PENGARUH FREKUENSI TERHADAP EFESIENSI PENGHILANGAN MIKROORGANISME DENGAN SISTEM PLASMA RADIO FREKUENSI Mutia Oktavia1 Tartila1, Reni Desmiarti1, Ariadi Hazmi2 1
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta Jl. Gajah Mada No.19, Olo Nanggalo Padang-25143
[email protected],
[email protected] 2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Andalas Kampus Limau Manis, Unand Padang
[email protected] Abstrak
Penghilangan Fecal Coliform dan Total Coliform diteliti dengan menggunakan sistem plasma Radio Frekuensi. Percobaan ini dilakukan untuk mempelajari kemampuan plasma radio frekuensi dengan besar frekuensi 3.0, 3.3 dan 3,7 MHz untuk penghilangan Fecal Coliform dan Total Coliform diamati. Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi penghilangan Fecal Coliform dan Total Coliform masing – masing adalah 100% dan 9.84% untuk pemberian frekuensi 3.7 MHz selama 60 menit. Penelitian ini dilakukan sebagai dasar dalam perancangan alat untuk sistem plasma radio frekuensi pada pengolahan air minum secara kontinyu. Kata kunci : Sistem Plasma Radio Frekuensi, Total Coliform, Fecal Coliform Abstract
Removal of fecal coliform and total coliform were examined using radio frequency plasma system. This experiment was conducted to investigate the ability of radio frequency plasma with a frequency of 3.0, 3.3 and 3.7 MHz.. The results showed that the removal efficiency of fecal coliform and total coliform respectively were 100% and 9.84%, respectively after applied frequency at 3.7 MHz for 60 minutes. These results are necessary to design drinking water treatment plant.
tidak dapat menjamin untuk menghasilkan
Pendahuluan Penggunaan air minum isi ulang di
bahan baku air minum dengan kualitas yang
masyarakat semakin meningkat. Berdasarkan
baik sesuai dengan baku mutu yang telah
hasil investigasi di lapangan yang dilakukan
ditetapkan pemerintah (Peraturan Pemerintah
oleh Bappedalda Kota Padang tahun 2014,
No.28 tahun 2001 tentang Standar Baku
menunjukkan bahwa hampir 70% depot air
Mutu untuk Air Baku dan Permenkes RI
minum isi ulang terkontaminasi dengan
No.492/Menkes/Per/IV/2010
mikroorganisme seperti Total Coliform dan
Persyaratan Kualitas Air Minum).
Fecal Coliform. Namun kualitas dari air minum isi ulang tidak bisa dijamin. Selain itu, penggunaan sistem pengolahan bahan baku
air
minum
konvensional
seperti
sedimentasi, koagulasi-flokulasi, dan filtrasi
Data
di
Pembangunan
tentang
Badan
Perencanaan
Nasional
(Bappenas)
menyebutkan sekitar 60-70% sumur milik warga
tercemar
mikroorganisme.
Bakteri
tersebut berasal dari jamban yang berdekatan spesies aktif ini memiliki potensial oksidasi dengan sumur, bahkan sebagian besar sungai- yang
tinggi
dan
berpotensi
membunuh
sungai di Indonesia juga tercemar Escheia Coli mikroorganisme serta menguraikan senyawa sehingga air sungai di Indonesia tidak layak organik yang berada dalam air (Sun dkk, 1997). minum (Media Indonesia, 04 Mei 2011). Saat Kelebihan lain dari sistem plasma dalam air ini ini hanya 20% air bersih yang layak minum adalah dapat menghasilkan sinar ultraviolet dan baru 15% masyarakat yang mengakses air serta gelombang kejut (shockwaves) yang juga dari pengelolaan air. Sisanya untuk memenuhi dapat
membunuh
mikroorganisme
dan
kebutuhan sendiri (Suara Pembaharuan, 03 Mei menguraikan senyawa organik dalam air 2011). Kurang optimalnya alat pengolah air (Robinson dkk, 1973). guna menghilangkan polutan produk pada Air Minum Isi Ulang (AMIU), terutama untuk air baku yang mengandung Total Coliforms maupun Fecal Coliforms yang menyebabkan kualitas air minum isi ulang tidak bisa terkontrol dengan baik. Sistem pengolahan air minum pada depot air minum isi ulang masih mempergunakan
karbon
aktif
untuk
menghilangkan bau dan penggunaan klorin sebagai
desinfektan
untuk
membunuh
mikroorganisme yang ada dalam air. Karbon aktif memiliki kelemahan sulit diregenerasi sehingga diperlukan biaya yang cukup besar untuk mengganti karbon aktif yang baru. Sedangkan klorin merupakan zat kimia yang cukup berbahaya bagi kesehatan manusia jika kuantitasnya tidak terkontrol dengan baik.
Yenni Trianda dan Mahardika (2013) mengolah air selokan dengan menggunakan sistem plasma Dielectric Barrier Discharge (DBD) (). Metode ini menggunakan dua buah elektroda yang biasanya beroperasi pada tegangan
tinggi.
Hasil
penelitian
menunjukkan bahwa penghilangan senyawa mkroorganisme hingga 76.47%. Kelemahan system DBD sulit diaplikasikan pada skala rumah tangga. Sistem plasma Radio-Frekuensi (RF) dirancang untuk mengatasi kelemahan yang ditemukan pada DBD. Selain beroperasi secara continue dan elektroda yang tidak bersentuhan langsung dengan air, alat ini juga bisa diaplikasikan pada skala rumah tangga karena menggunakan tegangan rendah. Metode ini
Pengolahan air menggunakan sistem diharapkan dapat mengatasi kelemahan dari plasma merupakan salah satu cara untuk sistem pengolahan secara konvensional dan menghasilkan air yang layak dikonsumsi menyempurnakan kekurangan yang ditemukan masyarakat dari segi aspek kesehatan. Plasma pada DBD. Penelitian ini bertujuan untuk di dalam air akan menghasilkan spesies aktif menghilangkan kandungan Fecal Coliform dan seperti OH-, •H+, O3 dan H2O2. Hampir seluruh Total Coliform yang berada dalam air sungai.
(Fecal
Metodologi Percobaan Sistem plasma radio frekuensi dari penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1. Peralatan penelitian yang dipakai terdiri dari pembangkit plasma RF, reaktor plasma, probe tegangan dan arus, picoscope dan komputer.
Coliform
dan
Total
Coliform)
dilakukan dengan memakai media agar selektif BriliantTM. Hasil dan Pembahasan Pengaruh
Frekuensi
Terhadap
Penghilangan Mikroorganisme Pengaruh
frekuensi
terhadap
penghilangan Total Coliform Pengaruh frekuensi terhadap efesiensi pengurangan Total Coliform ditampilkan pada Gambar 2. Efesiensi pengurangan Total Coliform pada saat 5 menit sebanyak 74,49% untuk frekuensi 3 MHz, 76,53 % untuk Gambar 1. Skema Penelitian Sistem Plasma Radio Frekuensi
frekuensi 3,3 MHz dan 81,63 %Setelah diberi frekuensi Selama 60 menit pada
Sumber Plasma
frekuensi 3,0 MHz efesiensi pengurangan
Pembangkit Plasma RF digunakan
Total Coliform adalah 85,71 %, sedangkan
untuk membangkitkan plasma dalam air.
pada
Derajat ionisasi plasma dikontrol dengan
pengurangan Total Coliform adalah 90,30 %.
memvariasikan input frekuensi yang berkisar
Peningkatan frekuensi menjadi 3,7 MHz
antara 3.0,3.3 dan 3.7 MHz. Frekuensi dan
memberikan nilai efesiensi pengurangan
arus diukur dengan menggunakan picoscope
Total Coliform sebesar 91.33 %. Effisiensi
(Tektronik TDS220) melalui probe tegangan
penghilangan (EP) Total coliform akan
tinggi
meningkat seiring peningkatan waktu proses
dan
probe
arus.
Reaktor
yang
digunakan mempunyai dimeter 2 inchi, panjang 30 cm dan ketebalan 2 mm. Reaktor ini dililit dengan kawat tembaga. Bahan Sampel bahan baku diperoleh dari sungai Batang Kuranji Padang. Analisis Sampel Analisis kandungan mikroorganisme
frekuensi
3,3
mHz
sistem plasma radio frekuensi.
efesiensi
3 Mhz
3.3 Mhz
3.7 Mhz
3 Mhz
100 60
EP (%)
EP (%)
80 40 20 0 0
20
40
60
80
3.3 Mhz
3.7 Mhz
120 100 80 60 40 20 0 0
50
waktu (menit)
100
waktu (menit)
Gambar 2 Pengaruh Frekuensi Terhadap Efesiensi Pengurangan Total Coliform
Pengaruh frekuensi terhadap efisiensi
Gambar 3 Pengaruh Frekuensi Terhadap Efesiensi Pengurangan Fecal Coliform Kesimpulan
Semakin besar frekuensi yang diberikan
penghilangan Fecal Coliform
Pengaruh frekuensi terhadap efesiensi
maka
efesiensi
penghilangan
pengurangan Fecal Coliform ditampilkan
mikroorganisme akan semakin meningkat.
pada Gambar 3. Efesiensi pengurangan Fecal
Efesiensi
Coliform pada saat 5 menit sebanyak
tertinggi adalah pada frekuensi 3.7 Hz dan
81,08 % untuk frekuensi 3 MHz, 86,49 %
pada waktu ke- 60 yaitu 91.84 %. Efesiensi
untuk frekuensi 3,3 MHz dan 86,49 %Setelah
penghilangan total coliform tertinggi adalah
diberi frekuensi Selama 60 menit pada
pada frekuensi 3.7 Hz dan pada waktu ke –
frekuensi 3,0 MHz efesiensi pengurangan
60 menit yaitu 100%.
penghilangan
fecal
coliform
Fecal coliform adalah 94,60 %, sedangkan pada
frekuensi
3,3
MHz
efesiensi
pengurangan Fecal coliform adalah 97,30 %. Peningkatan frekuensi menjadi 3,7 MHz memberikan nilai efesiensi pengurangan Fecal coliform sebesar 97.33 %. Berdasarkan Gambar 3 dapat dilihat bahwa efesiensi penghilangan Fecal coliform akan meningkat seiring peningkatan waktu proses sistem plasma radio frekuensi.
Daftar Pustaka Hazmi A., Desmiarti R., Bayu H., Lilla, 2010, Pengolahan Air Limbah Dengan Sistem Plasma: Studi Literatur. Proceeding KonNas PBKL-2010 ISSN: 2087-6343. hal 114-117. Padang 4-5 Nov. Hazmi A., Desmiarti R. Eka PW, 2011, Penghilangan Mikroorganisme dalam Air Minum dengan Pulsa Tegangan Tinggi, Prosiding SNTK TOPI, Pekan Baru, Hal. DLL03. 13-16. 21-22 Juli. Hazmi A., Desmiarti R. Eka PW, 2011, Penghilangan Mikroorganisme dalam Air Minum dengan Dielectric Barrier Discharge, Jurnal Rekayasa Elektrika, Vol. 10, No. 1.
Heesch, E.J.M., Pemen, A.J.M., Huijbrechts, A.H.J., van der Laan, P.C.T., Pissinski, K.J., Zanstra, G.J., de Jong, 2000, IEEE Trans. Plasma Sci., Vol. 28, p. 137. Joshi A. A, B. R. Locke, P. Arce, W. C. Finney., 1995, Formation of Hydroxyl Radical, Hydrogen Peroxide and Aqueous Electrons by Pulsed Streamer Corona Discharge in Aqueous Solution, J. Hazard Materials, Vol. 44. Robinson J. W, M. Ham, A. N. Balaster, 1973, Ultraviolet Radiation from Electrical Discharges in Water, J. Aplied Physics, Vol. 44.
Sugiarto A. T., 2005, Investigasi Spark Discharge dalam Air Dengan Metode Spektroskopik, Tangerang, Pusat Penelitian KIM-LIPI. Sugiarto A. T., 2006, Electrical Discharge dalam Air dan Aplikasinya dalam Pengukuran Senyawa Organik, Bandung, Prosiding Seminar Nasional Tenaga Listrik dan Mekanik. Tuhu Agung R, Hanry Sutan Winata, 2010, Pengolahan Air Limbah Industri Tahu Dengan Menggunakan Teknologi Plasma, Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Vol.2 No. 2 hal 19-28.
Padang, 17 Februari 2015 Mengetahui, Pembimbing I
(Dr. Eng. Reni Desmiarti, M.T)
Pembimbing II
(Ellyta Sari S.T,M.T)
