ABSTRAK Akibat pengaruh manusia air mengalami penurunan kualitas, air limbah sudah menjadi bagian dari kehidupan manusia sedangkan, air bersih banyak berkurang jumlahnya yang dapat diambil langsung dari alam. Sampai saat ini masalah air bersih seringkali dijumpai baik di daerah pedesaan, kota besar, dan tempat lainya, untuk itu diperlukan suatu alat pengolahan air sederhana yang dapat digunakan di tempat manapun dengan sangat mudah, oleh karnaya dilakukan suatu trobosan pembuatan alat pengolahan air sederhana yaitu filter keramik. Filter keramik ini mengandung komposisi tanah liat dan sekam padi, Kedua bahan tersebut sering dijumpai baik di daerah desa, maupun perkotaan selain itu kedua bahan ini juga ramah terhadap lingkungan, tanah liat memiliki sifat yang plastis bisa menjadi keras dalam kondisi kering, dan menjadi sangat keras setelah mengalami proses pembakaran, sedangkan sekam padi akan menjadi karbon aktif yang dapat menyaring air yang melewatinya. Tujuan dari penelitian ini adalah mencari komposisi yang tepat untuk filter keramik, menentukan banyak air yang dapat melewati filter keramik, mengukur kualitas air yang telah melewati filter keramik, menentukan kuat tekan yang dapat diterima filter keramik. Filter keramik dibuat dengan bentuk lingkaran dengan diameter 15 cm dan tebal 3cm dengan menggunakan bahan tanah liat dan sekam padi komposisi campuran yang dibuat ialah 80%:20%, 85%:15%, 90%:10%, 95%:5%, 97%:3%, 100%:0%. Masing-masing komposisi dibuat 10 buah dan diharapkan diperoleh 5 buah benda uji yang dapat digunakan untuk pengujian selanjutnya. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa, komposisi campuran terbaik ialah filter keramik dengan komposisi campuran 97% tanah liat dan 3% sekam padi yaitu benda uji E, kecepatan aliran air benda uji E yaitu 11,1 ml/menit. Peningkatan kualitas air E, adalah meningkat dari kualitas air kelas III menjadi kualitas air kelas I pada Peraturan Gubernur Bali No. 8/2007. Kuat tekan yang dapat diterima filter keramik benda uji E sebesar 9,865 Mpa. Kata kunci: limbah, filter keramik, tanah liat, sekam padi.
i
UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur penulis panjatkan ke hadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa berkat tuntunan-nyalah, penulis dapat menyelesaikan proposal tugas akhir ini dengan judul “Pembuatan Filter Kramik Berbasis Tanah Liat Dengan Bahan Campuran Sekam Padi” ini sesuai dengan waktu yang ditetapkan. Terwujudnya proposal tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, saran, dan motivasi dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada Dr.Ir. Yenni Ciawi dan A.A Gede Sutapa,ST,MT selaku dosen pembimbing, orang tua yang memberikan dukungan moril serta materiil, dan semua pihak yang telah banyak membantu sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Dengan segala keterbatasan yang dimiliki penulis dalam menyampaikan materi, maka penyusunan proposal tugas akhir ini jauh dari sempurna. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca sebagai masukan untuk menyempurnakan proposal tugas akhir ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca.
Penulis
ii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ABSTRAK ................................................................................................................i UCAPAN TERIMA KASIH ...................................................................................ii DAFTAR ISI .............................................................................................................iii DAFTAR GAMBAR ................................................................................................v DAFTAR TABEL ....................................................................................................vii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...........................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................2 1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................................2 1.4 Manfaat Penelitian .....................................................................................3 1.5 Ruang Lingkup Permasalahan dan Batasan Masalah ................................3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air ..............................................................................................................4 2.1.1 Karakteristik Air ..............................................................................5 2.1.2 Air Bersih ........................................................................................7 2.2 Proses Penyaringan Air..............................................................................8 2.3 Penjernihan air ...........................................................................................14 2.4 Air Baku.....................................................................................................16 2.5 Limbah .......................................................................................................19 2.5.1 Karakteristik Limbah .......................................................................19 2.5.2 Limbah Cair .....................................................................................21 2.5.3 Indikasi Penceamaran Air ................................................................21 2.5.4 Pengolahan Limbah Cair .................................................................22 2.5.5 Dampak Limbah Cair Terhadap Lingkungan ..................................24 2.6 Keramik .....................................................................................................25 2.6.1 Pengertian Keramik .........................................................................25 2.6.2 Pembuatan Keramik ........................................................................27 2.7 Karbon Aktif ............................................................................................32 2.8 Tanah Liat .................................................................................................33 2.9 Sekam Padi ...............................................................................................36 2.10 Kuat Tekan...............................................................................................37 2.11 Penelitian Yang Sudah Dilakukan ...........................................................37 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat Penelitian ......................................................................................39 3.2 Alat Dan Bahan..........................................................................................39 3.3 Skema Rancang Filter ................................................................................39 3.4 Pembuatan Benda Uji ................................................................................40
iii
3.5 Diagram Alur Penelitian ............................................................................43 3.6 Metode Pengujian Filter Keramik .............................................................44 3.6.1 Pengujian Kecepatan Aliran Air ......................................................44 3.6.2 Pengujian Kualitas Air.....................................................................44 3.6.3 Pengujian Kuat Tekan Filter Keramik .............................................45 3.6.4 Analisis Data ...................................................................................45 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN 4.1 Hasil Pemeriksaan Tanah Liat ...................................................................46 4.2 Hasil Rencana Campuran Tanah Liat Dan Sekam Padi ............................46 4.3 Hasil Pengujian Air Melewati Filter ..........................................................47 4.4 Hasil Pengujian Kualitas Air Tahap I ........................................................48 4.5 Hasil Pengujian Kualitas Air Tahap II.......................................................52 4.6 Pengujian Kuat Tekan................................................................................57 BAB V PENUTUP 5.1 Simpulan ....................................................................................................60 5.2 Saran ..........................................................................................................61 DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................64 LAMPIRAN A ALAT,BAHAN, DAN PROSES PEMBUATAN BENDA UJI ..65 LAMPIRAN B PENGUJIAN KUAT TEKAN FILTER ......................................73 LAMPIRAN C HASIL PENGUJIAN AIR MELEWATI FILTER DAN KUALITAS AIR ......................................................................................................75 LAMPIRAN D PEMERIKSAAN KANDUNGAN TANAH ................................77 LAMPIRAN E DOKUMENTASI PENELITIAN ................................................87
iv
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Gambar 2.10 Gambar 2.11 Gambar 2.12 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Gambar A.1 Gambar A.2 Gambar A.3 Gambar A.4 Gambar A.5 Gambar A.6 Gambar A.7 Gambar A.8 Gambar A.9 Gambar A.10 Gambar A.11 Gambar E.1 Gambar E.2 Gambar E.3 Gambar E.4 Gambar E.5 Gambar E.6
Saringan Katun ...................................................................................8 Saringan kapas ....................................................................................9 Aerasi ..................................................................................................9 Saringan Pasir Lambat ........................................................................10 Saringan Pasir Cepat (SPC) ................................................................10 Gravity-Fed Filtering System .............................................................11 Saringan Arang ...................................................................................12 Saringan Air Sederhana/Tradisional...................................................12 Saringan Keramik ...............................................................................13 Saringan Cadas/Jempeng/Lumpang Batu ...........................................14 Saringan Tanah Liat ...........................................................................14 Proses Pengolahan Air ........................................................................16 Diameter dan Ketebalan Filter............................................................40 Diagram Alur Penelitian .....................................................................43 Grafik Kemampuan Filter Dilewati Air .............................................47 Grafik Hasil Pengujian BOD ..............................................................50 Grafik Hasil Pengujian COD ..............................................................51 Grafik Hasil Pengujian Kekeruhan .....................................................52 Grafik Hasil Pengujian BOD II ..........................................................55 Grafik Hasil Pengujian COD II ..........................................................55 Grafik Hasil Pengujian Coliform........................................................56 Grafik Hasil Pengujian E.coli .............................................................57 Grafik Kuat Tekan Filter ....................................................................58 Alat Pemutar Potmill ..........................................................................62 Potmill ................................................................................................63 Alat Pencetak ......................................................................................63 Alat Pemanggang/oven .......................................................................64 Kain Saring .........................................................................................64 Tanah Liat ...........................................................................................65 Sekam Padi .........................................................................................65 Penimbangan Bahan Baku ..................................................................66 Proses Penggilingan............................................................................67 Pembentukan Filter Keramik ..............................................................68 Filter Yang Sudah Dibakar .................................................................69 Proses Penimbangan Tanah ................................................................84 Proses Pencampuran/penggilingan Tanah Liat ..................................84 Potmill ................................................................................................85 Proses Pencetakan ..............................................................................85 Kain Saring .........................................................................................85 Tanah Liat Sebelum Dicetak...............................................................86
v
Gambar E.7 Gambar E.8 Gambar E.9 Gambar E.10 Gambar E.11 Gambar E.12 Gambar E.13 Gambar E.14 Gambar E.15 Gambar E.16
Proses Pengeringan ............................................................................86 Kerusakan Yang Terjadi Selama Proses Pengeringan........................86 Air Sampel Yang Digunakan..............................................................87 Proses Pengujian Tahap I ...................................................................87 Penimbangan Piknometer ...................................................................88 Oven Pengujian Kadar Air .................................................................88 Alat Cassagranda ...............................................................................88 Pengujian Batas Plastis ......................................................................89 Pengujian Kuat Tekan ........................................................................89 Pengujian Kuat Tekan ........................................................................89
vi
DAFTAR TABEL Tabel
2.1
Peraturan Gubernur Bali Nomor 8 Tahun 2007 ..................................17
Tabel
2.2
Nilai Indeks Plastisitas, Macam Tanah, Dan Kohesi ..........................34
Tabel
2.3
Harga-harga batas Atterberg untuk lempung .....................................35
Tabel
3.1
Komposisi campuran bahan dan rencana filter keramik ....................40
Tabel
4.1
Hasil Pengujian Tanah ........................................................................46
Tabel
4.2
Hasil Rencana Campuran ...................................................................46
Tabel
4.3
Rata-rata Kecepatan Aliran Air..........................................................47
Tabel
4.4
Laporan Pengujian Tahap I ................................................................48
Tabel
4.5
Hasil Kualitas Air Benda Uji C2 dan D1 ..........................................49
Tabel
4.6
Hasil Pengujian Tahap II....................................................................53
Tabel
4.7
Hasil Kualitas Air Benda Uji B2 dan D2 ...........................................53
Tabel
4.8
Hasil Pengujian Kuat Tekan Rata-Rata .............................................58
Tabel
B.1 Kuat Tekan Filter Tanah Liat 80% Dengan Bahan Pencampur Sekam Padi 20% .................................................................................70
Tabel
B.2 Kuat Tekan Filter Tanah Liat 90% Dengan Bahan Pencampur Sekam Padi 10% .................................................................................70
Tabel
B.3 Kuat Tekan Filter Tanah Liat 95% Dengan Bahan Pencampur Sekam Padi 5% ...................................................................................70
Tabel
B.4 Kuat Tekan Filter Tanah Liat 85% Dengan Bahan Pencampur Sekam Padi 15% .................................................................................71
Tabel
B.5 Kuat Tekan Filter Tanah Liat 97% Dengan Bahan Pencampur Sekam Padi 3% ...................................................................................71
Tabel
B.6 Kuat Tekan Filter Tanah Liat 100% ...................................................71
Tabel
C.1 Hasil Pengujian Air Melewati Filter...................................................72
Tabel
C.2 Laporan Hasil Pengujian Tahap I .......................................................73
Tabel
D.1 Hasil Pemeriksaan Kadar Air .............................................................75
Tabel
D.2 Kadar Air Campuran Setelah Digiling ...............................................75
Tabel
D.3 Kadar Air Campuran Sebelum Dicetak ..............................................76
Tabel
D.4 Kadar Air Campuran Sebelum Dioven...............................................76
Tabel
D.5 Kadar air campuran setelah dioven dengan suhu 9000 C....................76
vii
Tabel
D.6 Hasil Pemeriksaan Berat Jenis............................................................78
Tabel
D.7 Hasil Pemeriksaan Batas Cair Tanah Liat ..........................................81
Tabel
D.8 Hasil Pemeriksaan Batas Plastis .........................................................83
viii
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Air limbah adalah air yang telah mengalami penurunan kualitas karena pengaruh manusia. Air limbah perkotaan biasanya dialirkan di saluran air kombinasi atau saluran sanitasi, dan diolah di fasilitas pengolahan air limbah atau septic tank. Air limbah yang telah diolah dilepaskan ke badan air penerima melalui saluran pengeluaran air limbah, terutama limbah perkotaan, dapat tercampur dengan berbagai kotoran seperti feses maupun urine. Sistem pembuangan air limbah mencakup pipa, pompa, penyaring, kanal, dan sebagainya yang digunakan untuk mengalirkan air limbah dari tempatnya dihasilkan ke tempat pembuangannya. Sistem pembuangan air ditemukan di berbagai tipe pengolahan air limbah, kecuali septic tank yang mengolah air limbah di tempat. Dalam memenuhi segala kebutuhannya, manusia tidak lepas dari air. Hal inilah yang menjadikan air sangat mutlak diperlukan. Berbagai cara dilakukan untuk memanfaatkan air agar bisa digunakan dan dikonsumsi, salah satu cara yaitu dengan penjernihan air. Penjernihan air merujuk ke sejumlah proses untuk mendapatkan air dengan kualitas tertentu, contohnya air minum, air untuk proses industri, aplikasi medis dan banyak penggunaan lainnya. Air yang dapat dikatakan sebagai air bersih adalah air yang bermutu baik dan bisa dimanfaatkan oleh manusia untuk dikonsumsi atau dalam melakukan aktivitas setiap hari. Menurut Departemen Kesehatan, syarat-syarat air minum adalah tidak berbau, tidak berwarna, dan tidak mengandung logam berat. Walaupun air dari sumber alam dapat diminum oleh manusia, akan tetapi mengandung resiko bagi kesehatan bila air ini telah tercemar oleh bakteri (Escherichia coli) atau zat-zat berbahaya. Sekalipun bakteri ini dapat dibunuh dengan memasak hingga 1000 C, namun zat berbahaya terutama logam tidak dapat dihilangkan dengan cara ini. Terdapat beberapa aplikasi yang digunakan untuk menjernihkan air. Salah satu aplikasi penjernihan air dalam penyediaan air minum adalah menggunakan filter keramik berbasis tanah lihat dengan bahan campuran sekam padi. Menurut
ix
standar air minum yang ditetapkan oleh Keputusan Menteri Kesehatan RI No.907/MENKES/SK/VII/2002 Tanggal 29 Juli 2002, parameter fisik kekeruhan yang diijinkan, sebesar 5 NTU, dan warna 15 TCU, parameter mikrobiologi yang diijinkan bakteri Coliform yaitu 0 (negatif), parameter kimia yang diijinkan untuk besi (Fe) sebesar maksimal 0,3 mg/l, mangan (Mn) maksimal 0,1 mg/l. Tujuan semua proses penjernihan air adalah menghilangkan pencemar yang ada dalam air atau mengurangi kadarnya agar air menjadi layak untuk penggunaan akhirnya. Untuk meningkatkan kualitas air, filter keramik tersebut tentunya harus memiliki pori sehingga mampu beroperasi dengan baik. Pori tersebut dibentuk dari bahan pencampur sekam padi selain bahan utama. Selain dapat dilewati air, pori dalam saringan keramik ini diharapkan dapat menghilangkan bakteri atau kuman dan zat berbahaya lainnya Dalam pembuatan filter keramik diperlukan komposisi bahan baku yang sesuai dan ramah lingkungan. Penjernihan air ini akan sangat berguna pada tempat tinggal penduduk yang jauh dari sumber mata air bersih, pada saat terjadi bencana alam serta bisa juga digunakan pada pabrik untuk menyaring air limbah sebelum dibuang, air sehingga air tidak memiliki kandungan yang berbahaya yang dapat mencemari lingkungan.
1.2. Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah: 1. Berapakah komposisi terbaik bahan baku filter keramik yang terbuat dari tanah liat dan sekam padi? 2. Berapakah kecepatan dan jumlah air yang dapat melewati filter keramik? 3. Begaimanakah kualitas air setelah melewati filter keramik? 4. Berapakah kuat tekan yang dapat diterima filter keramik?
1.3. Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk: 1. Mencari komposisi bahan yang tepat untuk pembuatan filter keramik. 2. Menentukan banyak air yang dapat melewati filter keramik.
x
3. Mengukur kualitas air yang telah melewati filter keramik. 4. Menentukan kuat tekan yang dapat diterima filter keramik. 1.4.
Manfaat Penelitian 1. Hasil penelitian dapat digunakan sebagai alat penjernih air sederhana. 2. Filter produk diharapkan dapat bermanfaat bagi masyarakat didaerah pedesaan yang belum ada jaringan dari PDAM, yang hanya memanfaatkan air sungai sebagai kebutuhan sehari-hari.
1.5.
Ruang Lingkup Permasalahan dan Batasan Masalah Ruang lingkup pembahasan pada tugas akhir ini hanya meliputi pembuatan
filter keramik berbasis tanah liat dan sekam padi pada pengolahan air sederhana dan menetukan komposisi bahan yang dapat digunakan sebagai filter keramik. Komposisi tanah liat dan sekam padi yang digunakan untuk filter keramik adalah: 80% : 20%, 90% : 10%, 95% : 5%, 85% : 15% , 97% : 3%, 100% : 0%.
xi
