Pelunakan Air Sadah Melalui Penyaringan Zeolit
Click here to load reader
-
Upload
azryalqadry -
Category
Documents
-
view
491 -
download
93
description
Transcript of Pelunakan Air Sadah Melalui Penyaringan Zeolit
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 2001Leèifi 6aikjmengerti af(an ketidakmengertian kita
Vntuf^fiadiafi ufang tafiunfcu, 'perjuanganku, dan fiaC-fia£
6 erfiarga y ang mungkin teHivpakanRINGKASAN
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 :C02497077Program 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.
vi
Bogor, Juni 2001
PenulisDAFTARISI
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
III. BAHAN DAN METODA........A. Waktu dan tempat......B. Alat dan bahan........C. Metoda kerja..........
1. Tahap persiapan....
2. Tahap pelaksanaan penelitianD. Metoda Analisa Data. .
1. Efisiensi (E)......2. Perancangan percobaan
49
8
Halaman
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................................... 21A. Kondisi air bahan................................................................................................... 21B. Kesadahan total air hasil perlakuan........................................................................ 22C. Kandungan besi (Fe) air hasil perlakuan................................................................ 25D. Kekeruhan air hasil perlakuan................................................................................ 31E. Nilai pH air hasil perlakuan.................................................................................... 33F. Analisa ekonomis terhadap unit pelunakan air....................................................... 34
V. KESIMPULAN DAN SARAN.................................................................................... 37A. Kesimpulan............................................................................................................ 37B. 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 penurunannilai kandungan besi (Fe) air bahan............................................................................ 28
10. Nilai rataan kekeruhan (NTU) air hasil perlakuan..................................................... 31
11. Nilai rataan pH air hasil perlakuan............................................................................ 33
Tabel Halaman
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
Tabel Halaman
12. Grafik nilai pH air bahan dan air hasil perlakuan....................................................... 33DAFTAR LAMPIRAN
1. Bagian-bagian unit pelunakan air................................................................................. 41
2a. Data mentah nilai kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhandan pH air hasil perlakuan.......................................................................................... 42
2b. Data mentah nilai kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhandan 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
Tabel Halaman
8. Biaya pembuatan unit pelunakan air............................................................................ 48I. 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.
Tabel Halaman
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
Tabel Halaman
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
Tabel Halaman
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.
Tabel Halaman
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).
Tabel Halaman
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
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
Tabel Halaman
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).
20
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 hujan4
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)
21
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 + H20endapan
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.
22
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
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).
4. 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
23
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.
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)
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,
24
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 pengotor dalam jumlah tertentu
yang dapat mempengaruhi sifat dan kualitasnya, sehingga
analisa sifat fisik-kimia dan mineralogi harus dilakukan
25
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,
26
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 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-
27
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 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
28
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 sisakolom pertukaran ion
+ larutan NaCl —> kolompertukaran 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 + 2NaClMgCl2
Ca-> 2R-Na
Mg
30
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.
31
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
32
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 2NaHCOCa
S04 + 2R-Na -> Na2S04 + R2
Mg Cl2 2NaClMg
33
air sadah + kolom air lunak + kolom
pertukaran ionpertukaran ion
Gambar 4. Proses pertukaran ion yang terjadi di dalam kolom pelunakan air
Sebag
ai media
penukar
ion, resin
yang
digunakan
34
harus
memenuhi
syarat-
syarat
tertentu
(Fitriah,
2000),
yaitu
diantarany
a adalah :
1. Memiliki
kapasitas
pertukaran
ion yang
tinggi
35
2. Memilik
i
kelaru
tan
yang
rendah
dalam
berbag
ai
laruta
n,
sehing
ga
dapat
diguna
kan
secara
berula
ng
kali.
Resin
akan
berope
rasi
dalam
cairan
yang
mempun
yai
sifat
36
melaru
tkan,
oleh
karena
itu
resin
harus
tahan
terhad
ap air
3. Memilik
i
kestabi
lan
kimia
yang
tinggi.
Resin
diharap
kan
dapat
bekerja
pada
kisaran
pH yang
besar
dan
tahan
terhada
p sifat
37
asam
dan
basa
serta
pada
proses
oksidas
i dan
radiasi
4. Memilik
i
kestabi
lan
fisik
yang
tinggi.
Resin
diharap
kan
tahan
terhada
p
tekanan
mekanis
,
hidrost
atis
cairan
dan
osmosis
38
Pertuka
ran 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
39
memindahkan
kontaminan-
kontaminan
tertentu
yang
terdapat
dalam proses
pengolahan
air limbah,
bahkan dapat
menghasilkan
effluen
dengan nilai
kontaminasi
mendekati
nol (EPA,
1990).
Kelebih
an pelunakan
air dengan
menggunakan
resin zeolit
jika
dibandingkan
dengan
metoda lain
adalah :
selama
proses tidak
terbentuk
40
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).
Sedangk
an
keterbatasan
yang
dimiliki
oleh metoda
41
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
42
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
43
(drainase)
(Powell,
1954).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.
44
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,
45
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
46
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
47
aquades
C. Metoda kerja
1. Tahap
persiapan _______
Tahap
persiapan
terdiri dari
dua bagian,
yaitu tahap
menganalisa
kondisi air
bahan dan
tahap
mempersiapka
n alat-bahan
serta
pengaktifan
zeolit.
Analisa
terhadap air
bahan
meliputi
analisa
parameter-
parameter
kualitas
air, yaitu
kesadahan
total,
48
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
49
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.
Proses
pengaktifan
zeolit
terdiri dari
50
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
51
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
52
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
53
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
54
mengikuti
kombinasi
perlakuan
yang
diberikan,
seperti
tercantum
pada Tabel
2.
2. Tahap pelaksanaan penelitian
Tabel 2. Kombinasi perlakuanNo 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)
55
Penyusunan alat dalam penelitian ini ditunjukan seperti ditun
56
jukan pada Gainbar 5
Kolom pelunakan air
57
Plastik
penampung air
liasi! perlakuan
Gambar 5. Susunan
alat
Air sadah
yang berasal
dari tempat
penampungan
(ember
plastik)
dialirkan
melalui
selang
plastik
menuju kolom
pelunakan
58
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
59
dalam kolom
pelunakan
air akan
melewati
lubang inlet
air sadah
dan terus
dialirkan
oleh shower.
Dari shower
ini, air
sadah tadi
didistribusi
kan secara
merata
menuju resin
zeolit yang
terdapat di
dalam kolom
pelunakan
air.
Selanjutnya
di dalam
resin
tersebut
terjadi
proses
pelunakan
air.
Pelunakan
60
air yangI^ 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
kesetimbang
an. Air
sadah yang
mengalami
pelunakan
61
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
meningkatny
a nilai
kekeruhan
pada air
hasil
perlakuan.
Kemudian
air yang
62
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
63
nilai yang
akurat,
maka
dilakukan
pengulangan
sebanyak 3
kali
ulangan.
Selanjutnya
nilai hasil
analisa
yang
didapatkan
dari air
hasil
perlakuan
tersebut
akan
dibandingka
n dengan
nilai dari
air balian
(yang telah
dianalisa
sebelumnya)
. Kemudian
dianalisa
apakah
terjadi
kenaikan,
64
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
65
kesadahan
total dan
kandungan
besi (Fe),
maka
digunakan
rumus
sebagai
berikut:
E = No-Nt x 100% ; No = 250,24 mg/lCaC03
No
Dimana : E =
66
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,
67
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
pengamata
n pada
68
ulangan
ke-k yang
memperole
h
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
69
dari
faktor
ukuran
kristal
taraf ke-
j
(a(3)ij=
peng
aruh
inte
raks
i
dari
fakt
or
akti
fasi
zeol
it
tara
f
ke-i
dan
fakt
or
ukur
an
kris
tal
tara
70
f
ke-j
£jjk =
pengaruh
galat
dari
satuan
percoban
ke-k
kombinas
i
perlakua
n ij
Selanj
utnya data
yang
diperoleh
dianalisa
dengan
menggunakan
Anova
(Análisis of
variance).
Sedangkan
untuk
mengetahui
perbandingan
dari masing-
masing
perlakuan
71
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
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Kondisi air
bahan
Nilai
72
kesadahan
total,
kandungan
besi (Fe),
kekeruhan
dan pH air
bahan, yakni
air sadah
dari daerah
Sindang
Barang yang
diamati
disajikan
dalam Tabel
3.
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 -
Berdasarkan
data pada
Tabel 3
didapatkan
nilai
73
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
74
yang sadah
tersebut
dapat
menimbulkan
kerugian-
kerugian
dalam
penggunaanny
a, 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,
75
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
76
untuk
keperluan
domestik dan
industri.
Sedangk
an 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
penggunaanny
a tidak
menimbulkan
permasalahan
77
. 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 bahan
sebesar 7,12
merupakan
nilai yang
masih berada
dalam
kisaran
nilai pH
untuk air
baku air
minum dan
untuk
78
kepentingan
domestik
yang
diperbolehka
n, 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
79
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
diperlihatka
n pada Tabel
5
80
Tabel 5. Selisih nilai kesadahan total (mg/lCaC 03 ) air bahan dan air hasil perlakuan
Aktifasi Ukuran kristal
BI B° B3(Besar) (Sedang) (Kecil)
Al
(tanpa aktifasi)
38,38 59,68 46,77
A2
(aktifasi pemanasan)
49,91 162,68 50,31
A3
(aktifasi pengasaman)
45,30 150,37 53,77
Tabel 4. Nilai rataan kesadahan total (mg/lCaC03) air hasil perlakuanAktifasi 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
'•V3
A3
(aktifasi pengasaman)
204,94 99,87 196,47
Keterangan : nilai kesadahan awai - 240,24 mg/lCaCC>3
81
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
P3¡2O2g1J 1* 5v 0
IV- | s § sI-
' f ms I
f/%§
I i-m
□ air Lahan
£3 ukuran kristal BI
□ ukuaii kristal B2 £3
ukuran krbtal B3
82
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
83
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
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%).
Aktifasi
84
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
85
0.09-0*08
Tabel 7. Nilai rataan kandungan besi (Fe) (mg/l) air hasil perlakuanNo. 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
Tabel 8. Selisih nilai kandungan besi (Fe) (mg/l) air bahan dan air hasil perlakuanAktifasi 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
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
A3A2A1airbahan
86
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
87
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.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
88
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
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
90
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
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
Si Si Si Si
£ il £0 0 OH HO
!Z OH HOAl + HC1 A1C13 + MCI + 71 R
7f Si Si0 0
71 KSi Si
Gambar 10. Proses awai dealuminasi (pengasaman ) pada kristal zeolit
91
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. Tingkat efisiensi yang dicapai adalah
sebesar 63,33% (kesadahan total) dan 89,33%
(kandungan besi).
92
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 perlakuanNo. 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
93
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,
94
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
95
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
7
65
K 4PH '
1P
n>l
Misf
Hair bakm H
ukuran kristal B1
□ukuran. kristal B2
I-:-Pmm
f-i
P%v f
mi
lF::
«i«i
fE ukuran kristal B3
iA1 A2 A3air
bahan
Tabel 11. Nilai rataan pH air hasil perlakuanNo. 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
pH air hasil olahan bervariasi (terjadi penurunan dan
kenaikan nilai pH). Nilai perubahan pH yang paling
berfluktuasi
97
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
99
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
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 iniV. 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
101zeolit 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 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 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
103
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. 1Laws, 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
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
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
105
Lampiran 1. Bagian-bagian unit pelunakan air
Pipa PVC (0=15cm, l=80cm)
l !nggun /eol i l ( t=60cm)
106Lampiran 2a. Data mentah nilai kesadahan total,
kandungan besi (Fe), kekeruhan dan pH air hasil perlakuan
No Perlakuan Ulangan Nilai(mg/lCaC03)
Nilai (mg/l) Nilai(NTU)
Nilai
1 AIBI 1 210,67 0,039 0,54 7,092 AIBI 2 215,01 0,043 0,56 7,25
J AIBI J> 209,91 0,040 0,60 7,014 A1B2 1 199,21 0,035 0,61 7,215 A1B2 2 190,97 0,029 0,61 7,076 A1B2 3 181,51 0,038 0,64 6,997 A1B3 1 200,71 0,056 0,88 7,338 A1B3 2 201,68 0,059 0,76 6,979 A1B3 -n
0208,01 0,058 0,81 7,25
10 A2B1 1 200,01 0,021 0,91 7,37lP A2B1 2 199,98 0,025 0,92 7,4012 A2B1 3 201,00 0,030 0,89 7,2913 A2B2 1 87,19 0,010 0,94 7,3014 A2B2 2 80,97 0,009 0,96 7,5615 A2B2 3 94,53 0,008 0,92 7,4816 A2B3 1 201,09 0,044 0,99 7,6117 A2B3 2 198,99 0,048 0,99 7,4918 A2B3 3 199,71 0,045 0,89 7,3919 A3B1 1 207,66 0,031 0,39 5,9920 A3B1 2 200,20 0,026 0,44 6,0121 A3B1 'y
J206,95 0,028 0,38 5,98
22 A3B2 1 99,71 0,016 0,46 6,1023 A3B2 2 99,89 0,015 0,46 6,0924 A3B2 J 100,01 0,016 0,49 5,8925 A3B3 1 200,01 0,051 0,51 5,9526 A3B3 2 199,91 0,050 0,49 5,5527 A2B3 *■» 189,50 0,055 0,54 5,43
Lampiran 2b. Data mentah nilai kesadahan total, kandungan besi (Fe), kekeruhan dan pH air bahan
No Ulangan Nilai Nilai (mg/l) Nilai Nilai(mg/lCaC03) (NTU)
1 1 249,56 0,079 0,41 6,992 2 250,92 0,075 0,39 7,31
■->J
J 250,26 0,089 0,48 7,05
SK db JK KT Fhitung Ftabel (99%)
107
P 8 543831,18 - - -
A 2 8355,18 4177,59 185,42** 6,01B 2 35570,14 17785,07 789,40** 6,01AB 4 10906,14 2726,54 121,02** 4,58
S 18 405,46 22,53 - -
T 26 55236,92 - - -
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
Selisih nilai tengah kesadahan total I Ym-Yn IY Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9Y1 - 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* 5,91Y3 - 3,14 115,91* 3,54 1,47 103,60* 7,00Y4 - 112,77* 0,40 4,61 100,46* 3,86Y5 - 112,37* 117,38* 12,31* 108,91*Y 6 - 5,01 100,06* 3,46Y7 - 105,07* 8,47Y8 - 96,60*Y9 -
Tabel Sidik Ragam (TSR) data nilai kesadahan total air hasil olahanSK db JK KT Fhitung Ftabel (99%)P 8 0,0064 - - -
Tabel Sidik Ragam (TSR) data ni
ai kesadahan total air hasil olahan
108A 2 0,0014 0,0007 116,67** 6,01
B 2 0,0048 0,0024 400,00** 6,01AB 4 0,0002 0,00005 8,33** 4,58
S 18 0,0001 0,000006 - -
T 26 0,0065 - - -
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
Selisih nilai tengah kesadahan total |Ym-YnY Y1 Y2----- .....Y3...... Y4...... ......Y5......... .....Y6......Y7 Y8 Y9Y1 - 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* 0,007Y4 - 0,016* 0,021* 0,003 0,009 0,027*Y5 - 0,037* 0,019* 0,007 0,043Y6 - 0,018* 0,030* 0,006Y7 - 0,012* 0,024*Y8 - 0,036*Y9 -
Tabel Sidik Ragam (TSR) data nilai kekeruhan air hasil olahanSK db JK KT Fhitung Ftabel (99%)P 8 1,13 - - -
A 2 1,01 0,51 463,64** 6,01B 2 0,08 0,04 36,36** 6,01AB 4 0,04 0,01 9,09** 4,58
S 18 0,02 0,0011 - -
T 26 1,15 - - -
109Uji 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
Selisih nilai tengah kekeruhan |Ym-Yn IY Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9Y1 - 0,05 0,25* 0,34* 0,37* 0,39* 0,17* 0,10* 0,06Y2 - 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 - 0,04Y9 -
SK db JK KT Fhitung Ftabel (99%)P 8 12,37 - - -
A 2 12,06 6,03 301,50** 6,01B 2 0,03 0,02 1,00 6,01AB 4 0,28 0,07 3,50 4,58
S 18 0,37 0,02 - -
T 26 12,74 - - -
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
110Selisih nilai tengah pH |Ym-Yn |
Y Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9Y1 - 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 0,35Y8 - 0,39Y9 -
Keterangan : * berbeda nyata
Hasil70,812.522.52 0,19 1,60 0,424.20 1,33144,9061.20
Lampiran 6. Tabel Sidik Ragam (TSR) dan uji-Beda Nyata Terkecil (BNT)data nilai pH air hasil perlakuan
Lampiran 7. Hasil analisa kimia zeolit Cikembar-Sukabumi (Prayitno in Setiyadi, 1997)
Jenis AnalisaSi02
AI2O3Fe203Ti02 CaO MgO K20 Na20 KTK (me/100g) Mordenit
Lampiran 8. Biaya pembuatan unit pelunakan air
RIWAYAT HIDUP
49
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
50
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.
RIWAYAT HIDUP
51