studi peningkatan kualitas air menggunakan filter

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
1
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.
Ozon
Media
Udara
Waktu
Survival
Organisme
Salmonella.
Peneliti
ppm
sec
0.6
600
%
2
Eude (1942)
salivarius
S. epidermis
Elford & van de
0.68
249
0.6
Heindel et. al.
(1993)
Air
B. subtilis
2.2
90
0.01
Botzenhart et.al.
(1993)
Total
1.3
10
0.003
Shuval (1973)
coliform
S.
0.36
36
0.0002
Farooq et.al.
(1983)
yphimurium
Total
Katzenelson &
0.81
30
0.00003
Finch et.al. (1988)
12
62
0.00015
Bunning &
coliform
Escherichia
Hempel (1995)
coli
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
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
Selang pembuang gas
OZON GENERATOR
Larutan penyerap O3 (KI)
Tabung Midget Impinger I
Tabung Midget Impinger II
Flow Meter
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
Variasi B
Variasi A
sampling
sampling
Air Baku
Ozonasi
Fiter
sampling
Ozonasi
sampling
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
1
Parameter
Kekeruhan
Mikroorganisme
2
Standar
kandungan dalam
sample
5 NTU
2,5 NTU
nol per 100 ml
1,7 x 104 per 100 ml
sample
sample
(E.coli)
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
Kadar Ozon (µg)
8
0,04
0,035
0,03
0,025
0,02
0,015
0,01
0,005
0
y = 0,0064x + 0,0007
R² = 0,9898
0
1
2
3
4
5
6
Waktu (menit)
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
Konsentrasi Zat Organik (mg/l)
menit, 15 menit. Hasil dari penurunan kandungan zat organik dalam air disajikan dalam Gambar 6
140
y = -7,554x + 120,65
R² = 0,9639
120
100
80
60
40
20
0
0
5
10
15
20
Waktu kontak Ozon (menit)
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
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
1
2
3
4
Jumlah E.coli air baku (MPN.100 ml
sample)
13000
7000
7000
5000
Sumber: hasil analisis laboratorium
Perlakuan
Penyisihan dari
Jumlah E.coli
(MPN/100ml sample)
air baku
(%)
ozon 2 menit
2200
83,1
filter
1100
91,5
filter + ozon 2 menit
300
97,7
ozon 4 menit
2200
68,6
filter
900
87,1
filter + ozon 4 menit
170
97,6
ozon 6 menit
1200
82,9
filter
700
90,0
filter + ozon 6 menit
120
98,3
ozon 8 menit
1100
78,0
filter
800
84,0
filter + ozon 8 menit
140
97,2
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
Penyisihan dari air baku (%)
sampai 8 menit. Kualitas air yang telah diolah tersebut belum memenuhi standart kualitas air minum.
100
91,5 97,7
83,1
80
60
ozon
40
filter
20
filter ozon
0
Variasi A
Variasi B
Variasi Perlakuan
Penyisihan dari air baku
(%)
Gambar 7 Grafik Efisiensi Penyisihan E. coli pada kontak ozon 2 menit
97,6
87,1
100
80
68,6
60
ozon
40
filter
20
filter ozon
0
Variasi A
Variasi B
Variasi perlakuan
Penyisihan dari air baku (%)
Gambar 8 Grafik Efisiensi Penyisihan E. coli pada kontak ozon 4 menit
120
100
98,3
90
82,8
80
60
ozon
40
filter
20
filter ozon
0
Variasi A
Variasi B
Variasi Perlakuan
Gambar 9 Grafik Efisiensi Penyisihan E. coli pada kontak ozon 6 menit
Penyisihan dari air baku (%)
11
120
97,2
100
84
78
80
60
ozon
40
filter
20
filter ozon
0
Variasi A
Variasi B
Variasi Perlakuan
Gambar 10 Grafik Efisiensi Penyisihan E. coli pada kontak ozon 8 menit
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.
Penyisihan filter terhadap
E. coli (%)
Gambar 11 berikut menerangkan tentang performa filter tembikar dalam penyisihan bakteri E. coli
94,0
92,0
90,0
88,0
91,5
operasional
pertama
operasional kedua
90,0
87,1
86,0
84,0
84,0
82,0
operasional ketiga
operasional ke
empat
80,0
Jenis
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
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
1
Jenis
Kekeruhan (NTU)
% Penyisihan Kekeruhan dari air baku
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
2
3
4
Jenis
Kekeruhan (NTU)
% Penyisihan Kekeruhan dari air baku
air baku
1,75
ozon 4 menit
0,75
57,1
filter
1,84
-5,14
filter + ozon 4 menit
1,66
5,14
air baku
0,52
ozon 6 menit
0,45
13,4
filter
0,55
-5,7
filter + ozon 6 menit
0,67
air baku
0,36
ozon 8 menit
0,32
11,1
filter
0,27
25
filter + ozon 8 menit
0,44
-22,2
-28,85
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.
Penyisihan kekeruhan (%)
60,00
42,50
32,50
40,00
20,00
ozon
0,00
-20,00
Variasi A
Variasi B
filter
filter ozon
-40,00
-60,00
-47,50
Variasi percobaan
Penyisihan kekeruhan (%)
Gambar 13 Grafik persentase parameter kekeruhan waktu kontak ozon 2 menit
80,00
60,00
57,14
40,00
20,00
0,00
-20,00
ozon
5,14
-5,14
filter
filter ozon
Variasi A
Variasi B
Variasi Percobaan
Gambar 14 Grafik persentase parameter kekeruhan waktu kontak ozon 4 menit
Penyisihan kekeruhan (%)
14
20,00
13,46
10,00
0,00
-10,00
Variasi A
ozon
Variasi B
filter
-5,77
-20,00
filter ozon
-30,00
-28,85
-40,00
Variasi Percobaan
Gambar 15 Grafik persentase parameter kekeruhan waktu kontak ozon 6 menit
penyisihan kekeruhan (%)
30,00
25,00
20,00
11,11
10,00
ozon
0,00
Variasi A
filter
Variasi B
-10,00
filter ozon
-20,00
-22,22
-30,00
Variasi percobaan
Gambar 16 Grafik persentase parameter kekeruhan waktu kontak ozon 8 menit
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.
4 menit
6 menit
2menit
32,5
-5,14
8 menit
25
-5,77
% Removal
Gambar 17 Grafik persentase parameter kekeruhan dari filter berdasarkan urutan waktu operasional
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
2
ozon 4 menit
-
7,74
3
filter
-
7,45
4
filter + ozon 4 menit
-
7,34
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
2
ozon 8 menit
-
7,56
3
filter
-
7,5
4
filter + ozon 8 menit
-
7,9
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
30,0
25,0
24.8
24.8
21.1 21.1
20,0
ozon
15,0
10,0
air baku
air baku
7,1
filter
5,0
filter ozon
0,0
Variasi A
Variasi B
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
Kadar ozon (mg
Jenis perlakuan
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 4 menit
2,64 x 10-4
ozon 6 menit
2,64 x 10-4
filter + ozon 6 menit
0
ozon 8 menit
5,29 x 10-4
filter + ozon 8 menit
2,64 x 10-4
Sumber: Hasil analisis 2010
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 178242, 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