34
Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk Penurunan Fe dan Mn Pada Air Sumur Sidang Lisan Tugas Akhir Jurusan Teknik Lingungan Senin, 9 Juli 2012 I Made Indra Maha Putra 3308100041 Pembimbing : Alfan Purnomo, S.T.,M.T.

Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

  • Upload
    dotram

  • View
    233

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

LOGO

Studi Penggunaan Ferrolite sebagai CampuranMedia Filter untuk Penurunan Fe dan Mn Pada

Air Sumur

Sidang Lisan Tugas Akhir Jurusan Teknik Lingungan

Senin, 9 Juli 2012

I Made Indra Maha Putra3308100041

Pembimbing :

Alfan Purnomo, S.T.,M.T.

Page 2: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Contents

Pendahuluan1

Tinjauan Pustaka2

3 Metodologi Penelitian

Analisa dan Pembahasan4

Kesimpulan dan Saran5

Page 3: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

LOGO

Page 4: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Upayapemenuhankebutuhan air

Keberadaanzat besi danmangan didalam air.

Akibatkandungan Besi (Fe) dan Mangan (Mn)

PenggunaanFerrolitesebagai upayapenurunankadar (Fe) dan(Mn)

Latar Belakang

Page 5: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Rumusan Masalah

Bagaimana efektifitas penurunan warna,besidan manganmenggunakan media ferrolite dengancampuran media filter karbon aktif danmangan zeolite?

Permasalahan

Bagaimana cara menentukan komposisi yang terbaik diantara variabel dalam penurunan warna,besi danmangan?

Page 6: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Tujuan

Menganalisis efektifitas penurunan warna,besi dan mangan

menggunakan mediaferrolite dengan

campuran media filter karbon aktifdan mangan zeolite.

Menentukan komposisiyang terbaik diantara

variabel dalam penurunanwarna,besi dan mangan.

Tujuan Penelitian

Page 7: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Sebagai alternatif pengolahan air sumuruntuk skala rumah tangga bagi tempat ataudaerah yang mempunyai kadar besi (Fe) danmangan (Mn) yang tinggi.

Manfaat Penelitian

Page 8: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

LOGO

Page 9: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Air sumur atau air tanah adalah air yang bergerak dalam tanah yang terdapatdi dalam ruang-ruang antara butir-butir tanah yang membentuk dan di dalamretak-retak dari batuan yang dimana dulu disebut air lapisan dan yang kinidisebut air celah (fissure water).

Air tanah mengalami kontak dengan berbagai macam material yang terdapat didalam bumi. Sehingga pada umumnya air tanah mengandung kation dan anionterlarut dan beberapa senyawa anorganik seperti silika (SiO2)(Fetter, 1999)

Karakteristik air dipengaruhi oleh faktor –faktor manusia, sehingga kualitas airsangat beragam dari satu tempat ke tempat lain.

Karbon aktif merupakan zat karbon yang berwarna hitam dan mempunyaiporositas yang tinggi. Diameter partikel molekul karbon aktif antara 1,5 – 1,7mm dan luas permukaan spesifiknya antara 500 – 1500 m2 per gram,mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon aktif dapat dibedakan daribentuk ukuran partikelnya yaitu karbon aktif bubuk dan karbon aktif butiran( Nusa, 2007)

Page 10: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Mangan zeolite adalah zeolit alami (green sand) atau zeolit sintetis yangpermukaannya dilapisi oleh mangan oksida tinggi yang secara umum rumusmolekulnya adalah K2Z.MnO.Mn2O7. Mangan zeolit berfungsi sebagai katalisdan pada waktu yang bersamaan dapat mengoksidasi besi atau mangan yanglarut dalam air

Ferrolite adalah media filter yang digunakan untukmenurunkan/menghilangkan kandungan zat besi dan mangan yang terlalutinggi dalam air. Ferrolite memiliki kapasitas yang tinggi sebagai penyerap.Hal ini disebabkan karena ferrolite dapat memisahkan molekul-molekulberdasarkan urutan dan konfigurasi dari molekul

Karbon aktif dan mangan zeolit merupakan media pengolahan air minum yangmemiliki harga terjangkau dan meiliki kemampuan adsorpsi yang tinggi karenabentuk formasi dari karbon aktif dan mangan zeolite itu sendiri. (Payne danAbdel-Fattah, 2005)

Page 11: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

LOGO

Page 12: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Page 13: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Sampel air sumur daerah Kertajaya Penampung air sumur yang berupa bak dan penampung air

hasil olahan campuran media filter yang berupa tandonyang lebih kecil

Reaktor FilterBahan : kacaDimensi : panjang = 20 cm

lebar = 15 cmtinggimedia = 40 cmtinggi reaktor = 65 cm

Media: campuran ferrolite dengan karbon aktif dan manganzeolite dengan gravel sebagai media penyangga

Pipa PVC, valve dan kranPipa PVC digunakan sebagai penyalur air sumur ke dalamreaktor filter. Valve digunakan untuk mengatur debit yangmasuk dalam reaktor filter. Kran digunakan sebagai outletair hasil olahan filter.

Persiapan Alat dan Bahan

Page 14: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Gambar Reaktor

Page 15: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Persiapan rancangan penelitian terdiri dari :Parameter penelitian adalah parameter fisik dan kimia ( warna, besi, mangan)

Variabel penelitian adalah :a. Jenis media filter.1.Campuran antara karbon aktif dengan ferrolite.2.Campuran antara mangan zeolite dengan ferrolite.b. Komposisi media filter dan ferrolite

Dalam penelitian ini akan digunakan 4 perbandinganberdasarkan volume dari reaktor, yaitu:Media mangan zeolite:media ferrolite=90:10Media mangan zeolite:media ferrolite=75:25Media mangan zeolite:media ferrolite=50:50Media mangan zeolite:media ferrolite=100:0Begitu juga perbandingan yang dilakukan pada media karbonaktif, yaitu:Media karbon aktif:media ferrolite=90:10Media karbon aktif:media ferrolite=75:25Media karbon aktif:media ferrolite=50:50Media karbon aktif:media ferrolite=100:0

Persiapan Rancangan Penelitian

Page 16: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Perencanaan dan PembuatanReaktor

•Debit yang digunakan adalah 150 liter/hari• Angka pori mangan zeolite adalah 0,7•Head loss media mangan zeolite adalah 0,01 cm• Angka pori karbon aktif adalah 0,76•Head loss media karbon aktif adalah 6,47 x 10-3

cm•Angka pori ferrolite adalah 0,75•Head loss media ferrolite adalah 7,2x10-3 cm

Page 17: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Pengukuran parameter dilakukan setiap60 menit sekali selama 5 jam dalam sehariyang kemudian dianalisa di laboratorium.

Pelaksanaan Penelitian

Page 18: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

GAMBAR PROSES ANALISA ANGKA PORI, AYAKAN DAN PROSES AKTIVASI

Page 19: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

GAMBAR RANGKAIAN REAKTOR

Page 20: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

GAMBAR PROSES RUNNING

Page 21: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

LOGO

Page 22: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Hasil Penelitian Pendahuluan

Hasil dari penelitian pendahuluanyang dilakukan, didapatkan bahwakadar besi (Fe) 3,06 mg/L, mangan(Mn) 1 mg/L, dan warna 87 Pt-Co pada air sumur daerah Kertajaya

Company Logo

Page 23: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Hasil analisa mangan zeolite dengancampuran mangan zeolite danferrolite untuk meremoval Fe

Company Logo

•Reaktor 1 ( Mangan Zeolite total) breaktrough terjadipada hari ke 10 jam ke 4 dengan efisiensi 92,15 %•Reaktor 2 (perbandingan 90:10) breaktrough terjadipada hari ke 13 jam ke 1 dengan efisiensi 90,14%•Reaktor 3 (perbandingan 75:25) breaktrough terjadipada hari ke 12 jam ke 5 dengan efsiensi 90,82%•Reaktor 4 (perbandingan 50:50) breaktrough terjadipada hari ke 12 jam ke 4 dengan efisiensi 92,86%

Page 24: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

•Reaktor 1 ( Karbon aktif total) breaktroughterjadi pada hari ke 11 jam ke 4 dengan efisiensi73,04 %•Reaktor 2 (perbandingan 90:10) breaktroughterjadi pada hari ke 12 jam ke 1 dengan efisiensi73,11%•Reaktor 3 (perbandingan 75:25) breaktroughterjadi pada hari ke 11 jam ke 4 dengan efsiensi72,70%•Reaktor 4 (perbandingan 50:50) breaktroughterjadi pada hari ke 12 jam ke 4 dengan efisiensi73,47%

Hasil analisa karbon aktif dengancampuran karbon aktif dan ferrolite

untuk meremoval Fe

Page 25: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Hasil analisa mangan zeolitedengan campuran mangan zeolitedan ferrolite untuk meremoval Mn

•Reaktor 1 ( Mangan Zeolite total) breaktrough terjadipada hari ke 10 jam ke 4 dengan efisiensi 94,52% •Reaktor 2 (perbandingan 90:10) breaktrough terjadipada hari ke 12 jam ke 5 dengan efisiensi 90,14%•Reaktor 3 (perbandingan 75:25) breaktrough terjadipada hari ke 12 jam ke 5 dengan efsiensi 85,92%•Reaktor 4 (perbandingan 50:50) breaktrough terjadipada hari ke 11 jam ke 3 dengan efisiensi 95,67%

Page 26: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Hasil analisa karbon aktif dengancampuran karbon aktif dan

ferrolite untuk meremoval Mn•Reaktor 1 ( Karbon aktif total) breaktroughterjadi pada hari ke 9 jam ke 4 dengan efisiensi84% •Reaktor 2 (perbandingan 90:10) breaktroughterjadi pada hari ke 9 jam ke 4 dengan efisiensi84%•Reaktor 3 (perbandingan 75:25) breaktroughterjadi pada hari ke 9 jam ke 2 dengan efsiensi82,67%•Reaktor 4 (perbandingan 50:50) breaktroughterjadi pada hari ke 10 jam ke 1 dengan efisiensi87,67%

Page 27: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Hasil analisa mangan zeolite dengancampuran mangan zeolite dan

ferrolite untuk meremoval warna•Reaktor 1 ( mangan zeolite total) breaktroughterjadi pada hari ke 12 jam ke 4 dengan efisiensi78,85 %•Reaktor 2 (perbandingan 90:10) breaktroughterjadi pada hari ke 12 jam ke 4 dengan efisiensi78,85%•Reaktor 3 (perbandingan 75:25) breaktroughterjadi pada hari ke 12 jam ke 3 dengan efsiensi78,49%•Reaktor 4 (perbandingan 50:50) breaktroughterjadi pada hari ke 12 jam ke 3 dengan efisiensi79,57%

Page 28: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Perbandingan grafik karbon aktifdengan campuran karbon aktif danferrolite untuk meremoval warna

•Reaktor 1 ( karbon aktif total) breaktrough terjadipada hari ke 11 jam ke 4 dengan efisiensi 79%•Reaktor 2 (perbandingan 90:10) breaktrough terjadipada hari ke 12 jam ke 4 dengan efisiensi 81,72%•Reaktor 3 (perbandingan 75:25) breaktrough terjadipada hari ke 12 jam ke 4 dengan efsiensi 82,08%•Reaktor 4 (perbandingan 50:50) breaktrough terjadipada hari ke 12 jam ke 4 dengan efisiensi 82,44%

Page 29: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.comMATRIKS PENELITIAN

Company Logo

parameter

campuran mangan zeolit dan ferrolite campuran karbon aktif dan ferrolite

100:00 90:10 75:25 50:50 100:00 90:10 75:25 50:50

besi(Fe) % 92,15 % 91,50% 90,82% 92,86% 73,04% 73,13% 72,70% 73,47%

mangan(Mn)% 94,52% 90,14% 85,92% 95,67% 84% 85,33% 82,67% 87,67%

warna% 78,85% 78,85% 78,49% 79,93% 79% 81,72% 82,08% 82,44%

Page 30: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Company Logo

Dari keseluruhan penelitian yang dilakukan diperoleh databahwa semakin lama dioperasikan, maka data hasil yangdiperoleh semakin baik. Ini menunjukkan bahwa dalam ManganZeolit terjadi reaksi mangan oksida tinggi. Pada prinsipnyapermukaan zeolite terjadi gaya tarik menarik antara Fe maupunMn dengan butiran zeolite. Pada zeolite terdapat rongga, jadipada awal running memang belum maksimal efisiensiremovalnya, namun lama kelamaan semakin maksimalremovalnya karena hampir semua rongga permukaan sudah terisidengan Fe maupun Mn. Media Mangan Zeolite dapat jenuhkarena permukaannya sudah ketutup semua dengan Fe.Sedangkan pada Karbon Aktif dan Ferrolite jika dialiri air sampelsecara terus menerus atau continyu, maka efektifitas adsorpsinyasemakin tinggi. Karena semakin efektif adsorpsinya makasemakin tinggi angka removalnya.

Page 31: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

LOGO

Page 32: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Kesimpulan

1. Efisiensi removal konsentrasi besi (Fe), mangan (Mn), dan warna dalam air sumur dengan masing – masing menggunakan filter karbon aktif, filter mangan zeolit, campuran filter karbon aktif dengan ferrolite dan campuranmangan zeolit dengan ferrolite adalah sebagai berikut: - Efisiensi removal untuk Fe, Mn, dan Warna4 yang terjadi pada filter

media karbon aktif yaitu sebesar: efisiensi removal untuk Fe mencapai73,04%, Mn 84%, dan warna 79%. - Efisiensi removal untuk Fe, Mn, dan Warna yang terjadi pada filter media

mangan zeolit yaitu sebesar: efisiensi removal untuk Fe mencapai 92,15%, Mn 94,52%, dan warna 78,85 %. - Efisiensi removal untuk Fe, Mn, dan Warna yang terjadi pada campuran

filter media karbon aktif dan media ferrolite terjadi pada perbandingan50:50 yaitu sebesar: efisiensi removal untuk Fe mencapai 73,47%, 87,67Mn %, dan warna 82,44%. - Efisiensi removal untuk Fe, Mn, dan Warna yang terjadi pada campuran

filter media mangan zeolite dan media ferrolite terjadi pada perbandingan50:50 yaitu sebesar: efisiensi removal untuk Fe mencapai 92,86%, 95,67Mn %, dan warna 79,93%.

2. Dari hasil penelitian yang dilakukan didapatkan hasil komposisi yang terbaik diantara variabel di dalam penurunan besi(Fe), mangan(Mn), danwarna adalah campuran antara mangan zeolite dan ferrolite denganperbandingan 50:50

Company Logo

Page 33: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

ww

w.t

hem

egal

lery

.com

Saran

1. Untuk sumur yang memiliki permasalahan besi, mangan dan warna dapatmenggunakan campuran media mangan zeolit dan ferrolite.

2. Penelitian perlu dilanjutkan dengan menggunakan seri filter denganketebalan atau ketinggian dan diameter media yang lain yang belumdilaksanakan dalam penelitian untuk penurunan konsentrasi Fe, Mn, danWarna dalam air sumur.

3. Penelitian ini hanya berlaku untuk kriteria sesuai batasan ruang lingkup.

Company Logo

Page 34: Studi Penggunaan Ferrolite sebagai Campuran Media Filter untuk ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-23944-3308100041-Presentation.pdf · mempunyai daya adsopsi yang besar. Karbon

LOGO