PENERAPAN KOMPOSIT ARANG AKTIF ZEOLIT SEBAGAI …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

7
Saryati, dkk. ISSN 0216 - 3128 219 PENERAPAN KOMPOSIT ARANG AKTIF ZEOLIT SEBAGAI BAHAN PEMURNIAN AIR Saryati, Sutisna, Siti Wardiyati, Rukihati, Sumarjo, Wahyudianingsih, Siti Suprapti, Wildan Z, Istanto, Moh. Ihsan Puslitbang IImu Pengetahuan dan Teknologi Bahan BATAN, Jakarta ABSTRAK PENERAPAN KOMPOSIT ARANG AKTIF ZEOLIT SEBAGAI BAHAN PEMURNIAN AIR. Telah dipelajari penerapan komposit arang aktif. zeolit dan sebagai bahan pemurnian air minum. Digunakan air sungai sebagai sampel. Arang aktif digunakan sebagai penyerap ion ion organik maupun anorganik , zeolit digunakan sebagai penukar ion. Ditambahkan tawas dan natrium bikarbonat sebagai koagulan, kanji sebagai pemercepat proses penjemihan dan kaporit sebagai disinfektan. Digunakan pula zeolit yang telah dimodifikasi dengan Mn sebagai disinfektan, pengganti kaporit. Kemampuan pemurnian air diukur dari pH, kekeruhan, bilangan permanganat, kandungan ion ion CU,Cd,Pb,AI, Fe dan bakteri coli dalam air hasil proses dengan standar kandungan maksimum yang diperbolehkan dalam air minum menurut Departemen Kesehatan Republik Indonesia. Diperoleh kesimpulan bahwa komposit yang terdiri dari I g arang aktif. I g zeolit yang telah dimodifikasi dengan Mn, 60 mg tawas dan 40 mg natrium bikarbonat dan 50 mg kanji tanpa kaporit dapat digunakan untuk pemumian 500 ml sungai menjadi air minum. ABSTRACT APLICATION OF ACTIVATED CHARCOAL ZEOLITE COMPOSITE AS A WATER PURIFICATION. It has been studied the application of activated charcoal zeolite composite as a drinking water purification. It was used river water as a sample. Activated charcoal was used as organic and anorganic ions absorber, zeolite was used as ions exchanger. An alum and sodium bicarbonate was added as a coagulant, a strach as a clarification accelerator and a caporite as a disinfectance. It was also used Mn- zeolite modification as a disinfectance, to change the caporite function. The drinking water furification ability of the composite was measured from pH, turbidity, permanganate number, CU,Cd,Pb,AI, Fe ions and coli bacteria contains in the water, using standard maximum that was permited in the din king water from Departemen kesehatan Republik Indonesia. It has been conclused that composite from I g activated charcoal, I g zeolite, 60 mg alum, 40 mg sodium bicarbonate dan 5 mg caporite or composite from I g activated charcoal, I g Mn- zeolite modification, 60 mg alum, 40 mg sodium bicarbonate withouht caporite can be used as 500 ml river water to drinking water purification. PENDAHULUAN Sebagai negara berkembang, permasalahan pencemaran lingkungan sebagai akibat limbah industri yang buruk dan pengendalian lingkungan yang tidak konsisten, merupakan permasalahan yang komplek. Hal ini disebabkan banyaknya faktor yang terkait, rnisalnya masalah lingkungan hidup, kualitas kesehatan penduduk yang buruk dan kebutuhan penduduk atas pemenuhan kebutuhan hidupnya sehari-hari. Pencernaran ekosistern terjadi karena masuknya bahan-bahan pencernar seperti logarn- logarn berat beracun, senyawa organik karsinogenik, pestisida rnaupun organo rnetalik. Beban paling berat yang rnenerirna pencernaran ini adalah ekosistern air. Kondisi lingkungan yang tercemar akan rnengakibatkan turunnya kualitas air, baik air untuk dikonsumsi rnaupun untuk pertanian dan perikanan. Hal ini akaan rnenyebabkan terjadinya berbagai kelainan patologis, khususnya bagi manusia. Disadari pula bahwa kebutuhan air rninwn yang bersih dan sehat untuk sebagian penduduk masih merupakan masalah yang cukup pelik. Berbagai usaha untuk meningkatkan kualitas air telah dilakukan [1-6]. Pengolahan air rninurn dalam industri wnumnya dilakukan secara bertahap, dimulai dari pengendapan, koagulasi, penyaringan dan penyerapan dan atau penukaran ion. Oleh sebab itu diperlukan berbagai bahan dengan fungsi terse but, seperti arang aktif, zeolit dan tawas [7,8]. Arang aktif telah banyak digunakan untuk pengolahan air rninurn, baik sebagai penyaring rnaupun penyerap. Dilaporkan bahwa arang aktif dapat rnenghilangkan bau, rasa dan warna yang tidak enak, yang kebanyakan disebabkan oleh adanya bahan organik sisa organisrne, serta dapat menghilangkan bakteri dan virus, kaarena keduanya dapat teradsorpsi oleh arang aktif [1-5]. Di sarnping itu, zeolit telah banyak digunakan untuk pernumian air, sebagai absorben Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Transcript of PENERAPAN KOMPOSIT ARANG AKTIF ZEOLIT SEBAGAI …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

Page 1: PENERAPAN KOMPOSIT ARANG AKTIF ZEOLIT SEBAGAI …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/P3TM-Juli... · penerapan komposit arang aktif. zeolit dan sebagai bahan

Saryati, dkk. ISSN 0216 - 3128 219

PENERAPAN KOMPOSIT ARANG AKTIF ZEOLIT SEBAGAIBAHAN PEMURNIAN AIR

Saryati, Sutisna, Siti Wardiyati, Rukihati, Sumarjo, Wahyudianingsih, Siti Suprapti,Wildan Z, Istanto, Moh. IhsanPuslitbang IImu Pengetahuan dan Teknologi Bahan BATAN, Jakarta

ABSTRAK

PENERAPAN KOMPOSIT ARANG AKTIF ZEOLIT SEBAGAI BAHAN PEMURNIAN AIR. Telah dipelajaripenerapan komposit arang aktif. zeolit dan sebagai bahan pemurnian air minum. Digunakan air sungaisebagai sampel. Arang aktif digunakan sebagai penyerap ion ion organik maupun anorganik , zeolitdigunakan sebagai penukar ion. Ditambahkan tawas dan natrium bikarbonat sebagai koagulan, kanjisebagai pemercepat proses penjemihan dan kaporit sebagai disinfektan. Digunakan pula zeolit yang telahdimodifikasi dengan Mn sebagai disinfektan, pengganti kaporit. Kemampuan pemurnian air diukur dari pH,kekeruhan, bilangan permanganat, kandungan ion ion CU,Cd,Pb,AI, Fe dan bakteri coli dalam air hasilproses dengan standar kandungan maksimum yang diperbolehkan dalam air minum menurut DepartemenKesehatan Republik Indonesia. Diperoleh kesimpulan bahwa komposit yang terdiri dari I g arang aktif. I gzeolit yang telah dimodifikasi dengan Mn, 60 mg tawas dan 40 mg natrium bikarbonat dan 50 mg kanjitanpa kaporit dapat digunakan untuk pemumian 500 ml sungai menjadi air minum.

ABSTRACT

APLICATION OF ACTIVATED CHARCOAL ZEOLITE COMPOSITE AS A WATER PURIFICATION. It

has been studied the application of activated charcoal zeolite composite as a drinking water purification. Itwas used river water as a sample. Activated charcoal was used as organic and anorganic ions absorber,zeolite was used as ions exchanger. An alum and sodium bicarbonate was added as a coagulant, a strachas a clarification accelerator and a caporite as a disinfectance. It was also used Mn- zeolite modificationas a disinfectance, to change the caporite function. The drinking water furification ability of the compositewas measured from pH, turbidity, permanganate number, CU,Cd,Pb,AI, Fe ions and coli bacteria contains inthe water, using standard maximum that was permited in the din king water from Departemen kesehatanRepublik Indonesia. It has been conclused that composite from I g activated charcoal, I g zeolite, 60 mgalum, 40 mg sodium bicarbonate dan 5 mg caporite or composite from I g activated charcoal, I g Mn­zeolite modification, 60 mg alum, 40 mg sodium bicarbonate withouht caporite can be used as 500 ml riverwater to drinking water purification.

PENDAHULUAN

Sebagai negara berkembang, permasalahanpencemaran lingkungan sebagai akibat limbahindustri yang buruk dan pengendalian lingkunganyang tidak konsisten, merupakan permasalahanyang komplek. Hal ini disebabkan banyaknyafaktor yang terkait, rnisalnya masalah lingkunganhidup, kualitas kesehatan penduduk yang buruk dankebutuhan penduduk atas pemenuhan kebutuhanhidupnya sehari-hari.

Pencernaran ekosistern terjadi karenamasuknya bahan-bahan pencernar seperti logarn­logarn berat beracun, senyawa organikkarsinogenik, pestisida rnaupun organo rnetalik.Beban paling berat yang rnenerirna pencernaran iniadalah ekosistern air. Kondisi lingkungan yangtercemar akan rnengakibatkan turunnya kualitas air,baik air untuk dikonsumsi rnaupun untuk pertaniandan perikanan. Hal ini akaan rnenyebabkanterjadinya berbagai kelainan patologis, khususnyabagi manusia. Disadari pula bahwa kebutuhan air

rninwn yang bersih dan sehat untuk sebagianpenduduk masih merupakan masalah yang cukuppelik.

Berbagai usaha untuk meningkatkan kualitasair telah dilakukan [1-6]. Pengolahan air rninurndalam industri wnumnya dilakukan secara bertahap,dimulai dari pengendapan, koagulasi, penyaringandan penyerapan dan atau penukaran ion. Olehsebab itu diperlukan berbagai bahan dengan fungsiterse but, seperti arang aktif, zeolit dan tawas [7,8].

Arang aktif telah banyak digunakan untukpengolahan air rninurn, baik sebagai penyaringrnaupun penyerap. Dilaporkan bahwa arang aktifdapat rnenghilangkan bau, rasa dan warna yangtidak enak, yang kebanyakan disebabkan olehadanya bahan organik sisa organisrne, serta dapatmenghilangkan bakteri dan virus, kaarena keduanyadapat teradsorpsi oleh arang aktif [1-5].

Di sarnping itu, zeolit telah banyakdigunakan untuk pernumian air, sebagai absorben

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Page 2: PENERAPAN KOMPOSIT ARANG AKTIF ZEOLIT SEBAGAI …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/P3TM-Juli... · penerapan komposit arang aktif. zeolit dan sebagai bahan

220 ISSN 0216 - 3128 Saryati, dkk.

maupun penukar ion. Zeolit dapat menyerap secaraefektif senyawa senyawa dalam air seperti amonia,amin, beberapa senyawa alam termasuk pestisidadan senyawa senyawa toksis seperti Se, Sr, Pb, Cd,Ag dan logam berat lainnya [3,4,6). Zeolit yangtelah dimodifikasi dengan Mn, selain aktifitasnyanaik juga dapat berlaku sebagai disinfektan [ 14 ).

Koagulasi adalah tahap awal penjernihan air,yaitu proses pembersihan padatan yang takterendapkan, dalam bentuk tersuspensi maupunteremulsi di dalam air. Koagulasi ini dapatmenghilangkan bahan organik, anorganik, warna,bakteri, ganggang dan plankton dalam air [7,8).Dinyatakan pula bahwa koagulasi dengan tawasmampu mengurangi kandungan As, Cr, Pb, Hg, Se,Ag sampai 90 %(6).

Arang aktif dan zeolit umurnnya digunakan

pada akhir proses, dalam penyaringan partikel­

partikel yang tidak terendapkan/terkoagulasi danatau menghilangkan ion-ion yang tidak diinginkan

dalam air minum. Tanpa koagulasiJpengendapanterlebih dahulu, penggunaan arang aktiflzeolit

dalam pemurnian air dengan bahan dasar air yangkotor/keruh sangat tidak efektif. Dalam keadaan

darurat, misalnya di daerah banjir, proses

penyediaan air minum tersebut dirasa sangatpanjang.

Lamensdorf menggunakan komposit yangterdiri dari organokhlorin-tawas-natriumbikarbonat­CMC-poliakrilamid-selulose dan zeolit untukpenyediaan air minum air minum secara langsungdari air kotor (5). Teknologi ini merupakankombinasi beberapa prosedur pemurnian air(koagulasi, flokulasi pengendapan, penukaran ion,penyerapan, penyaringan) digabung menjadi satuproses dalam rangka mengubah air kotor menjadiair bersih yang layak dikonsumsi

Dalam penelitian ini dipelajari penggunaankomposit tawas- arang aktif- zeolit dalampenyediaan air minum dalam rangka penyediaanteknologi / metode sederhana penyediaan airminum secara catu dengan volume air yang relatifkecil, yang sederhana dan mudah dibawa-bawa,dari bahan alam lokal. Diharapkan gabunganantara komponen tawas, arang aktif dan zeolit dapatbckerja saling menguatkan dalam mcmperbaikikualitas air Untuk mcnghilangkan bakteridigunakan kaporit [7,11-13]. Pcrbaikan kualitas airdilihat dari kekcruhan, bilangan pcrmanganat,kandungan ion ion Cu, Cd, Pb, Al serta adanyamikroorganisme. Uji kualitas mikroorganismcdidasarkan pada uji total bakteri coli (7), yangdalam penelitian ini diamati dengan dip slide [9].

TAT A KERJA

Bahall yallg digullakall

I. Arang aktif2. Zeolit3. Kanji4. Tawas5. Natrium bikarbonat6. Amonium karbonat

7. Mangan khlorida

8. Kalium permanganat

9. Kaporit

10.Air sungai

A/at yallg digullakall

I. Alat alat gelas

2. Pengaduk magnit

3. Dip slide

4. Timbangan analitik

5. Turbidimeter

6. pH meter

7. Perangkat alat voltametri

Cara Kerja

Arang aktif dan zeolit dicuci sampai bersih,kemudian dikeringkan pada suhu 200°C selama 4jam. Ditimbang 0,15 g arang aktif/zeolitdimasukkan dalam erlenmeyer, kcmudianditambahkan 50 mL air simulasi lalu dikocokserentak sclama 10 menit . Setelah itu dilakukan

penyaringan. Airnya dianalisis dengan ICP-MSdalam 9 kali ulangan. Daya serap dihitung dariselisih konsentrasi sebelum dan sesudah perlakuandibagi sebelum perlakuan , dikali 100 %.

Modifikasi zeolit dcngan Mn

Dua puluh gram zeolit dircndam dalam 40ml NH4CI 3 M sclama 3 x 24 jam pada suhu 80 ­90°C. Setiap hari dilakukan pcrgantian larutanNH4CI 3 M. Setelah itu dicuci sampai bebas CI,kemudian dipanaskan pada suhu 400°C selama 4jam.

Enam gram zeolit hasil aktifasi ini direndamdalam 250 ml larutan MnCh 0, I M selama 3 x 24jam pada suhu 80 -90°C, kcmudian dicuci sampai

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Page 3: PENERAPAN KOMPOSIT ARANG AKTIF ZEOLIT SEBAGAI …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/P3TM-Juli... · penerapan komposit arang aktif. zeolit dan sebagai bahan

Saryati, dkk. ISSN 0216 - 3128 221

bebas CI dan panaskan pada suhu 100°C selama 3jam. Setelah itu direndam lagi dengan larutanKMn04 dengan proses yang sarna dengan larutanMnCIz.

Dibuat campuran bahan dengan komposisi60 mg tawas, I g arang aktif , I g zeolit, 40 mgnatrium bikarbonat, 50 mg kanji, dan 5 mg kaporit.Dibuat pula campuran yang sarna tetapi denganmenggunakan zeolit yang telah dimodifikasidengan Mn tanpa kaporit kedalam 500 ml airsampel dimasukkan satu campuran bahan, diadukselama 15 menit dengan pengaduk magnet,didiamkan sampai mengendap kemudiandipisahkan. Air jemihnya dianalisis kadar baktericoli (dengan dip slide), bilangan permanganat(dengan titrasi), kekeruhan ( dengan turbidimetri),kandungan ion ionCu, Cd, Pb, Fe, AI. (denganvoltametri).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam beberapa pus taka dikemukakanbahwa arang aktif atau zeolit sebagai bahanabsorben dan penukarion yang digunakan dalampengolahan air [ 1-7]. Namun besamya kemampuandalam menyerap ion bebas dalam air belumdiperoleh datanya. Oleh sebab itu telah dilakukanpercobaan untuk mengetahui daya serap, denganmemasukkan arang aktif maupun zeolit ke dalamlarutan simulasi kemudian dikocok. Data dayaserap arang aktif dan zeolit ditunjukkan padaTabel I.

Tabel 1. Daya serap arang aktif dan zeolitterhadap /m-utan ion ion da/am airsimu/asi

Ion Konsentrasi awalOaya serac (%)*larutan simulasi

Arang aktifZeolitAI

1,60 ppm 95,71100Cr

0,43 ppm 100100Mn

0,81 ppm 8,27-Fe 2,37 ppm 020As

0,50 ppm 94,92100Se

135 ppb 36,1460

Ag82,5 ppb 54,48100

Cd51,3 ppb 26,455

Pb42,7 ppb 70,83100

13a59,8 ppb 22,27-25

Mg129,4 ppm-69,98-

Na 133,9 ppm-54,16-25Ca

198,8 ppm-28,50-Mn 48,8 ppm-22,7020

Cu12,2 ppm-63,4090

*Oilakukan dalam 9 kali ulangan

Dari Tabel I terlihat bahwa arang aktif danzeolit dapat mengabsorpsi ion ion logam yangberbahaya dari air simulasi. Air simulasi dibuatdengan kandungan ion -ion logam 10 kali lebihbesar dari konsentrasi maksimum yangdiperbolehkan dalam air minum menurut peraturanDepartemen Kesehatan RI. Beberapa ion (Mg,Na, Ca, Mn dan Cu) untuk arang aktif dan Bauutuk zeolit menunjukkan daya serap negatif, yangberarti ada penambahan konsentrasi ion dalamlarutan simulasi setelah perlakuan. Apabila zeolitdan arang aktif digunakan bersama sama, dapatdiharapkan ion ion yang berbahaya dalam air akanterserap sehingga terbentuk air yang bersih.

Oisamping dapat mengabsorpsi ion ionlogam berbahaya, arang aktif Izeolit juga dapatmenyerap senyawa organik dalam air [ 1-4 ] .Senyawa organik ini dapat menimbulkan bau danwarna yang tidak sedap dalam air. Oalampenelitian ini, adanya senyawa organik dalam airditunjukkan dengan bilangan permanganat.Bilangan pem1anganat menyatakan banyaknyapermanganat yang dibutuhkan untuk mengoksidasizat organik yang ada dalam sampel air. Besamyabilangan permanganat ditentukan dengan caratitrasi menggunakan larutan standar permanganatdan asan oksalat [16] Bilangan permanganatmaksimum yang diperbolehkan dalam air minumadalah 10 ppm [10].

'M~c!50 (;J"' f; 40

.go; 30 -' -"' 01 -, .•.

= c: 20 ,~ -- :J., '. ,". -- ~. __en E 10 . /~ ;·t: ~~> ,~,:., --:,&. 0 ...• ~f • ,. ~

o 500 1000 2000 4000

Berat arang IzeoIIt(mg)

'M~liE .~ , ,~---m ~ 1~ ',' :: _:, " __ .'

0-o 10 15 30 45 60

Lama pengadukan (menlt)

Gambar 1. Pellgaruh berat arang I zeolit da/amkomposit dan waktu pellgadukan pm/abilallgall permallgal/at air. Digul/akal/komposit a/"{/llg. zeolit. tawas 80 mgclal/ I/atrium hikllrbol/at 80 mg.

Oari Gambar I. terlihat bahwa angkapermanganat air sungai turun menjadi separuhnyasetelah diperlakukan dengan komposit tawas-a rang­zeolit dengan berat arang dan zeolit masing masing500 mg. Penggunaan jumlah arang dan zeolit

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Page 4: PENERAPAN KOMPOSIT ARANG AKTIF ZEOLIT SEBAGAI …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/P3TM-Juli... · penerapan komposit arang aktif. zeolit dan sebagai bahan

222 ISSN 0216 - 3128 Saryati, dkk.

'0

pit

Gambar 2. Pengaruh pH pada kejernihall airhasil koagl/lasi dengall tawas (all/Ill)[7)

Karena larutan tawas bersifat asam, makauntuk memperoleh kondisi koagulasi optimumharus ditambahkan basa, yang dalam penelitian inidigunakan natrium bikarbonat. Berdasarkanpercobaan pendahuluan yang telah dilakukan dapatdisimpulkan bahwa pH larutan tawaslbikarbonatdalam air tcrgantung pada pH awal air yangdigunakan. Untuk air sungai pH 7,7 digunakanperbandingan tawaslbikarbonat sebesar 4/3 sampai1/1, sedangkan untuk air dengan pH 5,1 digunakanperbandingan tawaslbikarbonat sebesar 1/1sampai 2/3.

diatas 1000 mg tidak menurunkan angkapennanganat yang berarti. Penambahan waktupengadukan dari 15 menit menjadi 30 menit dapatmenurunkan angka pennanganat yang cukup besar.Mengingat tujuan penelitian ini adalah pengadaanbahan /teknologi yang sederhana untuk penyediaanair rninum secara catu dengan volume yang re1atifkecil, yang dapat digunakan dalam keaadaandarurat, rnisalnya dalam keadaan banjir, makapengadukan selama 30 menit dirasa terlalu lama.

Selain tidak mengandung ion ion yangberbahaya, air rninum harus jemih / tidak keruh.Harga maksimum kekeruhan untuk air rninumadalah 5 NTU [10]. Penjemihan air dapat dilakukandengan koagulasi dengan tawas[7,8]. Lamensdorftelah menggunakan 40 mg tawas dalam setiap tabletsebagai koagulan untuk 200 ml air [5]. Dalam awalpenelitian ini digunakan 80 mg tawas, yangmemberikan hasH penurunan kekeruhan dari 492,8NTU menjadi 10,6 NTU. Untuk penelitianselanjutnya digunakan komposit 1000 mg arangaktif, 1000 mg zeolit dengan waktu pengadukan 15menit., untuk 500 ml air sampel, sedangkan untukkekeruhan dipelajari lebih lanjut.

Kekeruhan adalah salah satu parameter airminum yang paling cepat terdeteksi secara visual.Efektifitas koagulasi dengan tawas optimum padapH sekitar 7, seperti pada gambar 2 [7].

••

o

\

6.0

III

IIJ

IJ

J

80

Penggunaan tawas dalam penjemihan air ini,memungkinkan terjadinya penambahan konsentrasiAl dalam air, sedangkan konsentrasi Al dalam airrninum yang diijinkan maksimum 200 ppb[10].Diharapkan kelebihan ion Al dan ion-ion lain yangtidak terkoagulasi dan terendapkan akan terserapoleh arang aktif dan zeolit yang ada, sehingga tidakada ion-ion yang melebihi batas maksimum yangdiijinkan. Harapan terse but timbul karena padaTabel 1 menunjukkan bahwa arang aktif maupunzeolit mempunyai kemampuan menyerap beberapaion dengan baik, daya serap terhadap ion Al dan Crsebesar 100 %.

Proses penjemihan air dapat dipercepatdengan adanya senyawa polimer polielektrolit,seperti polisakarida, protein dan selulosa [3,6,9].Senyawa ini mempunyai berat molekul yang tinggidan molekulnya bercabang, yang didalam larutanmengalarni penggembungan molekul (swelling)sehingga luas pennukaannya menjadi lebih besar .Keadaan ini akan menaikkan kemampuannyamengabsorpsi dan mengikat partikel partikel koloidyang kecil dalam larutan sehingga menjadi partikelyang lebih besar [6,7]. Kanji adalah polisakarida(C6HIO05)n [15] digunakan dalam penelitian iniuntuk mempercepat penjemihan. Dari pengamatanselama percobaan, terlihat bahwa kanji memangdapat memercepat proses penjemihan (Tabel 2).Terlihat pula bahwa bilangan permanganat terkecildicapai pada penggunaan kanji 50 mg, yaitu 30,51ppm , jauh diatas harga maksimum yangdiperbolehkan, yaitu 10 ppm, tetapi untukkekeruhan, semua hasil proses telah memenuhisyarat yaitu dibawah 5 NTU.

Dalam percobaan ini digunakan arangaktif/zeolit dengan ukuran butiran 40 - 60 mesh.Setelah ukuran butiran yang digunakan diperkecilatau proses penjemihan diulang sekali lagi, temyatabilangan perrnanganat dapat mencapai hargadibawah batas yang diijinkan, dibawah 10 ppm.

Dalam Tabel 3 terlihat bahwa prosesdengan ukuran butir 40 - 60 mesh menghasilkanbilangan permanganat paling besar jauh diatas batasyang diij inkan. Tetapi apabila proses tersebutdiulangi, maka bilangan permanganat bisa turunsampai dibawah harga yang diijinkan, 7,58 ppm.Hasil ini senada dengan Gambar 1, yangmenunjukkan bahwa makin lama prosespengadukan bilangan permanganat yang diperolehmakin kecil. Disamping itll tcrlihat bahwa makinkecil ukuran blltiran, bilangan pcrmanganat yangdihasilkan juga makin kecil, pada penggunaanbutiran 80 - 100 mesh menghasilkan bilanganpemlanganat dibawah batas maksimum yangdiijinkan departemen kesehatan, 9,3 ppm. Jadimakin kecil blltiran kemampuan absorbsi terhadap

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Page 5: PENERAPAN KOMPOSIT ARANG AKTIF ZEOLIT SEBAGAI …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/P3TM-Juli... · penerapan komposit arang aktif. zeolit dan sebagai bahan

Saryati, dkk. ISSN 0216 - 3128 223

Percobaan terakhir dalam penelitian iniadalah pengamatan rnikroorganisme yangberbahaya dalam air. Uji kualitas rnikrobiologidalam air rninum dapat didasarkan pada totalbakteri coli [7]. Dalam penelitian ini, karenaketerbatasan peralatan , bakteri coli yang dievaluasisecara sernikuantitatif menggunakan dip slide.Dengan dip slide dapat dilihat dengan cepat adanyabakteri coli berdasarkan bercak - bercak

pertumbuhan bakteri yang tergambar padapermukaannya. Gambar 3 adalah gambaran bercakbercak pertumbuhan bakteri colli di permukaan dipslide, sebagai skala perbandingan dalampengamatan bakteri.

Untuk menghilangkan bakteri dalam air,dalam penelitian ini digunakan kaporit, seperti yangtelah banyak digunakan dalam produksi air rninum[7, 11,12,13]. Penggunaan kaporit bersarna sarnadengan arang aktif dan zeolit , dapat diharapkankelebihan khlor ( sisa khlorin) serta beberapasenyawa khlor yang berbahaya dapat terserap oleharang aktif [1-4]. Potensi kaporit ini dibandingkandengan zeolit yang telah dimodifikasi dengan Mn.

senyawa organik juga makin besar, sesuai denganteori umum yang menyatakan bahwa makin kecilukuran butiran, makin besar luas permukaansehingga makin besar daya absorpsinya. Teori initidak berlaku untuk ion AI, yang terlihat bahwakonsentrasi ion Al tidak dipengaruhi oleh ukuranbutiran arang aktif yang digunakan. Untuk ion Alini sesuai dengan percobaan pendahuluan yangtelah dilakukan, yang memperlihatkan bahwaukuran butiran bukan merupakan parameterpenyerapan ion. Walaupun dernikian, semua hasilproses menunjukkan bahwa konsentrasi ion Aldalam air dibawah batas yang diijinkan dalam airrninum, dibawah 200 ppm [10]. Sebagaipembanding telah digunakan arang aktif dariMerck, dengan ukuran butir lebih kecil dari 100mesh. Temyata dapat menurunkan bilanganpermanganat menjadi 3,16 ppm. Tentu sajakualitas arang aktif Merck jauh lebih baik dariarang aktif dari pasar lokal yang digunakan dalampenelitian ini. Jadi dapat disimpulkan bahwaukuran butiran yang optimum (80 - 100) mesh ataulebih kecil.

Tabel 2. Pengaruh kanji dalam komposit terhadap

kekeruhan dan bi/angan permanganat airhasi/ proses Digunakan komposit 1 garang, 1 g zeolit, 60 mg tawas dan 40 mgnatrium bikarbonat •

..... ', ... .

Berat Kanji

Bilangan

KekeruhanPemlanganat(mg) (m (NTU)

Awal

93.525,30

45.624.9225

45,170,3250

30.510.3075

69.520,93100

59,410,97

Tabel 3. Pengaruh ukuran butiran arangaktif/zeolit pada bilanganpermanganat dan kandungan Al dalamair hasil proses. Digunakan komposit 1g arang, 1 g zeolit, 60 mg tawas dan40 mg natrium bikarbonat

Ukuran butir BilanganKonsentrasi Ion(mesh)

PermanganatAl (ppb)(ppm)40-60

30,51 ±4,7163,73 ± 5.6140 - 60 (ulangan)

7,58 ± 076,20 ± 7,5660 - 80

10,11 ± 1,78134.07 ±3,2380 - 100 9,30 ± 1,6568,43 ± 6,79

> 100 (Merck)3,16 ±0,9679,15 + 3,70

KeteranganUlangan : Proses pengadukan diulang ( dua kali)Merck : digunakan arang aktif dari Merck

• ••••.-....' .' to. -..

Gamoar 3. Skala perbandingan pertumbuhanbacteri pada "dip slide "[9]

Dari Tabel 4 terlihat bahwa adanya kaporitdalam komposit atau digunakannya zeolit yangtelah dimodifikasi dapat menjamin hilangnyabakteri coli dalam air. Apabila tidak digunakankaporit, kedapat ulangan hilangnya bakteri tidakbagus, kadang kadang rnasih ada bakterinya,walaupun sudah turun. Pengurangan jumlah bakteriini dapat terjadi karena teradsorbsi oleh arang aktifyang digunakan dan atau terkoagulasi, sesuaidengan pustaka yang menyatakan bahwa pori - porikarbon aktif mampu mengambil bakteri dari air [1­3,5] dan dalam proses koagulasi dan flokulasibakteri / virus akan terjebak masuk dalamgumpalan (floc) ikut mengendap [4-9]. Daripenciuman, tidak tercium bau khlorin pada air hasilproses dengan kaporit. Terlihat pula bahwa zeolityang telah dimodifikasi dengan Mn juga dapatmenjamin hilangnya bakteri terse but.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Page 6: PENERAPAN KOMPOSIT ARANG AKTIF ZEOLIT SEBAGAI …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/P3TM-Juli... · penerapan komposit arang aktif. zeolit dan sebagai bahan

224 ISSN 0216 - 3128 Saryati, dkk.

Tabel 4.Data pengamatan bakteri coli dalam air sungai sebelum £Ian sesudah diperlakukan dengan komposityang terdiri dari arang aktif. zeolit, tawas, natrium bikarbonat, kanji dengan komposisi 1000 mg, J 000mg, 60 mg, 40 mg, 50 mg dengan tambahan kaporit bervariasi

mg Kaporit Kandungan Bakteri ColiAir sungai, tanpa perlakuan

10410510"10510510410'10'10"10"o (tanpa kaporit)

010-00001030002,5

00000000005

000000000010

000000000015

000000000020

0000000000Z*, tanpa kaporit

0000000000

KeteranganZ* digunakan zeolit termodifikasi dengan Mn

Dari tabel 4 dan 5 dapat disimpulkan bahwakomposit yang terdiri dari 1 g arang aktif, I gzeolit, 60 mg tawas dan 40 mg natrium bikarbonatdan 5 mg kaporit atau komposit 1 g arang aktif, 1 gzeolit yang telah dimodifikasi dengan Mn, 60 mg

tawas dan 40 mg natrium bikarbonat tanpa kaporitdapat digunakan untuk menyediakan air minumapabila ditinjau dari kekeruhan, bilanganpemlanganat, pH, kandungan Cu, Cd, Pb, AI dan Feserta bakteri coli.

Tabel 5. Kondisi air sungai sebelum £Iansesudah perlakuan dengall komposit yang terdiri dari arang aktif.zeolit, tawas, lIatriuIII bikarbollat. kallji dall kaporit

Kckcruhan

l3ilanganCu

CdPbF c(ppb)

Pcrlakuan pH Pcrmanganat Al(ppb)(NTU) (ppm)

(ppb)(ppb)(PPb)

07,782,693,54'I'dTdTd364,0 ±8,217,68±0,7

16,90,753,2±0,8'I'd'I'd'I'd79,15±3,7010,48± 1,98

26,80,803,17±0,7'I'd'I'd'I'd80,25±2,745,73±1,O8

37,10,853,25±0,8td'I'dtd85,02±2,88,21±O,96

Keterangano : Air sungai tanpa perlakuan

1 : Air sungai setelah perlakuan dengan komposit 1 g arang aktif, 1 g zeolit, 60 mg tawas dan 40 mgnatrium bikarbonat

2 : Air sungai setelah perlakuan dengan komposit 1 g arang aktif, I g zeolit, 60 mg tawas dan 40 mgnatrium bikarbonat dan 5 mg kaporit

3 : Air sungai setelah perlakuan dengan komposit I g arang aktif, 1 g zeolit yang telah dimodifikasi denganMn, 60 mg tawas dan 40 mg natrium bikarbonat tanpa kaporit

KESIMPULAN

Komposit yang terdiri dari I g arang aktif,I g zeolit, 60 mg tawas dan 40 mg natrium

bikarbonat dan 5 mg kaporit atau komposit I garang aktif, I g zcolit yang tclah dimodifikasi

dengan Mn, 60 mg tawas dan 40 mg natriumbikarbonat tanpa kaporit dapat digunakan untuk

mcnycdiakan air minlll11 apabila ditil~jall dari

kekeruhan, bilangan permanganat, pH, kandunganCu, Cd, Pb, AI dan Fc scrta bakteri coli.

PUST AKA

1. SAWYER Jr ; EDGAR w : Water purification,US Patent No 4.166.828, September (1989).

2. KINIGHT : Charcoal watcr /strainer , USPatent No 4.798.672, Januari (1989).

3. LAMENSDORF : Water purification, USPatent No. 5.687.475, Oktober (1997).

4. DOANE JOHNSON ISSUE: Watcr filtration.

Drinking water contamination, Thc FamilyHandyman Magazinc, Desember (1998).

5. JOE WILDMAN and FRANK DERBYSHIRE

•. Origcns and Functions of macroporosity in

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Page 7: PENERAPAN KOMPOSIT ARANG AKTIF ZEOLIT SEBAGAI …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Lingkungan/P3TM-Juli... · penerapan komposit arang aktif. zeolit dan sebagai bahan

Saryati, dkk. ISSN 0216 - 3128 225

activated carbons rrom coal and wood

precursors", Fuel, vol 70, Mey (1991).

6. SAHRANIK,RUDOLF,BARBER,BRUCE:Water treatment composition, US Patent No 5.719.100. Februari (1998).

7. KEMMER F.N : The Nalco Water Handbook".

Mc Grow Hill-Book Company (1979)

8. PONTIUS F.W : "Water Quality andtreatment", ". Mc Grow Hill-Book Inc, 4thedd

( 1990)

9. OXOID :" Dip Slide for Industial Use", OxoidLimited, Wade Road, England.

10.WISNU AR: Dampak pencemaran lingkungan" Andi offset (1995)

11.http/ /www.Bapedal.go.id/tek. prak.lped. peny.air.html

12.http/ /www.Kompas.comlkompas.cetak/0206/air.html

Saryati

Memang arang aktif dan zeolit te/ahumum digunakan da/am proses pemurnianair. Pada tahap akhir disini ke 2 bahantersebut digunakan bersama-sama denganharapan prosesnya cepat yang dapatdigunakan pada keadaan darurat danportabe/ (mudah dibawa kemana-mana)

Samin

Kenapa hanya bakteri coli yang diamati

Zeolit apa yang digunakan

Saryati

Menurut beberapa pustaka untuk ujikualitas air minum dapat dilihat daribakteri coli.

Zeolit yang digunakanzeolit a/am darilampung.

TANYAJAWAB

16."Kumpulan SNI Bidang Pekerjaan Umummengenai Kualitas Air" DEPARTEMENPEKERJAAN UMUM (1990)

Sumiyanto

Mengapa pemumian air yang dilakukanmenggunakan campuran arang aktif + zeolit.Apa keuntungannya karena zeolit sendirisebagai bahan absorben yang sudah umumdilakukan.

13.http//www.iptek.artike1.30.asp

14.HUSAINI : Daya pertukaran ion zeolitterhadap beberapa jenis ion logam berat,Buletin PPTM, Vol 14 (2) (1992).

15.DOUGLAS M CONSIDINE :" Chemical and

proses technology encyclopedia", Mc GrawHill Book Comp (1974).

Karena yang digunakan zeolit alam,gugus yang dipertukarkan nasih ion aslidari zeoli Na +ICa ++. Proses yang terjaditidak Itanya penukaran ion tetapi jugapenyerapan.

Disamping ion-ion tersebut merupakanion-ion logam berat, peralatan yang adaItanya bisa untuk ion-ion tersebut. A/atyang digunakan adalaltpol arografilvol tametri.

Saryati

Sumining

Penukar ion apa yang aktif dalam zeolit ini(senyawa/gugus)

Mengapa hanya unsur-unsur terse but?

Id/ind/terapanlnet.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, B Juli 2003