i

Bidang Unggulan: 3/Energi, Transportasi, dan Lingkungan

Kode/Nama Bidang Ilmu: 445/Teknik Material (Ilmu Bahan)

LAPORAN

HIBAH PENELITIAN MAGISTER TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS UDAYANA

PEMBUATAN FILTER KERAMIK

UNTUK PRODUKSI AIR BERSIH

DARI TANAH LIAT DAN SEKAM PADI

TIM PENGUSUL:

1. Ir.Yenni Ciawi, Ph.D. NIDN: 0018116606

2. Prof.Dr.Ir.I Made Alit Karyawan Salain, DEA. NIDN:

0004046202

3. I Ketut Diartama Kubon Tubuh

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

OKTOBER 2016

ii

DAFTAR ISI

Halaman

Kata Pengantar ....................................................................................................................... ii

Daftar Isi ................................................................................................................................ iii

Ringkasan ........................................................................................................................... vi

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang .............................................................................................................. 1

1.2 Tujuan Khusus Penelitian dan Batasan Penelitian Tahun Berjalan .............................. 2

1.3 Pentingnya atau Keutamaan Rencana Penelitian Ini .................................................... 2

1.4 Potensi Hasil Penelitian ................................................................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................... 4

2.1 Penurunan Kualitas Air ................................................................................................. 4

2.2 Penyaringan air ............................................................................................................. 5

2.3 Filter Keramik .............................................................................................................. 6

2.3.1 Keramik ..................................................................................................................... 6

2.3.2 Pembuatan Keramik ................................................................................................... 6

2.3.3 Karbon Aktif .............................................................................................................. 7

2.4 State of The Art Penelitian tentang Filter Keramik ....................................................... 8

2.4.1 Penggunaan Filter Keramik dalam Pengolahan Air Minum ..................................... 9

2.4.2 Keamanan Saringan Keramik untuk Air Minum ........................................................ 9

2.4.3 Aplikasi Filter Keramik dalam Pengolahan Air Limbah ........................................... 10

2.4.4 Aplikasi Bio-keramik dalam Pengolahan Gas ........................................................... 10

2.5 Kuat Tekan Filter Keramik .......................................................................................... 10

BAB III METODE PENELITIAN .................................................................................. 12

3.1 Alat dan Bahan ............................................................................................................. 12

3.2 Pembuatan Benda Uji .................................................................................................... 12

3.3 Rancangan Penelitian dan Metode Kerja ..................................................................... 13

3.4 Roadmap Penelitian ...................................................................................................... 14

BAB IV BIAYA DAN JADWAL PENELITIAN............................................................. 15

4.1 Biaya ……………………….............................................................................................. 15

4.2 Jadwal Kegiatan ............................................................................................................. 15

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 16

LAMPIRAN 1 JUSTIFIKASI ANGGARAN PENELITIAN ........................................ 19

LAMPIRAN 2 DUKUNGAN SARANA DAN PRASARANA PENELITIAN ........... 21

LAMPIRAN 3 SUSUNAN ORGANISASI TIM PENELITI ………………………… 22

LAMPIRAN 4 BIODATA KETUA DAN ANGGOTA TIM PENELITI ..................... 23

LAMPIRAN 5 SURAT PERNYATAAN PERSONALIA PENELITIAN ................... 33

iii

RINGKASAN

Banyaknya kasus kanker di desa-desa di tepi Danau Batur dapat berhubungan dengan pola hidup

masyarakat yang menggunakan air danau dan air sumur di tengah lahan pertanian sebagai air

minum. Air tersebut sudah pasti telah tercemar pupuk dan pestisida dalam sistem pertanian

intensif yang diterapkan oleh para petani. Buktinya tanaman eceng gondok tumbuh dengan subur

dan pendangkalan danau telah terjadi. Masyarakat tidak punya pilihan lain sumber air minum,

sebab itu air ini harus bisa diolah sehingga layak digunakan sebagai air baku air minum.

Pengolahannya harus sederhana dan bisa dijangkau biayanya oleh masyarakat. Salah satu caranya

adalah dengan menyaringnya. Tujuan penelitian ini adalah menyelidiki potensi pembuatan filter

keramik ramah lingkungan dari bahan tanah liat dan sekam padi yang dapat menyaring air kotor

menjadi air bersih (air kelas IV baku mutu air dalam Lampiran 2 Peraturan Pemerintah RI No. 82

tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Bahan yang

dibutuhkan mudah diperoleh, yaitu tanah liat dan bahan pengisi berupa sekam padi. Metode yang

digunakan cukup sederhana yaitu dengan mencampur tanah liat dan bahan pengisi, mencetak,

mengeringkan, dan membakarnya. Aspek yang diteliti adalah pengaruh komposisi bahan

terhadap kualitas filter yang dihasilkan. Parameter yang diamati pada penelitian ini adalah laju

alir filtrat, kualitas filtrat, kuat tekan filter.

Kata Kunci: air bersih, saringan keramik, kearifan lokal

4

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di Bali, secara tradisional, ditemukan saringan air yang terbuat dari batu paras berpori,

bentuknya seperti kendi kecil yang diletakkan di dalam kendi besar yang terbuat dari batu juga.

Bedanya adalah kendi yang besar terbuat dari batu pejal. Air ditaruh di dalam kendi yang besar

dan perlahan-lahan akan meresap dan tersaring ke dalam kendi kecil melalui pori-pori batu. Air

hasil resapan inilah yang diambil sebagai air minum. Kendi saringan ini masih dapat ditemukan

di beberapa tempat di Bali sebagai warisan nenek moyang, tetapi sayangnya tidak diproduksi lagi.

Sementara itu, banyak sumber air di Bali sudah tercemar, termasuk air Danau Batur.

Aktivitas masyarakat sekitar danau seperti mandi, mencuci, bertani, beternak ikan, telah

mencemari air danau yang merupakan sumber air utama sungai dan danau lain di Bali itu. Tanda-

tanda eutrofikasi sangat jelas terlihat. Salah satu buktinya adalah bertambah suburnya tanaman

eceng gondok. Tanaman ini dapat tumbuh dengan cepat dan menyebabkan pendangkalan danau

(Suparta, 2014). Bagi sebagian masyarakat sekitar Danau Batur, danau juga merupakan sumber

air minum. Di sisi lain, akhir-akhir ini, kasus penyakit kanker di Desa Songan, desa terbesar di

tepi Danau Batur, meningkat dengan tajam (Sutika, 2014 dan pengamatan pribadi). Peneliti

mencurigai bahwa air danau dan sumber air lain yang dikonsumsi masyarakat telah tercemar,

terutama oleh kegiatan pertanian intensifikasi yang banyak menggunakan pupuk dan pestisida

serta kegiatan perikanan intensifikasi dengan jaring keramba atau kuramba dalam bahasa lokal

(pengamatan pribadi). Solusi masalah air minum dapat dilakukan dengan membeli air kemasan

atau air isi ulang, yang bukan merupakan opsi yang baik karena menambah pengeluaran

masyarakat. Cara lain adalah dengan menyaring air. Saringan batu tradisional Bali seharusnya

dapat digunakan. Yang menjadi masalah adalah saringan batu ini sudah sulit ditemukan dan tidak

dibuat lagi.

Di belahan dunia lain, di Brasil, Ron Rivera telah mengembangkan saringan keramik

dalam program pottery for peace (Wagoner, tt). Proses pembuatannya dan cara pemakaiannya

sangat sederhana, tetapi manfaatnya sangat luar biasa untuk masyarakat yang tidak terjangkau

fasilitas air bersih, apalagi air minum. Bentuk saringannya berupa pot gerabah, mirip dengan

saringan kendi batu Bali. Perbedaannya adalah arah aliran airnya. Dalam hal ini, air umpan

dimasukkan ke dalam pot dan dibiarkan tersaring keluar pot akibat gravitasi dan ditampung

dalam wadah yang lebih besar.

Dalam versi yang lebih canggih, sebenarnya sudah banyak dijual saringan keramik siap

minum yang diproduksi oleh produsen terkenal, tetapi tentu dengan harga yang sangat mahal.

Beberapa contoh saringan air bersih komersil adalah Navaza (Anonim, tt-a), yang dipasarkan

seharga Rp.1,7 juta dengan laju alir 500 L per jam dengan waktu pakai 2-3 tahun, Rotek

(Anonim, tt-b), saringan keramik SWS untuk kamar mandi dipasarkan dengan harga Rp.120 ribu

(Anonim, tt-c).

5

1.2 Tujuan Khusus Penelitian dan Batasan Penelitian Tahun Berjalan

Tujuan penelitian ini ada tiga, yang pertama adalah menyelidiki komposisi bahan

pembuat saringan keramik dan temperatur bakar terhadap performance saringan, yang ke

dua adalah memproduksi filter keramik ramah lingkungan dengan target khusus produksi

modul filter keramik pada akhir tahun ke-3 (paket teknologi tepat guna) yang murah, mudah

digunakan, kuat (robust), serta mudah diangkut ke tempat terpencil atau ke tempat terkena

bencana yang memerlukan air bersih. Target konsumen saringan ini adalah masyarakat kelas

bawah dan masyarakat di daerah bencana dengan target produksi air bersih. Ke tiga sebagai

tambahan adalah mengetahui struktur kristal keramik yang terbentuk.

Pada tahun ini hanya diteliti mengenai pengaruh komposisi bahan baku filter (tanah

liat dan serbuk gergaji) terhadap kemampuan filter melewatkan air kualitas filtrat yang

dihasilkan serta kuat tekan biskuit keramik berbentuk lempengan.

1.3 Pentingnya atau Keutamaan Rencana Penelitian ini

Air merupakan kebutuhan yang sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup,

termasuk bagi manusia. Sementara itu, tidak semua sumber air dapat langsung dimanfaatkan

karena berbagai sebab, misalnya air yang terpolusi akibat kegiatan manusia atau akibat

bencana alam. Bahkan, menurut laporan Chrisbiyanto (2014), pada tahun 2015, Indonesia

termasuk negara yang akan menghadapi krisis air bersih.

Berbagai cara dapat dilakukan untuk memanfaatkan air agar bisa digunakan dan

dikonsumsi, salah satunya adalah dengan penjernihan air. Penjernihan air merujuk ke

sejumlah proses untuk mendapatkan air dengan kualitas tertentu, contohnya air minum, air

untuk proses industri, air untuk aplikasi medis, dan banyak penggunaan lain.

Bagi masyarakat ekonomi lemah yang tidak mempunyai akses terhadap pelayanan air

bersih atau air dari PDAM, salah satu solusi air bersih adalah mengembangkan saringan

keramik murah dengan bahan lokal yang ramah lingkungan dan kuat (robust) sehingga dapat

dimanfaatkan masyarakat di tempat-tempat terpencil dan bahkan di daerah yang terkena

bencana alam. Di Bali, bahan baku saringan keramik ini tersedia berlimpah. Tanah liat dapat

ditemukan di banyak tempat, contohnya di Pejaten, tempat pembuatan genteng tanah liat, di

Gianyar, tempat pembuatan bata merah, bahkan di Desa Batubulan, Gianyar, struktur

tanahnya adalah lempung. Bahan baku lainnya adalah kayu, sekam, dan bahan berkarbon

lainnya tersedia melimpah dan sifatnya terbarukan. Saringan keramik ini direncanakan sangat

6

robust, hemat bahan, mudah dibuat, mudah digunakan, mudah dibawa, murah, sangat ramah

lingkungan, jika tidak terpakai lagi dapat dibuang dengan mudah ke lingkungan tanpa diolah.

Selain itu, sejalan dengan anjuran untuk mengembangkan produk lokal/dalam negeri

dalam rangka melepas ketergantungan pada impor, untuk mengantisipasi kebutuhan air bersih

di masa yang akan datang, maka riset mengenai filter keramik ini sangat layak dan sangat

urgen dilakukan.

1.4 Potensi Hasil Penelitian

Potensi hasil yang bisa didapat di akhir penelitian adalah teknologi tepat guna berupa

modul penyaring keramik yang murah, ringan, mudah digunakan, kuat (robust) sehingga

dapat dimanfaatkan oleh masyarakat kebanyakan di daerah terpencil atau di daerah bencana.

Target pemanfaatan modul filter adalah untuk produksi air bersih, bukan air siap minum

(potable wáter). Selain itu, luaran lain yang ditargetkan adalah publikasi di seminar nasional

dan informasi awal untuk paket teknologi tepat guna yang bisa dikembangkan untuk skala

industri.

7

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penurunan Kualitas Air

Akses terhadap air bersih dan sanitasi merupakan salah satu fondasi inti dari

masyarakat yang sehat, sejahtera, dan damai. K u r a n g d a r i 7 5 % r u m a h tangga

di wilayah perkotaan dan kurang dari 53% di pedesaan di Indonesia kekurangan akses air

bersih, yang artinya lebih dari 100 juta orang Indonesia tidak mempunyai akses

langsung terhadap air bersih apalagi air minum sehat (CEDS, 2012). Lebih dari 70% total

penduduk Indonesia tergantung pada air yang diambil dari sumber air yang sudah

terkontaminasi (Thioritz, 2010).

Sistem air bersih dan sanitasi yang baik akan menghasilkan manfaat ekonomi,

melindungi lingkungan hidup, dan vital bagi kesehatan manusia. Tingginya angka kejadian

diare, penyakit kulit, penyakit usus dan penyakit-penyakit lain yang berasal dari air di

kalangan masyarakat berpenghasilan rendah tetap menjadi halangan yang seringkali terjadi

dalam upaya meningkatkan kesehatan anak secara umum. Selain akses yang buruk terhadap

air bersih, kegagalan untuk mendorong perubahan perilaku khususnya di kalangan keluarga

berpenghasilan rendah dan penduduk di daerah kumuh telah memperburuk situasi air bersih

dan sanitasi di Indonesia (Chrisbiyanto, 2014). Tidak hanya di Indonesia, di Bangladesh,

pola serupa juga ditemukan, terutama mengenai kurangnya pengetahuan tentang air minum

sehat (Luoto et al., 2011). Di India, bahkan intervensi pemakaian filter air di rumah tangga

lewat pemakaian filter pot keramik di sekolah-sekolah tidak begitu berhasil meningkatkan

kesadaran masyarakat untuk memurnikan air untuk minumnya di rumah tangga (Freeman

and Clasen, 2011).

Untuk menghindarkan diri dari penyakit seperti diare, maka air bersih harus

diolah terlebih dahulu agar layak dan sehat untuk diminum. Ada berbagai cara untuk

membuat air bersih agar layak untuk dikonsumsi oleh manusia, salah satunya adalah

dengan penyaringan.

2.2 Penyaringan air

Penyaringan adalah proses pemisahan cairan dari partikel yang terdapat di dalamnya

dengan melewatkan cairan melalui bahan yang permeabel. Menurut Amrih (2005), teknik

penyaringan yang paling sederhana dan mudah menggunakan kain katun yang bersih, yang

dapat membersihkan air dari kotoran dan organisme kecil yang ada dalam air keruh, tetapi

8

hasilnya bergantung pada ketebalan dan kerapatan kain. Teknik yang ke dua lebih baik

hasilnya, yaitu menggunakan kapas, yang juga tergantung pada ketebalan dan kerapatan

kapas. Teknik ke tiga adalah aerasi, yaitu mengisikan oksigen ke dalam air sehingga karbon

dioksida serta hidrogen sulfida dan metana yang mempengaruhi rasa dan bau dari air dapat

dikurangi atau dihilangkan. Selain itu, partikel mineral yang terlarut dalam air seperti besi

dan mangan akan teroksidasi dan secara cepat akan membentuk lapisan endapan yang

nantinya dapat dihilangkan melalui proses sedimentasi atau filtrasi. Teknik ke empat adalah

saringan pasir lambat (SPL), yang dibuat dengan menggunakan lapisan pasir pada bagian

atas dan kerikil pada bagian bawah. Air bersih didapatkan dengan jalan menyaring air baku

melewati lapisan pasir terlebih dahulu baru kemudian melewati lapisan kerikil. Teknik ke

lima adalah saringan pasir cepat (SPC), sama seperti saringan pasir lambat, tetapi arah

penyaringan air terbalik, yaitu dari bawah ke atas (upflow). Teknik ke-6 adalah gravity-fed

filtering system yang merupakan gabungan dari SPC dan SPL. Air bersih dihasilkan melalui

dua tahap, dengan SPC dulu, kemudian SPL. Untuk mengantisipasi debit air hasil

penyaringan yang keluar dari SPC, digunakan beberapa SPL. Teknik ke-7 adalah saringan

arang, yaitu saringan pasir ditambah dengan satu lapisan arang, yang sangat efektif

menghilangkan bau dan rasa yang ada pada air baku. Arang dibuat dari kayu atau batok

kelapa, atau lebih baik arang aktif. Saringan arang aktif komersil sudah banyak diproduksi

dengan harga yang relatif mahal, contohnya Navaza (Anonim, tt-a), untuk saringan dengan

produk air untuk mandi dan mencuci, filter yang diklaim dapat digunakan 3-5 tahun dijual

dengan harga Rp1,7 juta-Rp.1,95 juta. Saringan air sederhana/tradisional merupakan

modifikasi dari saringan pasir arang dan saringan pasir lambat, dan menggunakan lapisan

pasir, kerikil, batu, arang, dan ijuk. Teknik yang lain menggunakan filter keramik yang dapat

disimpan dalam jangka waktu yang lama sehingga dapat dipersiapkan dan digunakan untuk

keadaan darurat. Campuran perak yang berfungsi sebagai disinfektan dapat ditambahkan

pada filter. Filter dapat disikat untuk membersihkannya (Freeman et al., 2012)

Saringan bentuk lain terbuat dari cadas, bentuknya seperti kendi/lumpang, umum

digunakan oleh masyarakat di beberapa desa di Bali. Air, dari sumur gali atau dari saluran

irigasi sawah, ditempatkan dalam suatu wadah yang di dalamnya diletakkan lumpang batu

dan air akan tersaring ke dalam lumpang melalui pori-pori batu cadas, namun kecepatan

penyaringan relatif rendah bila dibandingkan dengan SPL, apalagi SPC.

9

2.3 Filter Keramik

2.3.1 Keramik

Keramikos dalam bahasa Yunani berarti suatu bentuk dari tanah liat yang telah

mengalami proses pembakaran. N a m u n , saat ini tidak semua keramik berasal dari

tanah liat, tetapi mencakup semua bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk

padat. Pada umumnya, senyawa keramik lebih stabil terhadap panas (sampai 1200°C,

ba hka n mencapai 2000°C untuk keramik engineering/keramik oksida) dan bahan kimia

dibandingkan elemennya. Bahan baku keramik yang umum dipakai adalah feldspar, clay,

kuarsa, kaolin, dan air. Sifat keramik yang rapuh (brittle), keras dan kaku sangat

ditentukan oleh struktur kristal yang sangat rumit, komposisi kimia, dan mineral

bawaannya. (Black and Kohser, 2012 dan Carter and Norton, 2007)

2.3.2 Pembuatan Keramik

Ada beberapa tahap dalam proses pembuatan keramik, yaitu:

a. Pengolahan bahan

Tujuannya adalah mengolah berbagai bahan baku menjadi badan keramik plastis

yang telah siap pakai yang dapat dilakukan dengan metode basah maupun kering, secara

manual atau dengan mesin. Di dalamnya termasuk pengurangan ukuran butiran (ditumbuk

atau digiling dengan ballmill), penyaringan (60 – 100 mesh), pencampuran,

pengadukan/mixing) secara manual atau dengan mixer, dan pengurangan kadar air dari

bentuk lumpur yang dikentalkan sehingga diperoleh bahan plastis lalu diangin-anginkan atau

diproses dengan filterpress. Tahap terakhir adalah pengulian untuk menghomogenkan massa

badan tanah liat dan membebaskan gelembung-gelembung udara yang mungkin terjebak.

Massa badan keramik yang telah diuli, disimpan dalam wadah tertutup, kemudian diperam

agar didapatkan keplastisan yang maksimal.

b. Pembentukan

Ada tiga teknik pembentukan benda keramik: dengan tangan (handbuilding), diputar

(throwing), dan dicetak (casting). Pembentukan dengan tangan langsung termasuk teknik

pijit (pinching), teknik pilin (coiling), dan teknik lempeng (slabbing). Teknik putar

tahapannya adalah: centering (pemusatan), coning (pengerucutan), forming (pembentukan),

rising (membuat ketinggian benda), refining the contour (merapikan). Dalam teknik cetak

digunakan cetakan/mold gipsum yang dapat dilakukan dengan 2 cara: cetak padat (tanah liat

plastis) dan cetak tuang (tanah liat lumpur/slip). Keunggulannya adalah bentuk dan ukuran

10

prosuk akan sama persis. Pengeringan adalah untuk menghilangkan air plastis yang terikat

pada badan keramik. Ketika badan keramik plastis dikeringkan akan terjadi 3 proses penting:

(1) Air pada lapisan antar partikel lempung mendifusi ke permukaan, menguap, sampai

akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan penyusutan berhenti; (2) Air dalam pori

hilang tanpa terjadi susut; dan (3) air yang terserap pada permukaan partikel hilang. Tahap-

tahap ini menerangkan mengapa harus dilakukan proses pengeringan secara lambat untuk

menghindari retak/cracking terlebih pada tahap 1 (Norton, 1975/1976). Proses yang terlalu

cepat akan mengakibatkan keretakan karena hilangnya air secara tiba-tiba tanpa diimbangi

penataan partikel tanah liat secara sempurna, yang mengakibatkan penyusutan mendadak.

Untuk itu, pada tahap awal benda keramik diangin-anginkan pada suhu kamar dan setelah

tidak terjadi penyusutan, baru dengan sinar matahari langsung atau mesin pengering.

c. Pembakaran

Pembakaran merupakan inti dari pembuatan keramik, yaitu mengubah massa yang

rapuh menjadi massa yang padat, keras, dan kuat. Pembakaran dilakukan dalam sebuah

tungku/furnace bersuhu tinggi. Beberapa parameter yang mempengaruhi hasil pembakaran:

suhu sintering/matang, atmosfer tungku dan mineral yang terlibat (Magetti, 1982). Selama

pembakaran, badan keramik mengalami beberapa reaksi-reaksi penting, hilang/muncul fase-

fase mineral, dan hilang berat (weight loss). Untuk benda-benda keramik berglasir,

pembakaran biskuit merupakan tahap awal agar benda yang akan diglasir cukup kuat dan

mampu menyerap glasir secara optimal. Biskuit/bisque dibakar pada kisaran suhu 700-

1000oC. Pembakaran biskuit sudah cukup membuat suatu benda menjadi kuat, keras, kedap

air. Pengglasiran dilakukan dengan melapisi biskuit dengan glasir dengan cara dicelup,

dituang, disemprot, atau dikuas. Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah

keindahan, supaya lebih kedap air, dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai keinginan.

2.3.3 Karbon Aktif

Karbon aktif adalah karbon padat yang memiliki luas permukaan yang cukup tinggi

berkisar antara 100 dan 2000 m2/g, bahkan melebihi 3000 m

2/g karena memiliki pori yang

sangat kompleks yang ukurannya antara 20-500 Angstrom (IUPAC). Sebab itu, karbon aktif

sangat cocok digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan luas kontak yang besar seperti

adsorpsi (penjerapan) dan katalisis. Dalam kehidupan sehari-hari karbon aktif banyak

digunakan sebagai penjerap bahan beracun termasuk bakteri untuk mengatasi gangguan

pencernaan, juga dalam penyaringan air bersih (US EPA, 2015).

11

Secara umum karbon aktif ini dapat dibuat dari bahan dasar batu bara atau biomasa,

atau bahan lain yang mengandung unsur karbon yang besar. Dewasa ini karbon aktif yang

berasal dari biomasa banyak dikembangkan para peneliti karena bersumber dari bahan yang

terbarukan dan lebih murah. Bahkan karbon aktif dapat dibuat dari limbah biomasa seperti

kulit kacang-kacangan, limbah padat pengepresan biji–bijian, ampas kulit buah, dan lain

sebagainya.

Proses pembuatan arang aktif dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu pengaktifan secara

fisika dan secara kimia. Pengaktifan secara fisika pada dasarnya dilakukan dengan cara

memanaskan bahan baku pada suhu yang cukup tinggi (600–9000C) pada kondisi miskin

udara (oksigen), kemudian pada suhu tinggi tersebut dialirkan media pengaktif seperti uap

air dan CO2. Sedangkan pada pengaktifan kimiawi, bahan baku sebelum dipanaskan

dicampur dengan bahan kimia tertentu seperti KOH, NaOH, K2CO3 dan lain sebagainya.

Biasanya pengaktifan secara kimiawi tidak membutuhkan suhu tinggi seperti pada

pengaktifan secara fisika, namun diperlukan tahap pencucian setelah diaktifkan untuk

membuang sisa–sisa bahan kimia yang dipakai. Sekarang ini telah dikembangkan

penggabungan antara metode fisika dan kimia untuk mendapatkan sekaligus kelebihan dari

kedua tipe pengaktifan tersebut (Romanos et al., 2012 dan Bareev et al. ,2001).

2.4 State of the Art Penelitian tentang Filter Keramik

Dalam filter keramik, pembuatan keramik dan karbon aktif dilakukan bersamaan.

Pori-pori dalam keramik dan karbon aktif yang terbentuk selama pembakaran akan secara

bersama-sama berfungsi sebagai filter. Sebayang et al. (2009) menggunakan zeolit alam dan

arang sekam padi mendapatkan bahwa komposisi optimum arang sekam padi adalah 40% b/b

dan 60% zeolit dengan suhu sintering 10000C. Keramik yang dihasilkan mempunyai fasa

mayor mordenite dan fasa minor clinoptilolite dan mempunyai porositas 66,05%. Oyanedel-

Craver and Smith (2008) menemukan bahwa penambahan koloid perak dapat mendeaktivasi

bakteri yang ada dalam air yang disaring, konsentrasi koloid perak berbanding lurus dengan

daya antibakterinya.

2.4.1 Penggunaan filter keramik dalam pengolahan air minum

Sampai saat ini lebih 4 juta masyarakat ekonomi lemah di seluruh dunia yang sudah

menggunakan filter pot keramik (van der Laan et al., 2014). Mellor et al. (2014) juga

mengatakan bahwa aplikasi filter pot keramik efektif mengurangi kejadian diare pada anak

12

batita di Afrika. Namun, dari hasil penelitian selama tiga tahun memperlihatkan bahwa

efektivitas filter pot keramik ini dalam menurunkan kadar bakteri akan hilang setelah tiga

tahun jika perawatan pot tidak dilakukan, pembersihan pot harus dilakukan minimal empat

bulan sekali. Ketersediaan pot pengganti juga menjadi masalah.

Mahlangu et al. (2012). menemukan bahwa pot filter keramik yang dilapisi dengan

perak koloid dapat menurunkan kadar besi, kalsium, magnesium, arsen sehingga memenuhi

baku mutu air minum menurut UU Afrika Selatan dan WHO.

Freeman et al. (2012) melakukan penelitian di India dan menemukan bahwa

penggunaan pot keramik dapat menurunkan kadar TTC (termotolerant coliform) dalam air

minum rumah tangga miskin yang menjadi target studi.

Mwabi et al (2012) membandingkan kinerja beberapa filter keramik (filter pasir

standar, filter zeolit, filter ember, filter tabung, dan filter pot terlapisi koloid) dalam

memurunkan kadar kekeruhan, kadar E.coli dan coliform dan menemukan bahwa pot keramik

yg paling bagus.

Abebe et al. (2014) mendapatkan bahwa penggunaan pot filter dengan kandungan

silver koloid dapat menurunkan kasus diare pada kelompok penderita HIV di Afrika Selatan.

Penggunaan koloid perak sebagai media deaktivasi bakteri dalam filter pot keramik

memperlihatkan bahwa waktu simpan air berpengaruh besar terhadap deaktivasi bakteri.

Sementara itu, deaktivasi virus masih menjadi masalah (van der Laan, 2014).

2.4.2 Keamanan filter keramik untuk air minum

Archer et al. (2011) menemukan bahwa kandungan arsen alami di dalam tanah liat di

Guatemala dapat dikurangi kadarnya dengan membilas saringan keramik berkali-kali.

Kandungan arsen harus diperhatikan. Ambang batas baku mutu menurut WHO adalah 0,01

mg/L. Sementara itu, menurut Zhang et al. (2013), penggunaan filter keramik dalam

pengolahan air minum cukup aman. Produk mikrobial terlarut (soluble microbial product)

yang dihasilkan hanya mempunyai daya mutagenik yang lemah dan bukan merupakan prazat

(precursor) dari produk samping desinfeksi dengan klorinasi. Xiang et al. (2011) melaporkan

bahwa penggunaan biofilter keramik dalam pengolahan air minum cukup efektif menurunkan

kadar senyawa nitrogen dalam air. Dalam hal ini, keramik granul lebih efektif dari keramik

kolom.

13

2.4.3 Aplikasi filter keramik dalam pengolahan air limbah

Han et al. (2013) menemukan bahwa penggunaan partikel keramik dalam pengolahan

limbah organik dapat menurunkan waktu start-up dan temperatur operasi dengan kinerja

penurunan COD dan ammonia yang sama dengan sistem konvensional tanpa filter.

Yamashita dan Yamamoto-Ikemoto (2014) membandingkan penggunaan jenis kayu

yang berbeda bersama-sama dengan serbuk besi dalam mengolah limbah domestik yang

mengandung fosfat dan menemukan bahwa kayu aspen lebih baik kinerjanya daripada kayu

cedar dalam mengurangi kadar nitrat dan fosfat.

Wu et al. (2015) bahkan menggunakan lumpur bekas pengolahan limbah yang

dicampur dengan lempung untuk membuat keramik dan memanfaatkannya dalam pengolahan

sekunder air limbah yang mengandung protein kedelai. Komposisi optimum terdiri atas 25%

lumpur bekas. Filter keramik juga digunakan untuk pengolahan limbah dalam alat trickling

filter (Niu et al., 2014)

2.4.4 Aplikasi Bio-keramik dalam Pengolahan Gas

Marlianto dan Sembiring (tt) menggunakan serbuk kayu damar dalam campuran

kaolin, clay, feldspar, dan kuarsa untuk membuat keramik berpori untuk menyaring gas

buang. Li et al. (2014) menggunakan biokeramik sebagai biotrickling filter yang diinokulasi

dengan Lysinibacillus fusiformis dalam penyaringan gas yang mengandung klorobenzena

(CB) dengan efiesiensi penyaringan sebesar 97,8% dan laju alir maksimum gas CB sebesar

103 gr/m3/jam. Zhao et al. (2014) juga menemukan hal yang hampir sama dalam perlakuan

gas buang industri petrokimia yang mengandung VOC (senyawa organik volátil) yang tak

larut dalam air. Efisiensi degradasi mencapai lebih dari 90%. Filter keramik yang digunakan

berbentuk tumpukan (bed) bola-bola berpori.

2.5 Kuat Tekan Filter Keramik

Salah satu parameter yang akan diukur adalah kekuatan filter. Hal ini berguna karena

aplikasi filter antara lain adalah di tempat-tempat terpencil dan di tempat bencana sehingga

filter harus cukup kuat bertahan selama dalam proses pengangkutan. Untuk filter keramik

yang diaplikasikan untuk gas buang, Marlianto dan Sembiring (tt) mendapatkan harga kuat

tekan 2,5-11,5 N/mm2, sementara Sebayang et al. (2009) mendapatkan harga kuat tekan

sebesar 4,38 Mpa untuk filter keramik berbasis zeolit dan arang sekam padi.

14

Kuat tekan didefinisikan sebagai ketahanan suatu bahan terhadap beban yang

dilakukan sampai bahan tersebut pecah. Secara umum dapat diketahui hubungan antara

kekuatan terhadap tekanan (pembebanan yang diberikan) adalah seperti di bawah ini.

Fm = P/A

dengan:

Fm = Kuat tekan benda uji setiap perlakuan (Mpa)

P = Beban maksimum yang diberikan hingga benda uji hancur (N)

A = Luas penampang benda uji (mm2)

15

BAB III METODE PENELITIAN

Penelitian ini akan dilaksanakan di UPT Pengembangan Seni dan Teknologi Keramik

dan Porselin Bali, UPT Laboratorium Kimia Analitik Universitas Udayana, dan

Laboratorium Bahan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana. Saringan keramik

yang akan dibuat adalah modul yang berisi biskuit keramik berbentuk lempengan dan

berbentuk kolom yang diharapkan jauh lebih murah dan lebih ringan daripada saringan

keramik berbentuk pot.

3.1 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan adalah ballmill untuk menghaluskan dan mencampur bahan

yang sudah disiapkan, alat pencetak, oven/tungku pembakaran untuk membakar saringan,

alat uji kuat tekan (compression test apparatus), spektrofotometer sinar tampak, AAS

(atomic absorption spectrophotometer), seperangkat alat gelas, dan SEM (scanning electron

microscope).

Bahan yang digunakan adalah tanah liat, sekam padi, serbuk gergaji, batok kelapa, air

uji, pelarut, bahan uji COD, BOD.

3.2 Pembuatan Benda Uji

Adapun langkah-langkah pembuatan benda uji secara detil adalah sebagai berikut:

a. Persiapan bahan (Sukarma, 2011)

Persentase pembuatan saringan keramik dilakukan dengan memvariasikan bahan baku

seperti: tanah liat dengan bahan campuran serbuk gergaji yang persentasenya dibuat

bervariasi dari 50%:50% sampai 90%:10%. Bahan baku digiling dengan menggunakan

ballmill selama 3 jam. Variasi komposisi kedua campuran bahan baku dibuat berdasarkan

perbandingan persen massa (Sebayang et al., 2009).

b. Pembentukan

Pencetakan saringan keramik dilakukan dengan alat pencetak sederhana. Untuk

mempermudah pencetakan (lempung tidak menempel pada cetakan) dan mendapatkan hasil

yang bagus tanpa cacat digunakan campuran minyak tanah dan kelapa sawit.

c. Pengeringan

16

Saringan yang telah dibentuk kemudian dikeringkan. Proses pengeringan dilakukan dalam 2

tahap, yaitu dengan diangin-anginkan di tempat yang terlindung.

d. Pembakaran

Saringan keramik yang telah kering kemudian dibakar pada tungku pembakaran selama 12

jam dengan suhu 9000C. Tahap ini dilakukan di UPT Pengembangan Seni dan Teknologi

Keramik dan Porselin Bali.

e. Pemilihan

Dalam tahap ini dilakukan pemeriksaan terhadap ada atau tidaknya pecah-pecah, retak-retak,

perubahan bentuk, suara saringan bila dipukul (nyaring atau tidaknya), ratanya permukaan

dan perubahan warna.

3.3 Rancangan penelitian dan metode kerja

Kekuatan penelitian ini terletak pada kesederhanaan metodenya sehingga diharapkan

keberhasilan penelitian sangat tinggi.

Tahap pertama penelitian adalah pengumpulan sampel tanah liat. Dalam penelitian ini

akan diambil dari bekas galian pondasi rumah di Jl.Dewi Sri, Batubulan. Sampel tanah liat

dapat diambil dari tempat-tempat lain yang struktur tanahnya berupa lempung. Sampel sekam

padi akan diambil dari Tabanan. Luaran tahap ini adalah dokumen foto. Tahap ke dua adalah

pembuatan benda uji. Komposisi awal yang digunakan adalah 60% lempung dan 40% bahan

campuran (sekam padi) (Sebayang et al., 2009). Luaran tahap ini adalah lempengan saringan

keramik kasar (biskuit keramik). Tahap ke tiga adalah pengujian benda uji, yaitu pengukuran

kuat tekan biskuit keramik (Sebayang, 2009). Tahap ke empat adalah pembuatan modul filter.

Rumah filter terbuat dari rakitan wadah plastik yang dasarnya dibuang dan diganti dengan

biskuit keramik yang dihasilkan. Biskuit keramik direkatkan pada wadah dengan lem silikon

bermerek Loxeal (Sikisei Co., Japan) dan tahap ke lima adalah uji coba pemakaian filter

keramik dalam pengolahan air dan kemampuan saringan melewatkan air. Pada tahap ini yang

akan diukur adalah tingkat kekeruhan air umpan dan air hasil saringan. Metode yang

digunakan adalah kolorimetri menggunakan spektrofotometer Spectronic 20 pada panjang

gelombang 600 nm (sinar tampak).

Tahap ke enam adalah ulangan dari tahap ke dua tetapi dengan variasi komposisi

bahan campuran. Akan dilakukan percobaan dengan 4 komposisi bahan campuran (40%-

60%) tergantung pada hasil yang diperoleh dari tahap ke dua. Tahap ke tujuh adalah

pengukuran kualitas air yang telah melewati saringan. Pada tahap ini yang akan diukur

17

adalah kualitas air yang meliputi kekeruhan, COD, BOD, konsentrasi E.coli dan coliform

(Robyt and White, 1990). Luaran tahap ini adalah data hasil analisis air umpan dan air hasil

saringan. Tahap ke delapan adalah pengujian kuat tekan saringan keramik. Tahap ini akan

dilakukan di Laboratorium Bahan Jurusan Teknik Sipil, Universitas Udayana (ASTM C-170,

Sebayang, 2009). Luaran tahap ini adalah data kuat tekan yang dapat ditanggung oleh

saringan keramik. Tahap ke sembilan adalah pembuatan laporan akhira.

3.4 Roadmap Penelitian Tahun Berjalan dan Jadwal Penelitian

Roadmap penelitian tahun berjalan diberikan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Roadmap Penelitian

18

BAB IV HASIL PENELITIAN

4.1 Hasil Pemeriksaan Tanah Liat

Hasil pengujian tanah liat yang dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana didapat data sebagai berikut:

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Tanah

No Pengujian Tanah Hasil

1 Kadar Air 49,25 %

2 Berat Jenis 4,62

3 Batas Cair 67,7 %

4 Batas Plastis 36,5 %

5 Indeks Plastis 31,2 %

Dari hasil pengujian tanah liat diketahui tanah sampel termasuk lempung mineral Illite

dan memiliki plastisitas tinggi karena indeks plastis >17%. Langkah-langkah pengujian dapat

dilihat pada lampiran D.

4.2 Hasil Campuran Tanah Liat Dan Sekam Padi

Proses pencampuran tanah liat dan sekam padi dilakukan dengan menggunakan potmill

dengan kapasitas 3 kg. Hasilnya diberikan pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Hasil pencampuran

No. Jenis

Benda Uji

Campuran Benda Uji

Hasil Campuran Tanah Liat Sekam Padi

(%) (kg) (%) (kg)

1 A 80 2,4 20 0,6 Tercampur baik

2 B 85 2,55 15 0,45 Tercampur baik

2 C 90 2,7 10 0,3 Tercampur baik

3 D 95 2,85 5 0,15 Tercampur baik

4 E 97 2,91 3 0,09 Tercampur baik

6 F 100 3 0 0 Tercampur baik

4.3 Pengujian Kelolosan Air Melewati Filter

Pengujian dilakukan menggunakan alat yang sederhana. Air yang digunakan adalah air

yang berasal dari PDAM. Filter yang diuji berjumlah 2 buah dari setiap komposisi benda uji.

Pengujian dilakukan sampai air seluruhnya melewati filter. Hasil pengujian diberikan pada

Tabel 4.3 dan Gambar 4.1.

19

Tabel 4.3 Rata-rata kecepatan aliran air

No Jenis Benda Uji Rata-Rata 60 menit

pertama (ml/menit)

1 A 8,83

2 B 13,34

3 C 7,84

4 D 10,55

5 E 11,1

6 F 0

Gambar 4.1 Grafik kelolosan air melewati filter

Benda uji B memiliki kecepatan aliran air yang paling lambat di antara benda uji yang

lain, ini dapat disebabkan oleh banyak faktor di antaranya pada proses pencetakan masih

dilakukan secara manual sehingga tekanan yang diberikan dalam proses pencetakan tidak

merata. Tetapi hasil penelitian ini memiliki kecenderungan semakin banyak bahan

pencampur, semakin besar air yang dapat melewati saringan.

4.4 Hasil Pengujian Kualitas Air Tahap Pertama

Air uji yang digunakan adalah dari air Tukad Badung dengan lokasi pengambilan air di

belakang pasar Kumbasari. Parameter yang diuji pada tahap pertama adalah COD, BOD, dan

Kekeruhan, didapat hasil yang dapat dilihat pada Tabel 4.4. Pengujian kualitas air dilakukan

di UPT Laboratorium Kimia Analitik Universitas Udayana.

20

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kualitas Air Tahap I

No Kode Sampel Satuan Hasil Analisis

BOD COD Kekeruhan

1 Air Baku/Umpan mg/L 11,5 36,656 103,393

2 Filter A1 mg/L 5,86 28,322 38,102

3 Filter A2 mg/L 9,71 21,325 8,03

4 Filter B1 mg/L 9,37 30,662 54,797

5 Filter B2 mg/L 5,47 21,658 10,426

6 Filter C1 mg/L 6,83 33,320 100,374

7 Filter C2 mg/L 6,78 32,420 19,693

8 Filter D1 mg/L 4,47 17,993 6,379

9 Filter D2 mg/L 8,91 20,317 35,201

10 Filter E1 mg/L 9,37 30,662 54,797

11 Filter E2 mg/L 5,47 21,658 10,426

Tabel 4.5 Hasil Kualitas Air Benda Uji C2 dan D1

No Parameter Satuan

Hasil Baku Mutu Air Pergub. Bali

No. 8/2007

Sampel Filtrat Benda Uji Kela

s I

Kelas

II

Kelas

III

Kelas

IV C2 D1

1 COD mg/l 36,656 32,420 17,993 10 25 50 100

2 BOD mg/l 11,5 6,78 4,47 2 3 6 12

3 Kekeruhan Mg SiO2/l 103,393 19,693 6,376 - - - -

Dua filter dengan hasil filtrat yang paling baik nilai BOD, COD, dan kekeruhannya

adalah C2 dan D1. Jika dibandingkan dengan Peraturan Gubernur Bali No. 8/2007, nilai COD

masuk ke dalam kelas III untuk C2 sedangkan D1 masuk ke dalam kelas II, nilai parameter uji

BOD masuk ke dalam kelas IV untuk C2 sedangkan D1 masuk ke dalam kelas III, sedangkan

nilai kekeruhan tidak tercantum dalam Peraturan Gubernur Bali No. 8/207 tersebut.

Filtrat benda uji C2 masuk ke dalam kelas IV sedangkan filtrat benda uji D1 masuk ke

dalam kelas III. Air kelas III menurut buku peraturan Peraturan Gubernur Bali No. 8/2007

adalah air yang peruntukannya pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi

pertamanan dan peruntukan lainnya yang mensyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan

tersebut.

21

Gambar 4.2 Grafik Hasil Pengujian BOD

Hasil pengujian BOD (biological oxygen demand) yang dituangkan dalam grafik, yaitu

banyaknya oksigen dalam ppm yang dibutuhkan mikroorganisme untuk menguraikan bahan

organik mengalami penurunan yang signifikan setelah melewati filtrat D1 menjadi 4,74 dari

air sampel sebesar 11,5, jadi filtrat D1 berhasil menurunkan kadar BOD dalam air.

Gambar 4.3 Grafik Hasil Pengujian COD

22

Hasil pengujian COD (chemical oxygen demand) yang dituangkan dalam grafik, yaitu

banyaknya oksigen dalam ppm yang dibutuhkan mikroorganisme untuk mengoksidasi bahan-

bahan organik secara kimia mengalami penurunan setelah melewati filtrat C2 menjadi 14,994

dari air sampel sebesar 36,656, jadi saringan C2 berhasil menurunkan kadar COD dalam air.

Dengan berkurangnya oksigen dapat menghambat kemampuan mikroorganisme untuk

mengoksidasi bahan-bahan organik di dalam air.

Gambar 4.4 Grafik Hasil Pengujian Kekeruhan

Hasil pengujian kekeruhan yang dimasukkan ke dalam grafik menunjukkan hasil, adaya

perubahan kekeruhan dari air sampel sebesar 103,393 menjadi 6,376 pada filtrat B1, jadi

filtrat B1 dapat menurunkan kadar kekeruhan dalam air sampel.

4.5 Hasil Pengujian Tahap II

Pengujian tahap kedua dilakukan di UPT Laboratorium Analitik dan Laboratorium

Biology Universitas Udayana. Pengujian tahap II menggunakan air sampel yang sama dengan

pengujian tahap I hanya saja parameter yang diujikan lebih banyak diantaranya, COD, BOD,

Coliform, dan E.coli. hasil yang diperoleh dituangkan ke dalam Tabel 4.5 dan Grafik.

23

Gambar 4.4 Grafik Hasil Pengujian Kekeruhan

Hasil pengujian kekeruhan yang dimasukkan ke dalam grafik menunjukkan hasil, adaya

perubahan kekeruhan dari air sampel sebesar 103,393 menjadi 6,376 pada filtrat B1, jadi

filtrat B1 dapat menurunkan kadar kekeruhan dalam air sampel.

4.5 Hasil Pengujian Tahap II

Pengujian tahap kedua dilakukan di UPT. Laboratorium Analitik dan Laboratorium

Biology Universitas Udayana. Pengujian tahap II menggunakan air sampel yang sama dengan

pengujian tahap I hanya saja parameter yang diujikan lebih banyak diantaranya, COD, BOD,

Coliform, dan E.coli. hasil yang diperoleh dituangkan ke dalam Tabel 4.5 dan Grafik.

Tabel 4.6 Hasil Pengujian Tahap II.

No Kode

Sampel

Hasil

COD

(mg/L)

BOD5

(mg/L)

Coliform

(MPN/100mL)

E.coli

(MPN/100mL)

1 Sampel 9,08 4,38 1100 240

2 A1 9,08 4,27 75 23

3 A2 7,57 3,39 70 4

4 B1 7,27 3,69 110 0

5 B2 7,42 3,58 100 7

6 C1 6,66 3,11 180 0

7 C2 7,72 3,56 210 0

8 D1 5,90 2,93 90 0

24

9

D2 5,90 2,94 93 4

10 E1 7,27 3,69 23 0

11 E2 7,42 3,58 25 25

Tabel 4.7 Hasil kualitas air benda uji D2 dan B2

No Parame

ter Satuan

Hasil Baku Mutu Air Pergub. Bali No.

8/2007

Sampel Filtrat Benda Uji

Kelas I Kelas

II

Kelas

III

Kelas

IV D2 B2

1 COD mg/L 9,08 6,66 5,90 10 25 50 100

2 BOD mg/L 4,38 3,01 2,94 2 3 6 12

3 Colifor

m

MPN/1

00mL 1100 25 23 500 5000 10000 10000

4 E.coli MPN/1

00mL 240 93 0 - - - -

Jika hasil penelitian air sampel dibandingkan dengan Peraturan Gubernur Bali

no.8/2007, nilai air sampel parameter uji BOD masuk dalam kelas III, COD masuk dalam

kelas I, coliform masuk dalam kelas II, sedangkan E.coli tidak masuk dalam kelas manapun,

karena baku mutu air Pergub. Bali No. 8/2007 tidak terdapat E.coli. Dengan demikian air

sampel masuk kedalam kelas III Peraturan Gubernur Bali No. 8/2007.

Pada hasil filtrat benda uji D2, parameter uji BOD masuk pada kelas III, COD masuk

pada kelas I, coliform masuk pada kelas I, dan untuk E.coli tidak masuk kemanapun karena

baku mutu air Peraturan Gubernur Bali No. 8/2007 tidak terdapat nilai untuk E.coli. Maka

untuk hasil air filtrat benda uji D2 masuk dalam kelas II Peraturan Gubernur Bali No.8/2007.

Yaitu air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air,

pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman atau peruntukan

lainya yang mensyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.

Untuk hasil filtrat benda uji B2, parameter uji BOD masuk pada kelas II, COD masuk

pada kelas I, Coliform masuk pada kelas I, dan untuk E.coli tidak masuk kemanapun karena

baku mutu air Peraturan Gubernur Bali No. 8/2007 tidak terdapat nilai untuk E.coli. Jadi

untuk hasil filtrat benda uji B2 masuk dalam kelas I. Yaitu air yang peruntukannya dapat

digunakan sebagai air baku air, dan peruntukan lainya yang mensyaratkan mutu air yang sama

dengan kegunaan tersebut.

25

Gambar 4.5 Grafik Hasil Pengujian BOD II

Hasil pengujian BOD Tahap II (biological oxygen demand) yang dituangkan dalam

grafik, yaitu banyaknya oksigen dalam ppm yang dibutuhkan mikroorganisme untuk

menguraikan bahan organik mengalami penurunan yang signifikan setelah melewati filtrat D1

menjadi 2.93 dari air sampel sebesar 4.38, jadi filtrat D1 berhasil menurunkan kadar BOD

dalam air sebesar 40%. Dengan berkurangnya oksigen dapat menghambat pertumbuhan

mikroorganisme dalam air.

Gambar 4.6 Grafik Hasil Pengujian COD II

Hasil pengujian COD II (chemical oxygen demand) yang dituangkan dalam grafik, yaitu

banyaknya oksigen dalam ppm yang dibutuhkan mikroorganisme untuk mengoksidasi bahan-

bahan organik secara kimia mengalami penurunan setelah melewati filtrat D1 menjadi 5.90

dari air sampel sebesar 9.08, jadi filtrat D1 berhasil menurunkan kadar COD dalam air

26

sebesar 30%. Dengan berkurangnya oksigen dapat menghambat kemampuan mikroorganisme

untuk mengoksidasi bahan-bahan organik di dalam air.

0

200

400

600

800

1000

1200

Air Baku Saringan

A1,A2

Saringan

B1,B2

Saringan

C1,C2

Saringan

D1,D2

Saringan

E1,E2

Ra

ta-r

ata

(m

g/L

)

Jenis Benda Uji

Grafik Hasil Pengujian Coliform

Saringan 1

Saringan 2

Gambar 4.7 Grafik Hasil Pengujian Coliform

Hasil pengujian Coliform yang dituangkan dalam grafik, yaitu mikroorganisme yang

mengoksidasi bahan-bahan organik secara kimia mengalami penurunan setelah melewati

filtrat E1 menjadi 23 dari air sampel sebesar 1100 MPN/100mL, jadi filtrat E1 berhasil

menurunkan kadar Coliform dalam air. Dengan berkurangnya oksigen dapat menghambat

kemampuan mikroorganisme untuk mengoksidasi bahan-bahan organik di dalam air.

27

0

50

100

150

200

250

300

Air Baku Saringan Saringan Saringan Saringan Saringan

Ra

ta-r

ata

(m

g/L

)

Grafik Hasil Pengujian E. coli

Gambar 4.8 Grafik Hasil Pengujian E.coli

Hasil pengujian E.coli yang dituangkan dalam grafik yaitu banyaknya bakteri E.coli

yang terkandung dalam air sampel mengalami penurunan setelah melewati filtrat B1, C1, C2,

D2, dan E1 menjadi 0 dari air sampel sebesar 1100 MPN/100mL, jadi saringan B1, C1, C2,

D2, dan E1 berhasil menurunkan jumlah bakteri E.coli dalam air. Dengan berkurangnya

jumlah bakteri E.coli dapat meningkatkan kualitas air dan dapat digunakan sebagai air baku

air minum yang perlu juga dilakukan pengujian lebih lanjut di Laboratorium Mikrobiologi.

4.6 Pengujian Kuat Tekan

Pengujian kuat tekan ini dilakukan di Laboratorium Struktur dan Bahan, Jurusan Teknik

Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Udayana. Pengujiana ini sendiri menggunakan mesin

desak. Untuk perhitungan kuat tekan dapat dilihat pada lampiran B. Hasil dari pengujian kuat

tekan dapat dilihat pada Tabel 4.5 dan Gambar 4.5.

Tabel 4.8 Hasil pengujian kuat tekan rata-rata

No Benda UJi No Benda Uji Berat (gr) Kuat Tekan

(MPa)

Rata-rata

Kuat Tekan

(MPa)

1 A A1 95 3,564 3,373

A3 98 3,182

2 B B1 152 9,546 9,865

B3 146 10,183

3 C C2 111 4,455 7,001

C4 115 9,546

4 D D1 92 7,001 7,637

28

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

A B C D E F

Ku

at

Te

ka

n (

MP

a)

Jenis Benda uji

Grafik Kuat Tekan Saringan

D3 95 8,273

5 E E5 110 4,582 4,566

E6 105 4,455

6 F F1 175 17,183 16,61

F5 185 16,037

Gambar 4.9 Grafik kuat tekan saringan

Dari hasil pengujian kuat tekan yang sudah dilakukan yang terdapat pada Tabel 4.10 dan

Gambar 4.9, saringan F memiliki kuat tekan lebih besar di antara saringan lainya, ini

disebabkan saringan F tidak tercampur dengan sekam padi, hanya tanah liat saja. Dapat

disimpulkan bahwa semakin banyak tanah liat akan semakin besar kekuatan saringan itu

sendiri.

Dari penelitian ini dapat dikatakan bahwa semakin sedikit bahan pencampurnya (sekam

padi), semakin besar kuat tekan yang dapat diterima saringan keramik. Hasil tersebut

memiliki kesamaan dengan penelitian yang sudah dilakukan oleh Kusuma (2011) yang

mengganti tanah liat dengan lumpur Lapindo pada produksi genteng keramik. Ditemukan

bahwa lumpur memiliki kekuatan yang sama dengan tanah liat setelah menjadi genteng

keramik. Namun, prosesnya memerlukan waktu yang lebih panjang karena lumpur perlu

diturunkan kadar airnya untuk memudahkan proses pencetakan.

29

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Simpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah:

1. Komposisi terbaik bahan baku filter keramik ialah dengan persentase 97% dan sekam

padi 3%, yaitu benda uji D. Kecepatan aliran air benda uji D pada uji kelolosan air

adalah 13,34 ml/menit.

2. Pengujian kualitas air mendapatkan hasil filter no D2 menghasilkan filtrat yang

kualitas airnya paling baik, yaitu BOD = 2.94, COD = 5.90, Coliform = 23, E.coli =

0, dan kekeruhan = 6, 376. Kualitas air meningkat dari kualitas air kelas III menjadi

kualitas air kelas I pada Pergub. Bali No. 8/2007.

3. Kuat tekan yang diterima filter keramik D sebesar 7,637 Mpa.

30

DAFTAR PUSTAKA

Abebe, L.S., Smith, J.A., Narkiewicz, S., Oyanedel-Craver, V., Conaway, M., Singo,

A., Amidou, S., Mojapelo, P., Brant, J., Dillingham, R. (2014). Ceramic water filters

impregnated with silver nanoparticles as a point-of-use water-treatment intervention for

HIV-positive individuals in Limpopo Province, South Africa: a pilot study of

technological performance and human health benefits. J Water Health.12 (2):288-300.

Anonim (2014). Penyerahan hadiah lomba pemenang PKTP. http://www.banglikab.go.id/?

content=berita&mode=73eb4ec1c63ae6fa52c6faf023d3865d. diakses tgl.9 Februari 2015.

Anonim. (tt-a). Navaza, Saringan air. http://www.airminumisiulang.com/product/57/113/

filter_keramik. Diakses tgl.2 Februari 2015.

Anonim. (tt-b). Ceramic water filter project. http://pottersforpeace.com/ceramic-water-filter-

project/. Diakses tgl.10 Februari 2015.

Archer A.R., Elmore, A.C., Bell, E., Rozycki, C. (2011). Field investigation of arsenic

in ceramic pot filter-treated drinking water. Water Sci Technol. 63 (10):2193-8.

Bagreev, A.; Rhaman, H.; Bandosz, T. J (2001). "Thermal regeneration of a spent activated

carbon adsorbent previously used as hydrogen sulfide adsorbent". Carbon 39 (9): 1319–

1326.

Black, J. T. and Kohser, R. A. (2012). DeGarmo's materials and processes in

manufacturing. Wiley. p. 226. ISBN 978-0-470-92467-9.

Carter, C. B. and Norton, M. G. (2007). Ceramic materials: Science and engineering.

Springer. pp.3 & 4. ISBN 978-0-387-46271-4.

Center for Economics and Development Studies Unpad (2012). Akses terhadap air bersih di

Indonesia. http://keberpihakan.org/data/p1%7Ci209%7Cs0%7Ce0. Diakses tgl.1 Februari

2015.

Chrisbiyanto, A. (2014). Indonesia Butuh Air Bersih. http://nasional.sindonews.com/read

/862939/18/indonesia-butuh-air-bersih-1399907826. Diakses tgl.1 Februari 2015.

Das, B.M. (1995). Soil Mechanics. 3th

Ed. Pws.Pub.Co.

Donachy, B. (2012). Summaries of Reports and Studies of the Ceramic Water

Purifier. http://www.pottersforpeace.org/ diakses tgl.2 Februari 2015.

Freeman, M.C. and Clasen T. (2011). Assessing the impact of a school-based safe water

intervention on household adoption of point-of-use water treatment practices in southern

India. Am J Trop Med Hyg. 84 (3): 370-8.

Freeman, M.C., Trinies, V., Boisson, S., Mak, G. and Clasen, T. (2012). Promoting

Household Water Treatment through Women's Self Help Groups in Rural India:

Assessing Impact on Drinking Water Quality and Equity. PLoS One 7 (9): e44068.

Han, W., Yue, Q., Wu, S., Zhao, Y., Gao, B., Li, Q., Wang, Y. (2013). Application and

advantages of novel clay ceramic particles (CCPs) in an up-flow anaerobic bio-

filter(UAF) for wastewater treatment. Bioresour Technol. 137: 171-8.

Hardiyatmo, H.C. (2002). Mekanika Tanah I. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Kusuma, A.A.G.K. 2007. Pemanfaatan Lumpur Lapindo Sebagai Bahan Pengganti Tanah Liat

Pada Produksi Genteng Keramik. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil Universitas Udayana.

Li, Z.X., Yang, B.R., Jin, J.X., Pu, Y.C., Ding, C. (2014). The operating performance of a

biotrickling filter with Lysinibacillus fusiformis for the removal of high-loading gaseous

chlorobenzene. Biotechnol Lett. 36 (10): 1971-9.

Luoto, J., Najnin, N., Mahmud, M., Albert, J., Islam, M.S., Luby, S., Unicomb, L., Levine,

D.I. (2011). What point-of-use water treatment products do consumers use? Evidence

from a randomized controlled trial among the urban poor in Bangladesh. Plos One 6 (10):

31

e26132.

Mahlangu, O., Mamba, B., Momba, M. (2012). Efficiency of Silver Impregnated Porous Pot

(SIPP) filters for production of clean potable water. Int J Environ Res Public Health. 9

(9): 3014-29.

Marlianto, E. dan Sembiring, A.D. (tt). Pengaruh Aditif Serbuk Kayu dalam Pembuatan

Keramik Berpori untuk Digunakan Sebagai filter Gas Buang.

http://www.researchgate.net/publication/42324045_Pengaruh_Aditif_Serbuk_Kayu_dala

m_Pembuatan_keramik_Berpori_untuk_Digunakan_Sebagai_Filter_Gas_Buang. Diakses

tgl.2 Februari 2015.

Freeman, M, C., Trinies, V., Boisson, S., Mak, G. and Clasen, T. (2012). Promoting

Household Water Treatment through Women's Self Help Groups in Rural India:

Assessing Impact on Drinking Water Quality and Equity PLoS One 7 (9): e44068.

Mellor, J., Abebe, L., Ehdaie, B., Dillingham, R., Smith, J. (2014). Modeling the

sustainability of a ceramic water filter intervention. Water Res. 49: 286-99.

Mwabi, J.K., Mamba, B.B., Momba, M.N. (2012). Removal of Escherichia coli and faecal

coliforms from surface water and groundwater by household water treatment

devices/systems: a sustainable solution for improving water quality in rural communities

of the Southern African development community region. Int J Environ Res Public

Health. 9 (1): 139-70.

Niu, H., Leung, D.Y., Wong, C., Zhang, T., Chan, M., Leung, F.C. (2014). Nitric oxide

removal by wastewater bacteria in a biotrickling filter. J Environ Sci (China). 26 (3): 555-

65.

Osborne, P. (2014). Portable Filter Press. https://www.youtube.com/watch?v=_YyCyobLSJE.

Diakses tgl.2 Februari 2015.

Oyanedel-Craver, V.A. and Smith, J.A. (2008). Sustainable colloidal-silver impregnated

ceramic filter for point-of-use water treatment. Environ Sci Technol. 42 (3): 927-33.

Robyt, J.F. and White, B.J. (1990). Biochemical Techniques Theory and Practice. Waveland

Press, Inc. Prospect Heights, hal. 219.

Romanos, J., Beckner, M., Rash, T., Firlej, L., Kuchta, B., Yu, P., Suppes, G., Wexler,

C. and Pfeifer, P. (2012). Nanospace engineering of KOH activated carbon.

Nanotechnology 23 (1).

Sebayang, P., Muljadi, dan Tetuko, A.P. (2009). Pembuatan Bahan Filter Keramik Berpori

Berbasis Zeolit Alam dan Arang Sekam Padi. Teknologi Indonesia 32 (2): 99-105.

Sukarma, H.R. (2011). Buku Panduan Pembuatan Saringan Keramik. Yayasan Tirta

Indonesia Mandiri www.tirtacupumanik.com.

Suparta, IK. (2014). Legislator Desak Pemda Tangani Pendangkalan Danau Batur.

Antaranews, 14 Agustus 2014. http://bali.antaranews.com/berita/57204/legislator-desak-

pemda-tangani-pendangkalan-danau-batur, diakses tgl.6 Februari 2015.

Sutika, IK. (2014). Danau Batur Bangli Alami Pendangkalan Tujuh Meter. Antaranews, 13

Agustus 2014. http://bali.antaranews.com/berita/57113/danau-batur-bangli-alami-

pendangkalan-tujuh-meter, diakses tgl.6 Februari 2015.

Thioritz, S. (2010). Kajian Solusi Krisis Air Bersih di Indonesia. Mediatek 4 (1): 38-43. US

Environmental Protection Agency (2015). Granular activated carbon.

http://iaspub.epa.gov/

tdb/pages/treatment/treatmentOverview.do?treatmentProcessId=2074826383

van der Laan, H., van Halem, D., Smeets, P.W., Soppe, A.I., Kroesbergen J., Wubbels

G., Nederstigt, J., Gensburger, I., Heijman, S.G. (2014). Bacteria and virus removal

effectiveness of ceramic pot filters with different silver applications in a long term

32

experiment. Water Res. 51: 47-54.

Wu, S., Qi, Y., Yue, Q., Gao, B., Gao, Y., Fan, C., He, S. (2015). Preparation of ceramic

filler from reusing sewage sludge and application in biological aerated filter for soy

protein secondary wastewater treatment. J Hazard Mater. 283: 608-16.

Xiang, H., Lü, X.W., Yang, F., Yin, L.H., Zhu, G.C. (2011). Characteristics of microbial

community and operation efficiency in biofilter process for drinking water purification].

Huan Jing Ke Xue. 32 (4): 1194-201. Abstrak tersedia dalam bahasa Inggris.

Yamashita, T. and Yamamoto-Ikemoto, R. (2014). Nitrogen and Phosphorus Removal from

Wastewater Treatment Plant Effluent via Bacterial Sulfate Reduction in an Anoxic

Bioreactor Packed with Wood and Iron Int J Environ Res Public Health. 11 (9): 9835–

9853.

Zhang, Y., Ye, C., Gong, S., Wei, G., Yu, X., Feng, L. (2013). Soluble microbial products in

pilot-scale drinking water biofilters with acetate as sole carbon source. J Environ Biol. 34

(2 Spec No): 465-9.

Zhao, L., Huang, S., Wei, Z. (2014). A demonstration of biofiltration for VOC removal in

petrochemical industries. Environ Sci Process Impacts. 16 (5): 1001-7.

33

LAMPIRAN

1. JUSTIFIKASI ANGGARAN

Penelitian ini akan dilakukan selama dua tahun dan biaya yang dibutuhkan adalah

sebesar Rp.15.000.000,-. Justifikasi anggaran secara rinci dapat dilihat pada tabel di bawah

ini.

1.1 Anggaran biaya untuk pelaksana

Anggaran biaya untuk gaji tim peneliti (satuan gaji Rp.30.000/jam, 5 bln/th dan 4mgg/bln)

N a m a Peran Tahun I

Jam/mg Jumlah (Rp.1000)

Dr.Ir. Yenni Ciawi Ketua 4 2.400

Prof.Dr.Ir.I M.Alit Karyawan Salain, DEA Anggota 1 3 1.800

Total 4.200.000

1.2. Anggaran biaya

Material Justifikasi Pemakaian Kuantitas Harga satuan

(Rp1000)

Harga Peralatan

Penunjang (Rp.1000)

Blender Penghancur sampel 1 1000 1000

Baki plastik Tempat pengeringan, tempat

pencampur bahan

100 25 250

Pipa paralon ukuran 4 inci Pencetak sampel 1 batang 200 200

Kipas angin Pengering 1 800 800

Saringan kawat Penyaring 1 300 300

Ember bertutup Tempat bahan baku 1 buah 150 150

Kotak plastik besar Tempat peralatan 2 buah 100 200

Tempat sampel Peralatan sampling 1 buah 150 150

Labu Erlenmeyer Analisis sampel 6 buah 30 180

Cawan petri Analisis 10 unit 50 500

Tangkai sebar Analisis 1 unit 50 50

Botol Scott 100 ml Tempat media 1 buah 250 250

Lem epoksi Pembuatan modul 1 paket 250 250

wrap-it ties installing tools Pembuatan modul 1 buah 600 600

Retchet tubing clamp Fermentasi 6 buah 30 180

Baki plastik Tempat pengering sampel 5 100 500

tip biru Mengambil larutan, analisis air 100 1500 150

tip kuning Mengambil larutan, analisis air 100 1500 150

Ember plastik Tempat sampel air 1 buah 75 75

Selang plastik Modul filter 3 m 10 30

SUBTOTAL 5915

3. Bahan Habis Pakai

Nama Barang Kegunaan Jumlah Harga satuan

(Rp.1000)

Harga Bahan Habis

(Rp.1000)

ATK 2000 750

Bahan keramik dan bahan kimia

Tanah liat Bahan utama 50 kg 200 200

Sekam padi Bahan utama 50 kg 2 200

Spiritus Alat bantu analisa 5 L 10 50

Pemerikasaan E coli Analisis E.coli 10 100 1000

Alcalit indicator paper pH 1-14 Pemeriksaan kualitas air 100strip 250 250

Pemeriksaan Kadar padatan, Pb,

COD, BOD

Pemeriksaan kualitas air 3 paket 1650 4950

Alat Bantu

Sikat tabung Kelengkapan biosafety 1 2 2

34

Lap, sabun antiseptic Kelengkapan biosafety 2 20 40

Kertas tissue Kelengkapan biosafety 20 gulung 1,5 30

sarung tangan Kelengkapan biosafety 1 kotak 40 40

Sprayer Kelengkapan aseptic 1 10 10

aluminium foil Kelengkapan aseptic 1gulung 28 28

SubTotal 6370

4. Perjalanan

Material Justifikasi Perjalanan Kuantitas Harga satuan

(Rp.1000)

Biaya Per Tahun

(Rp.1000)

Perjalanan ke Tabanan (Asumsi

sewa mobil)

Pengambilan Bahan Baku

Tanah liat dan sekam padi

1 200 200

Perjalanan seminar 1 300 300

Subtotal 500

5. Lain-Lain

Kegiatan Justifikasi Kuantitas Harga satuan

(Rp.1000)

Biaya Per Tahun

(Rp.1000)

Administrasi laboratorium Sewa lab&peralatan 1 1.000 1.000

Pendaftaran seminar seminar 1 1.000 1.000

Poster dan material

seminar

seminar 1 750 750

Pertemuan Bulanan Konsumsi 3 100 300

Material rapat 3 10 30

Dokumentasi Cetak foto 1 paket 150 150

Penelusuran pustaka

(internet)

Top up pulsa 1 paket 100 100

Fotokopi/print pustaka 400 lmbr 0,25 100

Subtotal 2.680

TOTAL ANGGARAN YANG DIPERLUKAN (Rp.1000) 15.000