STUDI EFISIENSI FILTER PENJERNIH AIR MENGGUNAKAN …
Transcript of STUDI EFISIENSI FILTER PENJERNIH AIR MENGGUNAKAN …
STUDI EFISIENSI FILTER PENJERNIH AIR MENGGUNAKAN
KOMBINASI BAHAN BATU SCORIA DAN BATU APUNG DENGAN
ZEOLIT DAN KERIKIL UNTUK MENGURANGI POLUTAN PADA
LIMBAH DOMESTIK
Faris Abdurrahman1, Emma Yuliani
2, Tri Budi Prayogo
2
1Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya
2Dosen Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
Jalan MT. Haryono 167 Malang 65145 Indonesia 1Email: [email protected]
ABSTRAK: Air limbah domestik mengandung polutan yang berbahaya bagi
lingkungan. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu penelitian untuk
mengidentifikasi bahan filter yang berpotensi mengurangi kandungan
berbahaya pada limbah domestik yang efisien, hemat biaya, dan
ketersediannya berlimpah. Bahan filter yang berpotensi untuk mengurangi
kandungan pada limbah domestik adalah kombinasi bahan batu apung dan
batu scoria dengan zeolit dan kerikil. Penelitian ini menggunakan empat
macam variasi bahan filter, yaitu batu apung + kerikil, batu scoria + kerikil,
batu apung + zeolit + kerikil, dan batu scoria + zeolit + kerikil. Kemudian
terdapat dua variasi waktu, yakni 18 jam dan 36 jam. Parameter yang diukur
meliputi pH, Suhu, BOD, COD, DO, TSS, Amonia, Nitrit, Nitrat, dan
Fosfat. Studi ini menunjukan bahwa batu apung dan batu scoria memiliki
kemampuan untuk menurunkan kandungan berbahaya pada air limbah
domestik. Kemudian hasil uji SEM-EDX menunjukan terdapat perbedaan
permukaan adsorben dan pengikatan unsur kimia setelah dilakukan filtrasi.
Hasil perbandingan efisiensi untuk semua parameter menunjukan bahwa
batu apung lebih baik dibanding batu scoria.
Kata Kunci: air limbah domestik, adsorben, batu apung, batu scoria, filtrasi,
SEM-EDX, efisiensi.
ABSTRACT: Domestic wastewater contains pollutants that are dangerous to
the environment. Therefore, a study is needed to use filter materials that are
needed to reduce reserves in an efficient, cost-effective, and increasing
availability. Filter material that has the potential to reduce content in
domestic waste is a combination of pumice and scoria stone with zeolite and
gravel. This study uses four different types of filter material, namely pumice
+ gravel, scoria + gravel, pumice + zeolite + gravel, and scoria + zeolite +
gravel. Then there are two time variations, which are 18 hours and 36 hours.
The parameters discussed are pH, Temperature, BOD, COD, DO, TSS,
Ammonia, Nitrite, Nitrate, and Phosphate. This study was showed pumice
and scoria have the ability to save domestic wastewater. Then a result of
SEM-EDX method was showed the presence of surface adsorbents and
chemical binding after filtration. The results of comparing efficiency for all
parameters indicate that pumice is better than scoria.
Keywords: domestic wastewater, adsorbent, pumice, scoria, filtration, SEM-
EDX, efficiency.
PENDAHULUAN
Limbah adalah sampah cairrdari suatu
lingkungan masyarakat dan terutama terdiri
dari air yang telah dipergunakan dengan
hampir 0,1% dari padanya yaitu benda padat
yang berasal dari zat organik maupun
anorganik (Soemarwoto, 1984, p.9).
Air limbah adalah air dari suatu daerah
permukaan yang telah dipergunakan untuk
berbagai keperluan, harus dikumpulkan dan
dibuang untuk menjaga lingkungan hidup
yang sehat dan baik (Linsley, 1995, p.242).
Sumber pencemarannair secara umum
berasal dari air limbah domestik, yakni air
limbah yang berasal dari kegiatan rumah
tangga, rumahhmakan, hotel, perkantoran,
sekolah dannlainnya, air limbah industri, air
limbahhpertanian, serta air hujan yang
tercampur dengan airrlimbah (Said, 2016,
p.2).
Pencemaran air merupakan persoalan
khas yang terjadi di sungai-sungai dan badan
air di Indonesia. Sumber pencemaran air
yang utama adalah akibat dari aktivitas
manusia dan pertumbuhan penduduk yang
semakin banyak tiap tahunnya. Pencemaran
air pada sungai di perkotaan, terutama
disebabkan oleh sektor domestik, berupa
limbah cair rumah tangga. Demikian pula
kelemahan dalam penyediaan infrastruktur
pengolahan limbah untuk sektor domestik
akan menyebabkan limbah rumah tangga
(baik cair atau padat) memasuki perairan
secara langsung. Dengan demikian, keadaan
tersebut dapat mengakibatkan kualitas air
yang ada di permukaan akan terganggu
(Sunaryo, 2005, p.41-42).
Limbah cair domestik adalah air yang
telah digunakan dan berasal dari rumah
tangga atau permukiman termasuk di
dalamnya adalah yang berasal dari kamar
mandi, tempat cuci, serta dapur. Komposisi
limbah cair rata-rata mengandung bahan
organik dan senyawa mineral yang berasal
dari sisa makanan, urin, dan sabun. Sebagian
limbah rumah tangga berbentuk suspensi
lainnya dalam bentuk bahan terlarut. Limbah
cair ini dapat dibagi menjadi 2 (dua) yaitu
limbah cair kakus yang umum disebut black
water dan limbah cair dari mandi-cuci yang
disebut grey water. Black water oleh
sebagian penduduk dibuang melalui septic
tank, namun sebagian dibuang langsung ke
sungai, sedangkan gray water hampir
seluruhnya dibuang ke sungai-sungai melalui
saluran.
Bertambahnya jumlah penduduk yang
semakin cepat menjadi salah satu faktor yang
menyebabkan meningkatnya limbah
domestik yang ada di sungai, karena
bertambahnya jumlah penduduk maka akan
banyak pula tempat tinggal yang akan
dibangun. Melihat dari meningkatnya jumlah
penduduk, maka akan semakin banyak pula
kebutuhan akan air bersih yang dapat
diperlukan oleh masyarakat.
Dari permasalahan diatas, sangat
dibutuhkan suatu penelitian untuk
pengembangan teknologi pengolahan air
limbah di masa depan dengan menggunakan
bahan yang hemat biaya dan efisien. Salah
satu caranya adalah dengan melakukan
penelitian terhadap batu apung dan batu
scoria dengan zeolit dan kerikil sebagai
bahan filter. Oleh karena itu, penelitian ini
bertujuan untuk mengetahui potensi yang
dapat dihasilkan oleh kombinasi bahan batu
scoria dan batu apung dengan zeolit dan
kerikil sebagai bahan filter untuk mengurangi
kandungan zat berbahaya yang terlarut dalam
limbah domestik.
METODE PENELITIAN
Perencanaan Instalasi
Pada penelitian ini bahan penyaring
yang digunakan adalah batu apung, batu
scoria, zeolit dan kerikil. Batu apung dan
batu scoria merupakan batu vulkanik yang
berasal dari gunung kelud dan diambil dari
sungai kali putih di Blitar. Bahan penyaring
ini sebelum digunakan harus dihancurkan dan
disaring terlebih dahulu. Setelah disaring
bahan filter tersebut dicuci dengan aquades
lalu dikeringkan.
Media filter yang digunakan sebanyak 4
buah terbuat dari bahan kaca. Setiap tabung
berdimensi tinggi 70 cm, panjang 20 cm, dan
lebar 20 cm. Lalu diberi lubang yang berada
5 cm dari dasar tabung filtrasi dengan ukuran
sebesar setengah inchi untuk saluran keluar.
Gambar 1 Sketsa Variasi Bahan Filter Air
Limbah Domestik.
Sumber: Hasil Penggambaran, 2018.
Variasi Penelitian
Variabel yang diteliti pada penelitian
tugas akhir ini adalah:
1. Variabel Bebas
Variabel bebas dalam penelitian ini
adalah:
a. Variasi bahan filter penjernih air adalah
sebagai berikut:
Batu apung kasar + batu apung halus +
kerikil
Batu scoria kasar + batu scoria halus +
kerikil
Batu apung kasar + batu apung halus +
zeolit + keriki
Batu scoria kasar + batu scoria halus +
zeolit + kerikil
b. Variasi waktu perendaman limbah
domestik dalam filter untuk masing-
masing variasi bahan adalah 18 jam dan
36 jam.
2. Variabel Terikat
Dalam penelitian ini, variabel terikat
merupakan kandungan yang diuji dalam air
limbah domestik. Kandungan tersebut
meliputi pH, Suhu, BOD, COD, DO, TSS,
Amonia, Nitrit, Nitrat dan Fosfat.
3. Variabel Tetap
Variabel tetap yaitu variabel yang tidak
mempengaruhi atau menyebabkan terjadinya
perubahan. Variabel tetap dalam penelitian
ini adalah air limbah domestik dan dimensi
media filter.
4. Variabel Kontrol
Variabel ini adalah variabel yang
dibatasi dan dikendalikan pengaruhnya.
Beberapa variabel kontrol yang terdapat pada
penelitian ini adalah ketebalan masing-
masing bahan filter, yakni batu apung dan
batu scoria kasar 20 cm, batu apung dan batu
scoria halus 10 cm, zeolit 10 cm, batu kerikil
5 cm, dan air limbah domestik 15 cm.
Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dengan
mengambil limbah domestik pada saluran
drainase di belakang Laboratorium Hidrolika
Terapan. Lalu air limbah tersebut di uji
kandungannya di Laboratorium Tanah dan
Air Tanah Jurusan Teknik Pengairan,
Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya.
Langkah Penelitian
Berikut adalah langkah-langkah
penelitian yang akan dilakukan sebagai
berikut:
1. Melakukan survei lapangan untuk
mendapatkan air limbah domestik.
2. Mengambil sampel air limbah domestik
di daerah lokasi studi yang telah
ditetapkan kemudian diujikan di
laboratorium untuk mengetahui
kandungan unsur di dalamnya. 3. Kemudian untuk batu apung dan batu
scoria dilakukan pengujian SEM-EDX
sebelum dilaksanan proses filtrasi. 4. Masukkan limbah cair domestik ke
dalam media filter dengan posisi kran
outflow tertutup. 5. Kemudian masing – masing percobaan
ditunggu hasilnya selama 18 jam dan 36
jam. 6. Setelah didapat hasil dari percobaan
untuk setiap variasi waktu, maka untuk
setiap percobaan air limbah yang sudah
disaring dilakukan pengujian
laboratorium guna mengetahui
kandungan parameter yang telah
ditentukan pada setiap variasi bahan
filter.
7. Kemudian dilakukan pengujian SEM-
EDX pada bahan filter yang telah
mengalami proses filtrasi. Bahan filter
tersebut yaitu batu scoria kasar pada
variasi bahan filter batu scoria kasar +
batu scoria halus + kerikil dan batu
scoria kasar + batu scoria halus + zeolit
+ kerikil serta batu apung kasar pada
variasi bahan filter batu apung kasar +
batu apung halus + kerikil untuk tiap
variasi waktu 18 jam dan 36 jam. 8. Membuat hasil kesimpulan dari
penelitian.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Awal Sampel Air Limbah
Sampel awal air limbah yang akan
diambil ditentukan di saluran Drainase
dibelakang Laboratorium Hidrolika Terapan
Jurusan Teknik Pengairan Universitas
Brawijaya. Sampel diambil pada tanggal 27
Maret 2019 jam 15.00. Pengambilan sampel
dilakukan saat cuaca cerah dan tidak terjadi
hujan di hari tersebut karena jika terjadi
hujan, air limbah akan tercampur dengan air
hujan sehingga sampel awal tidak memenuhi
kriteria yang diinginkan. Volume sampel air
limbah yang diambil sebanyak 30 Liter.
Sampel air yang sudah diambil dimasukan
kedalam box besar untuk diaduk secara
merata agar sampel homogen.
Gambar 2 Sampel Awal Air Limbah.
Sumber: Dokumentasi, 2019.
Sampel awal air limbah yang sudah
diaduk didalam box selanjutnya dimasukan
kedalam 4 botol jirigen sebesal 5 L dan 4
botol sebesar 1 L. Selanjutnya sampel awal
air limbah lalu diuji untuk paramater fisik
yaitu pH, Suhu, dan Total Suspended Solids
(TSS) di Laboratorium Tanah dan Air Tanah
Jurusan Teknik Pengairan Universitas
Brawijaya. Parameter Kimia yaitu Biologycal
Oxygen Demands (BOD), Chemichal Oxygen
Demands (COD), Dissolved Oxygen (DO),
Amonia (NH3), Nitrit (NO2), Nitrat (NO3),
dan Fosfat (PO4) dianalis di Laboratorium
Kimia Dasar FMIPA Universitas Brawijaya.
Dari hasil uji laboratorium dengan
memakai sampel awal air limbah tersebut
hasilnya akan disesuaikan dengan standar
baku mutu air kelas III pada PP No.82 Tahun
2001 tentang pengelolaan kualitas air dan
pengendalian pencemaran air.
Tabel 1 Hasil Uji Laboratorium Sampel Awal
No Parameter Satuan Nilai
Standar Baku
Mutu PP No. 82
Tahun 2001
1 pH - 7,699 6-9
2 Suhu °C 26,5 Deviasi 3
3 BOD mg/L 31,93 6
4 COD mg/L 38,4 50
5 DO mg/L 7,94 3
6 TSS mg/L 20 400
7 Amonia
(NH3) mg/L 2,79 0,5
8 Nitrit
(NO2) mg/L 0,049 0,06
9 Nitrat
(NO3) mg/L 0,676 20
10 Fosfat
(PO4) mg/L 0,279 1
Sumber: Data Penelitian, 2019.
Analisis Hasil Parameter pH
Tabel 2 Hasil Uji Kadar pH
No Parameter Satuan Kondisi
Variasi
Waktu
18
jam
36
jam
1
pH -
Sampel
Awal 7,699 7,699
2 Variasi 1 7,243 7,034
3 Variasi 2 7,246 7,040
4 Variasi 3 7,077 7,014
5 Variasi 4 7,095 7,026
Sumber: Hasil Uji Labaoratorium Tanah dan
Air Tanah Universitas Brawijaya, 2019.
Hasil penelitian menunjukan bahwa
variasi 3 yaitu batu apung + zeolit dan variasi
waktu 36 jam menghasilkan nilai pH yang
lebih baik karna mendekati nilai pH netral
dibanding dengan variasi yang lain.
Penurunan pH disebabkan karena
adanya proses pengikatan ion yang terjadi
pada batu apung dan batu scoria. Limbah
domestik yang bersifat basa memiliki
senyawa OH- begitu pula pada batu apung
dan batu scoria mengandung unsur unsur
seperti Fe, Si, Al, K dan sebagainya (Raya,
2017). sebagai contoh pengikatan kation
dengan anion adalah sebagai berikut:
Fe2+
+ 2OH- Fe(OH)2
Dari reaksi diatas menunjukan bahwa
anion OH- diikat oleh kation Fe
2+ yang ada
pda adsorben yaitu batu apung dan batu
scoria, sehingga berkurangnya anion OH-
menyebabkan kadar pH semakin turun.
Penambahan zeolit juga mempengaruhi
penurunan nilai pH karna menurut penelitian
yang dilakukan oleh (Heriyani, 2016) zeolit
memiliki kation seperti K+, CA
2+, NA
+, dan
Mg2+
. Kation ini lah yang akan mengikat
dengan OH- dan akan menyebabkan pH
semakin turun.
Tabel 2 menunjukan hasil nilai pH yang
beragam. Secara keseluruhan nilai pH dari
keempat variasi bahan filter dan dua variasi
waktu sudah sesuai dengan standar baku
mutu air Kelas III yang ditentukan sesuai PP
No. 82 Tahun 2001 yaitu 6-9.
Analisis Hasil Parameter Suhu
Tabel 3 Hasil Pengukuran Suhu
Sumber: Hasil Uji Laboratorium Tanah dan
Air Tanah Universitas Brawijaya, 2019.
Tabel 3 menunjukan hasil percobaan
pada parameter suhu. Hasi percobaan
menunjukan bahwa variasi 2 yaitu batu scoria
tanpa zeolit menunjukan hasil yang lebih
baik dibandikan dengan variasi yang lain
karena mendekati nilai suhu ruangan.
Begitupun dengan variasi waktu 36 jam yang
menghasilkan nilai yang lebih baik dari
variasi 18 jam.
Tabel 3 juga menunjukan hasil nilai
suhu yang beragam. Secara keseluruhan nilai
suhu dari keempat variasi bahan filter dan
dua variasi waktu sudah sesuai dengan
standar baku mutu air kelas III yang
ditentukan sesuai PP No. 82 Tahun 2001
standar deviasi 3 dari suhu lingkungan.
Analisis Hasil Parameter BOD
Tabel 4 Hasil Uji Kandungan BOD
No Parameter Satuan Kondisi
Variasi Waktu
18
Jam
36
jam
1
BOD mg/L
Sampel
Awal 31,93 31,93
2 Variasi 1 27,97 23,01
3 Variasi 2 29,82 25,01
4 Variasi 3 20,15 12,99
5 Variasi 4 23,10 14,96
Sumber: Hasil Uji Laboratorium Kimia Dasar
Universitas Brawijaya, 2019.
Hasil penelitian menunjukan bahwa
variasi 3 yaitu batu apung + zeolit dan variasi
waktu 36 jam menghasilkan nilai BOD yang
lebih baik dibandingkan dengan variasi bahan
filter dan variasi waktu yang lainnya.
Mekanisme batu apung dalam
menurunkannzat organik dalam air yaitu batu
apung sebagai adsorbennakan terendam
dengan air limbah, sehinggaamolekul
molekul yang terkandung dalam air limbah
menempel pada permukaan adsorben akibat
adanya proses kimia dan fisika sehingga
terjadi proses difusiiadsorben melalui pori-
pori adsorben. Molekul polutan terjerapppada
bagian luar adsorben lalu bergerak menuju
pori-pori selanjutnya ke dinding bagian
dalam dan terjadilahhpenjerapan molekul-
molekul polutan dalam pori-pori media
penjerappsehingga menyebabkan terjadinya
penurunan kadar zat organikkdalam air
limbah.
Penambahan zeolit pada variasi bahan
filter juga berpengaruh terhadap penurunan
kadar BOD hasil filtrasi limbah domestik
tersebut. Penurunan iniidisebabkan karena
zeolit mempunyaiipori-pori permukaan yang
lebih luas setelah diaktivasi dan dapat
menyerap limbahhorganik secara optimal.
Tabel 4 menunjukan hasil nilai BOD
yang beragam. Secara keseluruhan nilai BOD
dari keempat variasi bahan filter dan dua
variasi waktu belum sesuai dengan standar
baku mutu air kelas III yang ditentukan
sesuai PP No. 82 Tahun 2001 yaitu 6 mg/L.
Tetapi penelitian ini membuktikan bahwa
semua variasi bahan filter yang digunakan
dalam penelitian berhasil untuk menurunkan
kadar BOD pada limbah domestik saat
perendaman 18 jam dan 36 jam.
18 jam 36 jam
1 Sampel Awal 26,5 26,5
2 Variasi 1 25,5 25,7
3 Variasi 2 25,6 26,0
4 Variasi 3 25,5 25,8
5 Variasi 4 25,5 25,8
No Parameter Satuan KondisiVariasi Waktu
Suhu °C
Analisis Hasil Parameter COD
Tabel 5 Hasil Uji Kandungan COD
No Parameter Satuan Kondisi
Variasi
Waktu
18
jam
36
jam
1
COD mg/L
Sampel
Awal 38,40 38,40
2 Variasi 1 32,00 28,80
3 Variasi 2 35,20 31,20
4 Variasi 3 26,40 16,80
5 Variasi 4 28,00 20,00
Sumber: Hasil Uji Laboratorium Kimia Dasar
Universitas Brawijaya, 2019.
Hasil penelitian menunjukan bahwa
variasi 3 yaitu batu apung + zeolit dan variasi
waktu 36 jam menghasilkan nilai COD yang
lebih baik dibandingkan dengan variasi bahan
filter dan variasi waktu yang lainnya.
Penurunan nilai COD disebabkan karena
penggunaannbatu apung dannbatu scoria
berperan dalammpenurunan beban organik
dalam limbahhdomestik. Batu apung dan
batu scoriaamerupakan salah satuuadsorben
yang mempunyai sifattmengikat molekul
dalam cairan padaapermukaannya, sehingga
molekul yang adaapada limbah domestik
menempel pada permukaan adsorben,
menyebabkan nilaiiCOD menurun.
Sedangkan penambahan zeolit juga
mempengaruhi penurunannnilai COD pada
air limbah domestik. Hal ini disebabkan
karena optimalnyaapenyerapan olehhbahan
zeolit yang ada pada filter dannoptimalnya
mikroorganisme yang mendegradasiilimbah
domestik tersebut.
Tabel 5 menunjukan hasil nilai COD
yang beragam. Secara keseluruhan nilai COD
dari keempat variasi bahan filter dan dua
variasi waktu sudah sesuai dengan standar
baku mutu air kelas III yang ditentukan
sesuai PP No. 82 Tahun 2001 yaitu 50 mg/L.
Analisis Hasil Parameter TSS
Tabel 6 Hasil Uji Kandungan TSS
No Parameter Satuan Kondisi
Variasi
Waktu
18
jam
36
jam
1
TSS mg/L
Sampel
Awal 20 20
2 Variasi 1 10 4
3 Variasi 2 11 6
4 Variasi 3 7 1
5 Variasi 4 9 3
Sumber: Hasil Uji Laboratorium Kimia Dasar
Universitas Brawijaya, 2019.
Hasil penelitian menunjukan bahwa
variasi 3 yaitu batu apung + zeolit dan variasi
waktu 36 jam menghasilkan nilai TSS yang
lebih baik dibandingkan dengan variasi bahan
filter dan variasi waktu yang lainnya.
Padatan tersuspensiiadalah padatan yang
mempengaruhi kekeruhanndalam air, tidak
dapat larut dan ntidak bisa mengendap secara
cepat bahkannhanya akan melayang
melayang di dalammair. Padatan seperti ini
biasanya terdapat partikel-partikel yang
ukuran maupunnberatnya lebih kecil dari
sedimen dan merupakannendapan koloid
yang berasal dari zat organik maupun
anorganik. Partikel-partikel inilah yang akan
diserap oleh batu apung dan batu scoria
karena batu tersebuttmampu menyerap bahan
polutan baik itu zat organik maupun zat
anorganik.
Sedangkan penambahan zeolit pada
variasi bahan filter berpengaruhhterhadap
penurunan kadarrTSS hasil filtrasi limbah
domestik tersebut. Zat yanggtersuspensi
biasanya terdiri dariizat organik dan
anorganik yang melayang – layang di dalam
air. Proses penurunan bahannorganik terjadi
melalui proses secaraafisik dan biologis.
Proses fisik yang terjadiikarena adanya
perbedaan energiiatau gaya tarik menarik,
sehingga molekul-molekul pada limbah
domestik yang merupakannadsorbat tertarik
atau terikat pada molekul zeolit yang
merupakan adsorben.
Tabel 6 menunjukan hasil nilai TSS
yang beragam. Secara keseluruhan nilai TSS
dari keempat variasi bahan filter dan dua
variasi waktu sudah sesuai dengan standar
baku mutu air kelas III yang ditentukan
sesuai PP No. 82 Tahun 2001 yaitu 400
mg/L.
Analisis Hasil Parameter DO
Tabel 7 Hasil Uji Kandungan DO
No Parameter Satuan Kondisi
Variasi
Waktu
18
jam
36
jam
1
DO mg/L
Sampel
Awal 7,94 7,94
2 Variasi 1 7,94 7,92
3 Variasi 2 7,93 7,89
4 Variasi 3 7,94 7,91
5 Variasi 4 7,93 7,88
Sumber: Hasil Uji Laboratorium Kimia Dasar
Universitas Brawijya, 2019.
Pada penelitian ini hasil nilai DO tidak
secara keseluruhan tidak mengalami
kenaikan. Hal ini disebabkan karena air
hanya direndam selama 18 jam dan 36 jam
dan tidak dialiri, sehingga tidak adanya
proses penangkapan oksigen di udara.
Namun sebaliknya, nilai DO ada yang
mengalami penurunan, hal ini dikarenakan
adanya mikroorganisme disetiap variasi
bahan filter yang menguraikan limbah
organik yang ada pada limbah tersebut
dengan menggunakan oksigen terlarut yang
ada pada setiap variasi bahan filter tersebut.
Tabel 7 menunjukan hasil nilai DO yang
beragam. Secara keseluruhan nilai DO dari
keempat variasi bahan filter dan dua variasi
waktu sudah sesuai dengan standar baku
mutu air kelas III yang ditentukan sesuai PP
No. 82 Tahun 2001 yaitu minimal 3 mg/L.
Analisis Hasil Parameter Nitrit (NO2)
Tabel 8 Hasil Uji Kandungan Nitrit
No Parameter Satuan Kondisi
Variasi
Waktu
18
jam
36
jam
1
mg/L
Sampel
Awal 0,049 0,049
2 Nitrit
Variasi 1 0,045 0,031
3 Variasi 2 0,039 0,033
4 (NO2) Variasi 3 0,033 0,014
5
Variasi 4 0,024 0,018
Sumber: Hasil Uji Laboratorium Kimia Dasar
Universitas Brawijaya, 2019.
Hasil penelitian menunjukan bahwa
variasi 3 yaitu batu apung + zeolit dan variasi
waktu 36 jam menghasilkan nilai Nitrit yang
lebih baik dibandingkan dengan variasi bahan
filter dan variasi waktu yang lainnya.
Penurunan nitrit disebabkan karena
adanya proses pengikatan ion yang terjadi
pada batu apung dan batu scoria. Limbah
domestik yang memiliki kandungan anion
NO2- begitu pula pada batu apung dan batu
scoria mengandung unsur unsur seperti Fe,
Si, Al, K dan sebagainya (Raya, 2017).
sebagai contoh pengikatan kation dengan
anion adalah sebagai berikut:
K+ + NO2
- KNO2
Dari reaksi diatas menunjukan bahwa
anion NO2- diikat oleh kation K
+ yang ada
pada adsorben yaitu batu apung dan batu
scoria, sehingga menyebabkan kadar nitrit
pada limbah domestik berkurang.
Penambahan zeolit juga mempengaruhi
penurunan nilai nitrit karna menurut
penelitian yang dilakukan oleh (Heriyani,
2016) zeolit memiliki kation seperti K+,
CA2+
, NA+, dan Mg
2+. Kation ini lah yang
akan mengikat dengan NO2- dan akan
menyebabkan nilai nitrit turun.
Tabel 8 menunjukan hasil nilai nitrit
yang beragam. Secara keseluruhan nilai nitrit
dari keempat variasi bahan filter dan dua
variasi waktu belum sesuai dengan standar
baku mutu air Kelas III yang ditentukan
sesuai PP No. 82 Tahun 2001 yaitu 0,06
mg/L. Namun, penelitian ini membuktikan
bahwa penggunaan batu scoria dan batu
apung dapat menurunkan nilai nitrit.
Analisis Hasil Parameter Nitrat (NO3)
Tabel 9 Hasil Uji Kandungan Nitrat
No Parameter Satuan Kondisi
Variasi
Waktu
18
jam
36
jam
1
mg/L
Sampel
Awal 0,676 0,676
2
Variasi 1 0,649 0,608
3 Nitrat Variasi 2 0,622 0,554
4 (NO3) Variasi 3 0,432 0,284
5
Variasi 4 0,500 0,203
Sumber: Hasil Uji Laboratorium Kimia Dasar
Universitas Brawijaya, 2019.
Hasil penelitian menunjukan bahwa
variasi 4 yaitu batu scoria + zeolit dan variasi
waktu 36 jam menghasilkan nilai Nitrat yang
lebih baik dibandingkan dengan variasi bahan
filter dan variasi waktu yang lainnya.
Penurunan nitrat disebabkan karena
adanya proses pengikatan ion yang terjadi
pada batu apung dan batu scoria. Limbah
domestik yang memiliki kandungan anion
NO3- begitu pula pada batu apung dan batu
scoria mengandung unsur unsur seperti Fe,
Si, Al, K dan sebagainya (Raya, 2017).
sebagai contoh pengikatan kation dengan
anion adalah sebagai berikut:
K+ + NO3
- KNO3
Dari reaksi diatas menunjukan bahwa
anion NO3- diikat oleh kation K
+ yang ada
pada adsorben yaitu batu apung dan batu
scoria, sehingga menyebabkan kadar nitrat
pada limbah domestik berkurang.
Penambahan zeolit juga mempengaruhi
penurunan nilai nitrat karna menurut
penelitian yang dilakukan oleh (Heriyani,
2016) zeolit memiliki kation seperti K+,
CA2+
, NA+, dan Mg
2+. Kation ini lah yang
akan mengikat dengan NO3- dan akan
menyebabkan nilai nitrat berkurang.
Tabel 9 menunjukan hasil nilai nitrat
yang beragam. Secara keseluruhan nilai nitrat
dari keempat variasi bahan filter dan dua
variasi waktu sudah sesuai dengan standar
baku mutu air Kelas III yang ditentukan
sesuai PP No. 82 Tahun 2001 yaitu 20 mg/L.
Analisis Hasil Parameter Fosfat
Tabel 10 Hasil Uji Kandungan Fosfat
No Parameter Satuan Kondisi
Variasi
Waktu
18
jam
36
jam
1
mg/L
Sampel
Awal 0,279 0,279
2
Variasi 1 0,248 0,205
3 Fosfat Variasi 2 0,229 0,186
4 (PO4) Variasi 3 0,167 0,081
5
Variasi 4 0,143 0,062
Sumber: Hasil Uji Laboratorium Kimia Dasar
Universitas Brawijaya, 2019.
Hasil penelitian menunjukan bahwa
variasi 4 yaitu batu scoria + zeolit dan variasi
waktu 36 jam menghasilkan nilai Fosfat yang
lebih baik dibandingkan dengan variasi bahan
filter dan variasi waktu yang lainnya.
Penurunan fosfat disebabkan karena
adanya proses pengikatan ion yang terjadi
pada batu apung dan batu scoria. Limbah
domestik yang memiliki kandungan anion
PO4- begitu pula pada batu apung dan batu
scoria mengandung unsur unsur seperti Fe,
Si, Al, K dan sebagainya (Raya, 2017).
sebagai contoh pengikatan kation dengan
anion adalah sebagai berikut:
AL+ + PO4
- ALPO4
Dari reaksi diatas menunjukan bahwa
anion PO4- diikat oleh kation AL
+ yang ada
pada adsorben yaitu batu apung dan batu
scoria, sehingga menyebabkan kadar fosfat
pada limbah domestik berkurang.
Penambahan zeolittjuga mempengaruhi
penurunan nilaiifosfat karena Terjadinya
penyisihan konsentrasiifosfattdikarenakan
ion fosfat pada limbah domestik melewati
atau terperangkap padaastruktur kristal pada
zeolit. Pada prosessadsorpsi ion fosfat pada
air limbah domestikkberkompetisi dengan
anion dan kationnyang ada dalam limbah
tersebut sehingga penurunan ion fosfat dapat
terjadi pada pori pori zeolit.
Tabel 10 menunjukan hasil nilai fosfat
yang beragam. Secara keseluruhan nilai
fosfat dari keempat variasi bahan filter dan
dua variasi waktu sudah sesuai dengan
standar baku mutu air Kelas III yang
ditentukan sesuai PP No. 82 Tahun 2001
yaitu 1 mg/L.
Analisis Hasil Parameter Amonia
Tabel 11 Hasil Uji Kandungan Amonia
No Parameter Satuan Kondisi
Variasi
Waktu
18
jam
36
jam
1
mg/L
Sampel
Awal 2,790 2,790
2
Variasi 1 2,739 1,558
3 Amonia Variasi 2 2,768 1,696
4 (NH3) Variasi 3 1,123 0,630
5
Variasi 4 1,174 0,688
Sumber: Hasil Uji Laboratorium Kimia Dasar
Universitas Brawijaya, 2019.
Hasil penelitian menunjukan bahwa
variasi 3 yaitu batu apung + zeolit dan variasi
waktu 36 jam menghasilkan nilai Amonia
yang lebih baik dibandingkan dengan variasi
bahan filter dan variasi waktu yang lainnya.
Amonia dalam air akan membentuk
amonium (NH4), karena amonia bereaksi
dengan H2O yang ada pada air. Reaksi
amonia bertemu dengan air adalah sebagai
berikut:
NH3 + H2O NH4OH
Penurunan nilai Amonia pada batu
apung dan batu scoria terjadi karena adanya
reaksi kimia yang terjadi antara unsur
NH4OH dengan unsur lainnya. Sebagai
contoh reaksi kimia yang terjadi adalah
sebagai berikut:
NH4OH + Ca2+
Ca(OH)2 + NH4+
Dari reaksi diatas menunjukan bahwa
terjadi reaksi kimia yang ada pada adsorben
yaitu batu apung dan batu scoria, sehingga
menyebabkan kadar amonia pada limbah
domestik berkurang.
Dalam hal ini konsentrasi amonia turun
melalui proses adsorpsi zeolit, karena dalam
proses adsorpsiizeolit molekullamonia akan
mengisi pori-pori zeolit dimanaapada
permukaan zeolit sendiri terdapat ion-ion
alkali atau hidrogennsebagai pengganti ion
amonia yanggdiserap. Oleh karena itu,
semakin banyak volume zeolit, maka
semakin banyakkmolekul ammonia yang
mengisi pori–poriipermukaan zeolit sehingga
kadar amoniaapada limbah cair semakin
berkurang setelah melewati media adsorben
zeolit.
Tabel 11 menunjukan hasil nilai amonia
yang beragam. Secara keseluruhan nilai
amonia dari keempat variasi bahan filter dan
dua variasi waktu belum sesuai dengan
standar baku mutu air Kelas III yang
ditentukan sesuai PP No. 82 Tahun 2001
yaitu 0,5 mg/L. Namun dalam penelitian ini
membuktikan bahwa variasi bahan filter
dapat menurunkan kadar amonia pada limbah
domestik.
Analisis Kimia Hasil Uji SEM-EDX
Pada hasil perbandingan uji SEM-EDX
sebelum dan sesudah percobaan, ditemukan
adanya beberapa perbedaan fisik dan kimia
Beberapa perbedaan tersebut antara lain:
1. Sebelum batu apung dan batu scoria
direndam dengan limbah domestik, hasil
dari pengujian SEM-EDX menunjukan
bahwa batu apung dan batu scoria tidak
ada kandungan N (Nitrogen) dan P
(Fosfor). Namun setelah direndam
selama 36 jam, hasil uji SEM-EDX
menemukan adanya kandungan N dan P
tersebut. Hal ini menunjukan bahwa
batu apung dan batu scoria berperan
sebagai adsorben untuk menyerap ion N
dan P, sehingga kadar Amonia (NH3),
Nitrit (NO2), Nitrat (NO3), dan Fosfat
(PO4) dapat berkurang.
2. Sebelum batu apung dan batu scoria
direndam dengan limbah domestik,
terlihat tekstur permukaan dari batu
apung dan batu scoria yang cukup
teratur, pori pori dari setiap batuan pun
terlihat jelas dan bersih. Namun setelah
adanya perendaman, jika diliat hasil dari
pengujian SEM-EDX terlihat bahwa
batu apung dan batu scoria mengalami
perubahan tekstur permukaan. Pori pori
di setiap permukaan batu apung dan batu
scoria terlihat seperti adanya flok flok
yang menempel pada pori pori nya,
sehingga menutupi pori pori batu apung
dan batu scoria. Hal ini disebabkan
karna kandungan logam maupun non
logam pada limbah domestik, serta batu
apung dan batu scoria dapat menyerap
kandungan N dan P sehingga terjadi
adanya perubahan tekstur permukaan
pada kedua batu tersebut.
Uji Statistik
Uji-t
Uji-t bertujuan untuk mengetahui
apakah sampel berasal dari populasi yang
sama. Hipotesa yang digunakan dalam uji ini
adalah:
H0 : Sampel berasal dari populasi yang sama
H1 : Sampel tidak berasal dari populasi yang
sama
Tabel 12 Rekapitulasi Hasil Uji-t
No. Variasi
Waktu Parameter Keterangan
1
18 dan 36
Jam
pH Berasal Dari Populasi
Yang Sama
2 Suhu Berasal Dari Populasi
Yang Sama
3 BOD Berasal Dari Populasi
Yang Sama
Lanjutan Tabel 12 Rekapitulasi Hasil Uji-t
No. Variasi
Waktu Parameter Keterangan
4
18 dan 36
Jam
COD
Berasal Dari
Populasi Yang
Sama
5 DO
Berasal Dari
Populasi Yang
Sama
6 TSS
Berasal Dari
Populasi Yang
Sama
7 Nitrit
Berasal Dari
Populasi Yang
Sama
8 Nitrat
Berasal Dari
Populasi Yang
Sama
9 Amonia
Berasal Dari
Populasi Yang
Sama
10 Fosfat
Berasal Dari
Populasi Yang
Sama
Sumber: Hasil Perhitungan, 2019.
Berdasarkan Tabel 12 dapat diketahui
bahwa keseluruhan sampel berasal dari
populasi yang sama.
Uji Z
Uji Z digunakan untuk mengetahui
apakah kedua rerata kelompok data tersebut
tidak berbeda secara nyata (significant).
Hipotesa yang digunakan dalam uji ini
adalah:
H0 : rerata kelompok sampel tidak berbeda
secara nyata
H1 : rerata kelompok sampel berbeda secara
nyata
Tabel 13 Rekapitulasi Hasil Uji Z
No Parameter Keterangan
1 pH Rerata Berbeda Secara
Nyata
2 Suhu Rerata Berbeda Secara
Nyata
3 BOD Rerata Berbeda Secara
Nyata
4 COD Rerata Tidak Berbeda
Secara Nyata
5 DO Rerata Berbeda Secara
Nyata
6 TSS Rerata Berbeda Secara
Nyata
7 Nitrit Rerata Berbeda Secara
Nyata
8 Nitrat Rerata Tidak Berbeda
Secara Nyata
9 Amonia Rerata Tidak Berbeda
Secara Nyata
10 Fosfat Rerata Tidak Berbeda
Secara Nyata
Sumber: Hasil Perhitungan, 2019.
Dari tabel diatas menunjukan bahwa
secara umum rerata kedua kelompok
keseluruhan sampel memiliki rerata yang
berbeda secara nyata (significant). Namun
ada beberapa parameter menunjukan hasil
yang tidak berbeda secara nyata. Parameter
tersebut diantaranya adalah COD, Nitrat,
Amonia, dan Fosfat. Hal ini menunjukan
bahwa perbedaan variasi waktu 18 jam dan
36 jam pada parameter tersebut tidak
menunjukan perbedaan hasil yang mencolok.
Rekapitulasi Hasil Pengujian
Tabel 14 Rekapitulasi Hasil Batu Apung dan
Batu Scoria untuk Seluruh Parameter
No. Parameter
Uji Satuan
Batu
Apung
Batu
Scoria
1 pH - √
2 Suhu oC
√
3 BOD mg/L √
4 COD mg/L √
5 DO mg/L √
6 TSS mg/L √
7 Amonia mg/L √
8 Nitrat mg/L
√
9 Nitrit mg/L √
10 Fosfat mg/L √
Sumber: Data Penelitian, 2019.
Dari tabel diatas menunjukan bahwa
secara umum batu apung lebih bagus dalam
penyerapan limbah dibandingkan dengan
batu scoria karena 7 dari 10 parameter
menunjukan batu apung memiliki hasil yang
lebih baik dibanding batu scoria.
Tabel 15 Rekapitulasi Variasi Bahan Filter
untuk Seluruh Parameter
No Parameter Variasi
1
Variasi
2
Variasi
3
Variasi
4
1 pH √
2 Suhu √
3 BOD √
4 COD √
5 DO √
6 TSS √
Lanjutan Tabel 15 Rekapitulasi Variasi
Bahan Filter untuk Seluruh Parameter
No Parameter Variasi
1
Variasi
2
Variasi
3
Variasi
4
7 Amonia √
8 Nitrat √
9 Nitrit √
10 Fosfat √
Sumber: Data Penelitian. 2019.
Keterangan :
Variasi 1 = Batu Apung Kasar + Batu
Apung Halus + Kerikil
Variasi 2 = Batu Scoria Kasar + Batu
Scoria Halus + Kerikil
Variasi 3 = Batu Apung Kasar + Batu
Apung Halus + Zeolit +
Kerikil
Variasi 4 = Batu Scoria Kasar + Batu
Scoria Halus + Zeolit +
Kerikil
Dari tabel diatas menunjukan bahwa
variasi 3 yaitu batu apung + zeolit
menunjukan hasil yang paling bagus diantara
variasi bahan filter yang lainnya, karena 6
dari 10 parameter menunjukan bahwa variasi
3 memiliki hasil yang lebih baik.
Tabel 16 Rekapitulasi Variasi Waktu untuk
Setiap Parameter
No. Parameter
Uji Satuan
18
jam
36
jam
1 pH - √
2 Suhu °C
√
3 BOD mg/L
√
4 COD mg/L
√
5 DO mg/L √
6 TSS mg/L
√
7 Amonia mg/L
√
8 Nitrat mg/L
√
9 Nitrit mg/L
√
10 Fosfat mg/L
√
Sumber: Data Penelitian, 2019.
Dari Tabel diatas menunjukan bahwa
variasi waktu 36 jam memiliki hasil yang
paling bagus karena 9 dari 10 parameter yang
diuji menunjukan bahwa variasi waktu 36
jam memiliki hasil yang lebih baik.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan hasil percobaan, maka
didapatkan hasil sebgai berikut:
1. Hasil penelitian menunjukan bahwa:
a. Variasi bahan filter yang paling
optimal untuk menetralkan nilai pH
adalah Variasi 3 yaitu batu apung +
zeolit dengan variasi waktu 36 jam.
b. Hasil nilai suhu yang paling bagus
dimiliki oleh variasi 2 yaitu batu scoria
tanpa zeolit dengan variasi waktu 18
jam.
c. Hasil nilai BOD yang paling bagus
dimiliki oleh variasi 3 yaitu batu apung
+ zeolit dengan variasi waktu 36 jam.
d. Hasil nilai COD yang paling bagus
dimiliki oleh variasi 3 yaitu batu apung
+ zeolit dengan variasi waktu 36 jam.
e. Hasil nilai TSS yang paling bagus
dimiliki oleh variasi 3 yaitu batu apung
+ zeolit dengan variasi waktu 36 jam.
f. Hasil nilai DO cenderung tetap atau
tidak mengalami perubahan yang
signifikan disebabkan karna air limbah
yang dituang kedalam filter tidak
dialirkan melainkan hanya direndam,
sehingga tidak ada proses pengambilan
oksigen dari udara menuju ke filer air.
g. Hasil nilai Nitrit yang paling bagus
dimiliki oleh variasi 3 yaitu batu apung
+ zeolit dengan variasi waktu 36 jam.
h. Hasil nilai Nitrat yang paling bagus
dimiliki oleh variasi 4 yaitu batu scoria
+ zeolit dengan variasi waktu 36 jam.
i. Hasil nilai Fosfat yang paling bagus
dimiliki oleh variasi 4 yaitu batu scoria
+ zeolit dengan variasi waktu 36 jam.
j. Hasil nilai Amonia yang paling bagus
dimiliki oleh variasi 3 yaitu batu apung
+ zeolit dengan variasi waktu 36 jam.
2. Hasil penelitian menunjukan bahwa
variasi waktu yang paling optimal antara
18 jam dan 36 jam untuk setiap parameter
adalah variasi waktu 36 jam.
3. Hasil analisis uji SEM-EDX pada batu
scoria dan batu apung terhadap limbah
domestik menunjukkan adanya perubahan
pada batu scoria dan apung sebelum dan
sesudah direndam dengan limbah
domestik. Hasil Uji SEM-EDX pada batu
scoria dan batu apung sebelum direndam
menunjukkan tidak adanya kandungan N
dan P pada batu. Sedangkan hasil Uji
SEM-EDX pada batu scoria dan batu
apung sesudah direndam dengan limbah
domestik menunjukkan adanya
kandungan N dan P pada batu. Hal ini
menunjukkan bahwa batu scoria dan batu
apung berperan aktif sebagai adsorben.
Saran
Berdasarkan penelitian yang telah
dilaksanakan, ada beberapa saran yang dapat
peneliti berikan, antara lain:
1. Proses pengambilan sampel air limbah
domestik yang akan dipilih perlu
diperhatikan lebih lanjut, agar parameter
air limbah domestik yang diinginkan
memiliki nilai yang belum sesuai dengan
Peraturan Pemerintah yang ingin
digunakan.
2. Bahan dan metode penelitian perlu
diperhatikan lebih lanjut agar setiap
parameter yang telah dipilih dapat
berubah sesuai dengan harapan.
3. Variasi waktu penelitain bisa ditentukan
lebih beragam agar didapatkan hasil
yang lebih optimal untuk penelitian
selanjutnya.
DAFTAR PUSTAKA
Aregu, M.B., Asfaw, S.L., & Khan, M.M.
(2018). Identification of two low-cost
and locally available filter media
(pumice and scoria) for removal of
hazardous pollutants from tannery
wastewater. Environmental System
Research Journal.
Heriyani, O., & Mugisidi. (2016). Pengaruh
Karbon Aktif dan Zeolit pada pH Hasil
Filtrasi Air Banjir. Skripsi S1. Jakarta:
Universitas Muhammadiyah Prof.
Hamka.
Linsley, R.K., & Franzini, J.B. (1995).
Teknik Sumberdaya Air. Jakarta:
Erlangga.
Raya, U., Hendrawan, A., dan Suprijanro, H.
(2017). Studi Karakteristik Fisik dan
Mineralogi Batu Apung dan Scoria
Dari Gunung Kelud Blitar untuk
Mengevaluasi Potensinya Sebagai
Bahan Geoteknik. Skripsi S1. Malang:
Univesitas Brawijaya.
Said, N.I. (2017). Teknologi Pengolahan Air
Limbah. Jakarta: Erlangga.
Soemarwoto, Otto. (1984). Pencemaran Air
dan Pemaanfaatan Limbah Industri.
Jakarta: Rajawali.
Sunaryo, T.M., Walujo, T.S., & Harnanto, A.
(2005). Pengelolaan Sumber Daya Air.
Malang: Bayumedia Publishing.