Pengolahan logam besi (FE) pada air tanah secara adsorpsi menggunakan zeolit dan karbon aktif

Abstract

Seiring meningkatnya pertumbuhan penduduk di Kota Bandung, maka semakin meningkat pula kebutuhan akan air bersih. Sumber air bersih Kota Bandung umumnya dipasok oleh Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Tirtawening. Namun, cakupan pelayanan air bersih tersebut masih sangat rendah sehingga masyarakat umumnya membuat sumur gali atau sumur bor untuk memenuhi kebutuhan air bersih mereka. Permasalahan yang timbul yakni kualitas air tanah yang digunakan tersebut memiliki kandungan Fe yang tinggi dan tidak memenuhi persyaratan yang ditetapkan pemerintah yaitu sebesar 1 ppm untuk Fe. Oleh karena itu, pengolahan air tanah dengan metode adsorpsi merupakan alternatif yang dapat digunakan karena mudah, murah dan efektif dalam mengurangi kadar Fe pada air tanah. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh konsentrasi larutan Fe, jenis adsorben, dan tinggi unggun terhadap kapasitas adsorpsi. Mempelajari pengaruh tinggi unggun terhadap waktu break point dan Length of Unused Bed (LUB), serta melakukan scale up menggunakan data skala laboratorium sebagai basis dalam perancangan dimensi kolom adsorpsi untuk keperluan rumah tangga. Percobaan skala laboratorium diawali dengan percobaan adsorpsi secara batch untuk menentukan kadar umpan Fe yang digunakan pada percobaan kontinyu. Pada percobaan adsorpsi secara batch, dilakukan variasi jenis adsorben dan konsentrasi larutan Fe. Sedangkan pada adsorpsi secara kontinyu, dilakukan variasi jenis adsorben dan tinggi unggun. Jenis adsorben yang digunakan yaitu adsorben karbon aktif berbahan baku batu bara dengan merk dagang Jacobi Aquasorb dan zeolite dari Brataco. Konsentrasi larutan Fe yang digunakan yaitu 3, 4, dan 5 ppm. Variasi ketinggian unggun yang digunakan yaitu 10, 15, 20 cm dan laju alir yang digunakan konstan yaitu 50 mL/menit. Pada penelitian ini, kadar logam Fe di analisa dengan metode Spektrofotometri UV-Vis, kapasitas adsorpsi pada kolom kontinyu dilakukan dengan kurva breakthrough dan data kesetimbangan serta parameter kinetik ditentukan dengan analisa isotherm. Perancangan kolom adsorpsi untuk skala rumah tangga disesuaikan dengan skenario service time adsorben dan jumlah air yang digunakan dalam satu rumah. Dari hasil percobaan skala laboratorium, diperoleh kecenderungan data semakin tinggi konsentrasi adsorbat (larutan Fe) maka kapasitas adsorpsi semakin tinggi. Adsorben zeolite menghasilkan kapasitas adsorpsi lebih tinggi dibandingkan karbon aktif. Semakin tinggi unggun maka semakin besar kapasitas adsorpsi, semakin lama waktu break point, namun tidak berpengaruh pada LUB. Variasi tinggi unggun 10 cm dengan jenis adsorben zeolite menghasilkan nilai LUB paling rendah yaitu 9,185 cm dan digunakan untuk scale up kolom adsorpsi skala rumah tangga. Berdasarkan perhitungan scale up, didapatkan hasil yaitu semakin banyak jumlah air yang digunakan dan semakin lama service time, maka tinggi unggun dan dimensi kolom adsorpsi yang dibutuhkan semakin besar.