STUDI PENINGKATAN KUALITAS AIR MENGGUNAKAN … · persyaratan sebagai air minum sesuai PERMENKES RI...

1

STUDI PENINGKATAN KUALITAS AIR MENGGUNAKAN FILTER TEMBIKAR

DENGAN SISTEM OZONISASI

STUDY OF WATER QUALITY IMPROVEMENT WITH POTTERY FILTER AND

OZONATION SYSTEM

Nathanael Wahyu Widagdo

Mahasiswa Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Surabaya

email: [email protected]

Abstrak:

Filter tembikar merupakan suatu alat yang mempunyai prinsip kerja sederhana yang dapat

digunakan untuk menyaring air, sedangkan ozon merupakan oksidator yang dapat digunakan sebagai

disinfeksi pada air. Penelitian ini dimaksudkan untuk menguji efektifitas penggunaan ozoniser dan filter

tembikar sebagai pengolah air minum skala rumah tangga.

Jenis variabel penelitian ini adalah perbandingan perlakuan terhadap air baku dan waktu kontak

ozon 2 menit, 4 menit, 6 menit, 8 menit. Dalam penelitian ini alat dioperasikan secara intermittent untuk

mengetahui hasil perubahan jumlah bakteri E. coli, kekeruhan dan zat organik. Pada penelitian ini, air

baku yang digunakan berasal dari air sumur yang memang digunakan sebagai air baku untuk air minum

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengolahan dengan waktu kontak ozon selama 8 menit atau

kadar ozon dalam air sebesar 5,7 x 10-2 µg belum dapat memberikan hasil air yang memenuhi standar air

minum, karena masih mengandung bakteri E.coli. Air yang dihasilkan dari pengoperasian alat dan dengan

waktu kontak ozon selama 8 menit memiliki daya penyisihan terhadap bakteri E. coli sebesar 97,2%.

Kata Kunci: Filter tembikar, Ozon, Pengolah air minum

1. PENDAHULUAN

Air sumur yang biasa digunakan masyarakat perkotaan pada umumnya belum memenuhi

persyaratan sebagai air minum sesuai PERMENKES RI No 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang

persyaratan kualitas air minum, dikarenakan kandungan polutan yang terkandung didalamnya seperti

kandungan bakteri serta kekeruhan. Dalam peraturan tersebut terdapat parameter Mikrobiologi yang

didalamnya termasuk parameter E.coli yang ditetapkan jumlahnya adalah 0 (nol) /100 ml Sample.

Kekeruhan merupakan salah satu parameter wajib yang ditetapkan dengan angka maksimal 5 NTU.

Kekeruhan merupakan parameter yang dapat dilihat langsung secara fisik. Sedangkan bakteri Coliform

dalam air menunjukkan adanya pencemaran oleh mikroorganisme patogen penyebab penyakit. Penyakit

mailto:[email protected]

2

yang ditimbulkan dapat berupa diare maupun berbagai penyakit yang disebarkan melaui media air atau

yang biasa disebut sebagai Water Born Diseases. Air permukaan dan air tanah memiliki karakteristik

yaitu mengandung substansi materi organik yang berpengaruh terhadap kualitas air (dapat menimbulkan

bau dan warna). Keberadaan materi organik ini dapat menjadikan media berkembang bagi

mikroorganisme (Camel,1998)

Filter tembikar ini merupakan alat yang efektif dalam mengurangi kadar kekeruhan 74,52% -

80,78% dari kekeruhan awal 2 - 11,31 NTU, dan filter tembikar memberikan efisiensi penurunan

Coliform sebesar 97,33% - 99,84% dari jumlah bakteri Coliform awal 1700 -9000 MPN/ 100 mL sampel,

sedangkan penambahan larutan AgNO3 mampu memberikan efisiensi penghilangan bakteri Coliform

sebesar 99,73% - 99,96%, dari jumlah bakteri Coliform awal 2400 - 3000 MPN / 100 mL sampel (Pratiwi,

2009) akan tetapi dari penggunaan AgNO3 ini dapat mengakibatkan menurunnya efisiensi penyisihan

kekeruhan menjadi 51,6% - 69,73%, hal ini dikarenakan larutan AgNO3 larut dalam efluen. Sebenarnya

penurunan efisiensi penyisihan kekeruhan ini masih diambang batas toleransi baku mutu air minum, akan

tetapi yang perlu diwaspadai adalah efek jangka panjang dari pemakaian perak. Sifat dari perak ini adalah

akumulatif dalam tubuh sehingga dikhawatirkan menimbulkan penyakit yang bernama Argyria. Agyria

merupakan suatu kelainan kulit yang diakibatkan dari penimbunan senyawa perak dalam tubuh (Brandt et

al, 2005). Penyempurnaan teknologi dilakukan dengan sistem Ozonisasi dan Penelitian ini bertujuan

untuk Mengukur dosis ozon efektif yang diperlukan untuk mereduksi kontaminan dalam air sampel,

sehingga dapat diketahuibiaya operasional alat ozon generator menurut waktu efektif.

Ruang lingkup dari Penelitian ini adalah:

1. Disinfeksi yang digunakan adalah Ozonizer dengan spesifikasi RESUN RSO25 series kapasitas

0,25g/jam.

2. Penelitian dilakuan pada skala laboratorium, alat dioperasikan dengan sistem Intermitent.

3. Penelitian dilakukan di Laboratorium Jurusan Teknik Lingkungan ITS.

4. Air baku yang digunakan sebagai bahan uji adalah air sumur yang memang dipergunakan

sebagai bahan baku air minum.

Filtrasi adalah suatu pemisahan padatan dan cairan, cairan ditempatkan melalui media berpori untuk

memisahkan zat padat tersuspensi halus yang mungkin ada. Pada filter tembikar ini mempunyai sistem

kerja alat secara gravitasi. Air akan tersaring ketika melewati media tembikar dan air hasil filtrasi akan

ditampung pada tempat penampungan pada bagian bawah filter. Dalam test menunjukkan bahwa filter

tembikar mampu melakukan pemisahan bakteri secara fisika dengan efisiensi yang tinggi. 97.86-99,9%

bakteri tersisihkan karena tersaring oleh media tembikar (Craver et al, 2008).

Untuk menghilangkan kandungan mikrobiologi dalam air hasil filtrasi maka diperlukan ozon yang

berperan sebagai disinfektan. Ozon adalah gas yang sangat reaktif, dan memiliki efek yang meracuni.

Ozon dapat mengakibatkan cedera apabila terpejan kepada manusia melalui saluran pernafasan, kulit dan

kontak dengan mata (Gottschalk et al,2000) Materi inorganik dengan pemakaian ozon adalah ion-ion

logam (Nieminski and Evans,1995). Apabila ozon digunakan sebagai oksidator untuk proses disinfeksi

3

maka ozon akan berfungsi dalam inaktivasi Giardia muris cysts (Wolvee et al,1989) dan inaktivasi

Cryptosporidium oocyst (reading and belt,1995).

Ozon memang sudah terbukti sebagai pembunuh bakteri, virus dan alga yang efektif (Glaze, 1987).

Ozon dapat mematikan bakteri dikarenakan ozon akan menembus dinding sel bakteri dan akan bereaksi

dengan substansi di sitoplasma. Mekanisme dalam nonaktivasi virus terjadi karena perusakan yang

dilakukan di lapisan protein, atau kerusakan yang terjadi secara langsung di nucleic acid. Protozoa

memiliki daya tahan yang lebih kuat dari virus maupun bakteri (Labaituk et al, 2002). Setiap jenis mikro

organisme memiliki daya resistensi yang berbeda-beda apabila dikontakkan dengan ozon seperti yang

ditunnjukkan pada Tabel 1 Hubungan antara faktor konsentrasi (C) dan waktu kontak (t) dengan jenis

mikroorganisme.

Tabel 1 Hubungan antara faktor konsentrasi (C) dan waktu kontak (t) dengan jenis mikroorganisme.

Media Organisme

Ozon

ppm

Waktu

sec

Survival

%

Peneliti

Udara Salmonella.

salivarius

0.6 600 2 Elford & van de

Eude (1942)

S. epidermis 0.68 249 0.6 Heindel et. al.

(1993)

Air B. subtilis 2.2 90 0.01 Botzenhart et.al.

(1993)

Total

coliform

1.3 10 0.003 Katzenelson &

Shuval (1973)

S.

yphimurium

0.36 36 0.0002 Farooq et.al.

(1983)

Total

coliform

0.81 30 0.00003 Finch et.al. (1988)

Escherichia

coli

12 62 0.00015 Bunning &

Hempel (1995)

E. coli 2 15 0 Burleson et. al.

(1975)

S. aureus 2 15 0 Burleson et. al.

(1975)

Sumber : Massaoka et al., 1982

4

Menurut Gottschalk (2000), ozon dapat menjadi disinfeksi yang efektif apabila diberikan dengan

dosis 1,6-2 mg/L.menit seperti injeksi ozon pada dosis 0,4 mg/ L selama 5 menit.

Kadar ozon dapat diukur dengan metode Iodometri dan Metode Indigo, Metode KI dapat

digunakan untuk mengukur konsentrasi ozon dalam fase gas atau cair. Pengukuran ini menggunakan

larutan pottasium iodide KI. Metode Indio digunakan untuk mengukur konsentrasi ozon dalan cairan

(liquid).

2. METODOLOGI

Penelitian ini dilakukan menggunakan alat yang telah direncanakan terlebih dahulu yang terdiri dari

filter tembikar lengkap dengan bak untuk injeksi ozon. Penelitian ini ditujukan untuk mengetahui

pengaruh alat ozon generator terhadap parameter uji : Jumlah bakteri E. coli, kekeruhan, dan zat organik.

Ozon generator dirangkaikan pada filter tembikar. Komposisi filter tembikar yang ini memiliki

perbandingan antara campuran tanah liat : sekam padi adalah 5:2, dengan komposisi ini filter tembikar

mempunyai kecepatan filtrasi sebesar 1,07 L/ jam dan waktu clogging 168 jam (Pratiwi, 2009). Gambar 2

menunjukkan sketsa dari reaktor.

Gambar 1. Sketsa rangkaian reaktor

Reaktor yang digunakan terdiri dari saringan tembikar, tempat penampung air hasil filtrasi,ozon

generator dan resirkulasi ozon. Di bak filtrasi terdapat saringan tembikar berfungsi sebagai penampung

air yang difiltrasi. Kapasitas tampung bak filtrasi adalah 13,5 Liter dengan diameter 27 cm dan tinggi 23,5

cm. Filter tembikar berbentuk yang terdapat di dalam bak ini berbentuk setengah lingkaran berukuran

diameter 13-14 cm,tinggi 6-7 cm dan tebal 1 cm yang kemudian dipasang ditengah bak plastik dengan

posisi mangkuk tembikar terbalik, pemasangan filter pada bak dilakukan dengan baut yang dilengkapi

5

dengan sil karetSedangkan alat pelengkap berupa berupa ember plastik volume 22,5 liter yang dilengkapi

dengan pelampung untuk menjaga level muka air di bak filtrasi.

Bak penampung air filtrasi memiliki kapasitas tampung 13,5 liter dan didalamnya terdapat air stone

yang berfungsi sebagai injektor ozon kedalam air. Air Stone merupakan diffuser yang memiliki pori-pori

yang kecil dan tidak dimungkinkan terjadi korosi karena tidak terbuat dari bahan metal. Bak ini Bak ini

dilengkapi dengan kran untuk mengambil air hasil dari proses yang telah dilakukan. Dalam bak ini

sekaligus dilengkapi dengan ventilasi untuk membuang sisa aliran ozon yang terlepas ketika bereaksi

dengan air.

Bak penampung ventilasi berfungsi untuk menampung sisa gas ozon hasil kontak dengan air filtrasi.

Gas ozon termasuk dalam gas oksidan yang berbahaya bagi manusia apabila terpejan dalam dosis dan

waktu tertentu. Untuk mengatasi hal ini maka diperlukan pengaman untuk menangkap sisa ozon. Dalam

penelitian ini digunakan bak yang diisi air, kemudian selang ventilasi dari reaktor dimasukkan dalam bak

ini.

Ozon generator yang dipakai dalam penelitian ini adalah ozon generator dengan merek RESUN

RSO25 yang menurut spesifikasi memiliki kapasitas dalam menghasilkan ozon sebesar 0,25 g/ jam

frekuensi 50/60 Hz dengan voltase 110/220 v. Gambar 3.8 berikut menunjukkan ozon generator RESUN

RSO25 Volt. ： 100~120V 220~240V, 200W, Freq.：50/60Hz, output：0.25 GPH, Dimensi：180×170×78mm

Gambar 2 Ozon generator

Penelitian pendahuluan tugas akhir ini meliputi beberapa hal, yaitu Penentuan air baku

penelitian, uji alat ozon generator. Pada penentuan air baku yang digunakan berasal dari air sumur

penduduk di wilayah Ketintang, Surabaya. Air sumur yang digunakan sebagai bahan penelitian ini adalah

air sumur ynga biasa dikonsemsi oleh warga untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari, termasuk memasak

dan kebutuhan akan air minum karena air sumurnya tidak terasa asin.Penelitian meliputi pemeriksaan

kadar kekeruhan dengan metode spektofotometri. Kandungan E.coli diteliti dengan metode MPN, dan

kandungan zat organik diuji dengan analisa COD.

Uji kadar ozon alat ozon generator diawali dengan kalibrasi alat ozon generator yang digunakan.

Tujuan dari kalibrasi ini adalah untuk mengetahui dosis ozon yang dilepaskan terhadap waktu penyalaan

alat. Pengukuran dosis ozon dilakukan untuk mengetahui dosis ozon yang dikeluarkan oleh ozon

generator selama selang waktu 2 menit, 3 menit, 4 menit, 5 menit. pengujian dilakukan dengan modifikasi

dari pengukuran menurut SNI 19-7119.8-2005 tentang cara uji kadar oksidan dengan metoda neutral

6

OZON GENERATOR

Tabung Midget Impinger I Tabung Midget Impinger II Flow Meter

Selang pembuang gas

Larutan penyerap O3 (KI)

buffer kalium iodida (NBKI) menggunakan spektrofotometer. Pengujian dilakukan dengan cara

mengkontakkan ozon yang dihasilkan dengan larutan KI. Skema alat pengujian ditunjukkan seperti pada

Gambar 3

Gambar 3 Sketsa Pengujian kadar ozon

Pelaksanaan penelitian meliputi pengoperasian reaktor ini dilakukan secara intermittent.

Pengoperasian dilakukan dengan 3 tahap, yaitu pengoperasian reaktor tanpa filter tembikar (penggunaan

Ozoniser secara langsung) kemudian dianalisa kualitas air menurut parameter uji. Langkah selanjutnya

adalah dilakukan analisis terhadap kualitas air dengan menggunakan Filter tembikar (tanpa ozoniser),

kemudian air yang sudah terfiltrasi akan diinjeksikan dengan ozon dan kemudian dianalisis berdasarkan

parameter uji. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui peningkatan dari efektifitas penggunaan Ozon

sebagai disinfektan. Penelitian ini menggunakan saringan tembikar dengan perbandingan tanah liat :

sekam padi adalah 5:1.pemilihan didasarkan pada data yang telah diketahui.

Setelah selesai dioperasikan kemudian effluen dianalisis; dengan parameter yang diukur adalah:

Analisa bakteri E.coli dilakukan dengan metode MPN. Analisis kekeruhan: dilakukan pada air baku dan

effluen pada setiap pengoperasian. Alat yang dipakai adalah turbidimeter . Nilai Kekeruhan yang

diijinkan dalam air minum adalah 5 NTU. Analisa kandungan zat organik dalam air menggunakan metoda

COD. Walaupun tidak ada dasar hukum yang mengatur batas maksimal kandungan zat organik dalam air

minum, akan tetapi kandungan zat organik perlu diketahui karena kemungkinan dapat menjadi media

berkembang mikroorganisme.

Dalam penelitian tugas akhir ini terdapat beberapa variasi, yaitu pengujian penelitian kualitas air

dilakukan terhadap air yang di injeksikan ozon secara langsung, air filtrasi dengan menggunakan filter

tembikar dan air sesudah difilter dan di kontakkan dengan ozon. Gambar 4 berikut menunjukkan skema

dari variasi percobaan.

7

Air Baku Ozonasi

Fiter

Ozonasi

sampling sampling

sampling

sampling

Variasi A

Va

ria

si B

Gambar 4 Skema pengujian kadar ozon

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Penentuan Air baku Penelitian

Air baku penelitian digunakan air sumur yang berlokasi di Jl Jetis Kulon no 57, Ketintang, Surabaya

mempunyai tingkat kekeruhan yang relatif rendah, kadar zat organik yang rendah akan tetapi memiliki

kadar mikroorganisme (Coliform maupun E. coli) yang melebihi standar air minum menurut

PERMENKES RI No 492/MEN.KES/PER/IV/2010 yang dapat dilihat pada lampiran F. Hasil analisa

pendahuluan dapat dilihat pada Tabel 2 sedangkan air sumur yang digunakan berasal dari sumur pada

Gambar 6 berikut

Tabel 2 Hasil Analisa Pendahuluan

No Parameter Standar kandungan dalam

sample

1 Kekeruhan 5 NTU 2,5 NTU

2

Mikroorganisme

(E.coli)

nol per 100 ml

sample

1,7 x 104 per 100 ml

sample

Sumber: Analisis laboratorium 2010

3.2 Uji Kadar Ozon Yang Dihasilkan Alat Ozon Generator

Pengetesan dilakukan dengan memodisikasi metode dari pengukuran menurut SNI 19-7119.8-2005

tentang cara uji kadar oksidan dengan metoda neutral buffer kalium iodida (NBKI) menggunakan

spektrofotometer. Data kalibrasi metoda ini dapat dilihat di Lampiran C.

Prinsip dari pengukuran ini adalah kontak antara ozon dan larutan KI dan akan menghasilkan warna

kuning yang kemudian dibaca pada alat spektrofotometer dengan panjang gelombang 361 nm. Hasil

pengukuran kadar ozon disajikan pada Gambar 5

8

Gambar 5 Perbandingan antara dosis ozon dan lama waktu kontak

Data yang diperoleh dari analisa kadar ozon menunjukkan bahwa semakin lama waktu kontak ozon

maka akan berpengaruh juga terhadap kadar ozon yang dihasilkan oleh alat ozon generator.

3.3 Uji Penurunan Zat Organik

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui efektifitas alat ozon generator dalam menyisihkan

kandungan zat organik dalam air dengan metode COD closed reflux, sehingga dapat diketahui laju

penurunannya. Uji penurunan konsentrasi zat organik dilakukan dengan menggunakan sample buatan.

Sampel buatan ini dicampur dengan larutan gula (sucrose) sehingga didapat konsentrasi sebesar

100 mg/l. Kemudian injeksi ozon dilakukan dengan variasi waktu 2 menit, 4 menit, 6 menit, 8 menit, 10

menit, 15 menit. Hasil dari penurunan kandungan zat organik dalam air disajikan dalam Gambar 6

Gambar 6 Grafik penurunan kadar zat organik

Data yang telah diperoleh dapat ditarik kesimpulan bahwa alat ozon generator yang digunakan

memang dapat digunakan untuk menghilangkan kadar zat organik mendekati 0 (nol) mg/l dalam range

y = 0,0064x + 0,0007R² = 0,9898

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

0,04

0 1 2 3 4 5 6K

adar

Ozo

n (

µg)

Waktu (menit)

y = -7,554x + 120,65R² = 0,9639

0

20

40

60

80

100

120

140

0 5 10 15 20Ko

nse

ntr

asi Z

at O

rgan

ik (

mg/

l)

Waktu kontak Ozon (menit)

9

waktu 10 menit sampai 15 menit, range waktu tersebut apabila dikonversikan kedalam dosis ozon

menjadi 0,071 µg O3 sampai 0,1 µg O3.

3.4 PELAKSANAAN PENELITIAN

3.2.1 Analisis penurunan bakteri E. coli

Waktu kontak 2 menit, 4 menit, 6 menit dan 8 menit diberikan pada sample air, Besar dosis ozon

yang diberikan berdasarkan waktu kontak tersebut dapat dilihat pada Tabel 3 Kadar waktu kontak ozon

.

Tabel 3 kadar waktu kontak ozon waktu (min) kadar ozon (µg)

2 1,4 x 10-2

4 2,6 x 10-2

6 4,3 x 10-2

8 5,7 x 10-2

Sumber: Hasil Analisis Laboratorium

Dua jenis perlakuan yang diterapkan pada percobaan ini, yaitu pemberian ozon secara langsung

pada sample air dan air baku tersebut disaring filter kemudian baru diinjeksi dengan ozon. Hasil

penyisihan E. coli dapat dilihat sesuai dengan Tabel 4.

Tabel 4 Pengaruh variasi percobaan terhadap penyisihan E. coli

No Jumlah E.coli air baku (MPN.100 ml

sample) Perlakuan

Jumlah E.coli

(MPN/100ml sample)

Penyisihan dari

air baku

(%)

1 13000

ozon 2 menit 2200 83,1

filter 1100 91,5

filter + ozon 2 menit 300 97,7

2 7000


filter 900 87,1


3 7000


filter 700 90,0


4 5000


filter 800 84,0


Sumber: hasil analisis laboratorium

10

Dari hasil percobaan yang dilakukan didapatkan bahwa waktu kontak dengan ozon tertinggi yaitu 8

menit masih menyisakan sisa bakteri E.coli didalam air. Dari data yang diperoleh menjelaskan bahwa

tidak terdapat perubahan yang cukup signifikan pemakaian waktu kontak ozon dari range waktu 2 menit

sampai 8 menit. Kualitas air yang telah diolah tersebut belum memenuhi standart kualitas air minum.

Gambar 7 Grafik Efisiensi Penyisihan E. coli pada kontak ozon 2 menit



83,191,5 97,7

0

20

40

60

80

100

Variasi A Variasi B

Pe

nyi

sih

an d

ari a

ir b

aku

(%

)

Variasi Perlakuan

ozon

filter

filter ozon

68,6

87,197,6

0

20

40

60

80

100

Variasi A Variasi BPe

nyi

sih

and

ari

air

bak

u

(%)

Variasi perlakuan

ozon

filter

filter ozon

82,890

98,3

0

20

40

60

80

100

120

Variasi A Variasi B

Pe

nyi

sih

and

ari a

ir b

aku

(%

)

Variasi Perlakuan

ozon

filter

filter ozon

11


Data yang diperoleh menunnjukkan bahwa waktu kontak ozon yang ditentukan sebesar 2 menit, 4

menit, 6 menit dan 8 menit atau dosis ozon sebesar 5,7 x 10-2 µg, belum sesuai dengan hasil yang

diharapkan, karena masih menyisakan E.coli dalam air, sehingga air masih belum layak minum. Salah

satu faktor yang berpengaruh dalam hasil ini adalah jumlah bakteri yang setiap harinya berubah-ubah.

Gambar 11 berikut menerangkan tentang performa filter tembikar dalam penyisihan bakteri E. coli

Gambar 11 Grafik kinerja filter tembikar dalam penyisihan E. Coli

Data yang diperoleh dapat ditarik kesimpulan bahwa penggunaan filter tembikar memberikan hasil

yang cukup besar dan cukup signifikan memberi perbedaan terhadap dua variasi yang dilakukan.

Kemampuan mepenyisihan E.coli rata-rata penyisihan sebesar 88,17%.

Hasil ini ini tidak sesuai dengan hasil yang didapat oleh percobaan sebelumnya yang

mengungkapkan bahwa filter tembikar tersebut mempunyai efisiensi dalam mepenyisihan kandungan

mikroorganisme sebesar 98,82 % (Pratiwi, 2009) Hasil penyisihan 98,82% dapat diperoleh karena alat

yang digunakan telah dijalankan dalam waktu yang relatif lama.

Tumbuhnya biofilm pada permukaan filter tembikar akan berpengaruh pada hasil penyisihan

mikroorganisme, semakin lama dioperasikan maka efisinsinya akan cenderung meningkat. Lapisan ini

7884

97,2

0

20

40

60

80

100

120


nyi

sih

and

ari a

ir b

aku

(%

)

Variasi Perlakuan

ozon

filter

filter ozon

91,5

87,1

90,0

84,0

80,0

82,0

84,0

86,0

88,0

90,0

92,0

94,0

Jenis

Pe

nyi

sih

an f

ilte

r te

rhad

ap

E. c

oli

(%)

operasional pertama

operasional kedua

operasional ketiga

operasional ke empat

12

merupakan lapisan mikroorganisme yang dapat menyisihkan bakteri serta E.coli. Menurut Pratiwi (2009)

debit filtrasi yang tergolong kecil dan penggunaan air sumur yang kaya mikroorganisme akan

memudahkan tumbuhnya lapisan biofilm.

Proses filtrasi air oleh filter tembikar mengandalkan proses secara mekanik karena lapisan biofilm

tidak tumbuh dengan baik. Dalam proses ini, bakteri akan disaring oleh pori-pori dari filter tembikar.

Menurut Montgomery (1985) penurunan bakteri dapat disebabkan oleh lapisan arang yang terbentuk

dalam pembakaran gerabah. Lapisan arang ini dapat berperan dalam mengadsorb bakteri. Lapisan arang

yang terbentuk pada filter tembikar dapat dilihat seperti pada Gambar 12 Lapisan arang pada filter

tembikar.

Gambar 12 Lapisan arang pada filter tembikar

Dari hasil penelitian didapatkan bahwa injeksi ozon selama 8 menit atau pemberian dosis ozon

sebesar 5,7 x 10-2 µg, belum dapat menghilangkan kandungan bakteri E. coli secara sempurna. Menurut

Gottschalk (2000), ozon dapat menjadi disinfeksi yang efektif apabila diberikan dengan dosis 1,6-2

mg/L.menit seperti injeksi ozon pada dosis 0,4 mg/ L selama 5 menit.

3.2.2 Analisis Kekeruhan

Kekeruhan merupakan salah satu parameter yang dianalisa dalam penelitian ini. Penyisihan

kekeruhan melalui dua variabel yaitu ozonisasi langsung dan ozonisasi sesudah difilter. Persentase

penyisihan kekeruhan pertama berasal dari air baku yang lasngsung di ozonisasi menurut variasi waktu

kontak. Persentase penyisihan kekeruhan yang kedua dianalisa dari air yanng sudah di filter dan dari air

yang sudah difilter dan di ozon. Hasil penyisihan kekeruhan dapat dilihat pada Tabel 5 berikut

Tabel 5 Penyisihan Kekeruhan

No Jenis Kekeruhan (NTU) % Penyisihan Kekeruhan dari air baku

1

air baku 0,4

ozon 2 menit 0,23 42,5

filter 0,27 32,5

filter + ozon 2 menit 0,59 -47,5

13

No Jenis Kekeruhan (NTU) % Penyisihan Kekeruhan dari air baku

2

air baku 1,75


filter 1,84 -5,14

filter + ozon 4 menit 1,66 5,14

3

air baku 0,52


filter 0,55 -5,7


4

air baku 0,36


filter 0,27 25


Sumber: Hasil analisis laboratorium 2010.

Dari data yang diperoleh, didapati hasil penurunan yang bervariatif. Untuk mempermudah pembacaan

maka dibuat grafik seperti pada Gambar 13 sampai Gambar 16.

Gambar 13 Grafik persentase parameter kekeruhan waktu kontak ozon 2 menit


42,50

32,50

-47,50-60,00

-40,00

-20,00

0,00

20,00

40,00

60,00

Variasi A Variasi B

Pe

nyi

sih

an k

eke

ruh

an (

%)

Variasi percobaan

ozon

filter

filter ozon

57,14

-5,145,14

-20,00

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00


nyi

sih

an k

eke

ruh

an (

%)

Variasi Percobaan

ozon

filter

filter ozon

14



Data yang diperoleh menggambarkan perkembangan dari parameter kekeruhan. Penurunan

kekeruhan terjadi setelah air baku di kontakkan dengan ozon secara langsung. Hal ini membuktikan

bahwa ozon dapat menghilangkan kekeruhan yang ditimbulkan dari adanya zat organik dalam air.

Penurunan kekeruhan juga terjadi pada air hasil filtrasi jenis air 2 menit dan 8 menit, akan tetapi

terjadi juga kenaikan kekeruhan air hasil filtrasi jenis air 4 menit dan 6 menit. Pada running reaktor ini

terjadi penggantian alat filter tembikar, dikarenakan pH air sesudah difilter menjadi meningkat akibat dari

pemakaian semen putih sebagai perekat filter tembikar dengan reaktor. Grambar 18 menunjukkan

fluktuasi kekeruhan yang diakibatkan pemakaian filter tembikar yang baru.

Gambar 17 Grafik persentase parameter kekeruhan dari filter berdasarkan urutan waktu operasional

13,46

-5,77

-28,85

-40,00

-30,00

-20,00

-10,00

0,00

10,00

20,00

Variasi A Variasi B

Pe

nyi

sih

anke

keru

han

(%

)

Variasi Percobaan

ozon

filter

filter ozon

11,11

25,00

-22,22

-30,00

-20,00

-10,00

0,00

10,00

20,00

30,00

Variasi A Variasi B

pe

nyi

sih

anke

keru

han

(%

)

Variasi percobaan

ozon

filter

filter ozon

-5,14 -5,77

32,525

% Removal

4 menit 6 menit 2menit 8 menit

15

Pergantian perekat dilakukan dengan mengganti semen putih dengan lem silikon. Pergantian ini

dilakukan pada saat akan menjalankan running filter ozon dengan urutan air jenis ke 4 menit, 6 menit, 2

menit kemudian 8 menit. Dari runing ini terjadi terjadi peningkatan kekeruhan di air hasil filtrasi untuk

jenis air 4 menit dan 6 menit. Kenaikan yang paling besar terjadi pada air filtrasi jenis 4 menit di angka

1,84 NTU. Kenaikan kekeruhan air setelah di filter terjadi karena baru pertama kali running filter

tembikar yang baru, akan tetapi dari kenaikan kekeruhan ini masih memenuhi standar baku mutu

kekeruhan yang mempersyaratkan kekeruhan sebesar 5 NTU.

Kekeruhan air setelah melalui proses filtrasi meningkat karena pengotor yang melekat dalam filter

baru ikut larut dalam air filtrasi. Untuk mencegah hal tersebut terjadi, sebaiknya filter tembikar direndam

dahulu minimal 12 jam untuk menghilangkan bau tanah, serbuk yang tersisa dari hasil pembakaran dan

melunturkan warna tembikar (Roberts, 2003).

Kenaikan tingkat kekeruhan, yang ditandai dengan tanda – (negatif), terjadi juga setelah air melewati

filter dan kemudian mengalami perlakuan dikontakkan dengan ozon. Penambahan kekeruhan dapat terjadi

dikarenakan adanya partikel seperti lumut yang melayang-layang. Diduga lumut ini berasal dari dalam air

stone dikarenakan air stone terendam dalam air selama 12 Jam dan memungkinkan adanya lapisan

biofilm yang tumbuh pada air stone dan dinding bak filtrasi (permukaan dinding, ait stone dan selang

terasa licin apabila dipegang).

Pada saat ozon generator dinyalakan dan melewati gas ozon melewati air stone, kemungkinan

biofilm yang tumbuh dalam rongga-rongga air stone akan terdorong keluar, selain itu biofilm yang

menempel pada dinding bak penampung air hasil filtrasi juga kemungkinan terkelupas karena adanya

hempasan gas yang keluar dari air stone. Bekas pertumbuhan biofilm pada air stone dapat dilihat pada

Gambar 18.

Gambar 19 Bekas noda bio film pada permukaan air stone

3.2.3 Analisis Zat Organik

Zat organik merupakan salah satu parameter uji yang diperbandingkan terhadap kontak ozon. Air

baku yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai kadar zat organik yang relatif kecil. Keberadaan

zat organik dalam air sumur ini tidak terlalu dipermasalahkan, tidak seperti air PDAM yang menggunakan

sistem klorinasi sebagai disinfeksinya. Kandungan usur golongan halogen yang digunakan dalam proses

disinfeksi secara kimia akan bereaksi dengan zat organik. Dari reaksi ini di khawatirkan akan terbentuk

THMs yang berpotensi menimbulkan kanker (Richardson et al, 2007)

Hasil dari analisa kandungan zat organik ditampilkan dalam Tabel 6 berikut.

16

Tabel 6 Hasil analisa kandungan zat organik dalam air sample

No kontak ozon (menit) COD (mg/l) pH

1 air baku 0 6,89

2 ozon 2 menit - 7,21

3 filter - 7,34

4 filter + ozon 2 menit - 7,59

1 air baku 0 7,69


3 filter - 7,45


1 air baku 24,8 7,33

2 ozon 6 menit 7,1 7,6

3 filter 21,1 7,24

4 filter + ozon 6 menit 21,1 7,65

1 air baku 0 7,3


3 filter - 7,5


Sumber: Hasil analisis laboratorium 2010

Data hasil analisis menunjukkan bahwa kadar zat organik dalam air baku adalah nol, kecuali

kandungan zat organik pada air baku pada sample untuk ozon 6 menit. Hal ini bisa terjadi karena

beberapa faktor. Faktor pertama adalah ketelitian metode yang digunakan, metode yang digunakan adalah

metode titrasi. Metode ini mempunyai ketelitian ± 1,8 mg/ L per tetes titrasi, sedangkan untuk metode

closed reflux mempunyai ketelitian sebesar ± 3 mg/l per tetes titrasi. Sehingga kemungkinan kurang

keakuratan dalam percobaan masih tetap ada. Kemungkinan yang kedua adalah kondisi air baku yang

setiap hari berubah dimana selang waktu running tidak beraturan. Penelitian ini menggunakan sistem

intermittent dimana alat reaktor dijalankan menurut keperluan.

Analisa COD ini apabila diterapkan pada sample yang mempunyai kadar zat organik yang rendah

maka tingkat keakuratannya relatif rendah. Ketidak akuratan data dapat terjadi juga pada saat dilakukan

reflux pada air sample. Kemungkinan ada sample yang menguap sehingga berpengaruh pada hasil

perhitungan.

17

Gambar 19 Grafik penurunan zat organik

Sesuai data dari Gambar 19 didapati perlakuan kontak ozon selama 6 menit secara langsung, terjadi

penurunan kandungan zat organik dengan efisiensi penyisihan 71,4%,apabila dibandingkan dengan

penelitian pendahuluan dengan sampel zat organik buatan dengan perlakuan waktu kontak ozon 6 menit

maka didapat perbandingan yang cukup besar.

Untuk sample buatan dengan waktu kontak ozon 6 menit mampu meremove kandungan zat organik

sebesar 49,2 mg/L sedangkan pada sampel air sumur hanya mampu menyisihkan 17,7 mg/L hal ini

dimungkinkan terjadi dikarenakan antara analisa COD sampel buatan dengan analisa COD sampel air

sumur dilakukan degan metode yang berbeda. Analisa COD dengan sampel buatan menggunakan metode

closed reflux sehingga kemungkinan kehilangan sample pada waktu pemanasan adalah relatif kecil.

3.2.4 Analisis Kadar Ozon Dalam Air

Kadar ozon dalam air dapat diketahui dengan metode spektrofotometrik. Metode ini menggunakan

reagen Pottasium Indigo Trisulfonate. Ozon akan menghilangkan warna dari reagen ini dan kemudian

akan dibaca pada spektofotometer dengan panjang gelombang 600nm. Tabel 4.9 berikut

merepresentasikan hasil analisa kadar ozon dalam air.

Tabel 7 Kadar Ozon Dalam Air

Jenis perlakuan

Kadar ozon (mg

O3/l)

ozon 2 menit 2,64 x 10-4

filter + ozon 2 menit 2,64 x 10-4

ozon 4 menit 0



filter + ozon 6 menit 0



Sumber: Hasil analisis 2010

24.8

7,1

24.8

21.1 21.1

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

Variasi A Variasi B

air baku

ozon

air baku

filter

filter ozon

18

Pada Tabel 7 terlihat bahwa kadar ozon yang dapat diukur dalam air sangat terbatas, hal ini

dikarenakan banyak gas ozon yang hilang atau tidak bereaksi sepenuhnya didalam air. Kebanyakan dari

ozon ini akan terlepas diudara, hal ini ditandai dengan bau ozon yang ditimbulkan ketika bagian atas

reaktor dibuka, ternyata terjadi akumulasi atau penumpukan gas ozon di udara karena gas ozon tidak bisa

bercampur sempurna didalam air. Hal ini menunjukkan bahwa pentingnya bak pengaman untuk

membuang sisa kelebihan ozon agar tidak terlepas ke udara dan tidak terpejan kepada manusia.

3.2.5 Analisis Biaya Operasional

Biaya operasional dari alat ozon generator yang digunakan dihitung berdasarkan dari pemakaian

listrik dari ozon generator.Untuk menghitung biaya operasional alat ozon generator yang digunakan ini

perlu adanya asumsi-asumsi sebagai berikut:

1. TDL untuk pelanggan rumah tangga type R1daya 1300 VA adalah Rp793 per kwh (1000 WH),

berarti tarif listrik per WH adalah = Rp 0,793 / WH

2. Alat ozon generator dijalankan untuk kapasitas air 13,5 L

3. Kebutuhan air minum di skala keluarga adalah 4 L/ orang.hari dan didalam keluarga terdapat 5

orang anggota orang.

4. Alat ozon generator dijalankan 2 kali sehari dengan asumsi kebutuhan air minum dalam satu

rumah tangga minimal adalah 20 L/ hari

5. 1 bulan = 30 hari

Perhitungan daya listrik per bulan apabila ozon generator dioperasikan selama 8 menit

= Daya alat x Waktu operasional

= 200 W x 8 menit x 2

x

x 30 hari

= 1600 Watt Hours

Tarif listrik per bulan

= x 1600 Watt Hours

= Rp 1268,8

Biaya listrik per 1 L pengolahan air

= Tarif listrik per bulan / kapasitas air terolah per bulan

=Rp 1268,8 / ( 30 hari x 13,5 L x 2 kali operasional/ hari)

= Rp 1,56642/ L air terolah

19

Analisis biaya produksi berdasarkan volume dihitung berdasarkan operasional alat ozon untuk

mengolah 1 m3 (1000 L) air. Dengan perincian perhitungan sebagai berikut.

Untuk dapat mengolah 1000 L air maka alat perlu dijalankan sebanyak =

=

= 74 Kali operasi

Perhitungan apa bila alat dijalankan selama 8 menit/ operasi:

Daya Listrik untuk memproduksi 1 m3

= Daya alat x Waktu operasional

= 200 Watt x 8 menit x 74 kali operasi x

= 1975,3 Watt Hours

Tarif listrik per 1 m3 pengolahan air

= x 1975,3 Watt Hours

= Rp 1566,42 / m3air terolah

Tarif listrik per 1 L pengolahan air

= Tarif listrik per 1 m3 pengolahan air / 1000

= Rp 1566,42 / 1000

= Rp 1,56642 / L air terolah

4 . Kesimpulan

Hasil penelitian yang telah dilakukan, memberikan kesimpulan sebagai berikut:

1. Waktu kontak ozon selama 8 menit atau dosis ozon sebesar 5,7 x 10-2 µg belum dapat dikatakan

efektif dan air yang terolah belum memenuhi memenuhi standar air minum, karena masih

mengandung bakteri E.coli.

2. Biaya opersional apabila alat dijalankan selama 8 menit adalah:Rp 1,56642/ L air terolah.

20

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. PERMENKES No. 492/MEN.KES/PER/IV/2010 Tentang Persyaratan Kualita Air Minum

Bielefeldt, A.R.,Kowalski K.,Schilling C., Schreier S., Kohler A., and Summers R.S. 2009. Removal of

virus to protozoan sized Particles In Point-Of-Use Ceramic Water Filters, Water Research

(2009), doi:10.1016/j.waters.2009.10.04

Bielefeldt, A.R., Kowalski K., and Summers R.S.2009.Bacterial Treatment Effectiveness Of Point-Of-Use

Ceramic Water Filters. Water Research, Vol 43, Page 3559-3565, 2009

Brandt, D ., Park,B., Hoang, M., and Jacobe H.T. 2005. Agyria secondary to investigation of home made

silver solution. J Am Acad Dermatol, Vol 53, Page s105-7,2005

Camel, V and Bermond, A .1997.The use of ozone and associated oxidation processes in drinking water

treatment.Water Research, Vol 32, Page 3208-3222, 1998

Gottschalk, C., Libra J.A., and Saupe A. 2000.Ozonation Of Water And Waste Water.German: Wiley-vch.

Massaoka. 1982. Research of Ozonation Processes in Bacteria And Virusses. NV (Stamford, CT: Intl.

Ozone Association, Pan American Group), pp.3717-332

Montgomery, J.M. 1985. Water treatment Principles and Design. Jhon Wiley & Sons, Inc USA.

Pratiwi, L. 2009. Analisis Saringan Tembikar Berlapis Larutan Perak terhadap penurunan bakteri

Coliform dan kekeruhan.Tugas Akhir S1, Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS Surabaya.

Richardson, Susan., Plewa M.J., Wagner E.D., Schoeny R., and DeMarini D.M. 2007, Occurence,

Genotoxicity, And Carciogenicity Of Regulated And Emerging Disinfection By-Products In

Drinking Water: A Review And Road Map In Research. Mutation Research, Vol 636, Page 178-

242, 2007

San, Osman and Cem, Ozgur. 2007. Fabrication Of Glassy Ceramic Membrane Filters For Filtration Of

Spring Water With Clogging Phenomena.Journal of Membrane Science, Vol 305, Page 169-175,

2007

STUDI PENINGKATAN KUALITAS AIR MENGGUNAKAN … · persyaratan sebagai air minum sesuai PERMENKES RI...

Documents

Transcript of STUDI PENINGKATAN KUALITAS AIR MENGGUNAKAN … · persyaratan sebagai air minum sesuai PERMENKES RI...