Bab IV Hasil dan Pembahasan - Perpustakaan Digital...

Hasil dan Pembahasan

BBaabb IIVV HHaassiill ddaann PPeemmbbaahhaassaann

Hasil penelitian yang telah dilakukan beserta pembahasannya disajikan dalam

format tabel, gambar serta narasi. Melalui perhitungan dan analisis diharapkan

dapat diketahui kondisi dan faktor – faktor yang mempengaruhi proses oksidasi

besi serta zat organik dengan ozon maupun ozon/UV.

Pembahasan pada bab ini akan dimulai dari hasil analisis kualitas air sumur di

daerah Bandung, dilanjutkan dengan hasil penelitian pendahuluan mengenai

produksi ozon dari generator. Kemudian diteruskan dengan pengukuran waktu

paruh ozon, kelarutan ozon serta pengaruh ozon terhadap fisik-kimia air.

Informasi yang diperoleh dari penelitian pendahuluan ini digunakan sebagai dasar

penelitian utama yaitu menyangkut debit pemompaan udara serta waktu reaksi.

Pembahasan hasil penelitian utama dilakukan untuk mengetahui penyisihan besi

dan zat organik dengan oksidasi ozon serta ozon/UV. Selain itu juga dilakukan

analisa statistik terhadap hasil yang diperoleh pada penelitian utama mengenai

penyisihan besi untuk mengetahui faktor – faktor yang mempengaruhinya. Pada

data – data hasil oksidasi besi juga dilakukan analisa untuk mendapatkan kinetika

reaksi yang terjadi.

IV.1 Kualitas Air Sumur di Daerah Bandung

Air sumur yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari air sumur penduduk di

Kelurahan Kebonwaru Kecamatan Batununggal, Kota Bandung. Sesaat setelah

diambil dari sumur air masih terlihat bersih, namun 1 menit berikutnya air

menjadi berwarna dan tidak bening lagi. Menurut penuturan penduduk yang

menggunakan sumur tersebut mereka terkadang harus menunggu hingga

seminggu agar air dapat digunakan untuk keperluan sehari – hari. Penggunaan

langsung air dari sumur di daerah tersebut menimbulkan noda pada pakaian yang

dicuci menggunakannya. Diperkirakan kondisi ini disebabkan kandungan besi

yang cukup tinggi pada air sumur yang dipergunakan penduduk.

Thesis 25305020 IV-1


Hasil analisa kualitas air dari sumur di wilayah studi pada bulan Juni adalah

ditunjukkan dengan tabel IV-1:

Tabel IV-1 Kualitas Air Sumur Kelurahan Kebonwaru Kecamatan Batununggal, Kota Bandung

Satuan Satuan Baku Mutu* Sumur-1 Sumur-2 Kualitas Ket Kualitas Ket

pH - 6.5-8,5 7,01 memenuhi 7,03 memenuhi T (˚C) Normal 24,6 memenuhi 24,5 memenuhi

Turbiditas NTU 15 18 tidak memenuhi 38,8 tidak memenuhiTDS mg/l 1000 676 memenuhi 549 memenuhi

Warna TCU 15 5 memenuhi 5 memenuhi Kesadahan mg/l 500 214 memenuhi 240 memenuhi

Klorida mg/l 250 61,28 memenuhi 25,62 memenuhi Flourida mg/l 1,5 <0,001 memenuhi <0,001 memenuhi

Nitrat mg/l 50 1,025 memenuhi 0,12 memenuhi Nitrit mg/l 3 0,092 memenuhi 0,008 memenuhi Sulfat mg/l 250 31,29 memenuhi 35,92 memenuhi Besi mg/l 0,3 2,24 tidak memenuhi 3,01 tidak memenuhi

Mangan mg/l 0,1 1,439 tidak memenuhi 1,1142 tidak memenuhiNatrium mg/l 200 41,895 memenuhi 34,53 memenuhi

Kalium mg/l - 9,623 - 8,7 -

* Baku Mutu Air Minum sesuai SK Mentri Kesehatan RI 907/MENKES/SK/VII/2002

Hasil analisa air sumur yang dilakukan menunjukkan kualitas air sumur yang

belum memenuhi baku mutu sesuai Keputusan Menteri Kesehatan RI Nomor

907/Menkes/SK/VII/2002 Tanggal 29 Juli 2002 Tentang Syarat-Syarat Dan

Pengawasan Kualitas Air Minum adalah untuk parameter turbiditas, besi dan

mangan. Nilai parameter – parameter tersebut diharapkan dapat memenuhi baku

mutu setelah melalui oksidasi dengan ozon maupun ozon/UV yang diikuti dengan

proses filtrasi. Parameter yang selanjutnya menjadi fokus pada penelitian ini

adalah besi serta paramater zat organik. Zat organik di dalam air sumur secara

alami adalah berupa materi humus yang dapat berikatan dengan logam

membentuk senyawa kompleks yang sukar teroksidasi. Oleh karena itulah dalam

pembahasan ini konsentrasi zat organik juga diperhitungkan.



Pengukuran besi dan zat organik pada sumur 1 di bulan Maret dapat dilihat pada

tabel IV-2 berikut:

Tabel IV-2 Konsentrasi Besi dan Zat Organik Sumur 1

Fetotal 3.65 mg/l

Fe2+ 0.0068 mg/l

Fe3+ 3.21 mg/l

Zat organik 9 mg/l (sebagai TOC)

Hasil analisa menunjukkan sebagian besi berada dalam bentuk besi(III) namun

diperkirakan juga terdapat kandungan besi yang berikatan dengan zat organik.

Selisih dari konsentrasi besi total dengan jumlah besi(II) dan besi(III) diasumsikan

sebagai konsentrasi besi yang berikatan dengan zat organik yaitu sebesar 0,432

mg/l.

IV.2 Produksi Ozon dari Generator

Konsentrasi ozon yang terukur dari 50 ml sampel udara keluaran dari generator

adalah sebesar 100 ppm(udara) yang berarti (dengan asumsi 1 mol gas = 24,4 L

untuk T = 25˚C, P = 1 atm ):

Volume ozon di dalam udara keluaran = 100 ml/1000000ml x 50 ml

= 0,005 ml

Mol ozon = 0,005 ml/24,4 ml/mmol = 0,000205 mmol

Massa ozon = 0,000205 mmol x 48 mg/mmol = 0,009836 mg

Konsentrasi ozon = 0,009836mg/50 ml = 0,1967 mg/l = 0,2 mg/l

Berdasarkan debit pemompaan yang dialirkan ke dalam generator, produksi ozon

dari generator adalah seperti pada tabel IV-4.



Tabel IV-3 Produksi Ozon dari Generator

Debit pemompaan 2 Lpm 1 Lpm 0,5 Lpm

Waktu 1,5 detik 3 detik 6 detik

Volume sampel 50 mL 50 mL 50 mL

Produksi ozon(gas) 66,67 ppm/detik 33,33 ppm/detik 16,67 ppm/detik

Hasil pengukuran menunjukkan produksi ozon sebanding dengan besarnya debit

pemompaan. Semakin besar debit pemompaan maka produksi ozon juga akan

semakin besar. Konsentrasi ozon yang dihasilkan maksimal 66,67 ppm(gas)/detik

untuk debit pemompaan 2 lpm. Jika input gas yang digunakan adalah oksigen

murni, diperkirakan produksi ozon dari generator akan jauh lebih besar.

Secara teoretis perbandingan oksigen dengan ozon yang dihasilkan adalah 3:2,

dari persamaan reaksi pembentukan ozon, yaitu:

3O2 2O3

Menggunakan asumsi kadar oksigen di udara sebesar 20,9%, didapatkan efesiensi

generator ozon sebesar 0,07% dari perhitungan sebagai berikut:

Volume sampel = 50 ml

Volume Oksigen = 0,209 x 50 ml = 10,45 ml

Volume Ozon teoretis = 2/3 x 10.45 = 6.97 ml

Volume ozon sebenarnya = 50 ml x 100 ppm = 0,005 ml

Efisiensi generator = %100.

.×

teoretisozonvol

sebenarnyaozonvol

= 0,005/6.97x100% = 0,07%

Efisiensi generator ozon dipengaruhi oleh konsentrasi oksigen yang dialirkan ke

dalam generator serta kualitas gas yang digunakan. Untuk generator yang

menggunakan udara sebagai input gas, maksimum konsentrasi ozon yang dapat

dihasilkan adalah 3-5% sedangkan untuk penggunaan oksigen sebagai input gas

konsentrasi maksimum ozon dapat mencapai 8-14% (US EPA, 1999). Input gas

yang masuk ke generator haruslah dalam kondisi yang aman bagi generator



tersebut. Gas ataupun udara yang digunakan haruslah bersih dan kering dengan

titik embun maksimum -60˚C dan bebas dari kontaminan (US EPA, 1999).

IV.3 Kelarutan Ozon Dalam Air

Ozon merupakan gas yang sedikit terlarut di dalam air. Umumnya konsenstrasi

ozon yang digunakan pada pengolahan air < 14% (US EPA, 1999).Pengukuran

kelarutan ozon di dalam air aquades, air kran dan air sumur dangkal dilakukan

dengan beberapa perlakuan yaitu reaktor tunggal, reaktor seri dan variasi debit

pemompaan udara.

Konsentrasi ozon yang terukur pada penelitian ini sebenarnya adalah konsentrasi

sisa ozon karena ozon merupakan gas yang sangat reaktif. Kereaktifan ozon

menyulitkan bagi pengukuran kelarutan ozon di dalam air secara langsung tanpa

terjadi reaksi oksidasi dengan senyawa lain yang terdapat di dalam air.

Diperkirakan terjadi kehilangan konsentrasi ozon sekitar 10% selama persiapan

pengukuran (Hoignẻ dan Bader, 1975).

Pengukuran kelarutan ozon sebaiknya dilakukan secara online untuk mendapatkan

hasil pengukuran yang lebih tepat. Pengukuran ozon dengan Indigo dapat

memberikan hasil yang akurat, gampang dan cepat, karena reagen yang diguakan

hanya mengandung satu ikatan karbon rangkap yang akan bereaksi dengan ozon

(Bader dan Hoignẻ, 1981). Metode Indigo dapat digunakan untuk pengukuran

konsentrasi ozon dari 0,005 mg/l hingga 30 mg/l (Bader dan Hoignẻ, 1981).

Kelarutan ozon maksimal di dalam air pada temperatur 20 ˚C adalah sebesar 570

ppm dengan menggunakan ozon murni (Kinman, 1975 dalam US EPA 1999).

Menggunakan persamaan dari Lenntech, 1998 dapat dilakukan perhitungan rasio

kelarutan ozon di dalam air pada temperatur 25˚C:

log10s = -0,25 –0,013T [˚C]

T=25 ˚C, maka s = 0,266 mg/l air tiap mg/l gas



Untuk generator ozon yang menghasilkan konsentrasi ozon sebesar 0,2 mg/l

didapatkan secara teoretis kelarutan ozon di dalam air sebesar 0,054 mg/l. Hasil

percobaan akan coba dibandingkan dengan hasil perhitungan ini.

4.3.1 Reaktor Tunggal

Kelarutan ozon untuk reaktor tunggal dari 3 jenis air dengan debit pemompaan 0,5

lpm disajikan pada tabel IV-5 dan Gambar IV-1. Hasil percobaan menunjukkan

kelarutan ozon pada air sumur lebih tinggi dibandingkan aqudes dan air kran.

Selama 2 jam ozonasi konsentrasi maksimal ozon untuk air sumur adalah 0,67

mg/l, untuk air kran 0,15 mg/l dan untuk aquades sebesar 0,22 mg/l.

Kelarutan ozon pada air kran menunjukkan konsentrasi yang paling rendah,

kondisi ini mungkin disebabkan masih terdapat sisa klor pada air kran. Klorin

dapat bereaksi dengan ozon dan dapat mengganggu pengukuran kadar ozon di

dalam air (Hoignẻ, 1994). Standar penggunaan ozone meter juga menyatakan

bahwa pembacaan konsentrasi ozon terlarut akan terganggu jika di dalam air

tersebut masih terdapat sisa klor. Untuk itu sebaiknya dilakukan analisa sisa ozon

di dalam air kran.

Konsentrasi sisa ozon berbeda – beda untuk kondisi air yang berbeda pula.

Kelarutan ozon sangat dipengaruhi oleh pH air, temperatur, kekeruhan serta

adanya materi – materi di dalam air yang dapat bereaksi dengan ozon.

Tabel IV-4 Kelarutan Ozon dalam Air (mg/L) Aquades Air Kran Air Sumur

Waktu

(menit)

[O3]

mg/l pH

T

(˚C)

[O3]

mg/l pH

T

(˚C)

[O3]

mg/l pH

T

(˚C)

0 0 6.26 25 0 7.1 25.4 0 7.66 25.7

10 0.15 5.98 25.1 0.05 7.48 25.3 0.18 7.8 26

20 0.14 5.92 25.3 0.06 7.03 25.4 0.36 7.9 26

30 0.2 5.66 25.2 0.07 7.17 25.7 0.52 7.99 25.9

40 0.15 5.55 25.2 0.08 7.29 26.4 0.46 8.07 25.9

60 0.22 5.93 25.5 0.12 7.2 26.6 0.38 8.12 26

90 0.19 5.47 25.6 0.15 7.04 26.8 0.64 8.11 25.9



Aquades Air Kran Air Sumur

Waktu

(menit)

[O3]

mg/l pH

T

(˚C)

[O3]

mg/l pH

T

(˚C)

[O3]

mg/l pH

T

(˚C)

120 0.21 4.77 25.8 0.14 7.3 26.6 0.67 8.18 25.9

Kelarutan ozon yang terukur pada penelitian ini sangat kecil (maksimum sebesar

0,67 mg/l pada ozonasi air sumur dengan waktu 120 menit) dibandingkan

kelarutan maksimum menurut teori yaitu 570 mg/l. Kecilnya konsentrasi ozon

yang terukur disebabkan kadar ozon yang dilarutkan ke dalam air juga sangat

kecil yaitu sebesar 100 ppm atau 0,2 mg/L yang setara dengan maksimal

66,67ppm/detik untuk pemompaan 2 lpm.

Namun jika konentrasi ozon yang ditemukan ini dibandingkan terhadap

perhitungan teoretis bahwa untuk 0,2 mg/l ozon di udara kelarutannya di dalam air

sebesar 0,054 mg/l pada temperatur 25˚C, maka kelarutan ozon yang terukur lebih

besar. Perbedaan nilai konsentrasi kelarutan ozon antara perhitungan dan

pengukuran mungkin disebabkan pada perhitungan hanya mempertimbangkan

temperatur, tanpa mempertimbangkan kandungan lain di dalam air, waktu kontak

antara ozon dengan air maupun proses transfer massa yang terjadi.

y = -1E-05x2 + 0.0029xR2 = 0.9559

y = -4E-05x2 + 0.0062xR2 = 0.5189

y = -7E-05x2 + 0.014xR2 = 0.768

0

0.1

0.2

0.30.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 20 40 60 80 100 120 140

Waktu (menit)

Kons

entr

asi O

zon

(mg/

L)

'aquades'

'air kran'

'air sumur'

Poly. ('air kran')

Poly. ('aquades')

Poly. ('air sumur')

Gambar IV-1 Kurva Kelarutan Ozon dalam Air



4.3.2 Reaktor Seri

Hasil ozonasi untuk reaktor seri pada aquades dan air sumur menunjukkan besar

konsentrasi ozon di kedua reaktor tidak jauh berbeda (Gambar IV-2 dan IV-3).

Hal ini menunjukkan bahwa pada gas keluaran dari reaktor pertama masih

terdapat ozon dalam jumlah yang cukup untuk menjalankan reaktor kedua. Jika

dijalankan hanya satu reaktor gas keluaran dari reaktor tersebut memungkinkan

untuk diresirkulasi.

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0 50 100 150

Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Ozo

n (m

g/l)

Reaktor 1

Reaktor 2

Gambar IV-2 Reaktor Seri Untuk Aquades

Pada gambar IV-2 menunjukkan kelarutan ozon pada air sumur dengan debit

pemompaan sebesar 1 lpm. Kelarutan ozon dapat mencapai 1 mg/l setelah 90

menit ozonasi pada reaktor 1. Pemasangan reaktor secara seri menunjukkan hasil

yang tidak jauh berbeda di antara kedua reaktor. Hal ini menunjukkan bahwa sisa

ozon dari reaktor pertama masih cukup untuk mengoksidasi air pada reaktor

kedua.

Sisa ozon yang besar bisa disebabkan volume reaktor yang kecil yaitu 2 L

sehingga masih banyak ozon yang langsung terlepas lagi ke udara setelah kontak

dengan air yang tidak begitu dalam. Pada penelitian ini reaksi hanya dilakukan

untuk debit reaktor maksimal 2 L, volume reaktor tidak dapat diperbesar karena

keterbatasan ketersediaan peralatan.



0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 50 100 150Waktu (menit)

Kon

sens

tras

i ozo

n (m

g/l)

reaktor 1

reaktor 2

Gambar IV-3 Reaktor Seri Untuk Air Sumur

4.3.3 Pada Perbedaan Debit Pemompaan

Percobaan menggunakan debit pemompaan yang berbeda bertujuan untuk

mengetahui hubungan debit dengan kelarutan ozon serta untuk mendapatkan

besarnya debit optimum yang sebaiknya digunakan.

Perbedaan debit pemompaan ternyata menghasilkan kelarutan ozon yang berbeda.

Dari gambar IV-8 terlihat bahwa kelarutan ozon di dalam air sumur yang terbesar

didapatkan dengan pemompaan 1 lpm, dan terkecil pada pemompaan 0,5 lpm.

Hasil ini menunjukkan bahwa kelarutan ozon tidak berbanding lurus dengan

besarnya debit pemompaan. Debit pemompaan yang terlalu besar atau terlalu kecil

justru memberikan nilai kelarutan yang lebih kecil.



Kelarutan Ozon dalam Air Sumur

y = -7E-05x2 + 0.014xR2 = 0.768

y = -0.0001x2 + 0.0204xR2 = 0.9687

y = -6E-05x2 + 0.0151xR2 = 0.9612

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 20 40 60 80 100 120 140

Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Ozo

n (m

g/L)

0.5lpm1lpm2lpmPoly. (0.5lpm)Poly. (1lpm)Poly. (2lpm)

Gambar IV-4 Kelarutan Ozon pada Beberapa Debit pemompaan

Kelarutan ozon juga seharusnya memperhatikan proses transfer gas yang terjadi.

Faktor – faktor yang mempengaruhi transfer gas seperti ukuran gelembung,

diameter pori, volume dan bentuk reaktor juga harus menjadi pertimbangan untuk

mendapatkan desain reaktor yang lebih baik. Debit pemompaan yang optimum

untuk penelitian ini dengan reaktor yang dipakai adalah 1 lpm.

4.3.4 Pengaruh Kelarutan Ozon Terhadap pH Air

Untuk mengetahui apakah ozonasi mempengaruhi pH air, pada setiap

pengambilan sampel air dilakukan pengukuran pH. Hasil percobaan menunjukkan

reaksi ozonasi mempengaruhi pH air dan menunjukkan hubungan yang berbeda –

beda sesuai dengan jenis air yang digunakan. Hubungan waktu ozonasi dengan pH

air pada 3 jenis air yang digunakan pada penelitian ini ditunjukkan pada gambar

IV-5. Hubungan yang didapatkan antara waktu ozonasi dengan pH air mengikuti

pola regresi polinomial. Untuk air sumur dan air kran terjadi kecenderungan

kenaikan pH namun untuk aquades justru terjadi kecenderungan penurunan pH.

Penyebab turunnya pH pada aquades belum dapat dijelaskan pada penelitian ini.

Thesis 25305020 IV-10


y = -6E-05x2 + 0.0106x + 7.6975R2 = 0.9505

y = 2E-05x2 - 0.0025x + 7.2417R2 = 0.0345

y = -4E-05x2 - 0.0045x + 6.0584R2 = 0.7964

44.5

55.5

66.5

77.5

88.5

0 20 40 60 80 100 120 140Waktu (menit)

pH

'Aquades'

'air kran'

'air sumur'

Poly. ('air sumur')

Poly. ('air kran')

Poly. ('Aquades')

Gambar IV-5 Kurva Kondisi pH Air dengan Ozonasi

Hubungan antara konsentrasi ozon dengan pH air pada air yang berbeda juga

menunjukkan hasil yang berbeda. Kelarutan ozon di dalam aquades cenderung

menyebabkan terjadinya penurunan pH dari 6,3 hingga menjadi 5 pada

konsenstrasi ozon 0,19 mg/l. Hubungan ozon dengan pH air pada aquades

mengikuti regresi polinomial (gambar IV-6)

5

5.2

5.4

5.6

5.8

6

6.2

6.4

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25Konsentrasi Ozon (mg/L)

pH

depan belakang

Gambar IV-6 Hubungan Konsentrasi Ozon Terhadap pH Aquades

Thesis 25305020 IV-11


y = -5.0259x3 - 20.749x2 + 3.3401x + 7.1189R2 = 0.1233

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

0 0.05 0.1 0.15 0.2Konsentrasi Ozon (mg/L)

pH

Series1Poly. (Series1)

Gambar IV-7 Hubungan Konsentrasi Ozon Terhadap pH Air Kran

Pada air kran pH cenderung tidak banyak mengalami perubahan karena adanya

konsentrasi ozon di dalam air hingga 0,15 mg/l seperti terlihat pada Gambar IV-11

di atas.

y = -0.5059x2 + 1.0727x + 7.6525R2 = 0.8511

7.6

7.7

7.8

7.9

8

8.1

8.2

8.3

0 0.2 0.4 0.6 0.8Konsentrasi Ozon (mg/L)

pH

Gambar IV-8 Hubungan Konsentrasi Ozon Terhadap pH Air Sumur

Sedangkan untuk air sumur kenaikan konsentrasi ozon di dalam air menghasilkan

kenaikan pH air (Gambar IV-8). Terjadinya kenaikan pH air setelah ozonasi pada

air sumur disebabkan oleh hasil oksidasi yang terjadi di dalam air.. Oksidasi zat

organik akan menghasilkan gas karbondioksida yang akan menaikkan pH air.

Untuk mengetahui lebih detail penyebab kenaikan pH sebaiknya dilakukan pula

analisis alkalinitas air sebelum dan setelah ozonasi.

Thesis 25305020 IV-12


IV.4 Waktu Paruh Ozon Di Dalam Air

Setelah dilakukan ozonasi selama 120 menit kemudian konsentrasi sisa ozon di

dalam aquades diukur hingga selang waktu 60 menit setelah ozonasi. Didapatkan

hasil bahwa terjadi penurunan konsentrasi ozon terlarut. Dari data ini diketahui

bahwa waktu paruh ozon di dalam aquades adalah 60 menit. Gambar berikut

menunjukkan penurunan konsentrasi ozon di dalam aquades dari dua reaktor yang

awalnya dijalankan secara seri.

y = -0.0019x + 0.2043R2 = 0.9209

y = -0.0017x + 0.1927R2 = 0.8932

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0 20 40 60 80waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Ozo

n (m

g/L)

depan

belakang

Linear (depan)

Linear (belakang)

Gambar IV-9 Kurva Konsentrasi Ozon Setelah Ozonasi

Kedua reaktor menunjukkan pola yang hampir sama, dimana terjadi penurunan

setengah konsentrasi setelah 60 menit. Waktu paruh ozon pada air murni yang

didapat dari penelitian Hoigně and Bader tahun 1975, yaitu pada pH 8 dan

temperatur 25˚C adalah 200 menit dengan konsentrasi ozon awal sebesar 12 – 14

mg/l. Pada penelitian Hoignẻ dan Bader dilakukan penyesuaian pH menggunakan

buffer sodium fosfat yang pada penelitian penulis tidak dilakukan, mungkin inilah

yang menyebabkan perbedaan hasil yang didapatkan.

Peluruhan ozon mengikuti reaksi orde nol atau orde satu. Peluruhan ozon terjadi

lebih cepat dengan adanya alkalinitas dan menjadi lebih lambat dengan adanya

senyawa alkohol alifatik, ion klorida dan ion karbonat. Sedangkan aseton dapat

menstabilkan kelarutan ozon di dalam air (Hoignẻ and Bader, 1976). Dengan

demikian diperkirakan peluruhan ozon pada air kran akan lebih lambat daripada

peluruhan pada aquades, sedangkan peluruhan ozon pada air sumur bisa lebih

Thesis 25305020 IV-13


lambat atau lebih cepat tergantung pada komposisi senyawa yang terdapat di

dalam air tersebut.

IV.5 Pengaruh Ozon dan Ozon/UV Terhadap Kualitas Air Tanah

Setelah dilakukan ozonasi serta penggabungan ozon/UV air yang diuji coba

difiltrasi menggunakan kertas saring hasil filtrasi ini selanjutnya dianalisa

kembali. Berikut (Tabel IV-6) hasil analisa ozonasi serta ozon/UV untuk dua

sumber air:

Tabel IV-5 Kualitas Air Setelah Direaksikan dengna Ozon dan Ozon/UV Sumur 1 Sumur 2

Satuan Satuan Standar Awal Ozon Ozon/UV Awal Ozon Ozon/UVpH 6,5-8,5 7,01 8,1 8,17 7,03 7,78 7, 87 T (˚C) Normal 24,6 24,7 24,5 24,5 24,6 24,7

Turbiditas NTU 5 18 1,5 1,7 38,8 1,6 1,6 TDS mg/l 1000 676 682 658 549 543 538

Warna TCU 15 5 5 5 5 5 5 Kesadahan mg/l 500 214 226 212 240 208 228

Klorida mg/l 250 61,28 53,75 51,74 25,62 34,16 22,1 Flourida mg/l 1.5 <0,001 <0,001 0,026 <0,001 <0,001 <0,001

Nitrat mg/l 50 1,025 0,523 1,229 0,12 0,2 0,513 Nitrit mg/l 3 0,092 0,02 0,007 0,008 0,003 0,008 Sulfat mg/l 250 31,29 30,85 29,57 35,92 28,32 29,57 Besi mg/l 0.3 1,62 0,0081 0 2,2375 0 0,0179

Mangan mg/l 0.1 0,7195 0 0,278 0,5572 0,0239 0,1371 Natrium mg/l 200 62,8425 45,47 44,085 51,795 36,085 34,49 Kalium mg/l - 10,7772 10,2225 10,3275 9,744 8,6075 8,31

Hasil ozonasi maupun aplikasi ozon/UV pada kedua air sumur menunjukkan

kualitas air telah memenuhi baku mutu, kecuali untuk parameter mangan pada

hasil ozon/UV sumur 2.

Selama proses reaksi dengan ozon secara fisik terlihat adanya peningkatan

intensitas warna air sebagaimana terlihat pada Gambar IV-10. Jika diamati pada

dasar wadah terbentuk endapan. Warna dan endapan yang timbul menunjukkan

hasil logam – logam yang terdapat di dalam air yang dapat teroksidasi dengan

ozon. Dari warna yang timbul diperkirakan sebagan besar berasal dari warna

endapan besi(III) oksida serta endapan mangan(IV) oksida.

Thesis 25305020 IV-14


Sumur 1, 5 menit

Sumur 1, 10 menit Sumur 1, 15 menit Sumur 1, 20 menit

Sumur 2, 5 menit

Sumur 2, 10 menit Sumur 2, 15 menit

Sumur 2, 20 menit

Gambar IV-10 Hasil Ozonasi Sumur 1 dan 2

Hasil oksidasi menggunakan ozon/UV secara fisik menunjukkan intensitas warna

yang lebih rendah daripada hasil ozonasi. Perbandingan warna air dari sumur 1dan

2 menunjukkan pada sumur 2 intensitas warna yang terbentuk lebih rendah.

Sumur 1

Sumur 2

Gambar IV-11 Hasil Ozon/UV Sumur 1 dan 2 Setelah 20 menit

Pada Gambar IV-12 hingga IV-14 memperlihatkan perbandingan penampakan

fisik dari hasil ozonasi maupun ozon/UV dari kiri ke kanan adalah kondisi awal,

hasil ozonasi dan hasil ozonasi-filtrasi.

Thesis 25305020 IV-15


Gambar IV-12 Hasil Ozonasi Sumur 1

Gambar IV-13 Hasil Ozon/UV Sumur 1

Pada gambar terlihat bahwa setelah ozonasi maupun ozon/UV warna air berubah

menjadi lebih kekuningan. Namun setelah dilakukan penyaringan diperoleh air

yang lebih bening daripada kondisi awal.

Thesis 25305020 IV-16


Gambar IV-14 Hasil Ozon/UV Sumur 2

IV.6 Penyisihan Besi Dan Organik Dari Air Sumur Dengan

Ozonasi 4.6.1 Penyisihan Besi

Besi yang terkandung di dalam air tanah dalam penelitian berada dalam bentuk

besi terlarut, koloid dan dalam bentuk berikatan dengan zat organik. Rata – rata

konsentrasi besi total yang terukur adalah antara 2 – 4 mg/l. Keberadaan besi dan

materi lainnya menyebabkan air berwarna agak kekuningan. Pada penelitian ini

konsentrasi besi diukur sebelum dan setiap selang waktu tertentu, konsentrasi

yang diukur adalah konsentrasi besi terlarut atau hasil dari filtrasi menggunakan

kertas saring.

Konsentrasi besi yang diukur sebagai konsentrasi besi total terlarut mengalami

penurunan drastis pada 20 menit pertama setelah ozonasi dengan rata – rata

penyisihan besi sebesar 95%. Konsentrasi besi maksimum yang diijinkan untuk

air minum menurut SK Menteri Kesehatan adalah 0,3 mg/l standar ini juga sesuai

dengan standar EPA. Meskipun konsentrasi besi melebihi standar tersebut tidak

membahayakan kesehatan manusia, namu menimbulkan gangguan warna dan bau.

Gambar - gambar berikut memperlihatkan konsentrasi besi serta besarnya

penyisihan besi pada variasi perlakuan.

Thesis 25305020 IV-17


Ozonasi Sumur 1, 0.5 lpm

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

0 10 20 30 40 60 90 120Waktu (menit)

Kons

entr

asi B

esi

(mg/

l)

6.4

6.66.8

77.2

7.4

7.67.8

88.2

8.4

pH

[Fe]1

[Fe]2

pH1

pH2

penyisihan besi sumur 1, 0.5 lpm

0102030405060708090

100

0 20 40 60 80 100 120 140

waktu (menit)

pers

en p

enyi

siha

n

Gambar IV-15 Ozonasi Sumur 1, 0.5 lpm

Setelah 20 menit ozonasi pada sumur 1 dengan debit pemompaan 0,5 lpm

didapatkan sisa besi terlarut di dalam air sebesar 0,026 mg/L dengan penyisihan

mencapai 95,2%. Hasil ozonasi untuk reaktor seri pada percobaan ini

menunjukkan hasil yang tidak jauh berbeda. Kondisi ini sesuai dengan hasil

percobaan sebelumnya yang menunjukkan besarnya ozon yang tersisa pada

reaktor seri hampir sama pada reaktor pertama maupun reaktor kedua.

Ozonasi Sumur 1, 1 lpm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0 10 20 30 40 60 90 120Waktu (menit)

Kons

entr

asi B

esi

(mg/

l)

6.8

7

7.2

7.4

7.6

7.8

8

8.2

8.4

8.6

pH

[besi1]

[besi]2

pH1

pH2

penyisihan besi sumur 1, 1 lpm

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120 140waktu (menit)

pers

en p

enyi

siha

n

Series1Series2

Gambar IV-16 Ozonasi Sumur 1, 1 lpm

Sedangkan untuk debit pemompaan 1 lpm, diperoleh sisa besi total terlarut

sebesar 0,03 – 0,05 ppm dengan penyisihan mencapai 98,24 – 98,8 % pada reaktor

yang dipasang seri. Kondisi pH air setelah ozonasi seperti pada hasil sebelumnya

juga menunjukkan terjadinya kenaikan pH. Kondisi pH awal air juga sedikit

berbeda karena pH air dipenaruhi oleh temperatur serta tekanan udara pada saat

percobaan dilangsungkan. Sehingga walaupun berasal dari sumber yang sama

nilai pH dapat sedikit berbeda untuk tiap percobaan. Pada penelitian ini digunakan

Thesis 25305020 IV-18


air sumur tanpa pengawetan terlebih dahulu dengan pertimbangan penambahan

bahan kimia akan dapat menggangu proses ozonasi.


0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

0 10 20 30 40 60 90Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Bes

i (m

g/l)

7.1

7.2

7.3

7.4

7.5

7.6

7.7

7.8

7.9

8

8.1

pH

[besi]

pH

Penyisihan Besi Sumur 2, 0.5 lpm

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100waktu (menit)

Pers

en P

enyi

siha

n

Gambar IV-17 Ozonasi Sumur 2, 0.5 lpm

Untuk sumur kedua dengan debit pemompaan 0,5 lpm konsentrasi besi total

terlarut yang tersisa setelah 20 menit reaksi adalah 0,39 ppm dengan penyisihan

mencapai 80,07%. Hasil ozonasi pada sumur pertama dan sumur kedua

menunjukkan hasil yang berbeda.


0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0 10 20 30 40 60 90Waktu (menit)

Kons

entr

asi B

esi (

mg/

l)

6.6

6.8

7

7.2

7.4

7.6

7.8

8

8.2

pH

[Fe]

pH

penyisihan besi sumur 2, 1 lpm

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100

waktu (menit)

pers

en p

enyi

siha

n

Gambar IV-18 Ozonasi Sumur 2, 1 lpm

Sedangkan untuk debit pemompaan 1 lpm dengan air dari sumur dua setelah 20

menit ozonasi konsentrasi ozon terlarut bersisa sebesar 0,47 ppm dengan

persentase penyisihan besi mencapai 84,32 %. Untuk kondisi ini sisa besi terlarut

melebihi konsentrasi yang dibolehkan. Sementara itu pH air mengalami kenaikan

dari sekitar 7,1 hingga 8,1.

Thesis 25305020 IV-19



0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

0 10 20 30 40 60 90Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Bes

i (m

g/l)

7.1

7.2

7.3

7.4

7.5

7.6

7.7

7.8

7.9

8

8.1

8.2

pH[Fe]

pH

penyisihan besi sumur 2,2 lpm

0102030405060708090

100

0 20 40 60 80 100

waktu (menit)

pers

en p

enyi

siha

n

Gambar IV-19 Kurva Konsentrasi Ozon Setelah Ozonasi pada Debit 2 lpm untuk Air dari Sumur 2

Hasil ozonasi air sumur kedua dengan debit pemompaan 2 lpm menunjukkan sisa

besi terlarut yang lebih kecil yaitu sebesar 0,29 ppm. Penyisihan besi yang didapat

setelah 20 menit ozonasi mencapai 86,85%.

Dari hasil yang diperoleh diketahui waktu reaksi optimum untuk penyisihan besi

dari air tanah yang digunakan adalah 20 menit. Pada penelitian Rohmatun (2006)

penurunan Fe-EDTA menggunakan hidrogen peroksida sebagai oksidator

memerlukan waktu minimal 120 menit, sedangkan untuk aplikasi hidrogen

peroksida/UV waktu yang diperlukan adalah 60 menit. Dilihat dari waktu reaksi

penyisihan besi menggunakan ozon memerlukan waktu yang lebih singkat dari

pada penggunaan hidrogen peroksida maupun hidrogen peroksida/UV.

4.6.2 Penyisihan Zat Organik

Konsentrasi zat organik yang terdapat di dalam air diukur sebagai nilai Karbon

Organik Total (TOC) dan sebagai angka Permanganat. Nilai TOC awal air tanah

yang diteliti berkisar sekitar 9 mg/l sedangkan nilai permanganat 2,9 – 3,3 mg/l.

Rendahnya nilai permanganat menunjukkan masih ada zat organik yang tidak

dapat teroksidasi oleh permanganat sehingga tidak terdeteksi. Dari hasil ini

sebenarnya dapat disimpulkan bahwa angka permanganat tidak dapat mewakili

konsentrasi zat organik yang terdapat di dalam air tanah. Namun untuk penelitian

ini pengukuran nilai permanganat tetap dilakukan untuk melihat perubahan yang

terjadi selama reaksi dengan ozon dan ozon/UV.

Thesis 25305020 IV-20


Percobaan untuk mengetahui penyisihan zat organik setelah ozonasi dilakukan

dengan debit pemompaan optimal yang didapat dari percobaan pada penyisihan

besi yaitu dengan debit 1 lpm. Setelah dilakukan percobaan diperoleh nilai zat

organik yang berbeda. Nilai TOC yang terukur menunjukkan penurunan

sementara angka permanganat berfluktuasi (Gambar 4-20 dan 4-21).

Penyisihan Zat organik denganOzonasi

0123456789

10

0 5 10 15 20 25 30

Waktu (menit)

TOC

(mg/

l)

toc total

toc terlarut

Gambar IV-20 Penyisihan Zat Organik dengan Ozonasi

Gambar di atas menunjukkan nilai TOC total air serta nilai TOC terlarut yang

merupakan nilai TOC setelah dilakukan filtrasi dengan kertas saring. Pada grafik

terlihat bahwa terjadi kecenderungan oksidasi zat organik yang berupa partikulat

terlebih dahulu yang sebagian diubah juga menjadi bentuk terlarut. Namun setelah

25 menit ozonasi semua zat organik telah berubah menjadi bentuk terlarut namun

masih menyisakan konsentrasi sebesar 4 mg/l.

Reaksi ozon dengan zat organik bersifat selektif. Ozon dapat mengoksidasi zat

organik berikatan tak jenuh menghasilkan aldehid (formaldehid, asetaldehid,

gloksal, metiglioksal) dan asam karboksilat (formik, asetat, glioksilat, piruvat dan

asam ketomelanik) (Camel and Bermond, 1998). Sisa oksidasi serta zat organik

yang tidak dapat teroksidasi oleh ozon terukur sebagai TOC pada akhir reaksi.

Sebagaimana telah disinggung sebelumnya, hasil pengukuran angka permanganat

menunjukkan hasil yang berfluktuasi dan nilai permanganat setelah ozonasi justru

lebih besar daripada nilai permanganat sebelum ozonasi. Kondisi ini menunjukkan

Thesis 25305020 IV-21


bahw terdapat zat organik yang tidak dapat dioksidasi dengan permanganat di

awal percobaan namun setelah dilakukan ozonasi zat organik tersebut menjadi

lebih sederhana sehingga dapat dioksidasi dengan permanganat. Nilai oksidator

ozon memang lebih besar daripada permanganat yaitu sebesar 2,07 V untuk ozon

dan maksimal 1,68 V untuk permanganat. Selain itu kandungan mangan di dalam

air akan bereaksi dengan ozon membentuk permanganat yang akan meningkatkan

nilai permanganat dari air tersebut (Hoignẻ, 1994).

Konsentrasi Zat Organik Sebagai Angka Permanganat

y = 0.0002x3 - 0.0214x2 + 0.5172x + 1.962R2 = 0.7966

y = 0.0013x2 + 0.0401x + 2.4158R2 = 0.8662

0

1

2

3

4

5

6

7

0 10 20 30 40 50 60 70

Waktu (menit)

Ang

ka P

erm

anga

nat (

mg/

l)

0.5lpm Ozon

1 lpm ozon

Poly. (0.5lpm Ozon)

Poly. (1 lpm ozon)

Gambar IV-21 Kurva Konsentrasi Zat Oganik Setelah Ozonasi

Kurva nilai permanganat setelah ozonasi untuk Debit pemompaan yang berbeda

juga menunjukkan hasil yang berbeda. Pada pemompaan 1 lpm terjadi

kecenderungan kenaikan nilai permanganat sementara pada debit pemompaan

yang lebih kecil (0,5 lpm) nilai permanganat justru berfluktuasi. Setelah reaksi

selama 20 menit diperoleh nilai permanganat pada pemompaan 1 lpm sebesar 6,45

mg/l sedangkan pembacaan TOC menunjukkan nilai 6 mg/l. Pembacaan nilai

permanagat yang lebih tinggi bisa disebabkan gangguan mangan, diketahui di

dalam air tersebut terdapat kandungan mangan berkisar sekitar 1,439 mg/l.

Thesis 25305020 IV-22


IV.7 Penyisihan Besi Dan Organik Dari Air Sumur Dengan

Ozonasi Dan UV

Penggabungan ozonasi dengan sinar UV dimaksudkan untuk menginisiasi

terbentuknya radikal hidroksi (OH*) yang memiliki potensial redoks yang lebih

besar daripada ozon (sehingga terjadi mekanisme AOP). Percobaan dengan

penggabungan ozon dan sinar UV dilakukan menggunakan air dari sumber yang

sama dengan percobaan ozonasi. Variasi debit dilakukan untuk penyisihan besi

sementara untuk pengukuran TOC dilakukan pada debit optimum yang didapat

dari percobaan untuk mengetahui penyisihan besi.

4.7.1 Penyisihan Besi

Konsentrasi besi awal air sumur yang diteliti berkisar antara 1,4 – 2,3 mg/l untuk

sumur 1 dan antara 1,7 – 2 mg/l untuk sumur 2. Konsentrasi besi awal ini agak

berbeda dengan kondisi air pada percobaan ozonasi walaupun diambil dari sumber

yang sama namun pada pengambilan yang berbeda.

Ozon/UV Sumur 1

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0 10 20 30 40 60 90 120Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Bes

i (m

g/l)

7

7.2

7.4

7.6

7.8

8

8.2

8.4

8.6

pH

[Fe]0.5 lpm

[Fe]1 lpm

[Fe]2 lpm

pH 2 lpm

pH 1 lpm

pH 0.5 lpm

Gambar IV-22 Ozon /UV Sumur 1

Pada Gambar 4-22 terlihat perubahan konsentrasi besi terlarut serta perubahan pH

air yang terjadi. Terjadi penurunan konsentrasi besi yang signifikan pada 10 menit

Thesis 25305020 IV-23


pertama, namun konsentrasi mencapai nilai yang stabil setelah menit ke-20 reaksi.

Hasil ini hampir sama dengan hasil percobaan ozonasi. Adapun tingkat penyisihan

yang tebesar justru terjadi untuk debit pemompaan 0.5 lpm. Debit ini selanjutnya

menjadi debit optimum untuk pengukuran konsentrasi zat organik sebagai TOC.

Penyisihan Besi dengan O3+UV

0102030405060708090

100

0 20 40 60 80 100 120 140

Waktu (menit)

Peny

isih

an B

esi (

%)

0.5 lpm

1 lpm

2 lpm

Gambar IV-23 Kurva Penyisihan Besi dengan Ozonasi dan UV Sumur 1

Persentase penyisihan besi terlarut setelah reaksi selama 20 menit untuk Debit

pemompaan 0,5 lpm adalah sebesar 92,97% dengan konsentrasi akhir 0,16 mg/l

dari konsentrasi besi awal 2,24 mg/l. Sementara untuk pemompaan 1 lpm terjadi

penyisihan besi sebesar 86,16% dari konsentrasi awal 1,39 menjadi 0,15 mg/l.

Untuk Debit pemompaan 2 lpm peenyisihan besi sebesar 85,89% dari konsentrasi

awal 1,70mg/l menjadi 0,24 mg/l setelah 20 menit reaksi. Dilihat dari tingkat

penyisihan kondisi optimum juga di dapat pada Debit pemompaan 0,5 lpm.

Pada percobaan menggunakan ari dari sumur kedua juga didapatkan hasil yang

optimal pada Debit pemompaan 0,5 lpm. Namun konsentrasi besi yang diinginkan

yaitu maksimal 0,3 mg/l tidak tercapai. Pada pemompaan 0,5 lpm penyisihan besi

sebesar 80,25% setelah 20 menit reaksi dari konsentrasi 1,66mg/l menjadi 0,33

mg/l. Penyisihan besi untuk pemompaan 1 lpm adalah sebesar 55,56% dari

konsentrasi 2,01 menjadi 0,74 mg/l sedangkan pemompaan 2 lpm didapatkan

penyisihan sebesar 62,59 % dari konsentrasi awal yang sama. Hasil percobaan

dengan air dari sumur kedua ini ditunjukkan pada gambar 4-21 dan 4-22 berikut

ini.

Thesis 25305020 IV-24


Ozon/UV Sumur 2

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0 10 20 30 40 60Waktu (menit)

Kons

entra

si B

esi (

mg/

l)

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

pH

[Fe]0.5 lpm

[Fe]1 lpm

[Fe]2 lpm

pH 0.5 lpm

pH 1 lpm

pH 2 lpm

Gambar IV-24 Ozon + UV Sumur 2 Penyisihan Besi dengan Ozon + UV Sumur 2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 20 40 60 80 100Waktu (menit)

% P

enyi

siha

n

0.5 lpm

1 lpm

2 lpm

Gambar IV-25 Kurva Penyisihan Besi dengan Ozonasi dan UV Sumur 2

4.7.2 Penyisihan Zat Organik

Sebagaimana yang telah disinggung sebelumnya, untuk pengukuran TOC

dilakukan pada reaksi dengan Debit pemompaan 0,5 lpm. Sedangkan nilai

permanganat diukur untuk perbedaan Debit pemompaan. Sumber air yang

digunakan dalam pengukuran TOC serta angka permanganat berasal dari sumur 1.

Angka permanganat hasil oksidasi pada debit 0,5 lpm menunjukkan nilai yang

lebih rendah daripada pemompaan yang lebih besar (Gambar IV-26). Penggunaan

UV menyebabkan terjadi dekomposisi ozon lebih cepat yang menyebabkan

berkurangnya pembentukan permanganat dari oksidasi mangan. Namun pada

pemompaan yang lebih besar, sisa ozon yang terdapat di dalam air menjadi lebih

Thesis 25305020 IV-25


banyak sehingga pembentukan permanganat pun menjadi lebih besar. Berdasarkan

data pengukuran TOC (Gambar IV-27), setelah 20 menit reaksi terjadi penyisihan

hingga 100% zat organik, sehingga nilai permanganat yang terbaca diperkirakan

berasal dari oksidasi mangan.

Angka Permanganat Air Sumur dengan Ozon+UV

y = -0.0004x2 + 0.0933x + 2.3823R2 = 0.8232

y = 0.0009x2 - 0.0748x + 4.1178R2 = 0.762

y = 0.0001x2 - 0.0201x + 3.6472R2 = 0.0914

012345

6789

10

0 20 40 60 80 100 120 140

Waktu (menit)

Angk

a P

erm

anga

nat (

mg/

l)

0.5lpm1lpm2lpmPoly. (2lpm)Poly. (1lpm)Poly. (0.5lpm)

Gambar IV-26 Angka Permanganat dengan Ozonasi dan UV

Hasil yang pengukuran nilai TOC menunjukkan terjadinya penyisihan zat organik

mencapai 100% setelah 20 menit reaksi. Nilai TOC awal air yang diteliti adalah

sebesar 9 mg/l yang mengandung 5 mg/l TOC terlarut (Gambar 4-27).

Penggunaan ozon/UV dapat mengoksidasi zat organik yang terdapat didalam air

sumur baik zat organik yang terlarut maupun yang tidak terlarut.

Penyisihan Zat organik dengan Ozonasi + UV

-10123456789

10

0 10 20Waktu (menit)

TOC

(mg/

l)

30

toc total

toc terlarut

Gambar IV-27 Kurva Penyisihan Zat Organik dengan Ozonasi dan UV

Thesis 25305020 IV-26


IV.8 Analisa Statistik Penyisihan Besi

Untuk mengetahui pengaruh dari berbagai perlakuan yang diberikan pada

percobaan penyisihan besi dilakukan analisa statistik inferens (ANOVA) berupa

analisa multifaktorial. Analisa multifaktorial dilakukan karena penelitian yang

dilakukan melibatkan lebih dari dua faktor dengan level lebih dari dua. Data yang

digunakan untuk analisa multifaktorial ini menggunakan waktu reaksi selama 20

menit yaitu waktu optimum yang didapatkan dari percobaan terdahulu. Data

analisa ditampilkan pada tabel 4-3 berikut ini:

Tabel IV-6 Data Analisa Multifaktorial untuk Besi Level Faktor Efesiensi

Sumur

(A)

Debit

pemompaan,

Lpm (B)

UV

watt

( C )

R1 R2 Total

0,5 95,02 91,19 186,21

1 98,24 98,90 197,14

2

0

98,56 99,01 197,57

0,5 92,64 93,29 185,93

1 89,16 88,73 177,89

1

2

3x10

85,89 85,94 171,83

0,5 80,07 80,00 160,07

1 84,32 83,78 168,10

2

0

86,85 86,89 173,74

0,5 85,19 85,09 170,28

1 81,18 81,61 162,79

2

2

3x10

81,05 80,98 162,03

Total 1058,16 1055,41 2113,57

Faktor – faktor yang akan dilihat pengaruhnya pada analisa ini meliputi faktor

replikasi, sumber air, Debit pemompaan serta penggunaan sinar UV. Hasil

rekapitulasi ANOVA multifaktorial dapat dilihat pada tabel 4-4. Sedangkan

langkah analisa serta perhitungan dari analisa ini dapat dilihat pada lampiran.

Thesis 25305020 IV-27


Tabel IV-7 Hasil Rekapitulasi ANOVA Multifaktor sumber variasi df SS MS F hit F HIPOTESIS

replikasi 1 0,32 0,32 0,44 4,84 diterima

efek utama:

A 1 595,53 595,53 829,43 4,84 ditolak

B 2 0,81 0,41 0,57 3,98 diterima

C 1 113,00 113,00 157,38 4,84 ditolak

interaksi 2 faktor

AB 2 7,60 3,80 5,29 3,98 diterima

AC 1 61,60 61,60 85,80 4,84 ditolak

BC 2 150,04 75,02 104,48 3,98 ditolak

interaksi 3 faktor

ABC 2 1,02 0,51 0,71 3,98 diterima

error 11 7,90 0,72

total 23

Hasil uji ANOVA menunjukkan bahwa replikasi memberikan perbedaan yang

tidak signifikan. Hasil percobaan pada replikat pertama maupun kedua

menunjukkan hasil yang hampir sama dan dapat diambil nilai rata – ratanya untuk

mewakili data tersebut. Pengaruh sumber air sumur yang digunakan serta

penggunaan sinar UV menunjukkan perbedaan yang signifikan, berarti kedua

faktor ini sangat berpengaruh terhadap penyisihan besi terlarut di dalam air.

Perbedaan debit pemompaan menunjukkan nilai perbedaan yang tidak signifikan.

Sementara itu interaksi antara faktor sumber air dan debit pemompaan tidak

menunjukkan perbedaan yang signifikan begitu pula dengan interaksi ketiga

faktor utama. Namun interaksi antara sumber air dengan penggunaan sinar UV

dan interaksi antara debit pemompaan dengan penggunaan sinar UV menunjukkan

perbedaan yang signifikan.

4.8.1 Pengaruh Sumber Air yang Digunakan

Air sumur yang digunakan berasal dari dua lokasi yang berbeda namun tidak

terlalu berjauhan yaitu di daerah Cicadas Bandung. Untuk mengetahui perbedaan

pengaruh sumber air tersebut variasi perlakuan terhadap kedua sumber diplot ke

dalam grafik – garik pada gambar 4-24 di bawah ini. Secara umum konsentrasi

besi awal pada sumur 1 berkisar antara 1,39 – 3,6 mg/l sementara sumur 2

Thesis 25305020 IV-28


memiliki kandungan besi antara 1,66 – 3,01 mg/l. Secara umum rentang

konsentrasi besi kedua sumur ini tidak jauh berbeda.

Setelah dilakukan percobaan dengan beberapa variasi Debit pemompaan dan

penggunaan sinar UV didapatkan bahwa air pada sumur 1 menunjukkan tingkat

penyisihan besi yang lebih tinggi daripda air pada sumur 2. Konsentrasi besi

terlarut pada sumur 1 setelah 20 menit reaksi lebih kecil dari 0,3 mg/l. Sedangkan

air pada sumur 2 menunjukkan perilaku yang berbeda ketika diberi ozon dan

gabungan ozon dan sinar UV. Gambar – gambar berikut menunjukkan kondisi

oksidasi besi air dari kedua sumber.

Ozonasi dengan Pemompaan 0.5 lpm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0 10 20 30 40 60 90 120Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Bes

i (m

g/l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100%

Pen

yisi

han

[Fe] 1

[Fe]. 2

% Peny.1

% Peny. 2

Ozon/UV dengan Pemompaan 0.5 lpm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0 10 20 30 40 60 90Waktu (menit)

Kons

entra

si B

esi (

mg/

l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% P

enyi

siha

n

[Fe] 1

[Fe]2

% Peny. 1

% Peny. 2

Ozonasi dengan Pemompaan 1 lpm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0 10 20 30 40 60 90Waktu (menit)

Kon

setr

asi B

esi (

mg/

l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% P

enyi

siha

n[Fe] 1

[Fe] 2

% Peny. 1

% Peny. 2

Ozon /UV dengan Pemompaan 1 lpm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0 10 20 30 40 60 90Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Bes

i (m

g/l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% P

enyi

siha

n

[Fe] 1

[Fe] 2

% Peny. 1

% Peny. 2

Ozonasi dengan Pemompaan 2 lpm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0 10 20 30 40 60 90Waktu (menit)

Kons

entra

si B

esi

(mg/

l)

010

2030

405060

7080

90100

% P

enyi

siha

n[Fe] 1"

[Fe] 2

% Peny. 1

% Peny. 2

Ozon/UV dengan Pemompaan 2 lpm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0 10 20 30 40 60 90Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Bes

i (m

g/l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% P

enyi

siha

n

[Fe] 1

[Fe]2

% Peny.1

% Peny. 2

Gambar IV-28 Kurva Oksidasi dan Penyisihan Besi dalam Berbagai Kondisi

Thesis 25305020 IV-29


Dengan penambahan sinar UV penyisihan besi pada sumur 2 justru menjadi lebih

rendah dibandingkan penyisihan besi dengan ozon saja. Hal ini berbeda dengan

hipotesa awal yang menyatakan penambahan sinar UV akan meningkatkan reaksi

oksidasi yang terjadi

4.8.2 Pengaruh Debit pemompaan

Selanjutnya pada gambar IV-29 ditampilkan grafik – grafik yang menunjukkan

hubungan antara debit pemopaan dengan penyisihan besi pada beberapa

perlakuan. Hasil analisa statistik menunjukkan bahwa debit pemompaan tidak

memberikan pengaruh yang signifikan pada penyisihan besi untuk 20 menit

reaksi. Pada gafik terlihat untuk ozonasi pada sumur 1 hasilnya memang

menunjukkan kondisi yang hampir sama begitu pula pada saat penggunaan

gabungan ozon dan sinar UV untuk air dari sumur 1. Sedangkan pada sumur 2

terlihat ada perbedaan tingkat penyisihan untuk masing – masing debit

pemompaan. Namun pola konsentrasi besi di dalam air serta pola penyisihan

besinya menunjukkan kesamaan. Perbedaan terlihat pada konsentrasi besi awal.

Jadi secara umum dapat dikatakan debit pemompaan tidak memberi pengaruh

yang signifikan untuk penyisihan besi.

Thesis 25305020 IV-30


Ozonasi Sumur 1

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0 10 20 30 40 60Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Bes

i (m

g/l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% P

enyi

siha

n[Fe]0.5 lpm

[Fe]1 lpm

[Fe]2 lpm

% Peny.0.5 lpm

% Peny.1 lpm

% Peny.2 lpm

Ozonasi Sumur 2

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0 10 20 30 40 60 90Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Bes

i (m

g/l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% P

enyi

siha

n[Fe]0.5 lpm

[Fe]1 lpm

[Fe]2 lpm

% Peny.0.5 lpm

% Peny.1 lpm

% Peny.2 lpm

Ozon/UV Sumur 1

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0 10 20 30 40 60Waktu (menit)

Kons

entra

si B

esi (

mg/

l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% P

enyi

siha

n0.5 lpm

1 lpm

2 lpm

0.5 lpm

1 lpm

2 lpm

Ozon/UV Sumur 2

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0 10 20 30 40 60Waktu (menit)

Kons

entr

asi B

esi (

mg/

l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% P

enyi

siha

n

0.5 lpm

1 lpm

2 lpm

0.5 lpm

1 lpm

2 lpm Gambar IV-29 Kurva Pengaruh Debit pemompaan pada ozonasi dan Ozon/UV

4.8.3 Pengaruh Penggunaan Sinar UV

Penggabungan sinar UV dengan ozonasi diharapkan akan menginisiasi terjadinya

proses AOP, namun untuk penyisihan besi hal ini tidak begitu terlihat. Pola

penyisihan besi justru tidak jauh berbeda dengan ozonasi saja. Hasil analisa

statistik menunjukkan penggunaan UV memberikan pengaruh yang cukup

signifikan, secara visual memang terliahat perbedaan tingkat peyisihan antara

ozonasi dengan penggabungan ozon/UV, namun yang terjadi justru tingkat

penyisihan besi menjadi lebih kecil dengan adanya UV. Jika diperhatikan lebih

lanjut besarnya tingkat penyisihan besi apda ozonasi disebabkan konsentrasi besi

awal yang lebih bear daripada yang digunakan pada penggabungan ozon/UV

sementara konsentrasi besi setelah reaksi hampir sama. Kondisi ini terjadi pada

sumur 1, lain halnya dengan kondisi pada air dari sumur 2 yang menunjukkan

setelah reaksi dengan ozon /UV konsentrasi besi terlarut yang tersisa masih tinggi.

Thesis 25305020 IV-31


Ozonasi dan Ozon/UV Sumur 1, 0.5 lpm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0 10 20 30 40 60Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Bes

i Ter

laru

t (m

g/l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% P

enyi

siha

n B

esi

[Fe]ozon

[Fe]ozon/uv

% Peny.ozon

% Peny.ozon/uv

Ozonasi dan Ozon + UV Sumur 2, 0.5 lpm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0 10 20 30 40 60Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Bes

i Ter

laru

t (m

g/l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% P

enyi

siha

n B

esi

[Fe]ozon

[Fe]ozon/uv

% Peny.ozon

% Peny.ozon/uv

Ozonasi dan Ozon + UV Sumur 1, 1 lpm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0 10 20 30 40 60Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Bes

i Te

rlaru

t (m

g/l)

0102030405060708090100

% P

enyi

siha

n B

esi

ozon

ozon+uv

% Peny.ozon

% Peny.ozon/uv

Ozonasi dan Ozon/UV Sumur 2, 1 lpm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0 10 20 30 40 60Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Bes

i Ter

laru

t (m

g/l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% P

enyi

siha

n B

esi

[Fe]ozon

[Fe]ozon/uv

% Peny.ozon

% Peny.ozon/uv

Ozonasi dan Ozon + UV Sumur 1, 2 lpm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0 10 20 30 40 60Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Bes

i Ter

laru

t (m

g/l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% P

enyi

siha

n B

esi

ozon

ozon+uv

% Peny.ozon

% Peny.ozon/uv

Ozonasi dan Ozon/UV Sumur 2, 2 lpm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0 10 20 30 40 60Waktu (menit)

Kon

sent

rasi

Bes

i Ter

laru

t (m

g/l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% P

enyi

siha

n B

esi

[Fe]ozon

[Fe]ozon/uv

% Peny.ozon

% Peny.ozon/uv

Gambar IV-30 Kurva Pengaruh Penggunaan UV Terhadap Penyisihan Besi

Jika dibandingkan dengan kondisi yang terjadi pada zat organik, penggunaan UV

justru menunjukkan hasil yang jauh lebih baik. Pada gambar IV-31 ditampilkan

konsentrasi zat organik sebagai nilai TOC pada ozonasi dan penggabungan

ozon/UV baik nilai TOC total maupun nilai TOC terlarutnya. Ozonasi saja hanya

mampu menyisihkan 55, 56% TOC total setelah 25 menit reaksi dari konsentrasi

awal sebesar 9 mg/l. Namun penggunaan sinar UV mampu menyisihkan TOC

hingga 100% dengan hanya 20 menit reaksi.

Thesis 25305020 IV-32


0123456789

10

0 5 10 15 20 25 30Waktu (menit)

TOC

(mg/

l)

ozon+UV, toc total

ozon+UV, toc terlarut

ozon, toc total

ozon, toc terlarut

Gambar IV-31 Kurva Pengaruh Penggunaan UV Terhadap Penyisihan Zat

Organik

Hasil penyisihan zat organik menunjukkna hasil yang sesuai dengan hipotesa

awal, bahwa penggabungan ozon/UV akan dapat menyisihkan lebih banyak zat

organik karena melibatkan reaksi hidroksil radikla yang bersifat tak selektif

terhadap zat organiki. Sementara ozon merupakan oksidator yang selektif untuk

zat organik sehingga tidak semua zat organik dapat dioksidasi dengan ozon saja.

IV.9 Kinetika Reaksi Penyisihan Besi 4.9.1 Orde Reaksi

Orde reaksi merupakan parameter yang menunjukkan sejauh mana suatu reaksi

dipengaruhi oleh konsentrasi masing – masing reaktan. Pada penelitian ini faktor

yang akan dilihat orde reaksinya adalah faktor konsentrasi besi terhadap reaksi

ozonasi maupun ozon/UV. Hal ini dikarenakan ozon yang digunakan dalam

konsentrasi yang berlebih begitu pula dengan sinar UV nya, sebagaimana hasil

yang diperoleh dari percobaan pendahuluan untuk konsentrasi ozon yang

digunakan dan percobaan yang telah dilakukan oleh Rohmatun (2006).

Berikut ini data yang selanjutnya digunakan dalam perhitungan kinetika reaksi:

Tabel IV-8 Hasil Reaksi Ozonasi Waktu [Fe] mg/l Sumur 1 [Fe] mg/l Sumur 2

t 0,5 lpm 1 lpm 2 lpm 0,5 lpm 1 lpm 2 lpm 0 3,58 3,11 3,11 1,96 3,01 2,24 10 0,65 0,29 0,27 0,55 0,63 0,29 20 0,25 0,04 0,05 0,39 0,47 0,29

Thesis 25305020 IV-33


Waktu [Fe] mg/l Sumur 1 [Fe] mg/l Sumur 2 t 0,5 lpm 1 lpm 2 lpm 0,5 lpm 1 lpm 2 lpm

30 0,11 0,04 0,04 0,22 0,20 0,07 40 0,05 0,03 0,03 0,34 0,47 0,08

60 0.05 0,22 0,22 0,52 0,29 0,18

Tabel IV-9 Hasil Reaksi Penggabungan Ozon/UV

Waktu [Fe] mg/l Sumur 1 [Fe] mg/l Sumur 2

t 0,5 lpm 1 lpm 2 lpm 0,5 lpm 1 lpm 2 lpm

0 2,24 1,39 1,70 1,66 2,01 2,01

10 0,57 0,31 0,31 0,79 0,76 0,74

20 0,16 0,15 0,24 0,33 0,74 0,75

30 0,10 0,10 0,12 0,40 0,71 0,75

40 0,09 0,21 0,18 0,41 0,76 0,70

60 0,12 0,12 0,12 0,38 0,87 0,74

Untuk mendapatkan nilai orde reaksi dilakukan plot data kedalam bentuk grafik

antara data konsentrasi terhadap waktu pada berbagai persamaan orde reaksi

mulai dari reaksi orde nol, orde 1 dan orde 2. Dari grafik yang didapat dilakukan

linearisasi untuk mendapatkan persamaan reaksninya beserta nilai koefisien

determinasi (r2) dari masing – masing grafik. Orde reaksi yang sesuai adalah orde

reaksi yang memiliki nilai koefisien determinasi terbesar. Berikut ini contoh

grafik untuk perhitungan orde reaksi ozonasi sumur 1

Sumur 1 ozon orde nol

y = -0.0008x + 0.0354R2 = 0.4908

y = -0.0011x + 0.0354R2 = 0.5636

y = -0.0011x + 0.0353R2 = 0.5601

-0.02

-0.01

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0 20 40 60 80

Waktu(menit)

C (m

olar

)

sumur 1,0.5 lpm ozon

sumur1, 1 lpm

sumur1, 2lpm

Linear (sumur 1,0.5 lpmozon)

Linear (sumur1, 1 lpm )

Linear (sumur1, 2lpm)

Gambar IV-32 Grafik Persamaan Reaksi Orde Nol Ozonasi Sumur 1

Thesis 25305020 IV-34


Sumur 1 ozon orde 1 y = -0.0447x - 1.3555R2 = 0.9675

y = -0.0486x - 1.635R2 = 0.8202

y = -0.0497x - 1.6172R2 = 0.8585

-4

-3.5

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

00 10 20 30 40 50

Waktu (menit)

Log

Csumur1,0.5lpm

sumur1, 1lpm

2 lpm

Linear (sumur1,0.5lpm)

Linear (sumur1, 1lpm)

Linear (2 lpm)

Gambar IV-33 Grafik Persamaan Reaksi Orde Satu Ozonasi Sumur 1

Sumur 1 ozon orde 2 y = 25.899x - 128.6R2 = 0.8736

y = 47.681x - 24.053R2 = 0.9253

y = 54.433x - 131.25R2 = 0.9698

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40 50

Waktu (menit)

1/C

sumur1,0.5lpm

sumur1,1lpm

sumur1,2lpm

Linear (sumur1,0.5lpm)

Linear (sumur1,1lpm)

Linear (sumur1,2lpm)

Gambar IV-34 Grafik Persamaan Reaksi Orde Dua Ozonasi Sumur 1

Pada grafik – grafik di atas terlihat bahwa orde reaksi yang sesuai untuk Debit

pemompaan 0,5 lpm adalah orde 1 dimana nilai koefisien deterninasi terbesar

diberikan oleh orde satu sebesar 0,97. Pada debit 1 lpm persamaan laju reaksi

yang memiliki nilai koefisien determinasi terbesar adalah persamaan reaksi orde

dua, yaitu sebesar 0,93 dan debit 2 lpm juga mengikuti orde 2 dengan koefisien

determinasi sebesar 0,97.

Setelah semua data diplotkan diperoleh hasil sebagaimana tercantum pada tabel

IV-10. Air dari sumur 1 memiliki orde reaksi 1 unutk debit pemompaan 0,5 lpm

dengan ozonasi serta untuk debit 2 lpm pada penggabungan ozon/UV. Sedangkan

perlakukan lainnya menunjukkan orde yang sesuai adalah reaksi orde 2.

Thesis 25305020 IV-35


Tabel IV-10 Hasil Rekapitulasi Perhitungan orde Reaksi r2 untuk orde

Sumur

Debit

pemompaan

(lpm)

UV

(watt) nol satu dua

Orde

Terpilih

0,5 0,491 0,968 0,874 1

1 0,564 0,820 0,925 2

2

0

0,560 0,859 0,970 2

0,5 0,671 0,891 0,968 2

1 0,566 0,598 0,470 1

1

2

3x10

0,583 0,715 0,715 1

0,5 0,621 0,716 0,664 1

1 0,565 0,599 0,413 1

2

0

0,602 0,848 0,817 1

0,5 0,671 0,676 0,596 1

1 0,330 0,266 0,206 nol

2

2

3x10

0,407 0,361 0,313 nol

orde rata-rata 0,552 0,668 0,661 1

Untuk sumur kedua didapatkan nilai orde reaksi pada penggabungan ozon/UV

dengan pemompaan 1 dan 2 lpm mengikuti reaksi orde nol sedangkan kondisi

lainnya menunjukkan reaksi orde 1. namun ode reaksi rata – rata dari reaksi

penyisihan besi terlarut menunjukkan reaksi orde 1 yang berarti laju reaksi

penyisihan besi sebanding dengan konsentrasi besi yang terdapat di dalam air.

Sehingga persamaan laju reaksi penyisihan besi dari air tanah adalah:

][][0Fek

dtFed

=

Dari persamaan tersebut dapat dihitung konsentrasi besi pada waktu t sebagai:

[ ] [ ] ktot eFeFe −=

4.9.2 Konstanta Laju Reaksi

Dengan didapatkannya nilai orde reaksi penyisihan besi terlarut, selanjutnay dapat

ditentukan besarnya konstanta laju reaksi dari masing – masing variasi perlakuan.

Orde reaksi yang digunakan adalah orde reaksi satu semu, karena pada reaksi

Thesis 25305020 IV-36


konsntrasi ozon serta sinar UV sangat besar dan berlebih, sehingga yang

mempengaruhi reaksi hanyalah konsentrasi besinya saja.

Nilai konstanta laju reaksi diperoleh dari persamaan reaksi yang didapatkan.

Untuk reaksi orde satu persamaan reaksinya adalah:

Log C = - kt/2,3 atau log C = - 0,43kt, dimana C adalah sisa konsentrasi besi paa

waktu t. Selanjutnya dengan memplotkan nilai log C dan nilai t akan diperoleh

nilai konstanta laju reaksi (k) yaitu sebagai slope (kemiringan) garisnya.

Misalnya untuk ozonasi pada sumur 1 didapatkan grafik log C terhadap t seperti

pada gambar IV-32, nilai k untuk debit pemompaan 0,5 lpm adalah -0.0447/0,434

= 0,03/menit. Hasil perhitungan seluruh nilai k ditampilkan pada tabel IV-11.

Tabel IV-11 Perhitungan Nilai k

Sumur Debit pemompaan

(lpm) UV (watt)

Persamaan k (1/menit)

0.5 y=-0,0447x-1,3555 0,103

1 y=-0,0486x-1,635 0,112

2

0

y=-0,0497x-1,6172 0,115

0.5 y=-0,0354x-1,5866 0,082

1 y=-0,0214x-1,8937 0,049

1

2

3x10

y=-0,0236x-1,7888 0,054

0.5 y=-0,0194x-1,6622 0,045

1 y=-0,0211x-1,541 0,049

2

0

y=-0,0357x-1,6361 0,082

0.5 y=-0,015x-1,6763 0,035

1 y=-0,0087x-1,6158 0,020

2

2

3x10

y=-0,0091x-1,6116 0,021

Thesis 25305020 IV-37


Konstanta laju reaksi untuk ozonasi baik pada sumur 1 maupun sumur 2 memiliki

nilai paling besar pada pemompaan 2 lpm, sedangkan untuk aplikasi Ozon/UV

nilai terbesar didapat dari pemompaan 0,5 lpm. Efektifitas ozonasi meningkat

dengan peningkatan debit pemompaan yang berarti juga peningkatan jumlah ozon

yang dikontakkan dengan air..

Laju reaksi ozon dengan zat terlarut di dalam air mengikuti laju reaksi orde 1 baik

dari segi konsentrasi ozon maupun konsentrasi materi terlarutnya (Hoigne and

Bader, 1981). Hasil penelitian menunjukkan orde reaksi yang sesuai dengan

penelitian Hoigne dan Bader tersebut. Oksidasi besi dengan ozon/UV berjalan

lebih baik pada laju ozonasi yang lebih rendah.

Menggunakan nilai konstanta laju reaksi yang diperoleh dilakukan perhitungan

konsentrasi besi pada waktu t untuk masing – masing perlakuan dan dibandingkan

dengan data yang diperoleh dari percobaan. Gambar – gambar berikut

memperlihatkan perbandingan hasil perhitungan konsentrasi besi pada waktu t

dengan hasil pengukuran sebenarnya.


00.5

11.5

22.5

33.5

4


[Fe]

mg/

l Pengukuran

Perhitungan


0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0 10 20 30 40 50Waktu (menit)

[Fe]

mg/

l Pengukuran

Perhitungan


00.5

11.5

22.5

33.5


[Fe]

mg/

l Pengukuran

Perhitungan


0.000.50

1.001.502.002.50

3.003.50

0 10 20 30 40 50Waktu (menit)

[Fe]

mg/

l Pengukuran

Perhitungan

Thesis 25305020 IV-38



0.000.501.001.502.002.503.003.50


[Fe]

mg/

l Pengukuran

Perhitungan

Ozon/UV Sumur1, 0.5 lpm

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0 10 20 30 40 50Waktu (menit)

[Fe]

mg/

l Pengukuran

Perhitungan

Ozon/UV Sumur1, 0.5 lpm

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0 10 20 30 40 50Waktu (menit)

[Fe]

mg/

l Pengukuran

Perhitungan

Ozon/UV Sumur 2, 0.5 lpm

0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.80

0 10 20 30 40 50Waktu (menit)

[Fe]

mg/

l Pengukuran

Perhitungan

Ozon/UV Sumur 1, 1 lpm

0.000.200.400.600.801.001.201.401.60

0 10 20 30 40 50Waktu (menit)

[Fe]

mg/

l Pengukuran

Perhitungan


0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0 10 20 30 40 50Waktu (menit)

[Fe]

mg/

l

Pengukuran

Perhitungan

Ozon/UV Sumur 1, 2 lpm

0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.80

0 10 20 30 40 50Waktu (menit)

[Fe]

mg/

l Pengukuran

Perhitungan


0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 10 20 30 40 50Waktu (menit)

[Fe]

mg/

l Pengukuran

Perhitungan

Gambar IV-35 Grafik – Grafik Perbandingan Hasil Pengukuran dengan Perhitungan Konsentrasi Besi di Dalam Air Sumur

Thesis 25305020 IV-39

Bab IV Hasil dan Pembahasan - Perpustakaan Digital...

Documents

Transcript of Bab IV Hasil dan Pembahasan - Perpustakaan Digital...