## Rancang Bangun Unit Filtrasi Air Tanah untuk Menurunkan Kekeruhan dan Kadar mangan dengan Aliran Upflow
Design of Groundwater Filtration Unit to Reduce Turbidity and Manganese with Upflow
Akhmad Adi Sulianto 1 *, Angga Dheta Shirajjudin Aji 1 , Muhammad Faaiq Alkahi 1 1 Program Studi Teknik Lingkungan, Jurusan Keteknikan Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya Jl. Veteran, Malang 65145, Indonesia
*Email korespondensi : adi_sulianto@ub.ac.id

## ABSTRAK
Program  pembangunan  air  bersih  merupakan  salah  satu  upaya  mendasar  yang  dilaksanakan untuk  meningkatkan  derajat  kesehatan  masyarakat  di  perkotaan  maupun  di  pedesaan.  Salah satu  sumber  air  yang  masih  banyak  digunakan  oleh  masyarakat  adalah  air  sumur  gali. Tingginya nilai kekeruhan dan kadar mangan pada air tanah di daerah Dusun Kedung Gagak Kabupaten  Mojokerto,  mendorong  dilakukannya  penelitian  mengenai  rancang  bangun  unit filtrasi  air  tanah  di  wilayah  tersebut.  Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah metode  pendekatan studi  literatur,  perancangan,  dan eksperimental.  Perancangan  unit  filtrasi menggunakan  pipa  yang  didalamnya  terdapat  media filter  meliputi  zeolit,  karbon  aktif,  pasir kuarsa, ijuk, dan kerikil. Waktu detensi dan konduktivitas hidrolik paling cepat terdapat pada unit filtrasi 1 yang dapat menurunkan kekeruhan dan kadar mangan saat waktu waktu detensi 11.54  detik  dengan  konduktivitas  hidrolik  unit  filtrasi  1  sebesar  0.047  m.detik -1 . Unit  filtrasi  3 merupakan  unit  filtrasi  dengan  waktu  detensi  dan  konduktivitas  paling  lama,  dapat menurunkan  kekeruhan  dan  kadar  mangan  dengan  waktu  detensi  selama  25.85  detik  dan konduktivitas hidrolik unit filtrasi 3 sebesar 0,014 m.detik -1 . Unit filtrasi susunan 1 (zeolit, pasir, ijuk, dan kerikil) merupakan unit filtrasi yang paling efektif dalam menurunkan kekeruhan dan kadar mangan dengan efektivitas menurunkan kadar kekeruhan hingga 100% dan menurunkan kadar mangan hingga 87.4%.
Kata kunci: filtrasi, media filter, perancangan

## ABSTRACT
Program of clean water development is one fundamental effort that was held in order to raise the degree of healthy in society either in urban or rural. One of water source that frequently used by people is ground water. Due to high numbers of turbidity and manganese content in the ground water at Dusun Kedung Gagak, Mojokerto District, a research  about the design of ground water filtration unit was held in this area. The method of  this research is literature approach, design, and experimental. Filtration unit design used pipe that equipped with filter media include zeolite, active carbon, quartz sand, palm fiber, and gravel. The fastest  hydraulic detention  time and  conductivity  in  filtration  unit  1  can  reduce  the  turbidity and manganese content when the detention time is 11.54 seconds with the hydraulic conductivity of filtration unit  1  of  0.047  m.s -1 .  Filtration  unit  3  is  the  filtration  unit  with  the  longest  detention  time  and conductivity,  can  reduce  turbidity  and  manganese  content  with a  detention  time  of  25.85  seconds  and hydraulic filtration unit 3 filtration unit of 0.014 m.s -1 . Arrangement filtration unit 1 (zeolite, sand, palm fiber,  and  gravel)  is  the most  effective  filtration  unit in  reducing  turbidity  levels and  manganese levels with efficiency reducing turbidity levels up to 100% and reducing manganese content up to 87.4%.
Keywords:  filtration, filter media, design

## PENDAHULUAN
Program pembangunan air bersih
merupakan  salah  satu  upaya  mendasar yang  dilaksanakan  untuk  meningkatkan derajat  kesehatan  masyarakat  di  perkotaan maupun  di  pedesaan.  Tujuan  tersebut sangat  bermanfaat  bila  dilakukan  dengan berpedoman pada konsep yang berkesinambungan  antara  sektor  sumber daya  yang  ada,  tidak  terlepas  pula partisipasi dari semua pengambil keputusan baik pemerintah,  swasta, maupun masyarakat luas. Sebagian besar air baku  untuk  penyediaan  air  bersih  diambil dari air permukaan, seperti sungai. Mojokerto merupakan salah satu kota di Propinsi  Jawa  Timur  dengan  luas  wilayah 16,46 km² dengan wilayah Mojokerto terdiri dari  Kota  Mojokerto  dan  Kabupaten Mojokerto.  Berdasarkan  peta,  wilayah Kabupaten  Mojokerto  mengelilingi  Kota Mojokerto,  yang  merupakan  wilayah administrasi otonom. Dalam sepuluh tahun terakhir,  populasi  Kabupaten  Mojokerto meningkat  dengan  rata-rata  1.2%  per tahunnya.  Seiring  dengan  meningkatnya jumlah  penduduk  di  wilayah  Mojokerto, kebutuhan  air  bersih  juga  meningkat. Pengolahan  yang  ada  di  Kabupaten Mojokerto  dilakukan  oleh  PDAM  Tirta Rimba.  PDAM  Tirta  Rimba  bertanggung jawab  dalam  penyediaan  air  bersih  bagi penduduk di daerah Kabupaten Mojokerto. Hambatan utama saat ini dalam memenuhi kebutuhan  masyarakat  adalah  kapasitas infrastruktur
PDAM, peningkatan kebutuhan pelanggan PDAM akan
melampaui  kapasitas  produksi  PDAM hanya dalam 1-2 tahun ke depan. Selain  menggunakan  PDAM,  sumber  air yang  masih  banyak  digunakan  oleh masyarakat  Kabupaten  Mojokerto  adalah sumur  galian.  Namun,  kualitas  sumur galian  yang  digunakan  oleh  masyarakat Kabupaten  tidak  memenuhi  syarat  baku mutu  air.  Kualitas  air  tanah  di  daerah peternakan  yang  berada  di  Dusun  Kedung Gagak  umumnya  berwarna  kekuningan, tidak berbau, memiliki kadar mangan yang tinggi.  Mangan  bisa  membentuk  oksida yang tidak larut dan menghasilkan endapan bila  terpapar  dengan  oksigen,  sehingga menimbulkan  masalah  berupa  penampilan
fisik  air  yang  mengganggu  (Rahmawati  & Sugito,  2015). Menurut  Febrina  &  Ayuna
(2014),  dalam  jumlah  yang  besar  (>0,5 mg/l),  mangan  dalam  air  minum  bersifat neurotoksik. Penduduk  yang  belum mendapat  fasilitas  air  PDAM  umumnya menggunakan air tanah sebagai sumber air minum  dengan  sumur  pompa.  Namun, karena  kualitas  air  yang  tidak  memenuhi syarat  baku  mutu  dibutuhkan  sebuah  alat untuk  meningkatkan  kualitas  air. Housing Filter adalah  sebuah  filter  air  kecil berukuran  tinggi  20  inchi  yang  berfungsi untuk  menyaring  air  yang  bermasalah menjadi  jernih.  Akan  tetapi, housing  filter dibanderol  dengan  harga  tinggi  sehingga tidak  semua  kalangan  masyarakat  dapat menggunakannya.  Diperlukan  teknologi sederhana  untuk  membantu  masyarakat Dusun Kedung Gagak untuk mendapatkan akses terhadap air bersih yang layak untuk digunakan  sehari  –  hari.  Teknologi sederhana yang dapat diterapkan di Dusun Kedung  Gagak  adalah  teknologi  filtrasi atau proses penyaringan untuk
menghilangkan  zat  padat  tersuspensi  dari air  melalui  media  berpori  (Alegantina  dkk,
2008). Tujuan  dari  penelitian  ini  yaitu mengetahui
waktu detensi,
dan konduktivitas  hidrolik  pada  unit  filter; mengetahui  efektivitas  penurunan  kadar mangan  dan  kekeruhan  setelah  dilakukan proses  filtrasi;  dan  mengetahui  susunan media  filter  yang  paling  efisien  untuk mengurangi  kadar  mangan  dan  nilai kekeruhan  air  tanah  di  Dusun  Kedung Gagak Kabupaten Mojokerto.

## BAHAN DAN METODE
Penelitian dilaksanakan di daerah peternakan  etawa  Dusun  Kedung  Gagak, Desa  Mlirip,  Kecamatan  Jetis,  Kabupaten Mojokerto,  Jawa  Timur  sebagai  tempat pengambilan  sampel  dan  pengujian  unit filter.  Perancangan  unit  filter  dilaksanakan di Laboratorium Teknik  Sumberdaya  Alam dan  Lingkungan,  Fakultas  Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya. Pengujian kualitas air tanah hasil filtrasi dilakukan di UPT  Laboratorium  Kesehatan  Dinas Kesehatan Kota Malang.
Pelaksanaan  penelitian  menggunakan metode pendekatan studi literatur, perancangan, dan eksperimental. Penelitian ini dilakukan dengan melakukan
perancangan  unit  filtrasi  sesuai  dengan literatur  yang  relevan.  Kemudian,  hasil pengujian unit filtrasi dianalisis. Sementara itu,  metode  eksperimental  yaitu  dengan melakukan  pengujian  terhadap  objek penelitian.  Sampel  air  tanah  yang  berasal dari  daerah  peternakan  Dusun  Kedung Gagak  Kabupaten  Mojokerto  kemudian diuji  pada  unit  filtrasi  yang  telah  didesain. Air  tanah  hasil  pengujian  unit  filtrasi tersebut kemudian diuji kadar mangan dan kekeruhannya.
Gambar 1. Ilustrasi unit filtrasi
Unit  filtrasi  pada  penelitian  ini dibuat  dari pipa  PVC  dengan  ukuran  4  dim  (4  inch) sepanjang  4  meter  yang  akan  dipotong menjadi  3  bagian  yaitu  pipa  unit  filtrasi, pipa  penyambung,  dan  pipa  bagian belakang.  Pipa  unit  filtrasi  dipotong  sesuai dengan  tinggi  media  filter  yang digunakan yaitu 40 cm untuk media filter karbon aktif dan  zeolit,  20  cm  untuk  media  filter  pasir kuarsa,  15  cm  untuk  media  filter  kerikil, dan  10  cm  untuk  media  filter  ijuk.  Pipa
bagian belakang untuk saluran air dipotong menjadi  120  cm.  Pipa  penyambung  untuk filtrasi  dipotong  sepanjang  20  cm.  Pipa disambung  dengan  sambungan elbow dan
tee . (A) (B)
(C)
Gambar  2.  Unit  filtrasi  (A)  susunan  1,  (B) susunan 2, dan (C) susunan 3
Perancangan  desain  unit  filtrasi  ini bertujuan  untuk  meningkatkan  kualitas  air tanah di lokasi penelitian dengan menggunakan  3  perlakuan.  Perlakuan pertama,  air  mengalir  melalui  zeolit,  lalu melewati  pasir  kuarsa,  kemudian  melalui ijuk,  dan  terakhir  melewati  kerikil (Gambar  2A).  Perlakuan  kedua,  air mengalir melalui arang aktif, lalu melewati pasir  kuarsa,  kemudian  melalui  ijuk,  dan terakhir  melewati  kerikil  (Gambar  2B). Perlakuan  ketiga,  air  mengalir  melalui campuran  zeolit  dan  karbon  aktif,  lalu
melewati  pasir  kuarsa,  kemudian  melalui ijuk, dan terakhir melewati kerikil (Gambar 2C).  Air  tanah  yang  telah  difiltrasi  akan dimanfaatkan  bagi  aktivitas  masyarakat disekitar daerah peternakan Dusun Kedung Gagak  Kabupaten  Mojokerto.  Pemilihan media filter ini bertujuan untuk mengurangi  kekeruhan  dan  kandungan Mn.

## Perhitungan Data
Filtrasi  dilakukan  dengan  debit  masukan (Q0)  sebesar  0.00062  m 3 .s -1 .  Filtrasi  pada masing-masing  desain  akan  dilakukan selama  210  menit  untuk  mengetahui kualitas air hasil filtrasi dan besarnya debit keluaran. Debit keluaran diukur pada menit ke-30,  menit  ke-60,  menit  ke-90,  menit  ke- 120, menit  ke-150, menit  ke-180,  dan menit ke-210.  Sementara  itu,  untuk  mengetahui kualitas air hasil filtrasi dilakukan sampling pada  menit  ke-30,  menit  ke-120,  dan  menit ke-210.
Salah  satu  faktor  yang  mempengaruhi besar  debit  keluaran  unit  filtrasi  adalah porositas.  Ukuran  partikel  unit  filtrasi sangat  mempengaruhi  porositas.  Rumus porositas terdapat pada Persamaan 1.
𝑃𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑜𝑟𝑖−𝑝𝑜𝑟𝑖 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑘𝑒𝑠𝑒𝑙𝑢𝑟𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑡𝑢𝑎𝑛 …...…(1)
Data  waktu  detensi  dihitung  berdasarkan data  debit  keluaran  dari  masing-masing unit  filtrasi.  Rumus  waktu  detensi  (td) terdapat pada Persamaan 2.
𝑡𝑑 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑜𝑟𝑖−𝑝𝑜𝑟𝑖 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑄
……………...……(2)
Konduktivitas  hidrolik  dari  unit  filtrasi dihitung  berdasarkan  susunan  media  filter. Setiap  unit  filtrasi  akan  mendapatkan  nilai konduktivitas  hidrolik  yang  berbeda berdasarkan  susunan  filtrasinya.  Rumus konduktivitas  hidrolik  terdapat  pada Persamaan 3.
𝑄 = 𝑘𝐴 𝜑1−𝜑2 ∆𝑠 ………………………………..(3)
dimana :
Q = detik (m
3 /dt) K
= konduktivitas hidrolik (m/dt)
A = luas permukaan (m 2 ) Φ1-φ2  =  ketinggian  muka  air  tanah  di reservoir dalam percobaan (m)
∆s = panjang sampel (m)
Penentuan efektivitas penurunan parameter yang  diperoleh  dari  hasil  perhitungan dapat  dihitung  menggunakan  rumus  yang terdapat pada Persamaan 4.
𝑒𝑓𝑒𝑘𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠 (%) = 𝑎−𝑏 𝑎 𝑥100% .....................(4)
dimana:
a = nilai sebelum pengolahan b = nilai setelah pengolahan

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Sampel  awal  air  tanah  diambil  langsung dari sumur warga di Dusun Kedung Gagak, Kabupaten Mojokerto. Berdasarkan hasil uji lab,  air  tanah  di  Dusun  Kedung  Gagak, Kabupaten  Mojokerto  memiliki  kadar mangan  dan  nilai  kekeruhan  yang  tinggi. Kualitas  air  tanah  sebelum  pengolahan dapat dilihat pada Tabel 1. Salah  satu  parameter  air  bersih  adalah nilai  kekeruhan.  Nilai  kekeruhan  untuk  air bersih  yaitu  tidak  lebih  dari  25  NTU  dan tidak  layak  pakai  apabila  nilai  kekeruhan melebihi  25  NTU.  Hasil  penelitian pendahuluan  menunjukan  nilai  kekeruhan air bersih di Dusun Kedung Gagak melebihi 25  NTU  yaitu  25.8  NTU  yang  menjadikan air  bersih  di  Dusun  Kedung  Gagak  tidak layak.  Air  bersih  di  Dusun  Kedung  Gagak juga  memiliki  tingkat  mangan  yang  cukup tinggi. Padahal mangan termasuk salah satu logam  berat  yang  berbahaya  untuk  tubuh jika dikonsumsi terlalu banyak. Nilai kadar mangan di Dusun Kedung Gagak Mencapai 2.043  mg.l -1 dimana  batas  baku  mutu sebesar 0.5 mg.l -1 .

## Debit Keluaran Unit Filtrasi
Ukuran media filter memberikan pengaruh terhadap  air  keluaran  unit  filtrasi.  Oleh karena  itu,  ukuran  media  filter  akan mempengaruhi  nilai  porositas  dari  setiap media filter.
Tabel 1. Kualitas air tanah sebelum pengolahan No Parameter Satuan Nilai Baku Mutu Metode Analisa Keterangan 1. Kekeruhan ( Turbidity ) NTU 25.8 25 Nephelometri Tidak Memenuhi Syarat 2. Mangan (Mn) mg.l -1 2.043 0.5 Persulfat Tidak Memenuhi Syarat Keterangan : Baku mutu yang digunakan yaitu Peraturan Menteri Kesehatan RI No 32 Tahun 2017 Tabel 2. Nilai porositas media filter Media Filter Porositas (%) Zeolit 67.5 Karbon Aktif 48.0 Pasir Kuarsa 32.7 Ijuk 95.0 Kerikil 361.5 Tabel 3. Debit keluaran unit filtrasi Susunan Media Filter Debit keluaran (x10 -5 m 3 .dt -1 ) Rata-rata debit keluaran (x10 -5 m 3 .dt -1 ) 30 60 90 120 150 180  210 1 37 33 33 33 33 50 33 36.00 2 25 25 26 23 23 23 20 23.57 3 13 0 9 0 9 0 9 12 0 9 0 8 11.14 Tabel 4. Nilai konduktivitas hidrolik unit filtrasi Unit filtrasi Konduktivitas hidrolik (m.dt -1 ) Susunan 1 0.047 Susunan 2 0.023 Susunan 3 0.014 Tabel 5. Nilai kekeruhan air dan kadar mangan dan efektivitas penurunannya Unit Filtrasi Waktu Detensi (s) Waktu Operasional (menit) Hasil setelah pengolahan Efektivitas Penurunan Kekeruhan (NTU) Kadar mangan (mg.l -1 ) Kekeruhan (%) Kadar mangan (%) 11.54 30 21.9 0.257 15.11 87.40 Susunan 1 12.94 120 19.6 1.844 24.03 9.74 12.94 210 0.0 2.085 100.00 2.05 14.60 30 25.0 1.680 0.39 17.70 Susunan 2 15.80 120 0.0 1.910 100.00 7.48 18.20 210 0.0 2.196 100.00 6.51 25.85 30 0.0 1.729 100.00 15.37 Susunan 3 37.30 120 0.0 1.904 100.00 6.80 42.00 210 0.0 1.943 100.00 4.89
Menurut  Ridha  &  Darminto  (2016), porositas  batuan  merupakan  rasio  volume rongga-rongga  pori  terhadap  volume  total seluruh  batuan  yang  dinyatakan  dalam persen.  Porositas  bergantung  pada  jenis bahan,  ukuran  bahan,  distribusi  pori, sementasi,  dan  komposisinya.  Semakin besar  nilai  porositasnya,  maka  air  akan semakin  cepat  mengalir  melewati  media
filter.  Besarnya  nilai  porositas  masing- masing  media  filter  dapat  dilihat  pada Tabel 2. Debit keluaran (Tabel 3) pada unit filtrasi merupakan  air  bersih  yang  telah  melewati susunan  media  filter  yaitu,  zeolit,  arang aktif,  kerikil,  pasir  kuarsa,  dan  ijuk.  Debit yang  dihasilkan  dari  setiap  susunan  unit filtrasi  berbeda-beda.  Debit  aliran  adalah
jumlah  air  yang  mengalir  pada  suatu  titik keluaran  (outlet)  tertentu  dalam  satuan volume  per  waktu  (Nugroho,  2015). Debit keluaran  paling  besar  dihasilkan  pada susunan  unit  filtrasi  1.  Sedangkan  debit keluaran  paling  kecil  dihasilkan  pada susunan  unit  filtrasi  3.  Perbedaan  debit keluaran  dari  masing-masing  unit  filtrasi akan  mempengaruhi  hasil  akhir  dari  unit filtrasi.  Waktu  operasional  serta  debit  juga berpengaruh
terhadap
efektivitas penurunan  kekeruhan.  Dimana  debit  yang kecil  akan  menyebabkan  waktu  kontak kontaminan  dengan  media  akan  semakin lama  sehingga  penyerapan  kekeruhan  oleh ketiga media akan lebih optimal.
Sedangkan waktu operasional juga mempengaruhi  penurunan  kekeruhan, semakin  lama  waktu  operasional  maka semakin banyaknya
partikel-partikel penyebab  kekeruhan  akan  terendapkan, sehingga  kualitas  effluent  akan  semakin baik. Namun apabila terlalu lama juga akan menyebabkan clogging (penyumbatan) yang menyebabkan  daya  serap  dari  pori-pori semakin menurun (Sari, 2015).
Gambar 3. Grafik debit keluaran unit filtrasi
Ada  beberapa  faktor  yang  mempengaruhi debit  keluaran  dari  setiap  susunan  media filter. Salah satu faktornya adalah porositas dari media  filter  yang digunakan.  Susunan media filter 1 memiliki porositas lebih besar dibandingkan  susunan media  filter  2.  Pada susunan  media  filter  3,  rongga  diantara filter  zeolit  dapat  diisi  oleh  media  filter karbon  aktif  sehingga  membuat  porositas kecil dan menghambat aliran air keluar.

## Konduktivitas Hidrolik Unit Filtrasi
Kemampuan  setiap  susunan  unit  filtrasi untuk  melewatkan  air  dapat  dapat dinyatakan  dengan  nilai  konduktivitas hidrolik. Menurut Chandra (2017), kemampuan  tanah  melewatkan  air  disebut permeabilitas dan nilai numeriknya dinyatakan  sebagai  konduktivitas  hidrolik. Konduktivitas  hidrolik  hasil  perhitungan masing-masing  unit  filtrasi  dapat  dilihat pada  Tabel  4.  Nilai  konduktivitas  hidrolik tertinggi  terjadi  pada  susunan  1,  dan terendah terjadi pada susunan ketiga.

## Nilai Kekeruhan Setelah Pengolahan
Nilai kekeruhan air  tanah setelah pengolahan  menggunakan  unit  filtrasi terdapat pada Tabel 5. Proses filtrasi untuk menurunkan kadar
kekeruhan menggunakan  media  filter  pasir  kuarsa, ijuk,  dan  kerikil.  Pasir  berfungsi  untuk menyaring  partikel  kecil.  Ijuk  untuk menyaring partikel kecil dan menahan pasir agar tidak terbawa aliran air. Kerikil untuk meyaring  partikel  besar  dan  partikel  sisa yang terkandung didalam air. Menurut Kehat dkk (1967), penyumbatan filter adalah kendala utama yang mengarah pada  penggantian  filter  atau  hasil  yang tidak diinginkan seperti penurunan kinerja. Dua  mekanisme  yang  mungkin  terjadi dalam  penyumbatan  media  filter  adalah pemblokiran keseluruhan (complete blocking), di  mana  beberapa  partikel  lebih besar  dari  lubang  di  media  filter menyumbat dan menutup lubang sehingga air terperangkap dan pemblokiran sebagian (semiblocking), di  mana  partikel  yang ukurannya  lebih  kecil dari  lubang,  melekat di  sepanjang  permukaan  atau  ke  partikel lain  yang  sebelumnya  ditahan  sehingga menyebabkan  penurunan  kemampuan media  filter  untuk  meloloskan  air. Sedangkan waktu operasional juga mempengaruhi  penurunan  kekeruhan, semakin  lama  waktu  operasional  maka kualitas  effluent  akan  semakin  baik  (Sari, 2015).

## Kadar mangan Setelah Pengolahan
Kadar mangan setelah pengolahan menggunakan  unit  filtrasi  terdapat  pada Tabel  5.  Zeolit  dan  karbon  aktif  pada  unit filtrasi  berfungsi  sebagai  adsorben  untuk
menurunkan kadar mangan yang terkandung  didalam  air.  Media  filter  zeolit merupakan  senyawa  dengan  kation  aktif yang  bergerak  dan  umumnya  bertindak sebagai penukar ion. Sedangkan
keberadaan  atom  alumunium  di  dalam zeolit  akan  menyebabkan  memiliki  muatan negatif.  Muatan  negatif  inilah  yang menyebabkan  zeolit  mampu  mengikat kation,  sehingga  dapat  digunakan  untuk mengikat  kation-kation  pada  air, seperti  Fe atau  Mn.  Dengan  mengalirkan  air  baku pada  filter  zeolit,  kation  akan  diikat  oleh zeolit  yang  memiliki  muatan  negatif.  Di samping  itu,  zeolit  juga  mudah  melepas kation  dan  diganti  dengan  kation  lain. Dengan  demikian,  zeolit  berfungsi  sebagai penukar ion dan  adsorben  dalam pengolahan  air  (Sunarsih  dkk,  2013;
Kusnaedi, 2010). Zeolit mempunyai struktur  tiga  dimensi  tetrahedral  alumina
(AlO 4 ) -5 dan  tetrahedral  silika  (SiO 4 ) -4 berongga yang diisi oleh kation seperti Na + , K + ,  Ca 2+ ,  dan  Mg 2+ yang  terikat  lemah untuk  menetralkan  muatan  zeolit.  Proses adsorbsi  zeolit  terjadi  akibat  adanya pertukaran  ion  Mn 2+ yang  dari  air  tanah dengan  kation  yang  bergerak  bebas di  pori zeolit seperti Na + , K + , Ca 2+ , dan Mg 2+ .
Zeolit.Na + + Mn 2+ → Zeolit.Mn 2+ + Na +
Proses adsorbsi pada karbon aktif terjadi karena gaya van der waals. Struktur karbon aktif  yang  tidak  berbentuk  (amorf) membuat gaya pada permukaan zat karbon aktif  tidak  seimbang  sehingga  molekul asing  dapat  tertarik  kepermukaan  karbon aktif  untuk  memenuhi  keseimbangan.  Ion mangan yang terlarut di air akan dikelilingi dan terbungkus oleh molekul air (tersolvasi) sehingga menjadi satu kesatuan. Ion  mangan  yang  tersolvasi  didalam  air akan  berdifusi  menuju  pori-pori  karbon aktif  karena  perbedaan  konsentrasi  dengan poripori  karbon  aktif.  Ion  mangan  yang terkandung  didalam  air  akan  menempel pada  permukaan  karbon  aktif  sehingga terbentuk  ikatan  dipol-dipol  induksian. Dipol  induksian  terjadi  karena  bentuk amorf  karbon  aktif  sehingga  elektron  yang bergerak  pada  karbon  aktif  terdistorsi  oleh ion  mangan  yang  tersolvasi  didalam molekul  air  membentuk  dipol  sesaat.
Molekul yang terdistorsi akan menginduksi molekul-molekul  yang  berada  didekatnya. Gejala  ini  terjadi  terus  menerus  sehingga ikatan  dipol-dipol  induksian  selalu  terjadi. Menurut  Sari dkk  (2014),  ikatan  dipoldipol induksian  merupakan  ikatan  yang  terjadi antara  molekul  nonpolar  dengan  molekul polar.  Karbon  aktif  merupakan  molekul nonpolar,  sedangkan  molekul  air  (H 2 O) merupakan  molekul  polar.  Ikatan  antara dipol-dipol  induksian  adalah  gaya  van  der waals sedangkan gaya tarik menarik antara dipol-dipol induksian adalah gaya London. Menurut  Ariyani  dkk  (2018),  penurunan laju adsorpsi ini  diakibatkan oleh kemampuan  adsorben  dalam  menyerap adsorbant  semakin  berkurang  hingga  pada waktu  tertentu  adsorben  tidak  dapat menyerap  logam  lagi,  yang  ditunjukkan oleh  penurunan  konsentrasi  yang  konstan. Hal  ini  disebabkan  oleh  sisi  aktif  dari adsorben  sudah  terisi  oleh  logam  hingga adsorbennya  jenuh  sehingga  tidak  mampu lagi menyerap logam .

## Efektivitas  Penurunan  Kekeruhan  dan Kadar mangan
Setiap  unit  filtrasi  memiliki  nilai  keluaran yang  berbeda-beda.  Sehingga  efektivitas dari  setiap  unit  filtrasi  memiliki  nilai  yang berbeda-beda  sesuai  dengan  jenis  susunan filter yang digunakan. Masing- masing nilai efektivitas  unit  filtrasi  diketahui  dengan menggunakan  data  kualitas  air  sebelum pengolahan  dan  data  kualitas  air  setelah pengolahan.
Penurunan nilai kadar kekeruhan  dan  nilai  Mangan  dari  masing- masing unit filtrasi terdapat pada Tabel 5. Unit  filtrasi  susunan  1  merupakan  unit filtrasi  paling  efektif  dalam  menurunkan nilai  kekeruhan  dan  kadar  mangan  karena dapat  menurunkan  nilai  kekeruhan  hingga 100%  dan  menurunkan  kadar  mangan hingga 87.4%. Grafik efektivitas penurunan kekeruhan  dan  kadar  mangan  terdapat pada Gambar 4.
(A)
(B)
Gambar  4.  Grafik  efisiensi  penurunan  (A) kekeruhan dan (B) kadar mangan
Berdasarkan  hasil  dan  pembahasan  dapat dihasilkan simpulan yaitu :
1. Waktu  detensi  dan  konduktivitas hidrolik paling cepat pada unit filtrasi 1 dapat  menurunkan  kekeruhan  dan kadar mangan saat waktu waktu detensi selama 11.54 detik dengan konduktivitas hidrolik unit filtrasi 1 sebesar
0.047 m.detik -1 . Unit filtrasi 3 merupakan unit  filtrasi  dengan  waktu  detensi  dan konduktivitas  paling  lama,  dapat menurunkan  kekeruhan  dan  kadar mangan  dengan  waktu  detensi  selama 25.85  detik  dan  konduktivitas  hidrolik unit filtrasi 3 sebesar 0.014  m.detik -1 .
2. Unit  filtrasi  susunan  1  merupakan  unit filtrasi  yang  paling  efektif  dalam menurunkan  kadar  kekeruhan  dan kadar  mangan  dengan  efektivitas menurunkan  kadar  kekeruhan  hingga 100%  dan  menurunkan  kadar  mangan hingga 87.4%.
3. Unit  filtrasi  dengan  susunan  zeolit, pasir,  ijuk,  dan  kerikil  merupakan  unit filtrasi  yang  paling  efiesien  dalam menurunkan  kekeruhan  dan  kadar mangan.

## DAFTAR PUSTAKA
Alegantina,  S.,  Isnawati,  A.,  &  Raini,  M.
(2008).  Pengembangan  model  proses filtrasi dan disinfeksi yang mempengaruhi  kualitas  air  minum  isi ulang. Media Litbang Kesehatan , 18(3). Ariyani, D., Cahaya, N., & Mujiyanti, D. R. (2018). Pengaruh pH dan waktu kontak terhadap  adsorpsi  logam  Zn(II)  pada komposit arang eceng gondok termodifikasi  kitosan-epiklorohidrin. Jurnal  Kimia  VALENSI, 4(2),  85-92. http://10.15408/jkv.v4i2.6521 Chandra,  T.  O.  (2017).  Studi  perbandingan pengukuran  konduktivitas  hidrolika jenuh  pada  tanaman  sawah  beririgasi. Jurnal Pedon Tropika , 1(2), 20-27. Febrina,  L.,  &  Ayuna,  A.  (2014).  Studi penurunan kadar besi (Fe) dan mangan dalam air tanah menggunakan saringan keramik. Jurnal Teknologi, 7(1),
35-44. Kehat,  E.,  Lin,  A.,  &  Kaplan,  A.  (1967). Clogging  of  filter  media. Industrial  &
Engineering  Chemistry  Process  Design and  Development, 6(1),  48-55.  http://
10.1021/i260021a009.
Kusnaedi.  (2010). Mengolah  Air  Kotor  untuk Air Minum. Penebar Swadaya. Nugroho,  W.,  &  Purwoto,  S.  (2013). Removal  klorida,  TDS,  dan  besi  pada air  payau  melalui  penukar  ion  dan filtrasi  campuran  zeolit  aktif  dengan karbon aktif. Jurnal Teknik Waktu. 11(1), 47-59
Rahmawati,  N.,  &  Sugito.  (2015).  Reduksi besi  (Fe)  dan  mangan  pada  air  tanah menggunakan media filtrasi manganese  greensand  dan  zeolit terpadukan  resin. Jurnal  Teknik  Waktu, 13(2), 63-71.
Ridha,  M.,  &  Darminto.  (2016).  Analisis densitas, porositas, dan struktur mikro batu  apung  lombok  dengan  variasi lokasi dan kedalaman . Jurnal Fisika dan Aplikasinya, 12(3), 124- 130. Sari,  A.  O.  (2015). Efektifitas  Pengolahan  Air Dengan  Menggunakan  Reaktor  Roughing Filter Aliran Horizontal Dalam Menurunkan  Kekeruhan  Dan  Kesadahan
Air  Sungai  Brantas. [Skripsi].  Institut Teknologi Nasional.
Sari, N. A. B. R., Juswono, U. P., & Nuriyah, L. (2014). Efektivitas  Penyerapan  Logam Berat  Cu  Dan  Cr  Oleh  Karbon  Aktif Bonggol  Jagung  Dan  Karbon  Aktif  Sekam Padi  Pada  Air  Lindi  Tpa  (Tempat Pembuangan  Akhir)  Sampah (Doctoral dissertation, Brawijaya University).
Sunarsih, E. S., Sucipto, T. L. A., Saputro, I. N.,  &  Sumarni,  S.  (2013).  Peningkatan kualitas  air  bersih  dengan  alat penjernih  air. Journal  of  Rural  and
Development, 4(2), 167-175.