilai awai yang

akan dibandingkan dengan air hasil perlakuan.

16

Proses pengaktifan zeolit terdiri dari 2 fraksi berbeda, yaitu pemanasan dan pengasaman.

Aktifasi pemanasan dilakukan dengan pengovenan zeolit dalam 3 ukuran kristal berbeda yang

masing-masing dioven pada suhu 150 °C selama 2 jam. Sedangkan pengasaman dilakukan

dalam larutan HC1 0,2 N selama 2 jam. Selama proses pengasaman dilakukan pengadukan

yang bertujuan agar semua bagian zeolit terendam larutan HC1 secara merata.

Kemudian zeolit hasil dari pengaktifan tersebut diberikan perlakuan lanjutan. Untuk

zeolit dengan aktifasi pemanasan, selanjutnya dihilangkan partikel-partikel halusnya (sisa dari

pengovenan) melalui kipas angin, sehingga yang tersisa adalah benar-benar zeolit dengan

ukuran kristal yang digunakan. Sedangkan untuk zeolit hasil dari pengasaman, selanjutnya

dicuci secara mengalir dengan larutan aquades. Hal ini bertujuan untuk menetralkan kembali

zeolit setelah perendaman dengan HC1 0,2 N tadi. Lalu zeolit tersebut ditiriskan sampai benar-

benar kering.

Zeolit yang telah diaktifkan tersebut siap untuk digunakan sebagai resin dalam proses

pelunakan air. Kemudian dikelompokan berdasarkan fraksi aktifasi dan ukuran kristalnya

masing-masing dengan mengikuti kombinasi perlakuan yang diberikan, seperti tercantum pada

Tabel 2.

1. Tahap pelaksanaan penelitian

Tabel 2. Kombinasi perlakuan No Kolom Perlakuan Keterangan

1 I AIBI Tanpa aktifasi —ukuran besar (5-20 mesh = 0 2,8-5,5 mm)

2 II A1B2 Tanpa aktifasi -ukuran sedang (40-60 mesh = 0 1,6-1,9 mm)

3 III A1B3 Tanpa aktifasi -ukuran kecil (80-100 mesh = 0 1,2-1,4 mm)

4 IV A2B1 Aktifasi pemanasan - ukuran besar (5-20 mesh = 0 2,8-5,5 mm)

5 V A2B2 Aktifasi pemanasan - ukuran sedang (40-60 mesh = 0 1,6-1,9 mm)

6 VI A2B3 Aktifasi pemanasan - ukuran kecil (80-100 mesh = 0 1,2-1,4 mm)

7 VII A3B1 Aktifasi pengasaman - ukuran besar (5-20 mesh = 0 2,8-5,5 mm)

8 VIII A3B2 Aktifasi pengasaman - ukuran sedang (40-60 mesh = 0 1,6-1,9 mm)

9 IX A3B3 Aktifasi pengasaman - ukuran kecil (80-100 mesh = 0 1,2-1,4 mm)

Keterangan:

Al; tanpa aktifasi, A2; fraksi aktifasi dengan pemanasan, A3; fraksi aktifasi dengan

pengasaman, BI; ukuran besar (5 - 20 mesh = 0 2,8-5,5 mm), B2; ukuran sedang (40 - 60

mesh ^ 0 1,6-1,9 mm), B3; ukuran kecil (80 - 100 mesh = 0 1,2-1,4 mm)

17

Penyusunan alat dalam penelitian ini ditunjukan seperti ditunjukan pada Gainbar 5

Kolom pelunakan air

Plastik penampung air liasi! perlakuan

Gambar 5. Susunan alat

Air sadah yang berasal dari tempat penampungan (ember plastik) dialirkan melalui selang

18

plastik menuju kolom pelunakan air (pipa PVC) dengan kecepatan alir sebesar 1,5 cm/detik.

Untuk mendapatkan nilai kecepatan alir yang konstan dilakukan pengaturan terhadap volume

air sadah yang berada dalam ember plastik sedemikian rupa sehingga didapatkan nilai

kecepatan alir yang tetap. Air sadah yang masuk ke dalam kolom pelunakan air akan melewati

lubang inlet air sadah dan terus dialirkan oleh shower. Dari shower ini, air sadah tadi

didistribusikan secara merata menuju resin zeolit yang terdapat di dalam kolom pelunakan air.

Selanjutnya di dalam resin tersebut terjadi proses pelunakan air. Pelunakan air yang I ^ i

terjadi mengikuti proses pertukaran ion, dimana ion-ion penyebab kesadahan (Ca , Mg ) yang

terdapat dalam air akan ditukarkan dengan ion-ion Al3+, Si2+ atau H* yang terdapat dalam

resin zeolit dalam proses kesetimbangan. Air sadah yang mengalami pelunakan tersebut

selanjutnya akan masuk ke lapisan ijuk dan diteruskan menuju busa penyaring. Lapisan ijuk

dan busa penyaring berfungsi untuk menyaring partikel-partikel yang ikut bersama aliran air

yang akan menyebabkan meningkatnya nilai kekeruhan pada air hasil perlakuan. Kemudian

air yang sudah dilunakkan tadi dikeluarkan melalui lubang outlet air lunak yang akan

ditampung dalam botol plastik. Air yang terdapat dalam botol plastik sebagai air hasil

perlakuan tadi akan dianalisa nilai kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhan dan pH-

nya. Untuk mendapatkan nilai yang akurat, maka dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali

ulangan. Selanjutnya nilai hasil analisa yang didapatkan dari air hasil perlakuan tersebut akan

dibandingkan dengan nilai dari air balian (yang telah dianalisa sebelumnya). Kemudian

dianalisa apakah terjadi kenaikan, penurunan atau tetap atau hal-hal lain yang terjadi selama

penelitian terhadap nilai kesadahan, kandungan besi, kekeruhan dan pH air bahan.

E. Metoda analisa data

1. Efisiensi (E)

Untuk menghitung efisiensi (E) kombinasi perlakuan yang diberikan terhadap

perubahan nilai kesadahan total dan kandungan besi (Fe), maka digunakan rumus sebagai

berikut:

E = No-Nt x 100% ; No = 250,24 mg/lCaC03 No

19

Dimana : E = efisiensi kombinasi perlakuan (%)

No = nilai kesadahan total atau kandungan besi (Fe) air bahan

Nt = nilai kesadahan total atau kandungan besi (Fe) air hasil perlakuan

2. Perancangan Percobaan

Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap berfaktor 3x3

dengan 3 kali ulangan. Penelitian ini terdiri dari dua faktor, yaitu fraksi aktifasi zeolit sebagai

faktor I dan ukuran kristal sebagai faktor II. Faktor I dan faktor II masing-masing terdiri dari

tigataraf. (Steel dan Torrie, 1995)

Model persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:

Yyk = M + a, + (3j + (a(3)ij + £yk

dimana :

Yyk - nilai pengamatan pada ulangan ke-k yang memperoleh kombinasi perlakuan taraf ke-i

dari faktor aktifasi zeolit dan taraf ke-j dari faktor ukuran kristal jj, = rataan umum

ctj = pengarah utama dari faktor aktifasi zeolit taraf ke-i Pj = pengaruh utama dari faktor

ukuran kristal taraf ke-j

(a(3)ij= pengaruh interaksi dari faktor aktifasi zeolit taraf ke-i dan faktor ukuran kristal

taraf ke-j

£jjk = pengaruh galat dari satuan percoban ke-k kombinasi perlakuan ij

Selanjutnya data yang diperoleh dianalisa dengan menggunakan Anova (Análisis of

variance). Sedangkan untuk mengetahui perbandingan dari masing-masing perlakuan terhadap

nilai pengamatan yang diteliti, digunakan Uji Beda Nyata Terkecil (BNT) dengan rumus :

BNT = t(a/2,n) x V2KTS/r

dimana : t a/2 = nilai dari Tabel t( a - 5%)

n — derajat bebas sisa (dbs)

KTS = kuadrat tengah sisa

r = banyaknya ulangan

20

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Kondisi air bahan

Nilai kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhan dan pH air bahan, yakni air

sadah dari daerah Sindang Barang yang diamati disajikan dalam Tabel 3.

Berdasarkan data pada Tabel 3 didapatkan nilai kesadahan total air bahan yang sebesar

250,24 mg/lCaC03 termasuk kedalam golongan air sadah. Hal ini sesuai dengan pendapat

Peavy et al. in Effendi (2000) yang menyebutkan bahwa nilai kesadahan yang terletak

diantara 150-300 mg/lCaC03 termasuk kedalam golongan air sadah.

Dengan kondisi air yang sadah tersebut dapat menimbulkan kerugian-kerugian dalam

penggunaannya, khususnya untuk keperluan domestik (rumah tangga) dan industri. Seperti

halnya beberapa kerugian yang dialami oleh masyarakat sekitar yang menggunakan air

tersebut, berupa : pemborosan konsumsi sabun, menimbulkan kerak pada ketel, terbentuknya

endapan-endapan pada pipa yang akan mempersempit diameternya dan menimbulkan

perubahan warna pada rendaman cucian pakaian. Hal ini sesuai dengan penelitian yang

dilakukan oleh Siahaan (2000) mengenai kerugian-kerugian dari penggunaan air sadah untuk

keperluan domestik dan industri.

Sedangkan nilai kandungan besi (Fe) yang sebesar 0,081mg/l masih tergolong dalam

nilai yang aman sebagai bahan untuk air baku air minum serta air untuk kepentingan domestik

dan industri (Perda, 1991), sehingga dalam penggunaannya tidak menimbulkan permasalahan.

Untuk nilai kekeruhan yang sebesar 0,43 NTU masih tergolong kedalam nilai yang memenuhi

baku mutu untuk bahan air minum (Perda, 1991). Begitu pula halnya dengan nilai pH air

Tabel 3. Nilai kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhan dan pH air bahan

No. Parameter fisika/kimia Nilai Satuan

1 Kesadahan total 250,24 mg/I CaC03

2 Besi 0,081 mg/l

3 Kekeruhan 0,43 NTU

4 pH 7,12 -

21

bahan sebesar 7,12 merupakan nilai yang masih berada dalam kisaran

nilai pH untuk air baku air minum dan untuk kepentingan domestik yang diperbolehkan, yaitu

sebesar 5-9 (Perda, 1991).

B. Kesadahan total air hasil perlakuan

Nilai kesadahan total air hasil perlakuan bervariasi mulai dari 80,97 mg/lCaC03

(A2B2 ulangan 2) hingga 215,01 mg/lCaC03 (AIBI ulangan 2) (Lampiran 2). Untuk nilai

rataan kesadahan total air hasil perlakuan disajikan pada Tabel 4. dan Gambar 6. Sedangkan

selisih nilai antara air bahan dan air hasil perlakuan diperlihatkan pada Tabel 5

Tabel 4. Nilai rataan kesadahan total (mg/lCaC03) air hasil perlakuan Aktifasi Ukuran kristal

Mo. BI

(Besar)

B2

(Sedang)

B3

(Kecil)

1 Al

(tanpa aktifasi)

211,86 190,56 203,47

2 A2

(aktifasi pemanasan)

200,33 87,56 199,93

'•V 3

A3

(aktifasi pengasaman)

204,94 99,87 196,47

Keterangan : nilai kesadahan awai - 240,24 mg/lCaCC>3

Tabel 5. Selisih nilai kesadahan total (mg/lCaC03) air bahan dan air hasil perlakuan >J0 Aktifasi Ukuran kristal

BI B° B3 (Besar) (Sedang) (Kecil)

1 Al

(tanpa aktifasi)

38,38 59,68 46,77

2 A2

(aktifasi pemanasan)

49,91 162,68 50,31

'i J

A3

(aktifasi pengasaman)

45,30 150,37 53,77

22

A3 A2

A3ttLfas i

air A1

bahan

Gambar 6. Grafik nilai kesadahan total air bahan dan air hasil perlakuan

Dari Gambar 6 dapat dinyatakan keterangan bahwa secara umum terjadi penurunan nilai

kesadahan total air bahan. Kombinasi perlakuan BI (ukuran kristal besar) untuk semua

perlakuan A (fraksi aktifasi) menunjukan nilai penurunan yang tidak begitu signifikan, yaitu

berkisar antara 38,38-45,30 mg/lCaC03 dengan nilai kesadahan total pada air hasil perlakuan

berkisar dari 200,33-211,86 mg/lCaC03. Begitu pula halnya untuk perlakuan B3 (ukuran kristal

kecil) pada semua perlakuan A (fraksi aktifasi) menghasilkan nilai penurunan yang rendah,

yaitu berkisar antara 46,77-53,77 mg/lCaC03 dengan nilai kesadahan total pada air hasil

perlakuan sebesar 196,47-199,93 mg/lCaC03. Berbeda halnya dengan perlakuan B2 (ukuran

kristal sedang) menghasilkan nilai penurunan yang bervariasi. Kombinasi perlakuan A1B2

(tanpa aktifasi - ukuran kristal sedang) menghasilkan nilai kesadahan total air hasil perlakuan

sebesar 190,56 mg/l CaC03. Sedangkan kombinasi perlakuan A2B2 (aktifasi pemanasan -

ukuran kristal sedang) dan A3B2 (aktifasi pengasaman - ukuran kristal sedang) menghasilkan

penurunan nilai kesadahan total yang tertinggi, yaitu 162,68 dan 150,37 mg/lCaC03 dengan

nilai kesadahan total pada air hasil perlakuan masing-masing sebesar 87,56 dan 99,87

mg/ICaCC>3.

Hasil analisa statistik uji-F menunjukan bahwa fraksi aktifasi dan ukuran kristal zeolit

serta interaksi keduanya berpengaruh sangat nyata dalam menurunkan nilai kesadahan total air

bahan, sehingga didapatkan nilai kesadahan total air hasil perlakuan yang lebih rendah dari

nilai air bahan (Lampiran 3). Sedangkan untuk mengetahui pengaruh

PO

O

300

¡j 250

O

%

200

g 150

J 100

* 50

v* 41

H

0

I V- | s § s I-

' f m s I

f/ % §

I i-m

□ air Lahan

£3 ukuran kristal BI

□ ukuaii kristal B2 £3

ukuran krbtal B3

23

interalcsi tiap perlakuan terhadap penurunan nilai kesadahan total air bahan, dilakukan uji

statistik lanjutan berupa Uji Beda Nyata Terkecil (BNT).

Hasil uji BNT menunjukan bahwa secara umum seluruh perlakuan memberikan

pengaruh yang nyata dalam menurunkan nilai kesadahan total air bahan (Lampiran 2).

Perlakuan yang memberikan pengaruh sangat nyata adalah A2B2 (aktifasi pemanasan - ukuran

kristal sedang) dan A3B2 (aktifasi pengasaman ~ ukuran sedang). Sedangkan kombinasi

perlakuan Al (tanpa aktifasi) untuk semua perlakuan B (ukuran kristal zeolit) tidak

berpengaruh nyata dalam menurunkan nilai kesadahan total air bahan. Begitu pula kombinasi

B3 (ukuran kristal kecil) pada semua perlakuan A (fraksi aktifasi) memberikan pengaruh yang

kurang nyata sampai nyata dalam menurunkan nilai kesadahan total air bahan. Hal ini terlihat

dari penurunan nilai kesadahan total air bahan yang tidak begitu signifikan.

Tingkat efisiensi (E%) kombinasi perlakuan aktifasi dan ukuran kristal zeolit dalam

menurunkan nilai kesadahan total air bahan terlihat dalam Tabel 6 dan Gambar 7

Tabel 6. Efisiensi (%) kombinasi perlakuan terhadap penurunan nilai kesadahan total air bahan No. Aktifasi Ukuran kristal

BI

(Besar)

B2

(Sedang)

B3

(Kecil)

1 Al

(tanpa aktifasi)

15,34 23,85 18,69

2 A2

(aktifasi pemanasan) 19,94 65,01 20,10

0 A3

(aktifasi pengasaman)

18,10 60,09 21,49

24

Gambar 7, Grafik efisiensi perlakuan terhadap penurunan nilai kesadahan total air bahan

Dari Tabel 5 dan Gambar 7 terlihat bahwa efisiensi kombinasi perlakuan A2B2 (aktifasi

pemanasan - ukuran kristal sedang) (65,01%) dan A3B2 (aktifasi pengasaman - ukuran

kristal sedang) (60,09%) memberikan nilai yang tertinggi dibandingkan perlakuan yang lain

dalam menurunkan kesadahan total air bahan. Sedangkan nilai efisiensi yang terkecil

dihasilkan oleh perlakuan Al BI (tanpa aktifasi- ukuran kristal besar) sebesar 15,34%).

Adanya perbedaan nilai tingkat efisiensi pada perlakuan-perlakuan yang diberikan

lebih banyak dipengaruhi oleh perbedaan ukuran kristal zeolit yang digunakan kemudian

oleh fraksi aktifasi yang diberikan. Terlihat bahwa ukuran kristal sedang lebih efisien

dibanding ukuran kristal besar dan kecil. Sedangkan fraksi aktifasi pemanasan dan

pengasaman mampu meningkatkan tingkat efisiensi zeolit dalam menurunkan nilai

kesadahan dalam air. Dibandingkan dengan zeolit yang tidak diaktifkan terlebih dahulu.

C. Kandungan besi (Fe) air hasil perlakuan

Nilai kandungan besi (Fe) air hasil perlakuan beragam berkisar mulai dari 0,008 -

0, 059 mg/l. Untuk nilai rataan kandungan besi (Fe) air hasil perlakuan disajikan pada

Tabel 7 dan Gambar 8. Sedangkan selisih nilai air bahan dengan air hasil perlakuan ditunjukan

pada Tabel 8

Aktifasi

25

0.09 -0*08

Tabel 8. Selisih nilai kandungan besi (Fe) (mg/l) air bahan dan air hasil perlakuan

E3 .air "b- aliaii EJ Tjikvuraii knst-al E1 B lAJairaii Jciistal B2

E3\ikuaraii liristal B3

Akdfasi

Gambar 8. Grafik nilai kandungan besi (Fe) air bahan dan air hasil perlakuan

Tabel 7. Nilai rataan kandungan besi (Fe) (mg/l) air hasil perlakuan No. Aktifasi Ukuran kr istal

BI

(Besar)

B2

(Sedang)

B3

(Kecil)

l Al

(tanpa aktifasi)

0,041 0,034 0,0587

2 A2

(aktifasi pemanasan)

0,025 0,009 0,046

3 A3

(aktifasi pengasaman)

0,028 0,016 0,052

keterangan : nilai kandungan besi (Fe) awai - 0,081 mg/l

Aktifasi Ukuran kristal

No. BI

(Besar)

B2

(Sedang)

B3

(Kecil)

1 Al

(tanpa aktifasi)

0,040 0,047 0,022

2 A2

(aktifasi pemanasan)

0,056 0,072 0,035

J A3

(aktifasi pengasaman)

0,053 0,065 0,029

A3 A2 A1 air bahan

26

Dari Gambar 8didapatkan keterangan bahwa secara umum terjadi penurunan nilai kandungan

besi (Fe) air bahan. Kombinasi perlakuan B3 (ukuran kristal kecil) untuk semua perlakuan A

(fraksi aktifasi) menunjukan nilai penurunan yang tidak begitu signifikan, yaitu berkisar antara

0,022-0,35 mg/l dengan nilai yang didapatkan dari air hasil perlakuan sebesar 0,046-0,058

mg/l. Berbeda halnya dengan perlakuan B2 (ukuran kristal sedang) untuk semua perlakuan A

(fraksi aktifasi) menghasilkan nilai penurunan yang tinggi, yaitu dari 0,047-0,072 mg/l dengan

nilai kandungan besi (Fe) pada air hasil perlakuan sebesar

0, 009-0,034 mg/l. Kombinasi perlakuan BI (ukuran kristal besar) untuk semua

perlakuan A (fraksi aktifasi) menghasilkan nilai kandungan besi (Fe) air hasil perlakuan yang

cukup tinggi, yaitu berkisar 0,025-0,041 mg/l.

Hasil analisa statistik uji-F menunjukan bahwa fraksi aktifasi dan ukuran kristal zeolit

berpengaruh sangat nyata serta interaksi keduanya berpengaruh nyata dalam menurunkan nilai

kandungan besi (Fe) air bahan, sehingga didapatkan nilai kandungan besi (Fe) air hasil

perlakuan yang lebih rendah dari nilai air bahan (Lampiran 4). Sedangkan untuk mengetahui

pengaruh interaksi tiap perlakuan terhadap penurunan nilai kesadahan total air bahan,

dilakukan uji statistik lanjutan berupa Uji Beda Nyata Terkecil (BNT).

Hasil uji BNT menunjukan bahwa secara umum seluruh perlakuan memberikan

pengaruh yang nyata dalam menurunkan nilai kandungan besi (Fe) air bahan (Lampiran 4).

Perlakuan yang memberikan pengaruh sangat nyata adalah A2B2 (aktifasi pemanasan - ukuran

kristal sedang) dan A3B2 (aktifasi pengasaman - ukuran kristal sedang). Sedangkan kombinasi

perlakuan Al (tanpa aktifasi) untuk semua perlakuan B (ukuran kristal zeolit)

4idak-beipengaruh-nyatadalam-menurunkannilaLkandungan-besL(Ee)air-bahan_Begitu _______

pula kombinasi B3 (ukuran kristal kecil) pada semua perlakuan A (fraksi aktifasi) memberikan

pengaruh yang kurang nyata sampai nyata dalam menurunkan nilai kandungan besi (Fe) air

bahan. Hal ini terlihat dari penurunan nilai kandungan besi (Fe) air bahan yang tidak begitu

signifikan.

Tingkat efisiensi (E%) kombinasi perlakuan aktifasi dan ukuran kristal zeolit dalam

penurunan nilai kandungan besi (Fe) air bahan terlihat dalam Tabel 9 dan Gambar 9.

27

Gambar 9. Grafik efisiensi perlakuan terhadap penurunan nilaTKandungan besr(Fe)“airbahan

Dari Tabel 9 dan Gambar 9 terlihat bahwa efisiensi kombinasi perlakuan A2B2 (88,89%) dan

A3B2 (80,25%) memberikan nilai yang tertinggi dibandingkan perlakuan yang lain dalam

menurunkan kandungan besi (Fe) air bahan. Sedangkan nilai efisiensi yang terkecil dihasilkan

oleh perlakuan A1B3 sebesar 28,40%.

Pengaktifan zeolit melalui pemanasan bertujuan untuk mengeluarkan air yang terdapat

di dalam rongga-rongga atau saluran zeolit, sehingga larutan kation, gas ataupun molekul-

molekul yang mempunyai ukuran lebih kecil dari diameter saluran dapat masuk kebagian dalam

rongga zeolit. Wiradinata dan Astiana (1989) menyebutkan bahwa

Tabel 9. Efisiensi (%) kombinasi perlakuan terhadap penurunan ___ nilai kandungan

besi (Fe) air bahan _______________________________________ Ukuran kristal

No. Aktifasi BI

(Besar)

B2

(Sedang)

B3

(Kecil)

1 Al

(tanpa aktifasi)

49,38 58,02 28,40

2 A2

(aktifasi pemanasan)

69,14 88,89 43,21

3 A3

(aktifasi pengasaman)

65,43 80,25 35,80

perlakuan aktifasi pemanasan yang terbaik adalah berkisar antara suhu 150~300°C dengan

waktu pemanasan 2-4 jam, dimana struktur zeolit tidak mengalami kerusakan, sehingga daya

absorpsi dan kapasitas tukar kationnya lebih meningkat.

Pada penelitian ini dimana suhu aktifasi yang sebesar 150°C dengan waktu aktifasi 2

jam ternyata dapat memberikan hasil yang signifikan dalam menurunkan nilai kesadahan total

dan kandungan besi (Fe) air bahan. Hal ini terlihat pada kombinasi perlakuan A2B1, A2B2,

A2B3 yang menunjukan penurunan nilai kesadahan total dan kandungan besi (Fe) air bahan

cukup besar.

Wiradinata dan Astiana (1989) menerangkan bahwa aktifasi pemanasan yang tinggi

akan menyebabkan terjadinya dehidroksilasi (pemecahan ikatan gugus hidroksil) gugus OH

yang menyebabkan penurunan kapasitas pertukaran kationnya melalui reaksi: 3(A10HSi) -» 2

(Al-O- Si) + A1(0H)+2 + (Si-O-Si) + H20 yang membentuk gugus siloksan dan aluminum

yang miskin gugus hidroksil, sehingga terjadi kerusakan pada struktur kristal zeolit.

Fraksi aktifasi lain yang diteliti dalam penelitian ini adalah dengan pengasaman (larutan

HC1 0,5N). Pengaktifan zeolit melalui pengasaman (dealuminasi) ditujukan dengan cara

pencucian kation Al3+ dalam kerangka zeolit dimana posisinya akan digantikan oleh ion H+

(Wiradinata dan Astiana, 1989).

Pemberian suatu larutan asam pada mineral zeolit yang kaya akan silika seperti

klinoptilolit dan modernit akan menyebabkan Al pada sisi kristal akan terlepas dan membentuk

hidrogen zeolit, serta membuka saluran dari struktur zeolit melalui penghilangan pengaruh

penutupan silika pada saluran zeolit; Tahap awai dari dealuminasi ditunjukan pada Gambar 10.

Akan tetapi apabila proses ini berlebihan maka pada akhirnya Si(OH)4 mudah mengalami

polimerasi karena terjadinya pemisahan gugus OH (dehidroksilasi) membentuk Si-O-Si yang

Si Si Si Si £ il £

0 0 OH HO !Z OH HO Al + HC1 A1C13 + MCI + 71 R

7f Si Si 0 0

71 K

Si Si

Gambar 10. Proses awai dealuminasi (pengasaman ) pada kristal zeolit

29

merupakan ikatan yang kuat. Hidrolisis tidak akan terjadi lagi karena semakin berkurangnya

gugus hidroksil Setiap oksigen pada ikatan ini cenderung mengikat H* membentuk OH yang

dapat mengalami disosiasi atau hidrolisis dengan mudah apabila terjadi perubahan keadaan

lingkungan terutama pH. Ion hidrogen pada gugus hidroksil ini siap dipertukarkan dengan

kation lain, dengan demikian kapasitas tukar pertukaran zeolit menjadi lebih besar dan daya

absorpsinya semakin tinggi (Wiradinata dan Astiana, 1989).

Hal ini terlihat pada Gambar 8 dan Gambar 10, dimana perlakuan A3B1, A3B2, dan

A3B3 memperlihatkan nilai kesadahan total dan kandungan besi (Fe) yang menurun pada air

bahan. Sedangkan perlakuan A3B2 menghasilkan nilai yang terendah diantara perlakuan

dengan fraksi aktifasi pengasaman.

Daya absorbsi, kapasitas tukar kation dan daya selektifitas zeolit dipengaruhi oleh jenis

zeolit, proses aktifasi dan ukuran kristal zeolit, keadaan air bahan serta unit kolom zeolit yang

digunakan. Dari beberapa uraian yang telah dikemukakan diatas terlihat bahwa fraksi aktifasi

yang diberikan mampu meningkatkan daya absorpsi dan kapasitas tukar kation zeolit. Hal ini

dapat dilihat dari beberapa perlakuan yang berhasil menurunkan nilai kesadahan total dan

kandungan besi (Fe) air bahan (Gambar 6 dan Gambar 8) dengan tingkat efisiensi tertentu

(Gambar 7 dan Gambar 9).

Faktor lain yang mempengaruhi daya absorpsi dan kapasitas tukar kation zeolit selain

fraksi aktifasi adalah ukuran kristal zeolit. Wiradinata dan Astiana (1989) menyebutkan bahwa

semakin halus ukuran butir zeo 1 it dari 5-10 mesh sampai dengan 60 mesh dapat

meningkatkan nilai absorpsi dan kapasitas tukar kationnya. Penggerusan lebih lanjut untuk

dipergunakan sebagai bahan penukar kation dalam reaksi pertukaran kemampuannya menjadi

rendah. Keadaan ini kemungkinan disebabkan adanya kerusakan pada sebagian struktur

mikrokristalin ataupun tertutupnya rongga saluran akibat penggerusan, sehingga menyebabkan

daya tukar kation dan daya absorbsinya menurun. Hal ini membuktikan mengapa perlakuan B 3

(ukuran kristal kecil) untuk semua perlakuan A (fraksi aktifasi) memiliki tingkat efisiensi

penurunan nilai kesadahan total dan kandungan besi (Fe) yang terendah. Hal yang sama pula

didapatkan dalam penelitian yang telah dilakukan oleh Yuliantie (1991) mengenai pengaruh

asai, ukuran zeolit dan kecepatan alir

terhadap proses pelunakan air. Disebutkan bahwa ukuran kristal zeolit yang efektif dalam

menurunkan nilai kesadahan total dan kandungan besi (Fe) dalam air adalah 20-40 mesh.

30

Tingkat efisiensi yang dicapai adalah sebesar 63,33% (kesadahan total) dan 89,33%

(kandungan besi).

Selain dari faktor pengaktifan dan ukuran kristal zeolit, faktor lain yang

mempengaruhi efektifitas proses pelunakan air adalah unit pelunakan air yang digunakan.

Unit pelunakan air yang digunakan dalam penelitian ini sangant sederhana. Walaupun

demikian, unit pelunakan tersebut telah memenuhi syarat dimana suatu unit pelunakan air

dapat dikatakan layak untuk dioperasikan, yaitu terdiri dari inlet air sadah, unggun zeolit,

pengatur kecepatan alir/debit air dan outlet air lunak. Hal ini sesuai dengan apa yang

dikemukakan oleh Powell (1954) mengenai beberapa syarat dimana suatu unit pelunakan air

dapat dioperasikan.

D. Kekeruhan air hasil perlakuan

Tabel 10. Nilai rataan kekeruhan (NTU) air hasil perlakuan No. Aktifasi Ukuran kristal

BI

(Besar)

B2

(Sedang)

B3

(Kecil)

1 Al

(tanpa aktifasi)

0,57 0,62 0,82

2 A2

(aktifasi pemanasan)

0,91 0,94 0,96

3 A3

(aktifasi pengasaman) 0,40 0,47 0,51

Keterangan : nilai kekeruhan awai = 0,43

31

Gambar 11. Grafik nilai kekeruhan (NTU) air bahan dan air hasil perlakuan

Dari Tabel 10 Gambar 11 dapat diketahui bahwa secara umum terjadi kenaikan nilai kekeruhan

pada air hasil perlakuan, kecuali perlakuan A3B1 (aktifasi pengasaman-ukuran kristal kecil)

yang mengalami penurunan menjadi sebesar 0,40 NTU. Sedangkan perlakuan- perlakuan yang

lainnya ternyata mengalami kenaikan nilai kekeruhan. Adanya kenaikan nilai kekeruhan air

hasil olahan diperkirakan terjadi karena pengaruh dari aktifasi pemanasan pada zeolit yang

digunakan. Proses aktifasi dilakukan melalui pengovenan mineral zeolit pada suhu 150°C

selama 2 jam. Dalam proses tersebut diperkirakan zeolit dengan ukuran kristal kecil mengalami

perubahan struktur mikrokristalin menjadi lebih halus lagi, sehingga menghasilkan partikel-

partikel debu yang dapat meningkatkan nilai

-kekeruhan-aii-bahan^Berdasarkan-Gambar-14-dapatdilihaUernyata-perlakuanJB3-untuk _____

berbagai fraksi aktifasi mampu memberikan nilai kenaikan kekeruhan yang lebih tinggi dari

perlakuan yang lainnya, terutama dengan kombinasi perlakuan A2 (aktifasi pemanasan). Akan

tetapi walaupun secara umum terjadi kenaikan nilai kekeruhan pada air hasil olahan, nilai-nilai

kekeruhan yang dihasilkan masih berada dalam kisaran yang diperbolehkan (aman) untuk air

baku air minum dan kepentingan domestik lainnya (Perda, 1991).

Hasil analisa statistik uji-F menunjukan bahwa fraksi aktifasi dan ukuran kristal

berpengaruh sangat bahan nyata serta interaksi keduanya berpengaruh nyata terhadap

perubahan nilai kekeruhan air bahan. Sedangkan untuk mengetahui pengaruh interaksi tiap

perlakuan terhadap perubahan kekeruhan air bahan, dilakukan uji statistik lanjutan berupa

32

Uji Beda Nyata Terkecil (BNT). Hasil uji BNT menunjukan bahwa perlakuan Al (tanpa

aktifasi) dan A2 (aktifasi pemanasan) untuk semua ukuran kristal memberikan pengaruh yang

nyata terhadap perubahan nilai kekeruhan air bahan. Sedangkan perlakuan A3 (aktifasi

pengasaman) memberikan pengaruh yang kurang nyata.

E. pH air hasil perlakuan

Hasil analisa perubahan nilai pH air hasil perlakuan dapat dilihat pada Tabel 9.

Aktifasi

Gambar 12. Grafik nilai pH air bahan dan air hasil perlakuan

Dari Gambar 12 diatas dapat diketahui bahwa perubahan nilai pH air hasil olahan bervariasi

(terjadi penurunan dan kenaikan nilai pH). Nilai perubahan pH yang paling berfluktuasi

Tabel 11. Nilai rataan pH air hasil perlakuan No. Aktifasi Ukuran kristal

BI

(Besar)

B2

(Sedang)

B3

(Kecil)

1 Al

(tanpa aktifasi)

7,12 7,09 7,18

2 A2

(aktifasi pemanasan)

7,36 7,45 7,50

0 A3

(aktifasi pengasaman)

5,99 6,03 5,64

keterangan : nilai pH awai = 7,12 7

6 5

K 4 PH '

1P

n>l

M isf

Hair bakm H

ukuran kristal B1

□ukuran. kristal B2

I-:- P m m

f-i

P % v f

mi

lF::

«i «i

f E ukuran kristal B3

i A1 A2 A3 air

bahan

33

adalah terjadi pada perlakuan A3 (aktifasi pengasaman) dengan berbagai ukuran kristal zeolit

yang diberikan. Adanya perubahan nilai pH air bahan disebabkan karena pengaruh dari aktifasi

dengan pengasaman dimana larutan asam yang belum tercuci (masih menempel pada zeolit)

dari pembilasan penghilangan pengaruh asam pada zeolit dapat menurunkan nilai pH air hasil

perlakuan, terutama untuk kombinasi A3 (aktifasi pengasaman). Akan tetapi, perubahan nilai

pH tersebut masih berada dalam kisaran yang aman untuk air baku air minum dan untuk

keperluan domestik yang lainnya (Perda, 1991).

Hasil analisa statistik uji-F menunjukan bahwa fraksi aktifasi berpengaruh sangat nyata

terhadap perubahan nilai pH air bahan. Sedangkan ukuran kristal zeolit serta interaksi keduanya

tidak berpengaruh nyata terhadap perubahan nilai pH air bahan. Sedangkan untuk mengetahui

pengaruh interaksi tiap perlakuan terhadap penurunan nilai kesadahan total air bahan, dilakukan

uji statistik lanjutan berupa Uji Beda Nyata Terkecil (BNT).

Hasil uji BNT menunjukan bahwa perlakuan A3 (aktifasi pengasaman) untuk semua

ukuran kristal zeolit yang digunakan berpengaruh nyata terhadap perubahan nilai pH air bahan.

F. Analisa ekonomis terhadap unit pelunakan air

Usaha untuk melakukan analisa ekonomis terhadap unit pelunakan air merupakan hal

yang penting guna meningkatkan efektifitas dan kualitas pelunakan air yang dilakukan.

Pemilihan j enis dan volume resin yang digunakan, pengaturan besarnya kecepatan alir/debit

alir air sadah dan air lunak, dimensi kolom pelunakan air dan jumlah unit pelunakan yang

dioperasikan-dapatmempengaruhi-kualitasdan-efisiensi-prosespelunakan-air-yang ----------------

dilakukan. Untuk penelitian ini dimana resin yang digunakan adalah resin zeolit alami dengan

kecepatan alir sebesar 1,5 cm/s mampu memberikan hasil yang baik. Kemudian perancangan

dimensi kolom serta jumlah unit pelunakan air yang sebanyak satu unit tersebut ternyata dapat

menurunkan nilai kesadahan total dan kandungan besi (Fe) air bahan dengan hasil yang cukup

signifikan. Apalagi jika dilakukan pada lebih dari satu unit pelunakan air dan penyempurnaan

kembali rancang bangun dimensi kolom diharapkan terjadi proses pelunakan air yang lebih

berkualitas.

Analisa ekonomis terhadap unit pelunakan air yang dioperasikan dalam penelitian ini

diuraikan sebagai berikut:

1. Kombinasi perlakuan yang dianalisa adalah kombinasi perlakuan A2B2 (aktifasi

pemanasan - ukuran kristal sedang; 40 - 60 mesh = 0 1,6-1,9 mm). Hal ini disebabkan

kombinasi perlakuan tersebut adalah yang paling baik dalam menurunkan nilai

kesadahan total dan kandungan besi (Fe) air bahan

2. Jumlah unit pelunakan air yang dioperasikan dalam penelitian ini adalah sebanyak satu

unit. Adapun kapasitas operasionalnya adalah sebagai berikut:

a Berat zeolit alami yang digunakan sebesar 4,5 kg.

b Besarnya volume air sadah yang dapat dilunakan dalam satu kali running atau

dalam satu kali siklus pelunkan air adalah sebesar 5 liter. Dengan volume air

tersebut resin zeolit masih efektif digunakan untuk pelunakan air, dimana gejala-

gejala tercapainya titik jenuh pada resin zeolit belum tercapai, sehingga proses

regenerasi belum dilakukan c Lamanya waktu dalam satu kali running pelunakan

air adalah sebesar 15 menit

3. Dengan air lunak yang dihasilkan sebesar 5 liter tiap 15 menit dan belum dicapainya

proses regenerasi, unit pelunakan ari yang sebanyak satu unit tersebut diharapkan dapat

diterapkan pada skala rumah tangga untuk keperluan-keperluan domestik.

Jika diasumsikan bahwa satu keluarga kecil memerlukan air yang tidak sadah

sebanyak 80 liter tiap harinya untuk keperluan memasak air minum dan mencuci,

maka dibutuhkan 4 kali running pelunakan air untuk mencukupinya. Usaha tersebut

dapat ditempuh dengan asumsi selama proses pelunakan berlangsung keadaan jenuh

pada resin belum terjadi atau regenerasi belum tercapai. Asumsi yang lainnya adalah

nilai kesadahan total air bahan tetap berada pada kisaran nilai sebesar 250 mg/l

CaC03. Akan tetapi apabila kondisi-kondisi tersebut tidak terpenuhi, maka unit

pelunakan air yang digunakan dalam penelitian ini tidak lagi praktis dan kurang

ekonomis untuk diaplikasikan pada skala rumah tangga bagi keperluan-keperluan

domestik, seperti mencuci pakaian dan memasak air

35

Oleh karena itu untuk mengoptimalkan proses dan unit pelunakan air yang

dilakukan secara ekonomis dan aplikatif, dapat dilakukan langkah-langkah antisipatif

sebagai berikut:

1. Menambah j umlah unit pelunakan air yang dioperasikan lebih dari satu unit dengan

menggunakan sistem resirkulasi. Diharapkan volume, waktu, dan kualitas air hasil

perlakuan dapat lebih baik lagi dibandingkan dengan hanya menggunakan satu unit

pelunakan air yang dioperasikan

2. Menambah cadangan resin zeolit. Dengan menambah cadangan zeolit yang akan

digunakan, diharapkan saat terjadinya kejenuhan pada resin yang dioperasikan dapat

dicampur dengan resin cadangan yang baru, sehingga efektifitas dari proses pelunakan

air tetap tinggi dan regenerasi tidak perlu dilakukan

3. Melakukan rancang bangun dan kalkulasi lagi terhadap unit pelunakan air yang

digunakan, sehingga kapasitas dan produktifitasnya dapat lebih meningkat

dibandingkan dengan unit pelunakan air yang digunakan dalam penelitian ini

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Pelunakan air merupakan upaya untuk menghilangkan kesadahan pada air. Dengan

dilakukannya pelunakan air tersebut diharapkan penggunaan air sadah bagi keperluan domestik

dan industri oleh masyarakat tidak lagi menimbulkan masalah. Metoda pertukaran ion dengan

resin zeolit merupakan metoda pelunakan air yang efisien.

Perlakuan pengaktifan dan pemilihan ukuran kristal zeolit yang efektif dapat

meningkatkan kapasitas tukar kation dan daya absorbsinya dalam proses pelunakan air.

Fraksi aktifasi yang efektif adalah dengan pemanasan pada suhu 150 °C selama 2 jam.

Sedangkan ukuran kristal zeolit yang efisien dalam pelunakan air adalah 40-60 mesh (0

1,6-1,9 mm).

Kombinasi perlakuan yang terbaik dalam menurunkan nilai kesadahan total dan

kandungan besi (Fe) adalah perlakuan aktifasi pemanasan dengan ukuran kristal zeolit sedang

(40 - 60 mesh = 0 1,6-1,9 mm) dengan masing-masing nilai sebesar 87,56 mg/lCaC03 dan 0,009

36

mg/l. Tingkat efisiensi perlakuan tersebut dalam menurunkan kesadahan total dan kandungan

besi (Fe) yang dicapai adalah masing-masing sebesar 65,01% dan 88,89%. Sedangkan

perlakuan tanpa aksifasi untuk semua ukuran kristal zeolit dan perlakuan ukuran kristal zeolit

kecil (80-100 mesh = 0 1,2-1,4 mm) untuk semua fraksi aktifasi merupakan perlakuan yang

tidak efisien dalam menurunkan kesadahan total dan kandungan besi (Fe).

——'Unit-pelunakan-airyang-diraneang-dalam-penelitiaii-ini-cukup-efisien-HaHni-terbukti-

dari penurunan nilai kesadahan total dan kandungan besi (Fe) air bahan yang cukup tinggi pada

air hasil perlakuan yang diamati.

B. Saran

Diperlukan kajian dan penelitian lebih spesifik lagi untuk mengetahui pemanfaatan

zeolit pada bidang perikanan dan lingkungan hidup yang lainnya. Selain itu juga perlu dilakukan

penelitian lebih lanjut mengenai pengarah perlakuan regenerasi terhadap daya absoprsi dan

kapasitas tukar kation zeolit pada proses pelunakan air. Rancangan unit pelunakan air yang

sederhana, praktis dan ekonomis serta mudah dalam pengoperasiannya, memerlukan kajian yang

lebih mendalam lagi, sehingga permasalahan yang ditimbulkan oleh kesadahan dapat diatasi

dengan baik.

DAFTAR PÜSTAKA

Alaerts, G. dan S.S. Santika. 1987. Metoda penelitian air. Usaha Nasional. Surabaya, h. 72- 74

Alfandi. 1994. Pemanfaatan limbah lumpur Perusahaan Air Minum (PAM) dan zeolit alam

sebagai media tanam. Tesis. Program Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor (IPB).

Bogor, h. 5-14

Arifin, M. dan Harsodo. 1991. Zeolit alam : potensi, teknologi, kegunaan dan prospeknya di

Indonesia. Pusat Pengembangan Teknologi Mineral (PPTM). Laporan Ekonomi Bahan

37

Galian No. 72. Bandung. 13(72): 1-27 \J

Barrer, R. M. 1982. Hydrothermal, chemistry of zeolites. Academic Press. London, h. 61-65

Doudoroff, P. 1953. Critical review of literature on toxicity of industrial wastes and their

components to fish II. The Metals and Salts Sewerage and Industrial Wastes, h. 802

Effendi, H. 2000. Telaahan kualitas air ; bagi pengelolaan sumberdaya dan lingkungan

perairan. IPB. Bogor, h. 104-111

Environmental Protection Agency (EPA). 1986. Quality criteria for water. U.S

Environmental Protection Agency. Washington, DC. h. 20-39

Environmental Protection Agency (EPA). 1990. Seminar publication : risk assesment,

management and communication of drinking water contamination. U.S Environmental

Protection Agency. Washington DC. h. 65-66

Fitriah, P. 2000. Kajian awai penurunan kadar ammonium nitrat dalam limbah cair dengan

proses oksidasi kimia dan pertukaran Ion. ITB. Bandung, h. 19-23

Husain, S.K. 1974. Text book of water supply and sanitary engineering. Oxford and IBM

Publishing Co. New Delhi, h. 45-52

ICemmer, F. 1979. The NALCO Water handbook. McGraw-Hill, Inc. New York. Chapter ^

12

Komar, P.A.; J. Nugraha dan Kurnia. 1985. Prospek pemanfaatan zeolit asal bayah sebagai

penukar kation. Pusat Pengembangan Teknologi Mineral (PPTM). Bandung, h. 1-5^

n. 1

Laws, E.A. 1993. Aquatic polution : an introductory text (2 Edition). John Wiley & Sons, Inc.

New York, h.201

Moss, R. Jr dan G.E. Moss. 1990. Handbook of ground water development. John Wiley &

Sons, Inc. New York. h. 374, 387 ^

Overman, M. 1969. Water, solutions to a problem of supply and demand. Doubleday and Co.

Inc. New Delhi, h. 46-49

Peratutan Daerah (Perda). 1991. Keputusan Gubernur KDh. Tingkat I Jawa Barat: peruntukan

air dan baku mutu air pada sumber air di Jawa Barat. h. 69-105

Pontius, F.W. 1990. Water quality and treatment: a handbook of community water supplies. American Water Works Association. McGraw-Hill, Inc. Tokyo, h. 580-597

Powell, S. 1954. Water conditioning for industry. McGraw-Hill, Inc. New York. h. 34-38

Salvato, J.A. 1992. Environmental engineering and sanitation (4th Edition). John Wiley &

Sons, Inc. New York. h. 270, 394-396

38

Setiyadi, B. 1997. Pola pergerakan air horizontal tanah tak jenuh dan respon pertumbuhan

bawang putih {AUium sativum. Lumbu putih) dengan pemberian bahan organik dan

zeolit pada latosol Darmaga. Skripsi. Jurusan Tanah. Fakultas Pertanian. IPB. Bogor, h.

6-11

Siahaan, R. 2000. Pengolahan air sadah dengan proses pengendapan dan kristalisasi. Jurnal

Penelitian Pemukiman. Bandung. 16 (3) : 65-70

Shofianty, Y. 1999. Pengarah pemberian zeolit terhadap kandungan logam berat kadmium

(Cd) di tambak skala laboratorium. Skripsi. Program Studi Budidaya Perairan. Institut

Pertanian Bogor (IPB). Bogor, h. 33

Simon, G.P. 1991. Ion exchange training manual. Chapman & Hall. London, h. 56-57

Steel, R.G.D. dan J.H. Torrie. 1995. Prinsip dan prosedur statistika : suatu pendekatan

biometrik (terjemahan). PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta, h. 403-447

-Wkadinata^O^W—dan-Astiana—1-98-9—Peranan-zeolit-dalam-peningkatan-produksi-

pertanian.- Makalah Seminar. IPB. Bogor, h. 14-29

Yuliantie, A. 1991. Pengarah jenis (asai) dan ukuran batuan zeolit serta kecepatan aliran air

terhadap kemampuan pelunakan air. Skripsi. Program Studi Teknologi Ilmu Nutrisi. IPB.

Bogor, h. 5-29, 30

LAMPIRAN

41

Lubang udara (0-(),5cin)

Inlet air sadah (0=1 cm) Shower (i=5cm)

Kolom udara (t=10cm)

- Lapisan ijuk (1=5cm)

- Plastik penyangga (0=3mm)

Busa penyaring

Corong plastik Outlet air lunak

(0=0,5cm

Lampiran 1. Bagian-bagian unit pelunakan air

Pipa PVC (0=15cm, l=80cm)

l !nggun /eol i l ( t=60cm)

42

Lampiran 2a. Data mentah nilai kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhan dan pH air

hasil perlakuan

Lampiran 2b. Data mentah nilai kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhan dan pH air

bahan

No Perlakuan Ulangan Nilai (mg/lCaC03)

Nilai (mg/l) Nilai (NTU)

Nilai

1 AIBI 1 210,67 0,039 0,54 7,09 2 AIBI 2 215,01 0,043 0,56 7,25 J AIBI J> 209,91 0,040 0,60 7,01 4 A1B2 1 199,21 0,035 0,61 7,21 5 A1B2 2 190,97 0,029 0,61 7,07 6 A1B2 3 181,51 0,038 0,64 6,99 7 A1B3 1 200,71 0,056 0,88 7,33 8 A1B3 2 201,68 0,059 0,76 6,97 9 A1B3 -n

0 208,01 0,058 0,81 7,25

10 A2B1 1 200,01 0,021 0,91 7,37 lP A2B1 2 199,98 0,025 0,92 7,40 12 A2B1 3 201,00 0,030 0,89 7,29 13 A2B2 1 87,19 0,010 0,94 7,30 14 A2B2 2 80,97 0,009 0,96 7,56 15 A2B2 3 94,53 0,008 0,92 7,48 16 A2B3 1 201,09 0,044 0,99 7,61 17 A2B3 2 198,99 0,048 0,99 7,49 18 A2B3 3 199,71 0,045 0,89 7,39 19 A3B1 1 207,66 0,031 0,39 5,99 20 A3B1 2 200,20 0,026 0,44 6,01 21 A3B1 'y

J 206,95 0,028 0,38 5,98

22 A3B2 1 99,71 0,016 0,46 6,10 23 A3B2 2 99,89 0,015 0,46 6,09 24 A3B2 J 100,01 0,016 0,49 5,89 25 A3B3 1 200,01 0,051 0,51 5,95 26 A3B3 2 199,91 0,050 0,49 5,55 27 A2B3 *■» 189,50 0,055 0,54 5,43

No Ulangan Nilai Nilai (mg/l) Nilai Nilai (mg/lCaC03) (NTU)

1 1 249,56 0,079 0,41 6,99 2 2 250,92 0,075 0,39 7,31

■-> J

J 250,26 0,089 0,48 7,05

Lampiran 3. Tabel Sidik Ragam (TSR) dan uji-Beda Nyata Terkecil (BNT)

data nilai kesadahan total air hasil perlakuan

43

Keterangan : * berbeda nyata

Uji lanjutan Beda Nyata Terkecil (BNT) kesadahan total air hasil olahan

Hipótesis : Ho: I Ym-Yn | < BNT -» perlakuan tidak berpengaruh Hi: I Ym-Yn

| > BNT perlakuan berpengaruh nyata

BNT - t(a/2, dbS) x V(2xKTS)/r = t(0,005,18) x V(2x22,52)/3 = 2,878x

3,88 = 11,15

SK db JK KT Fhitung Ftabel (99%)

P 8 543831,18 - - -

A 2 8355,18 4177,59 185,42** 6,01

B 2 35570,14 17785,07 789,40** 6,01

AB 4 10906,14 2726,54 121,02** 4,58

S 18 405,46 22,53 - -

T 26 55236,92 - - -

Tabel Sidik Ragam (TSR) data ni ai kesadahan total air hasil olahan

Selisih nilai tengah kesadahan total I Ym-Yn I Y Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 Y1 - 21,30* 8,39 11,53* 124,30* 11,93* 6,92 111,99* 15,39* Y2 - 12,91* 9,77 103,00* 9,37 14,38* 90,69* 5,91 Y3 - 3,14 115,91* 3,54 1,47 103,60* 7,00 Y4 - 112,77* 0,40 4,61 100,46* 3,86 Y5 - 112,37* 117,38* 12,31* 108,91* Y 6 - 5,01 100,06* 3,46 Y7 - 105,07* 8,47 Y8 - 96,60* Y9 -

Lampiran 4. Tabel Sidik Ragam (TSR) dan uji-Beda Nyata Terkecil (BNT)

data nilai kandungan besi (Fe) air hasil perlakuan

44

Keterangan : * berbeda nyata

Uji lanjutan Beda Nyata Terkecil (BNT) kesadahan total air hasil olahan

Hipótesis: HQ : I Ym-Yn| < BNT perlakuan tidak berpengaruh H): | Ym-Yn I >

BNT perlakuan berpengaruh nyata

BNT = t(cc/2, dbS) x V(2xKTS)/r

= t(0,005,18) x V(2x0,000006)/3

= 2,878 x 0,002 = 0,0058 = 0,006

Tabel Sidik Ragam (TSR) data nilai kesadahan total air hasil olahan SK db JK KT Fhitung Ftabel (99%)

P 8 0,0064 - - -

A 2 0,0014 0,0007 116,67** 6,01

B 2 0,0048 0,0024 400,00** 6,01

AB 4 0,0002 0,00005 8,33** 4,58

S 18 0,0001 0,000006 - -

T 26 0,0065 - - -

Selisih nilai tengah kesadahan total |Ym-Yn Y Y1 Y2 ---- ..... Y3...... Y4 ..... ..... Y5 ........ ..... Y6 ..... Y7 Y8 Y9 Y1 -

0,007 0,018* 0,016* 0,032* 0,005 0,013* 0,025* 0,011*

Y2 - 0,025* 0,009* 0,025* 0,012* 0,006 0,018* 0,018*

Y3 - 0,034* 0,050* 0,013* 0,031* 0,043* 0,007

Y4 - 0,016* 0,021* 0,003 0,009 0,027*

Y5 - 0,037* 0,019* 0,007 0,043

Y6 - 0,018* 0,030* 0,006

Y7 - 0,012* 0,024*

Y8 - 0,036*

Y9 -

Lampiran 5. Tabel Sidik Ragam (TSR) dan uji-Beda Nyata Terkecil (BNT)

data nilai kekeruhan air hasil perlakuan

45

Keterangan : * berbeda nyata

Uji lanjutan Beda Nyata Terkecil (BNT) kekeruhan air hasil olahan

Hipótesis : Ho: I Ym-Yn I < BNT perlakuan tidak berpengaruh Hi: | Ym-Yn I >

BNT -» perlakuan berpengaruh nyata

BNT = t(oc/2, dbS) x V(2xKTS)/r = t(0,005,18) x V(2x0,0011)/3 = 2,878 x

0,03 = 0,08

Tabel Sidik Ragam (TSR) data nilai kekeruhan air hasil olahan SK db JK KT Fhitung Ftabel (99%)

P 8 1,13 -

- -

A 2 1,01 0,51 463,64** 6,01

B 2 0,08 0,04 36,36** 6,01

AB 4 0,04 0,01 9,09** 4,58

S 18 0,02 0,0011 - -

T 26 1,15 - - -

Selisih nilai tengah kekeruhan |Ym-Yn I Y Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9

Y1 -

0,05 0,25* 0,34* 0,37* 0,39* 0,17* 0,10* 0,06

Y2 - 0,20* 0,29* 0,32* 0,34* 0,22* 0,15* 0,11*

Y3 - 0,09 0,12* 0,14* 0,42* 0,35* 0,31*

Y4 - 0,03 0,05 0,51* 0,44* 0,40*

Y5 - 0,02 0,54* 0,47* 0,43*

Y6 - 0,56* 0,49* 0,45*

Y7 - 0,07 0,11*

Y8 - 0,04

Y9 -

Lampiran 6. Tabel Sidik Ragam (TSR) dan uji-Beda Nyata Terkecil (BNT)

data nilai pH air hasil perlakuan

Uji lanjutan Beda Nyata Terkecil (BNT) pH air hasil olahan

Hipótesis : Ho: I Ym-Yn I < BNT —> perlakuan tidak berpengaruh Hi: I Ym-Yn I >

BNT perlakuan berpengaruh nyata

BNT = t(oc/2, dbS) x V(2xKTS)/r = t(0,005,18)x V(2x0,02)/3 = 2,878 x

0,22 = 0,62

Tabel Sidik Ragam (TSR) data nilai pH air hasil olahan SK db JK KT Fhitung Ftabel (99%)

P 8 12,37 - - -

A 2 12,06 6,03 301,50** 6,01

B 2 0,03 0,02 1,00 6,01

AB 4 0,28 0,07 3,50 4,58

S 18 0,37 0,02 - -

T 26 12,74 - - -

Selisih nilai tengah pH |Ym-Yn | Y Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9

Y1 - 0,03 0,06 0,24 0,33 0,38 1,13* 1,09* 1,48*

~Y2~ - 0;09 0,27 0,36 0,41 \,W*~ -1-06*- 1,45*— Y3 - o

oo

0,27 0,32 1,19* 1,15* 1,54*

Y4 - 0,09 0,14 1,37* 1,33* 1,72*

Y5 - 0,05 1,46* 1,42* 1,81*

Y6 - 1,51* 1,47* 1,86*

Y7 - 0,04 0,35

Y8 - 0,39

Y9 -

Keterangan : * berbeda nyata

Hasil

70,8

12.52

2.52

0,19

1,60

0,42

4.20

1,33

144,9

0

61.20

Lampiran 7. Hasil analisa kimia zeolit Cikembar-Sukabumi

(Prayitno in Setiyadi, 1997)

Jenis Analisa

Si02

AI2O3

Fe203

Ti02 CaO MgO K20 Na20 KTK

(me/100g) Mordenit

Lampiran 8. Biaya pembuatan unit pelunakan air

No. Bahan Harga (rupiah)*

1 PipaPVC 0 15cm (6”) 32.000

2 Ember plastik (30 liter) 10.000

3 Selang plastik 0 lcm, p = Im 1.000

4 Corong plastik PVC 2.500

5 Busa penyaring 1.500

'6 Lem plastik 1.500

7 Batuan zeolit 4kg @ Rp 1.500 6.000

Total 53.500

*Harga tahun 2001

RIWAYAT HIDUP

49

Penulis dilahirkan di Sumedang pada tanggai 1 Agustus 1978, anak ke-

2 dari tiga bersaudara dari keluarga Iri Kusnadi dan Imas Suartini.

Penulis memulai pendidikan formalnya di SDN Rancamulya pada

tahun 1986-1991. Tahun 1991-1994 melanjutkan ke jenjang SMPN 2

Sumedang. Kemudian pada tahun 1994-1997 penulis melanjutkan

pendidikan SMUN 1 Sumedang.

Pada tahun 1997 penulis diterima sebagai mahasiswa

Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur UMPTN pada Program Studi Manajemen

Sumberdaya Perairan (MSP), Fakultas Periakan dan Ilmu Kelautan (FPIK).

Selama mengikuti kuliah penulis aktif dalam kegiatan kemahasiswaan, yaitu pengurus

dalam Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM) TPB periode 1997-1998, pengurus Himpunan

Mahasiswa Manajemen Sumberdaya Perairan (HIMASPER) periode 1999-2000 dan dalam

kegiatan kerohanian mahasiswa MT Al-Marjan periode 1999-2000.

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana, penulis melaksanakan

penelitian dengan judul “ Pelunakan Air Sadah Melalui Penyaringan Zeolit”. Penulis

dinyatakan lulus pada tanggai 31 Agustus 2001.