PENURUNAN KANDUNGAN MANGAN (Mn) DARI DALAM AIR MENGGUNAKAN

METODE FILTRASI

ANIS RAHMAWATI1

1Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP Universitas Sebelas Maret, Jalan A.Yani No. 200 Pabelan Surakarta

Abstrak

Peraturan Pemerintah tentang Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air yang tertuang dalam

Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 416/MenKes/ PER/IX/1990 menyatakan bahwa salah satu

syarat dalam sistem penyediaan air bersih adalah bahwa kandungan Mangan (Mn) dalam air bersih

maksimum adalah 0,1 mg/L. Dalam jumlah berlebih mangan dapat menyebabkan air berwarna

kemerahan, kuning dan kehitaman, memberi rasa tidak enak pada minuman, menimbulkan noda

dalam cucian serta bila teroksidasi akan menimbulkan endapan pada jaringan pipa. Oleh sebab itu

jika dalam suatu air baku air bersih mengandung zat mangan yang berlebih, harus diupayakan agar

kandungannya memenuhi syarat yang telah ditetapkan. Dengan melihat kondisi tersebut penelitian

ini dilakukan untuk menurunkan kandungan mangan dalam air baku melalui proses filtrasi dengan

menggunakan filter dual media. Filter dual media yang digunakan yaitu filter pasir kwarsa-arang

tempurung kelapa, dan filter pasir kwarsa – zeolit. Filtrasi dilakukan dengan sistem kontinyu

dengan filter yang dibuat dari pipa PVC berdiameter 5 inc dan panjang 70 cm. Pengamatan

dilakukan terhadap kemampuan media dalam menurunkan kandungan mangan dalam air. Sampel

air yang digunakan adalah air simulasi yang dibuat dari MnSO4.H2O dengan konsentrasi rencana

(mg/L): 1; 3; 5. Hasil pengamatan menunjukkan: proses filtrasi dengan menggunakan filter dual

media dapat untuk menurunkan kandungan mangan (Mn) dari dalam air. Kandungan mangan awal

yang lebih tinggi akan menghasilkan efisiensi filtrasi yang semakin tinggi pula, yang berarti

semakin banyak mangan yang tertahan dalam filter. Pasir kwarsa-zeolit menghasilkan prosentase

penurunan kandungan mangan rerata lebih besar dari filter pasir kwarsa-arang tempurung kelapa.

Kata kunci: Mangan, Filtrasi, Filter dual media

Abstract

One of the principle natural chemicals found in ground water is manganese. When the

concentration of manganese higher than the acceptable concentration level, that is 0,1 mg/L based

on the regulation established by the Indonesian Health Department Ministry No. 416/MenKes/

PER/IX/1990, it cause brownish-colored stains of laundry and porcelain, produce distinct tastes and

odor in a drinking water, also cause staining of plumbing fixtures.

Various processing method irrigate to lessen the manganese content from within its branch

water follow the elementary steps oxidation, sedimentation, and filtration. Filtration is a unit

process where water passes through a filter medium.

The purpose of this research is to observe the efficiency of dual media filter containing sand

kwarsa-zeolit and sand kwarsa-coal of shell of coconut to lessen the manganese content from

within water. Research was done using filter dual media with two variations of materials where

sand kwarsa in first layer and zeolit and coal of coconut in second layer. Filter made from PVC

pipes with 5 in diameter and 70 cm depth. Wastewater sample is simulation water made from

MnSO4.H2O with 3 obstetrical variation of Mn early ( 1, 3, and 5 mg/lt).

Result obtained from this research is filtration process with dual media filter able to lessen

the manganese content from within water. The higher concentration of Mn early produce higher

efficiency of filtration. Filter containing sand kwarsa-zeolit more efficient than filter containing

sand kwarsa-coal of shell of coconut.

Key Words : Manganese ( Mn), filtration, filter dual media.

1

PENDAHULUAN

Kontaminan utama terhadap air murni H20 adalah zat padat (solid) dengan mineral-mineral

yang terikut didalamnya. Kontaminan tersebut masuk ke dalam air baik di dalam tanah, di

permukaan maupun di udara selama air mengalami siklus hidrologi. Salah satu kontaminan yang

biasa terdapat di dalam air, terutama air tanah, adalah besi dan mangan.

Sebagai air minum air harus bebas dari unsur-unsur yang berbahaya. Salah satu unsur yang

mempengaruhi kualitas air minum dan air domestik adalah unsur mangan. Peraturan Pemerintah

tentang Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air yang tertuang dalam Peraturan Menteri

Kesehatan RI No. 416/MenKes/ PER/IX/1990 menyatakan bahwa salah satu syarat dalam sistem

penyediaan air bersih adalah bahwa kandungan Mangan (Mn) dalam air bersih maksimum adalah

0,1 mg/L.

Unsur mangan dalam jumlah kecil diperlukan oleh tubuh manusia dalam metabolismenya.

Walaupun tidak berpengaruh pada kesehatan namun dalam konsentrasi yang melebihi ambang batas

unsur mangan dapat menyebabkan air berwarna kemerahan, kuning dan kehitaman, memberi rasa

tidak enak pada minuman, menimbulkan noda dalam cucian serta bila teroksidasi akan

menimbulkan endapan pada jaringan pipa.

Metode pengolahan air untuk mengurangi kandungan mangan dari dalam air yang biasa

digunakan mengikuti langkah-langkah dasar yaitu oksidasi, sedimentasi, dan filtrasi.

Filtrasi adalah proses pembersihan air dengan melewatkannya melalui suatu media berpori.

Kapasitas filter tergantung dari ketebalan filter, ukuran butiran serta gradasi media filter, maupun

kecepatan filtrasinya.

Efisiensi filter tergantung dari beberapa mekanisme yang terjadi. Beberapa bahan padatan

dapat dihilangkan dengan mekanisme sederhana melalui penyaringan fisik bila partikel tersebut

lebih besar dari lubang terkecil yang dilalui aliran air. Sedangkan penghilangan partikel padat yang

berukuran lebih kecil meliputi dua langkah. Pertama, adalah suatu mekanisme perpindahan partikel

dari massa fluida ke celah-celah terbuka pada permukaan butiran media filter. Mekanisme

perpindahan ini meliputi pengendapan oleh gravitasi, interception, dan dinamika air yang

dipengaruhi oleh karakteristik fisik seperti ukuran dan bentuk butiran-butiran filter, kecepatan

filtrasi, suhu fluida, serta kepekatan, ukuran dan bentuk partikel tertahan. Penyimpangan partikel-

partikel dari garis aliran air disebabkan oleh gaya gravitasi, diffusi gradien, dan pengaruh

kelembaman momentum. Kedua, saat partikel-partikel mendekati permukaan butiran media filter

atau pada padatan yang telah terendap sebelumnya, diperlukan adanya gaya ikatan permukaan yang

baik untuk terjadinya ikatan. Jika partikel telah cukup tidak stabil, maka gaya tolak elektrostatiknya

berkurang, kemudian interaksi gaya-gaya tersebut dengan gaya tarik van der wall akan

2

menghasilkan suatu gaya tarik bersih yang menghasilkan terjadinya ikatan antara partikel dengan

permukaan butiran (Cleasby dan Logsdon dalam Wahyu A., 2000)

Montgomery (1985) menyebutkan beberapa mekanisme perpindahan partikel dari garis

aliran air menuju permukaan media filter yaitu interception, sedimentasi dan diffusi.

1. Interception . Partikel-partikel tersisa dalam garis aliran air yang lewat permukaan

kolektor dengan jarak dari permukaan kolektor adalah separuh diameter partikel tersebut maka

dikatakan bahwa partikel ter-intersepsi atau tertangkap oleh butiran media. Efisiensi pengumpulan

partikel karena intersepsi akan meningkat sejalan dengan peningkatan rasio ukuran partikel dengan

ukuran media.

2. Sedimentasi . Partikel dengan berat jenis lebih besar dari air akan cenderung lepas dari

garis aliran air dengan cara sedimentasi.

3. Diffusi . Disamping intersepsi dan gravitasi, partikel dipengaruhi oleh gerakan Brownian

akan terlepas dari garis aliran air secara diffusi. Diffusi hanya akan berpengaruh pada partikel

koloid (dengan ukuran kurang dari kira-kira 1 µm).

Karakteristik media filter yang berpengaruh penting pada kemampuan filtrasi dan penetapan

media yang akan digunakan adalah ukuran, bentuk, density, kekerasan, serta porositas lapisan

granular yang dibentuk oleh butiran-butiran media tersebut.

Gradasi butiran media filter sangat mempengaruhi tingkat kemampuan kerja filter. Ukuran

yang terlalu halus akan menyebabkan air sulit mengalir di dalam media filter sehingga akan

menurunkan produktifitasnya dan menyulitkan pemeliharaan. Sedangkan ukuran yang terlalu kasar

akan menyebabkan bakteri ataupun kotoran halus sulit tersaring.

Parameter frekuensi ukuran yang digunakan dalam menentukan karakteristik media filter

adalah diameter efektif dan koefisien keseragaman. Diameter efektif ditentukan berdasar nilai d10,

yaitu ukuran diameter media filter yang mana hanya 10% dari sampel yang lolos saringan ukuran

tertentu. Sedangkan koefisien keseragaman merupakan perbandingan ukuran diameter butiran d60

dengan d10 atau disingkat d60/d10, dimana d60 adalah ukuran diameter media filter yang mana 60%

dari sampel lolos saringan dengan ukuran tertentu.

Pada kecepatan filtrasi sampai 5 m/jam, konsentrasi effluent tidak berubah jika digunakan

ketebalan filter kurang dari biasa (misalnya 30 cm). Tapi pada kecepatan yg lebih tinggi kualitas

effluent tergantung pada kedalaman, dan filter yang lebih tinggi/dalam diperlukan untuk mencapai

kualitas effluent yang ditentukan oleh standar yang diinginkan.

Jika ingin diperoleh keuntungan maksimal dari filter dual media, menurut Degremont (1979)

sebaiknya digunakan 1/3 pasir dan 2/3 antrasit atau material lain yang lebih ringan dari pasir, dari

kedalaman total filter. Bahan filter yang digunakan pada penelitian ini berupa pasir kwarsa, arang

tempurung kelapa, dan zeolit.

3

Khumyahd (1991) menjelaskan bahwa media filter yang biasa digunakan dalam

pembuangan mangan adalah filter dual media (antrasit diatas saringan pasir). Media ini memberikan

kelebihan-kelebihan yaitu pada gradasi, bertambahnya tampungan endapan, selisih tinggi tekanan

air antara inlet dengan outlet (head loss) yang rendah, dan kualitas hasil yang baik, selain itu juga

sederhana dan ekonomis. Pada filter dual media, media dengan ukuran lebih besar dan berat jenis

lebih kecil ditempatkan di atas media yang lebih kecil dengan berat jenis lebih besar. Partikel flok

yang lebih besar diserap dan tertahan di lapisan permukaan media atas, sedangkan material yang

lebih kecil akan ditahan lapisan di bawahnya.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan filter dual media dengan dua variasi

media yaitu pasir kwarsa -zeolit dan pasir kwarsa –arang tempurung kelapa dalam mengurangi

kandungan mangan dari dalam air. Melalui penelitian ini diharapkan dapat diperoleh alternatif

media filter yang digunakan untuk mengurangi kandungan mangan dari dalam air dengan

mempertimbangkan efektifitas media tersebut berkaitan dengan jumlah kandungan mangan yang

dapat direduksi, ketersediaan bahan di lokasi, serta kemudahan pelaksanaannya.

Zeolit merupakan mineral yang terdiri dari kristal aluminosilikat terhidrasi yang

mengandung kation alkali atau alkali tanah dalam kerangka 3 dimensi. Mineral zeolit dapat

dijumpai pada batuan sedimen vulkanik yang sudah berubah (batu zeolit dan tufa zeolit) maupun

batuan metamorf tingkatan rendah (metatufa zeolitik/batu hijau) (Widiasmoro, 2000).

Ada dua jenis zeolit yaitu zeolit alam dan zeolit sintetis. Zeolit alam terbentuk karena

adanya proses perubahan alam (zeolitisasi) dari batuan vulkanik tuf, sedangkan zeolit sintetis

direkayasa oleh manusia. Pada dasarnya zeolit alam sudah dapat digunakan sebagai pengadsorpsi

(adsorben) yang baik karena struktur berongga dan pori-pori yang bentuknya seragam serta luas

permukaan zeolit yang besar. Tetapi kemampuan adsorpsi zeolit alam ini belum sebaik adsorpsi

zeolit sintetis karena biasanya zeolit alam masih tercampur dengan mineral lain seperti kalsit,

gipsum, felspar, dan lain-lain.

Zeolit merupakan material yang sering digunakan sebagai ion exchanger dalam usaha

mengurangi kesadahan air dan juga untuk menghilangkan kation maupun anion secara komplet

yang biasa disebut “deionisasi”.

Zeolit merupakan mineral yang terdiri dari kristal aluminosilikat terhidrasi yang

mengandung kation alkali atau alkali tanah yang dapt dipertukarkan dengan ion lain tanpa merusak

struktur zeolit. Zeolit dapat dimanfaatkan sebagai penyaring, penukar ion, penyerap bahan, dan

katalisator ( Borneviot dan Kaliaquine, 1995 dalam Wahyu, A, 2000).

4

Arang tempurung kelapa termasuk sebagai material karbon. Karbon merupakan bahan yang

sering digunakan dalam filter-adsorbers yang bertindak baik untuk menyaring partikel maupun

untuk adsorbsi.

Sifat fisik yang mempengaruhi efektifitas penggunaan material karbon sebagai media filter

adalah kekerasan dan ukuran partikel. Tingkat kekerasan akan mempengaruhi kerugian akibat

pengausan selama operasional, perawatan dan regenerasi media. Material yang lebih keras akan

lebih tahan terhadap pengausan tersebut. Sedangkan ukuran partikel akan mengontrol besarnya

volume pengangkutan yang terjadi di dalam material karbon tersebut. Material dengan ukuran

partikel yang lebih kecil akan menyediakan pori-pori makro lebih besar ketika terjadi peningkatan

luas permukaan eksternal per satuan massa, sehingga akan meningkatkan volume pengangkutan

massa yang terjadi. Selain itu ukuran partikel juga mempengaruhi besarnya head loss aliran yang

melewati media karbon tersebut, sama seperti yang terjadi pada media berpori lainnya.

Pasir kwarsa adalah pasir yang banyak mengandung mineral kwarsa Silikon dan oksigen,

dua elemen kimia yang paling sering terdapat dalam lapisan kerak bumi, berpadu sebagai silikon

dioksida untuk membentuk mineral kwarsa. Kwarsa adalah mineral yang paling banyak di kerak

bumi.

Kwarsa memiliki formula kimia SiO2, dengan bentuk kristal tetrahidral dan tingkat

kekerasan mencapai 5.5 - 6.5 (skala Moh). Kwarsa sangat tahan terhadap pengaruh cuaca dan oleh

karena itu terhimpun sebagai batuan pasir dan batuan dedrital lainnya. Kebanyakan pasir

merupakan pecahan-pecahan kwarsa hasil pelapukan oleh cuaca.

Menurut komposisinya, kwarsa cenderung bersih, dengan hanya sedikit elemen lain seperti

alumunium, sodium, potassium dan lithium. Kwarsa ditemukan sebagai kristal besar yang seringkali

berwarna bagus akibat dari campuran-campurannya.

Pasir kwarsa adalah pasir lepas berwarna bening sedikit kekuningan dengan bentuk rata-rata

bersudut tanggung. Kwarsa memiliki formula kimia SiO2 dan ketahanan terhadap cuaca yang tinggi.

Pasir kwarsa digunakan sebagai bahan filter terutama untuk proses penyaringan oleh rongga-rongga

antar butiran-butirannya.

BAHAN DAN METODE

A. Bahan

1. Bahan filter

Bahan filter yang digunakan dalam penelitian ini ada tiga macam, yaitu pasir kwarsa,

zeolit, dan arang tempurung kelapa. Ketiga bahan tersebut dikombinasikan dalam filter dual-media

menjadi dua variasi susunan bahan filter.

Lapisan media filter yang digunakan pada penelitian ini sebagai berikut :

a) Lapisan penyangga berupa kerikil dengan total tebal lapisan 10 cm dengan stratifikasi :5

1) diameter butir 20 mm – 40 mm, tebal 3 cm

2) diameter butir 10 mm – 20 mm, tebal 3 cm

3) diameter butir 5 mm – 10 mm, tebal 1 cm

4)diameter butir 1 mm – 5 mm, tebal 3 cm.

b) Lapisan bawah berupa pasir kwarsa dengan total tebal lapisan 12 cm dengan diameter efektif,

d10 = 0.8 mm dan koefisien keseragaman, d60/d10= 1,5

c) Lapisan atas berupa zeolit atau arang tempurung kelapa, dengan total tebal lapisan 18 cm dan

diameter efektif, d10 = 1,2 mm serta koefisien keseragaman, d60/d10 = 1,6.

Secara keseluruhan tebal media filter adalah 30 cm dengan tebal media penyangga 10 cm.

Penampang filter dapat dilihat pada gambar berikut ini :

arang tempurung kelapa,atau zeolit

d10 = 1.2 mm ; d60/d10 = 1.6

pasir kwarsa, d10=0.8mm ; d60/d10=1.5

lapisan penyangga dengan urutan :

kerikil 1 - 5 mmkerikil 5 - 10 mmkerikil 10 - 20 mmkerikil 20 - 40 mm

Gambar 1. Sketsa penampang filter

2. Air simulasi

Air simulasi yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari air sumur yang dibubuhi

dengan senyawa yang mengandung mangan, yaitu MnSO4.H2O. Cara pembuatan air simulasi adalah

dengan melarutkan 3.076 gram MnSO4.H2O dengan 200 ml aquades, kemudian ditambahkan 1.5 ml

HNO3. Larutan tersebut diencerkan sampai 1000 ml untuk mendapatkan air simulasi dengan

kandungan mangan 1 mgr/ml. Kemudian air simulasi tersebut dicampurkan dengan air dalam

jumlah tertentu untuk mendapatkan air simulasi dengan kadar kandungan mangan sesuai yang

diinginkan.

3. Reagen pemeriksaan kandungan mangan

Pereaksi yang digunakan untuk pemeriksaan kandungan mangan adalah :

a) Reagen khusus yang terbuat dari campuran :6

30 cm

18 cm

12 cm

1 cm3 cm

3 cm

3 cm

1) Asam nitrit (HNO3)

2) Merkuri sulfat (HgSO4)

3) Silver nitrate (AgNO3)

4) Asam fosfat (H3PO4) 85%

Cara pembuatan reagen khusus adalah dengan melarutkan merkuri sulfat (HgSO4) 75 gram

dalam 400 ml asam nitrit (HNO3) pekat dan 200 ml aquadest, kemudian ditambahkan 200 ml

asam fosfat (H3PO4) 85%, dan 35 mg silver nitrate (AgNO3). Larutan yang telah didinginkan

kemudian diencerkan sampai 1 liter.

b) Ammonium Persulfat (NH4)2 S2O3 padat

Pembuatan reagen khusus dan metode pemeriksaan kandungan mangan mengacu pada Standard

Method American Public Health Association (1969).

B. Alat

1. Alat-alat pemeriksaan kandungan mangan

Alat utama untuk pemerikasaan kandungan mangan yang digunakan pada penelitian ini

adalah Spechtrophotometer. Prinsip kerja alat ini adalah dengan membaca spectrum warna yang

dihasilkan oleh reaksi antara air sampel dengan reagen dan potasium permanganat yang diberikan

pada air sampel tersebut.

Peralatan pendukung lainnya adalah ;

1) Labu erlenmeyer 200 ml

2) Gelas ukur 20 ml

3) Pipet ukur

4) Kompor listrik

5) Timbangan digital merek sartorius untuk menimbang reagen padat

2. Alat – alat pelengkap

Alat- alat pelengkap yang digunakan adalah :

1) Mesin pemecah batu untuk menghancurkan arang dan zeolit

2) Ayakan pasir ukuran mess 50, 30, 16, dan 8 yang digunakan dalam pembuatan gradasi

bahan filter

3) Ayakan kerikil ukuran 5 mm, 10 mm, 20 mm, dan 30 mm yang digunakan untuk

menyiapkan lapisan penyangga

4) Oven untuk mengeringkan bahan filter

5) Botol-botol untuk mengambil sampel air

3. Kolom filter

7

Kolom filter yang digunakan berbentuk bulat berdiameter 6 inchi dan tinggi 70 cm,

dilengkapi outlet model leher angsa, terbuat dari pipa pralon.

C. Pelaksanaan Penelitian

Penelitian dilaksanakan dalam 3 kali putaran dengan 6 variasi percobaan, yaitu dengan 3

variasi kandungan Mn awal (1, 3, dan 5 mg/lt), dan 2 variasi jenis filter.

Pelaksanaan penelitian dilakukan dengan mengikuti prosedur sebagai berikut :

1) pembuatan air simulasi dengan kandungan mangan sesuai yang diinginkan. Air simulasi

ditampung di dalam bak penyiap air kotor.

2) air kotor dari bak penyiap air kotor dialirkan ke kolom-kolom filter. Debit yang masuk ke kolom

filter diatur dengan mengatur bukaan pada kran

8) pengambilan sampel dilakukan dengan menggunakan botol-botol sampel pada inlet (bak penyiap

air kotor), dan pada outlet filter.

9) air sampel diperiksa kandungan mangan, pH dan DHL.

Gambar 2. Skema prosedur pelaksanaan penelitian

Keterangan :

1. bak penyiap air kotor

2. kolom-kolom filter

HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Pengaruh konsentrasi Mn inlet pada prosentase penurunan Mn hasil filtrasi

Tabel 1 berikut menyajikan pengaruh konsentrasi Mn inlet pada prosentase penurunan Mn

hasil filtrasi.

Tabel 1. Pengaruh konsentrasi Mn inlet pada prosentase penurunan Mn hasil filtrasi

8

2

1

Mn inlet / awal (mg/lt) Hasil Filtrasi

Mn RerataPasir Kwarsa -Zeolit Pasir Kwarsa -ArangMn % penurunan Mn % penurunan

0.81

1.02 0.22 78.43 0.66 35.291.18

1.08

2.74

2.59 0.26 89.96 1.34 48.262.84

2.19

5.06

4.82 0.38 92.12 1.97 59.134.34

5.16

Keterangan : Mn : Konsentrasi mangan dalam air (mg/lt)

Dari tabel 1 tersebut terlihat bahwa prosentase penurunan Mn sebelum dan setelah proses

filtrasi menunjukkan peningkatan seiring meningkatnya konsentrasi Mn inlet. Untuk lebih jelasnya

dapat dilihat dalam grafik efisiensi filtrasi pada gambar 3 berikut.

Gambar 3. Efisiensi Filtrasi Untuk Tiap Konsentrasi Inlet Filter

Dari grafik di atas tampak bahwa semakin tinggi konsentrasi Mn inlet filter akan

menghasilkan efisiensi filtrasi yang semakin tinggi pula. Ini menunjukkan persentase Mn yang

tertahan oleh media filter terhadap konsentrasi Mn inlet filter semakin besar. Brown (1950) dalam

Wahyu (2000) menyebutkan bahwa semakin besar konsentrasi adsorbat dalam inlet menyebabkan

terjadinya gaya laju difusi partikel adsorbat yang besar pula. Pada konsentrasi relatif kecil gaya laju

difusi partikel adsorbat yang terjadi tidak cukup kuat untuk melawan hambatan difusi sehingga

adsorbat tidak dapat mencapai jauh ke dalam partikel adsorben.

9

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Kwarsa-Arang Kwarsa- ZeolitFilter

Efisiensi (%)

Mn inlet1.02

Mn inlet2.59

Mn inlet4.82

Media filter yang digunakan memberikan ruang yang cukup bagi adsorpsi maupun

penyaringan Mn sampai tingkat konsentrasi Mn inlet terbesar. Oleh karena itu ketika inlet filter

mengandung Mn dalam jumlah yang lebih besar, media filter mampu mengurangi kandungan Mn

tersebut dalam prosentase yang lebih besar. Untuk konsentrasi inlet yang lebih kecil tidak semua

kandungan Mn tertahan oleh filter kemungkinan dikarenakan Mn yang terkandung masih besifat

terlarut atau belum berubah menjadi flok-flok sehingga sulit tertahan. Kemungkinan lainnya adalah

selama proses filtrasi flok-flok partikel Mn yang bersifat tidak terlarut melewati pori-pori yang

lebih besar dari ukurannya sehingga membuatnya masih lolos sampai ke outlet filter.

2. Efisiensi masing-masing media filter dalam mengurangi kandungan mangan

Filter yang digunakan dalam penelitian ini semuanya merupakan filter dual media. Lapis

bawah berfungsi sebagai penyaring mangan tidak terlarut, yaitu berupa pasir kwarsa. Lapis atas

merupakan adsorben yang mampu menyerap mangan terlarut, yaitu berupa arang tempurung kelapa

dan zeolit. Seluruh variasi filter disusun dengan ketebalan dan gradasi yang sama untuk tiap lapis.

Oleh karena itu perbedaan kemampuan kedua variasi filter ditentukan oleh perbedaan daya serap

adsorben pada lapisan atas filter dan kemampuan penyaringan lapisan bawah filter. Gambar 4

berikut menunjukkan grafik perbandingan efisiensi rerata dari masing-masing variasi filter.

Gambar 4. Grafik Perbandingan Efisiensi Rerata Kedua Variasi Filter

Dari gambar di atas tampak bahwa filter pasir kwarsa-zeolit memberikan hasil efisiensi

rerata lebih tinggi dari filter pasir kwarsa-arang tempurung kelapa. Pada penelitian ini tidak

dilakukan percobaan dengan menggunakan filter dengan satu jenis madia untuk masing-masing

bahan yang digunakan. Oleh karena itu kemampuan masing-masing bahan media filter dalam

mengurangi kandungan Mn dari dalam air tidak dapat dilihat jelas. Kemampuan tiap variasi filter

adalah hasil perpaduan dari kemampuan kedua bahan yang tersusun dalam filter dual media. Namun

10

100

Filter

Efisiensi R

erata Filter (%

)

47.76

87.01

0

25

50

75

Kwarsa-arang Kwarsa - Zeolit

Kwarsa kwarsa

dari gambar di atas dapat dilihat bahwa kemampuan zeolit sebagai adsorbent untuk menghilangkan

mangan dari dalam air lebih besar dibandingkan dengan arang tempurung kelapa.

Sifat adsorptive adsorbent yang berpengaruh besar pada kecepatan dan kapasitas adsorbsi

adalah luas permukaan, distribusi ukuran pori, dan sifat kimia alami permukaan adsorbent. Untuk

mengetahui luas permukaan dan distribusi ukuran pori tiap bahan perlu kajian tersendiri yang tidak

dilakukan dalam penelitian ini.

Sifat dasar karbon pada arang tempurung kelapa memiliki berat jenis yang lebih besar dan

distribusi ukuran pori yang lebih besar. Hal ini membuatnya berguna untuk adsorbsi molekul-

molekul yang sangat kecil, sehingga lebih cocok untuk adsorbsi gas dari pada untuk pengolahan air

(Montgomery, 1985).

Zeolit mempunyai sifat kimia dasar yang membuatnya mampu bertindak sebagai penukar

ion yang baik. Selain itu zeolit mempunyai luas permukaan besar dengan distribusi ukuran pori

yang kecil. Borneviot dan Kaliaquine (1995) dalam Wahyu (2000) menyebutkan bahwa ukuran pori

zeolit berkisar 2Å-8Å. Oleh karena itu zeolit mempunyai kemampuan mengurangi kandungan

mangan dari dalam air yang besar melalui kemampuan adsorbsinya yang didukung dengan

kemampuannya sebagai penukar ion. Efisiensi zeolit yang besar tersebut mungkin juga dikarenakan

diameter pori-pori zeolit yang digunakan sesuai untuk penyaringan mangan. Zeolit yang digunakan

adalah zeolit alam yang langsung diambil dari tempat penambangan di daerah Gunung Kidul,

Yogyakarta, sehingga bersifat murni. Sedangkan arang tempurung kelapa yang digunakan adalah

hasil pengolahan pengrajin, dimana kualitas bahan dasar dan proses pembuatannya secara teknis

tidak diketahui.

Kemampuan penyaringan pasir kwarsa ditentukan oleh tingkat porositas dan luas

permukaannya. Tingkat porositas yang tinggi dan luas permukaan yang lebar akan menghasilkan

kemampuan penyaringan yang tinggi pula. Porositas media filter tergantung pada bagaimana

susunan butiran-butiran tersebut di dalam lapisan media filter. Sedangkan karakteristik partikel

yang berpengaruh pada porositas dan luas permukaan adalah sphericity atau tingkat kebulatan dari

partikel tersebut. Partikel dengan sphericity yang lebih besar memiliki porositas dan luas

permukaan yang lebih kecil (Droste,1997).

KESIMPULAN

Proses filtrasi dengan menggunakan filter dual media dapat untuk menurunkan kandungan

mangan (Mn) dari dalam air. Kandungan mangan awal yang lebih tinggi akan menghasilkan

efisiensi filtrasi yang semakin tinggi pula, yang berarti semakin banyak mangan yang tertahan

dalam filter.

11

Pasir kwarsa-zeolit menghasilkan prosentase penurunan kandungan mangan rerata lebih

besar dari filter pasir kwarsa-arang tempurung kelapa, sehingga disimpulkan filter Pasir kwarsa-

zeolit lebih bagus dibandingkan dengan filter pasir kwarsa-arang tempurung kelapa untuk

mengurangi kandungan Mangan dari dalam air.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1969, Standard Methods for The Examination of Water and Wastewater, American Public

Health Association, New York

Anonim, 1990, Peraturan Menteri Kesehatan RI No.:416/MENKES/PER/IX/1990 tentang Syarat-

Syarat dan Pengawasan Kualitas Air, Departemen Kesehatan Republik Indonesia.

Degremont, 1979, Water Treatment Handbook, 5th edition, John Wiley & Sons, New York.Droste, R. L., 1997, Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment, John Wiley & Sons,

New York.

Khumyahd, L., 1991, Iron and Manganese Removal in Water Supplies, Report, University of

Wisconsin-Madison, Wisconsin.

Montgomery, J.M., 1985, Water Treatment Principles and Design, John Wiley & Sons, New York

Wahyu, A., 2000, Penggunaan Filter Pasir – Arang Tempurung Kelapa serta Pasir Zeolit sebagai

Proses Lanjutan Pengolahan Air yang Mengandung Besi (Pengolahan Awal Menggunakan

Tray Aerator), [Skripsi]. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada.

Widiasmoro, 2000, Batu Zeolit dan Tufa Zeolitik Merupakan Tipe Bahan galian Industri Masa

Depan, Pidato Pengukuhan pada Jabatan Lektor Kepala Madya dalam Ilmu Petrologi di

Fakultas Teknik UGM, Yogyakarta.

12