## Uji Kinerja Alat Penjerap Warna dan pH Air Gambut Menggunakan Arang Aktif Tempurung Kelapa
Suhendra a * , Winda Apriani a , Ellys Mei Sundari a
a Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Sambas Jalan Raya Sejangkung, Sambas, Indonesia * Email : aka.suhendra@yahoo.com

## Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  melakukan  uji  kinerja  alat  penjerap  warna  dan  pH  air  gambut  serta membuktikan  lama  waktu  air  mengalir  dari  kolom  penjerap  terhadap  perubahan  warna  dan  pH  air gambut. Air gambut sebagai bahan uji berasal dari 3 lokasi yang berbeda. Pengukuran dilakukan saat air gambut mengalir keluar dari kolom penjerap pada menit ke 0, 10, 30, 60 dan 120 menit. Uji kinerja alat penjerap  warna  dan  pH  air  gambut  menghasilkan  rata-rata  debit  aliran  air  sebesar  1.340  mL/menit, waktu kontak air dengan karbon aktif pada kolom penjerap sekitar 65 detik. Berdasarkan hasil pengujian, alat  ini  terbukti  dapat  melakukan  penjerapan  warna  dan  meningkatkan  nilai  pH  air  gambut.  Kolom penjerap efektif digunakan untuk menjerap warna selama sekitar 60 menit atau dapat digunakan pada air gambut sebanyak 80, 4 Liter, serta dapat digunakan selama 120 menit untuk meningkatkan nilai pH air gambut atau dapat digunakan pada air gambut sebanyak 160,8 liter. Hasil uji kinerja alat penjerap warna dan  pH  air  gambut  menunjukkan  bahwa  penjerapan  warna  dan  kenaikan  pH  terbaik  diperoleh  pada perlakuan  T1  yaitu  waktu  aliran  air  keluar  dari  kolom  penjerap  pada  0  menit.  Sampel  A  mengalami penurunan  kadar  warna  dari  414  Pt-Co.  menjadi  244  Pt-Co.,  dengan  penjerapan  warna  41,06%, sedangkan nilai pH mengalami kenaikan sebesar 1,26. Sampel B mengalami penurunan kadar warna dari 667  Pt-Co.  menjadi  474  Pt-Co.,  dengan  penjerapan  warna  28,94%,  sedangkan  nilai  pH  mengalami kenaikan sebesar 1,55. Sampel C mengalami penurunan kadar warna dari 1537 Pt-Co. menjadi 1084 Pt- Co., dengan penjerapan warna 29,47%, sedangkan nilai pH mengalami kenaikan sebesar 1,23.
Kata Kunci : Air gambut, pH air, warna air
1. Latar Belakang
Pelayanan  air  bersih  di  Kabupaten  Sambas masih  menghadapi  kendala  dalam  pengadaan air  bersih.  Permasalahan  yang  dihadapi  adalah masih rendahnya cakupan pelayanan diakibatkan kurangnya debit air yang dihasilkan serta  masih  belum  terpenuhinya  standar  air bersih  yang  didistribusikan  karena  kurangnya sistem  pengolahan.  Dengan  demikian  sebagian besar  masyarakat  masih  memanfaatkan  air sistem  non  perpipaan  seperti  sumur,  sungai, mata air serta air hujan.
Salah  satu  air  sistem  non  perpipaan  yang banyak  dimanfaatkan  masyarakat  di  Kota Sambas  adalah  air  sumur  dan  sungai. Pemenuhan  kebutuhan  air  dengan  sumber  air sumur  dan  sungai  ini  semakin  meningkat dengan  meningkatnya  jumlah  perumahan  di Kota Sambas, sementara cakupan layanan PDAM belum dapat memenuhi kebutuhan tersebut.
Secara  fisik  air  sumur  dan  sungai  di  Kota Sambas terlihat berwarna kuning terang, coklat atau merah kehitaman dengan kadar pH rendah. Warna  dan  pH  air  sumur  Kota  Sambas  ini melebihi  kadar  maksimum  kualitas  air  bersih yang diperbolehkan sesuai dengan ketentuan [6]
tentang  syarat-syarat  dan  pengawasan  kualitas air. Berdasarkan Permenkes No. 416, parameter warna  air  bersih  maksimum  yang  diizinkan adalah 15 TCU dan tidak berasa.
Air  sumur,  rawa,  atau  sungai  yang  terasa bau  dan  berwarna  kuning  dapat  diolah  melalui pengolahan  adsorpsi  [2].  Media  yang  dapat digunakan  dalam  pengolahan  air  secara adsorpsi  adalah  karbon  aktif  atau  arang  yang terbuat  dari  apa  saja  yang  dapat  dibuat  arang aktif. Karbon  aktif  merupakan  media  yang sangat  efektif  dalam  penyerapan  zat  terlarut dalam air, baik organik maupun anorganik.
Metode penjernihan sederhana yang secara umum  dikenal  masyarakat  Kota  Sambas  yaitu menggunakan  tawas  dan  pasir.  Metode  ini belum  mampu  menurunkan  kadar  warna  air sumur. Apabila setelah melewati saringan pasir cepat  air  masih  berwarna,  berbau  dan mengandung  bahan  organik,  maka  untuk menghilangkan bahan tersebut, dapat dilakukan proses  penjerapan  (adsorpsi)  misalnya  dengan melewatkan  air  melalui  kolom  yang  berisi karbon  aktif  ( activated carbon )  atau  yang  biasa disebut arang aktif [5].
Penelitian yang dilakukan [3] menunjukkan adanya  penurunan  kadar  warna  air  sungai  dari 92 TCU menjadi 19 TCU melalui proses adsorpsi menggunakan  arang  aktif  sekam  kulit  kopi. Penurunan  kadar  warna  ini  disebabakan terbukanya  pori-pori  sekam  kulit  kopi  yang telah  diaktifkan,  sehingga  terjadi  proses adsorpsi. Selain itu, dalam pengolahan air, arang aktif  digunakan  sebagai  adsorben  untuk menyisihkan  rasa,  bau  atau  warna  yang disebabkan  oleh  kandungan  bahan  organik dalam air, produk samping disinfeksi, pestisida, dan bahan organik sintetis lainnya [4].
Penelitian  dilakukan  [1]  dengan  metode penjerapan warna air sungai Sambas menggunakan  arang  aktif.  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  arang  aktif  mampu menurunkan  kadar  warna  air  sungai  Sambas yang  merupakan  air  gambut  dengan  ciri-ciri warna  air  kuning  terang  dengan  kekeruhan rendah dan pH rendah.
Adsorpsi  atau  biasa  disebut  peristiwa penjerapan,  didefinisikan  sebagai  suatu  proses yang terjadi ketika suatu fluida (cairan maupun gas)  terikat  pada  suatu  padatan  dan  akhirnya membentuk  suatu  film  (lapisan  tipis)  pada permukaan  padatan  tersebut.  Komponen  yang terjerap disebut adsorbat dan bahan yang dapat menjerap  disebut  adsorben.  Adsorben  dapat berupa  padatan  atau  cairan.  Adsorbat  terlarut dalam  cairan  atau  berada  dalam  gas.  Dalam penelitian  ini  arang  aktif  berperan  sebagai adsorben,  zat  warna  sebagai  adsorbat  dan  air sumur sebagai pelarutnya.
Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk melakukan  uji  kinerja  alat  penjerap  warna  dan pH  air  dalam  menurunkan  tingkat  warna  dan meningkatkan pH air gambut serta menentukan hubungan  antara  lama  waktu  air  mengalir  dari kolom penjerap terhadap perubahan warna dan pH  air  gambut.  Hasil  penelitian  ini  diharapkan dapat  dijadikan  sebagai  referensi  dalam pembuatan  alat  pengolah  air  gambut  dengan arang  aktif  tempurung  kelapa  sebagai  media penjerap warna dan pH.

## 2. Metodologi
Tahap  pelaksanaan  penelitian  ini  meliputi tahap  rancang  bangun,  pengujian  dan  analisis data.  Rancang  bangun  alat  penjerap  warna  dan pH air gambut dilakukan di bengkel pemesinan Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Sambas.
Desain  alat  penjerap  warna  dan  pH  air gambut  dapat  dilihat  pada  gambar  1.  Aliran proses penjerapan dimulai dari air gambut yang dipompa  menuju  bak  air  awal  yang  berupa tandon  kapasitas  250  Liter.  Kolom  kontrol merupakan  kolom  yang  terbuat  dari  wadah berbentuk  persegi  yang  dilengkapi  pelampung untuk  mengontrol  tinggi  muka  air  sebelum masuk menuju kolom penjerap.
Kolom  penjerap  pada  alat  ini  dirancang dengan model pipa annulus dengan arah  aliran mengikuti annulus. Pipa bagian luar merupakan pipa  yang  berisi  arang  aktif  dan  pipa  bagian dalam merupakan pipa tempat aliran air masuk. Kolom  ini  akan  diisi  dengan  arang  aktif. Kebutuhan  arang  aktif  pada  proses  penjerapan ini sesuai kapasitas kolom penjerap. Kolom isian arang  aktif  ini  merupakan  kolom  pipa  bagian luar. Pipa bagian luar dirancang dengan dengan diameter 2 ½ inch dan tinggi 50 cm. Kolom pipa bagian dalam tempat aliran air masuk dirancang dengan  dengan  diameter  1  inch  dan  tinggi  46 cm.
Gambar 1.  Desain  alat  penjerap  warna  dan  pH air gambut
Keterangan : (A) Tandon air (B) Kolom kontrol level (C) Kolom penjerap
Arah aliran air dalam kolom penjerap pada proses  penjerapan  ini  dapat  dilihat  pada Gambar  2.  Aliran  mengikuti  annulus  dengan arah aliran dari atas ke bawah pada pipa bagian dalam dan menuju ke atas pada pipa bagian luar (pipa  arang  aktif)  sehingga  memenuhi  pipa arang aktif tersebut. Arah aliran tersebut untuk memaksimalkan  kontak  antara  arang  aktif  dan air sumur.
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  timbangan,  saringan,  wadah  plastik, stopwatch ,  gelas  ukur  1000  mL,  botol  plastik, corong  kaca.  Bahan  uji  dalam  penelitian  ini adalah  air  gambut  yang  diambil  dari  3  lokasi yang  berbeda  di  kota  Sambas,  yaitu  di  Desa Dalam  Kaum,  Desa  Lubuk  Dagang  dan  Desa Kartiasa.  Ketiga  Desa  tersebut  masih  berada dalam wilayah Kecamatan Sambas.
Gambar 2.  Arah aliran air pada kolom penjerap Prosedur  pengujian  dilakukan  dengan menentukan  terlebih  dahulu  variabel  yang digunakan dalam penelitian, selanjutnya dilakukan pengujian alat penjerap warna dan pH air gambut dengan 3 kali pengulangan. Variabel bebas  penelitian  adalah  jenis  air  gambut  yang diambil  dari  tiga  lokasi  dan  waktu  aliran  air keluar  dari  kolom  penjerap  yang  divariasikan menjadi  lima  perlakuan  yaitu  0,  10,  30,  60  dan 120 menit. Variabel tak bebas penelitian adalah parameter  warna  dan  pH  air  gambut  setelah melalui proses penjerapan.
Gambar 3. Bentuk kolom penjerap
Warna  dari  larutan  contoh  uji  ditentukan secara spektrofotometri pada panjang gelombang  450  nm  –  465  nm  menggunakan larutan  standar  Pt-Co.  Pengukuran  nilai  warna sebenarnya  ( true  color )  berdasarkan  hukum Beers [7].  Kemampuan  arang  aktif  untuk menurunkan warna air dianalisis dengan persen penjerapan. Persen penjerapan dihitung dengan persamaan berikut :
(1)
Keterangan : Co =  Konsentrasi awal warna (Pt.co) Ce =  Konsentrasi akhir warna (Pt.co)
Analisis  pengukuran  pH  air  gambut dilakukan  dengan  mengukur  pH  air  gambut sebelum  memasuki  alat  penjerap  air  kemudian dibandingkan dengan pH air setelah keluar dari alat penjerap air.
3. Hasil dan Pembahasan
Alat  penjerap  warna  dan  pH  air  gambut dibuat  dengan  tahapan  pembuatan  rangka  alat, kolom  penjerap,  wadah  kontrol  level  air  dan instalasi  alat.  Pengukuran  kadar  pH  air  gambut menggunakan pH meter. Pengukuran warna air dilakukan di Badan Penelitian dan Pengembangan  Industri,  Balai  Riset  dan Standarisasi Industri Pontianak. Uji  kinerja  alat  penjerap  warna  dan  pH  air gambut  menghasilkan  rata-rata  debit  aliran  air sebesar  1.340  mL/menit,  waktu  kontak  air dengan  karbon  aktif  dalam  kolom  penjerap sekitar  65  detik  dengan  jumlah  karbon  aktif yang  digunakan  dalam  satu  kali  pengujian adalah sebanyak 800 cm 3 .
Gambar 4.   Uji  kinerja  alat  penjerap  warna  dan pH air gambut
Aliran masuk dari kolom kontrol level
Aliran air keluar kolom penjerap
Hasil  uji  statistik  ( anova )  menunjukkan bahwa  lamanya  waktu  air  keluar  dari  kolom penjerap  memiliki  pengaruh  yang  sangat signifikan  terhadap  persen  penjerapan  warna air  gambut.  Terlihat  bahwa  air  gambut  yang mengalir  keluar  pertama  kali  (T1)  dari  kolom penjerap  memiliki  tingkat  persen  penjerapan warna tertinggi. Hal ini dapat dilihat dari ketiga sampel  uji  air  yang  menunjukkan  persen penjerapan  berkisar  antara  41,06  %  sampai dengan 28,94 %.
Tabel 1.   Hasil  pengujian  nilai  persentase penjerapan warna Persen Penjerapan A B C T0 0 % 0 % 0 % T1 41,06% 28,94% 29,47% T2 36,71%
13,64% 12,69% T3 24,15%
15,89% 8,52% T4 1,21%
7,65% -14,05% T5 -0,48%
-0,30% -6,64%

## Keterangan :
T0  :  Air gambut tanpa perlakuan T1  :  Waktu aliran air keluar 0 menit T2  :  Waktu aliran air keluar 10 menit T3  :  Waktu aliran air keluar 30 menit T4  :  Waktu aliran air keluar 60 menit T5  :  Waktu aliran air keluar 120 menit A   :  Sampel air dari Desa Dalam Kaum B   :  Sampel air dari Desa Lubuk Dagang C   :  Sampel air dari Desa Kartiasa
Bertambahnya waktu aliran air keluar dari kolom penjerap menyebabkan persen penjerapan warna air gambut oleh karbon aktif semakin  berkurang.  Pengujian  dengan  waktu aliran air keluar dari kolom penjerap mencapai 60  menit,  menunjukkan  bahwa  warna  air gambut hampir tidak mengalami perubahan. Hal ini  membuktikan  bahwa  semakin  lama  waktu kontak  antara  air  gambut  dengan  karbon  aktif maka kemampuan karbon aktif untuk menjerap warna air akan semakin berkurang.
Kolom  penjerap  yang  dibuat  hanya  efektif digunakan  untuk  menjerap  warna  air  gambut selama  sekitar  60  menit  atau  efektif  digunakan untuk  menjerap  air  sebanyak  80,4  liter. Penggunaan kolom penjerap lebih dari 60 menit masih  dapat  dilakukan,  namun  kemampuan karbon  aktif  untuk  menjerap  warna  sudah sangat  lemah.  Hasil  pengujian  dengan  waktu aliran  air  keluar  dari  kolom  penjerap  selaman 120  menit,  menunjukkan  bahwa  warna  air sudah sama dengan air yang tidak diuji.
Kemampuan  karbon  aktif  untuk  menjerap warna  juga  dipengaruhi  oleh  faktor  warna  air gambut  itu  sendiri.  Sampel  uji  gambut  yang diperoleh  dari  Desa  Kartiasa  (sampel  C) merupakan  air  gambut  dengan  warna  yang paling  gelap  dibanding  sampel  air  gambut lainnya,  dengan  warna  mencapai  1.753  Pt-Co. Dari data dapat dilihat bahwa air gambut sampel C  memiliki  rata-rata  persen  penjerapan  warna paling  rendah  dibanding  sampel  lainnya.  Selain itu,  dari  gambar  4  dapat  dilihat  bahwa  air gambut  sampel  C  juga  mengalami  penurunan penjerapan  warna  yang  paling  cepat,  dimana dalam waktu kurang dari 60 menit karbon aktif sudah tidak mampu lagi melakukan penjerapan warna pada air gambut sampel C.
Gambar 5.   Hubungan  antara  waktu  aliran  air keluar terhadap persen penjerapan warna
Kemampuan  arang  aktif  tempurung  kelapa untuk  meningkatkan  nilai  pH  sampel  uji diketahui  dengan  melakukan  pengukuran langsung  menggunakan  pH  meter.  Rata-rata kenaikan  pH  hasil  pengujian  dapat  dilihat  pada tabel 2.
Tabel 2. Hasil pengujian kenaikan pH air gambut
Kenaikan pH A B C T0 4,30 4,46 4,15 T1 5,56 6,01 5,38 T2 5,01 5,69 5,19 T3 4,50 5,50 4,99 T4 4,26 5,01 4,54 T5 4,13 4,54 4,10
Hasil  uji  statistik  ( anova )  menunjukkan bahwa  lamanya  waktu  air  keluar  dari  kolom penjerap  memiliki  pengaruh  yang  sangat signifikan  terhadap  kenaikan  pH  air  gambut. Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa  air  yang pertama  keluar  dari  kolom  penjerap  (T1) mengalami kenaikan nilai pH yang paling tinggi. Air  gambut  sampel  B  merupakan  air  gambut yang paling tinggi mengalami kenaikan nilai pH yaitu sebesar 1,55. Dari ketiga sampel uji, rata-
rata  kenaikan  nilai  pH  pada  perlakuan  T1 sebesar 1,34. Hal ini menunjukkan bahwa pada perlakuan  tersebut  karbon  aktif  memiliki kemampuan  untuk  meningkatkan  pH  air gambut. Dengan semakin banyaknya air gambut yang  melewati  karbon  pada  kolom  penjerap menyebabkan  kemampuan  karbon  untuk menaikkan nilai pH air semakin berkurang. Hal tersebut  dapat  dilihat  pada  gambar  5  dimana grafik menunjukkan penurunan nilai pH dengan semakin  lamanya  waktu  air  keluar  dari  kolom penjerap.
Kolom  penjerap  yang  dibuat  hanya  dapat digunakan  selama  tidak  lebih  dari  120  menit untuk  menaikkan  nilai  pH  air.  Hal  ini  terlihat dari  hasil  pengujian  dengan  waktu  aliran  air keluar  dari  kolom  penjerap  selama  120  menit (T5),  dimana  nilai  pH  air  sudah  setara  dengan air  tanpa  perlakuan.  Dengan  demikian,  kolom penjerap  hanya  efektif  digunakan  untuk menaikkan  nilai  pH  air  gambut  dengan  volume tidak lebih dari 160,8 liter.
Gambar 6.   Hubungan  antara  waktu  aliran  air keluar terhadap nilai pH air
Nilai  perubahan  penjerapan  warna  dan kenaikan pH air gambut sangat tergantung pada jumlah  dan  jenis  karbon  aktif  yang  digunakan. Pada penelitian ini karbon aktif yang digunakan merupakan  karbon  aktif  komersil  yang  dibeli langsung  dari  toko.  Jumlah  karbon  aktif  yang digunakan  dalam  sekali  uji  sampel  adalah sebanyak 800 cm 3 . Berdasarkan hasil pengujian terbukti  bahwa  karbon  aktif  dapat  digunakan untuk  menjerap  warna  dan  meningkatkan  pH air  gambut.  Kemampuan  karbon  untuk menjerap  warna  dan  meningkatkan  pH  air gambut  akan  semakin  berkurang  dengan semakin lamanya waktu kontak karbon aktif dan air gambut.
4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  pengujian  alat  penjerap warna  dan  pH  air  gambut  menggunakan  arang aktif  tempurung  kelapa  terbukti  dapat
melakukan  penjerapan  warna  dan  dapat meningkatkan nilai pH air gambut.
Hasil uji kinerja alat penjerap warna dan pH air  gambut  menunjukkan  bahwa  penjerapan warna  dan kenaikan  pH  terbaik diperoleh  pada perlakuan T1 yaitu  waktu aliran air keluar  dari kolom  penjerap  pada  0  menit.  Sampel  A mengalami penurunan kadar warna dari 414 Pt- Co.  menjadi  244  Pt-Co.,  dengan  penjerapan warna  41,06%,  sedangkan  nilai  pH  mengalami kenaikan  sebesar  1,26.  Sampel  B  mengalami penurunan kadar warna dari 667 Pt-Co. menjadi 474  Pt-Co.,  dengan  penjerapan  warna  28,94%, sedangkan nilai pH mengalami kenaikan sebesar 1,55.  Sampel  C  mengalami  penurunan  kadar warna  dari  1537  Pt-Co.  menjadi  1084  Pt-Co., dengan  penjerapan  warna  29,47%,  sedangkan nilai pH mengalami kenaikan sebesar 1,23.

## Daftar Pustaka
[1]  Apriani,  W.,  2013,  Pengaruh  Jenis  Arang Aktif  Ampas  Tebu,  Tatal  Kayu  dan Tempurung  Kelapa  Terhadap  Kemampuan Penjerapan    Warna  Air  Sungai  Sambas, Tesis,  Magister  Sistem  Teknik,  UGM, Yogyakarta
[2]  Kusnaedi,  2010,  Mengolah  Air  Kotor  Untuk Air Minum, Penebar Swadaya, Jakarta
[3]  Mardiningsih,  D.,  2004,  Kemampuan  Arang Aktif  Sekam  Kulit  Kopi  Dalam  Penurunan Kadar  Air  Sungai  Way  Kuripan  Bandar Lampung, Skripsi, Undip, Semarang
[4]  Masduqi,  2010,  Bagian  II  :  Proses Pengolahan Secara Fisik
[5]  Nizam, 2003, Bahan Kuliah : Kebutuhan Air, Magister  Pengelolaan  Sumberdaya  Air, Fakultas Teknik Sipil, UGM, Yogykarta
[6]  Peraturan  Menteri  Kesehatan  R.I  No  : 416/MENKES/PER/IX/1990 tentang : Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air
[7]  SNI  6989.80  :  2011,  Air  Dan  Air  Limbah  – Bagian  80  :  Cara  Uji  Warna  Secara Spektrofotometri, Badan Standardisasi Nasional