Abstrak —Aerasi  merupakan  salah  satu  proses  yang  paling penting  dalam  pengolahan  air  minum.  Salah  satu  fungsi  dari proses  aerasi  adalah  dapat  menurunkan  kadar  mineral  berlebih di dalam air baku untuk air minum, seperti kadar besi (Fe). Pada penelitian  ini  menggunakan tray  aerator dan diffuser  aerator untuk  mengetahui  peningkatan  nilai  oksigen  terlarut  yang  dapat dihasilkan  dari  masing-masing  jenis  aerator.  Nilai  oksigen terlarut  yang  didapatkan  akan  digunakan  untuk  memilih  jenis aerator  yang  paling  besar  nilai  oksigen  terlarut  dan  akan digunakan  untuk  menurunkan  kadar  besi  (Fe).    Nilai  rata-rata oksigen  terlarut  untuk tray  aerator 3  tingkat  adalah  6,84  mg/L, tray  aerator 5  tingkat  adalah  7,24  mg/L, diffuser  aerator td  12 menit  adalah  5,50  mg/L,  dan diffuser  aerator td  18  menit  adalah 5,68  mg/L. Dari hasil tersebut maka untuk tray aerator 5 tingkat dan diffuser  aerator td  18  menit  digunakan  untuk  menyisihkan kadar  besi  (Fe).    Efisiensi  penyisihan  kadar  besi  (Fe)  untuk tray aerator 5  tingkat  adalah  10%,  sedangkan  untuk diffuser  aerator td 18 menit adalah 2,6%.
Kata  Kunci — diffuser  aerator ,  kadar  besi  (Fe),  oksigen  terlarut , tray aerator.

## I. PENDAHULUAN
erasi  merupakan  salah  satu  proses  yang  paling  penting dalam  pengolahan  air  minum.  Dengan  adanya  proses aerasi,  maka  kandungan  mineral  berlebih  yang  terdapat  di dalam air baku untuk pengolahan air minum dapat diturunkan. Salah satu contoh dari kadar mineral adalah besi (Fe), dimana standart  baku  mutu  yang  ditetapkan  oleh  pemerintah  untuk keberadaan  kadar  besi  (Fe)  di  dalam  air  adalah  maksimal  0,3 mg/L.  Pembatasan  kadar  besi  (Fe)  tersebut  dilakukan  karena jika  melebihi  standart  baku  mutu  yang  telah  ditetapkan pemerintah,  akan  menyebabkan  sejumlah  permasalahan. Permasalahan  yang  dihadapi  antara  lain,  timbulnya  rasa  dan bau pada air, meninggalkan noda dan karat pada pakaian, dan menyebabkan  percepatan  penyumpatan  pada  pipa-pipa distribusi.
Sehubungan  dengan  hal  tersebut,  maka  perlu  dilakukan suatu  penelitian  untuk  mengetahui  jumlah  oksigen  terlarut terbesar  yang  dapat  dihasilkan  dari  suatu  jenis  aerator.  Dari masing-masing  jenis  aerator  tersebut,  akan  dipilih  untuk dihitung  efisiensi  penurunan  kadar  besi  yang  dapat  dilakukan pada air yang memiliki kadar besi (Fe) yang melebihi standart baku mutu.

## II. METODE

## A. Tahap Telaah
Langkah  awal  dalam  penelitian  ini  adalah  menyiapkan segala peralatan dan bahan yang dibutuhkan. Digunakan dua jenis aerator, yaitu tray aerator dan diffuser aerator . Variasi yang  digunakan  pada tray  aerator adalah  jumlah  tingkat, sedangkan untuk diffuser aerator adalah waktu detensi (td). Jumlah  tingkat  yang  digunakan  pada tray  aerator adalah  3 tingkat  dan  5  tingkat.  Jarak  pada  setiap  tingkat  adalah  40 cm. Untuk diffuser aerator waktu detensi yang divariasikan adalah  waktu  detensi  12  menit  dan  18  menit.  Parameter- parameter yang diuji pada penelitian ini adalah nilai oksigen terlarut,  temperatur  air,  kadar  besi  (Fe),  dan  nilai permanganat value (PV).
Penelitian  dilaksanakan  dengan  menggunakan  air  bersih (berasal dari kran air) untuk menguji nilai kenaikan oksigen terlarut  yang  dapat  dihasilkan  dari  suatu  jenis  aerator. Selanjutnya  setelah  didapatkan  nilai  kandungan  oksigen terlarut  dari  setiap  jenis  aerator,  akan  dihitung  efisiensi penyisihan kadar besi (Fe) dari air sampel yang digunakan. Penelitian  ini  dilaksanakan  selama  10  menit  dengan pengambilan sampel setiap 2 menit untuk mencari kenaikan nilai  oksigen  terlarut  pada  masing-masing  jenis  aerator. Setelah  pengujian  parameter  nilai  oksigen  terlarut  selesai, dilakukan  penelitian  dengan  menggunakan  air  sampel  yang nilai kadar besi (Fe) melebihi dari standart baku mutu yang telah  ditetapkan  oleh  pemerintah.  Untuk  pengujian penurunan kadar besi (Fe) dilakukan selama 4 menit dengan pengambilan  sampel  setiap  2  menit.  Pada  penelitian  uji penurunan  kadar  besi  (Fe)  dilakukan  pemeriksaan  uji parameter kadar besi (Fe) dan nilai permanganat value (PV).

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Kandungan oksigen terlarut
Pada  penelitian  awal  dilakukan  pengujian  pada  setiap  jenis aerator  untuk  mengetahui  kandungan  oksigen  terlarut  yang dapat  dihasilkan.  Nilai  oksigen  terlarut  akan  digunakan sebagai  dasar  untuk  menentukan  jenis  aerator  yang  dapat menghasilkan  nilai  konsentrasi  oksigen  terlarut  yang  paling besar.  Berikut  adalah  hasil  penelitian  nilai  oksigen  terlarut pada tray  aerator 3  tingkat, tray  aerator 5  tingkat, diffuser aerator td 12 menit, dan diffuser aerator td 18 menit.

## Analisis Penurunan Kadar Besi (Fe) dengan Menggunakan Tray aerator dan Diffuser Aerator
Aizar Lutfihani dan Alfan Purnomo
Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil & Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : alfan_p@enviro.its.ac.id
A
Tabel 1. Nilai oksigen terlarut tray aerator 3 tingkat
Jenis Aerator Menit Ke- Suhu ( o C) Konsentrasi DO (mg/l) Tray aerator 3 tingkat 0 28 6,74 2 28 6,74 4 28 6,76 6 28 6,82 8 27 7,00 10 27 7,00
Pada tabel 1. Merupakan hasil nilai oksigen terlarut pada tray  aerator  3  tingkat.  Dari  data  nilai  oksigen  terlarut  yang didapatkan  selama  10  menit,  nilai  rata-rata  oksigen terlarutnya adalah 6,84 mg/L.
Tabel 2. Nilai oksigen terlarut tray aerator 5 tingkat
Jenis Aerator Menit Ke- Suhu ( o C) Konsentrasi DO (mg/l) Tray aerator 5 tingkat 0 27 7,00 2 27 7,00 4 28 7,16 6 28 7,40 8 28 7,38 10 28 7,48
Pada  tabel  2,  merupakan  hasil  nilai  oksigen  terlarut  pada tray  aerator  3  tingkat.  Dari  data  nilai  oksigen  terlarut  yang didapatkan  selama  10  menit,  nilai  rata-rata  oksigen terlarutnya adalah 7,24 mg/L.
Tabel 3. Nilai oksigen terlarut diffuser aerator td 12 menit
Jenis Aerator Menit Ke- Suhu ( o C) Konsentrasi DO (mg/l) Diffuser aerator td 12 menit 0 29 5,42 2 29 5,44 4 29 5,46 6 29 5,52 8 29 5,57 10 29 5,57
Pada tabel 3,  merupakan hasil nilai oksigen terlarut pada tray  aerator  3  tingkat.  Dari  data  nilai  oksigen  terlarut  yang didapatkan  selama  10  menit,  nilai  rata-rata  oksigen terlarutnya adalah 5,50 mg/L.
Tabel 4. Nilai oksigen terlarut diffuser aerator td 18 menit
Jenis Aerator Menit Ke- Suhu ( o C) Konsentrasi DO (mg/L) Diffuser aerator td 18 menit 0 30 5,57 2 30 5,62 4 30 5,63 6 30 5,72 8 30 5,76 10 30 5,75
Pada tabel 4, merupakan hasil nilai oksigen terlarut pada tray  aerator  3  tingkat.  Dari  data  nilai  oksigen  terlarut  yang didapatkan  selama  10  menit,  nilai  rata-rata  oksigen terlarutnya adalah 5,68 mg/L.
Tabel 5. Data nilai oksigen terlarut setiap jenis aerator
Jenis Aerator Nilai Rata-Rata Oksigen Terlarut (mg/L) Tray aerator 3 tingkat 6,84 Tray aerator 5 tingkat 7,24 Diffuser aerator td 12 menit 5,50 Diffuser aerator td 18 menit 5,68
Dari  tabel  5,  dapat  diketahui  bahwa tray  aerator memiliki  nilai  rata-rata  oksigen  terlarut  yang  tinggi dibandingkan  dengan diffuser  aerator .  Pada tray  aerator peningkatan nilai oksigen terlarut (DO) selama proses aerasi berlangsung  menandakan  terjadi  proses  transfer  gas  secara difusi, yang artinya terjadi proses difusi antara udara dan air saat  butiran  air  jatuh  dari  lubang-lubang  tray  [1].  Pada diffuser  aerator perbedaan  nilai  rata-rata  oksigen  terlarut tidak  terlalu  signifikan  dibandingkan  dengan tray  aerator , hal  tersebut  karena  perbedaan  ketinggian  muka  air  tidak terlalu  jauh  berbeda.  Dengan  bertambahnya  ketinggian  air didalam  suatu  tangki,  salah  satu  parameter  seperti  waktu berpengaruh.  Pengaruh  yang  besar  adalah  jalan  gelembung semakin panjang didalam tangki. Sejak kecepatan gelembung relatif  konstan,  secara  umum  bertambahnya  ketinggian  air akan  meningkatkan  waktu  kontak  antara  air  dan  gelembung [2].
Secara keseluruhan, nilai oksigen terlarut yang dihasilkan oleh tray aerator lebih tinggi  dibandingkan dengan diffuser aerator .  Hal  tersebut  dikarenakan  luas  permukaan  yang dihasilkan  oleh  gelembung  air  pada tray  aerator terhadap udara  sekitar  lebih  besar  daripada  gelembung  udara  pada diffuser aerator terhadap air.
Dari tabel 5  diatas, maka akan digunakan tray aerator 5 tingkat  dan diffuser  aerator td  18  menit  untuk  selanjutnya dilakukan uji efisiensi penurunan kadar besi (Fe) yang dapat dilakukan.  Setelah  kadar  besi  (Fe)  didapatkan,  maka  dapat dihitung efisiensi penyisihan penurunan kadar besi (Fe) yang dapat dilakukan oleh kedua jenis aerator tersebut.

## B. Efisiensi penyisihan kadar besi (Fe)
Pada  penelitian  lanjutan  ini,  akan  dilakukan  pengujian terhadap  air  sampel  dengan  kadar  besi  (Fe)  tertentu.  Selain kadar  besi  (Fe)  yang  diuji,  juga  dilakukan  pengujian terhadap  nilai  permanganat  value  (PV).  Nilai  permanganat value  (PV)  merupakan  representasi  dari  kandungan  zat organik  yang  terdapat  didalam  air,  karena  baik  kadar  besi (Fe)  dan  nilai  permanganat  value  (PV)  dapat  diturunkan dengan cara aerasi.
Tabel 6. Data hasil penyisihan kadar besi (Fe) tray aerator 5 tingkat No Jenis Aerator Menit Ke- Kadar Fe (mg/L) Nilai PV (mg/L) 1 Tray aerator 5 tingkat Awal 0,80 24,80 2 0 0,73 18,96 3 2 0,72 16,74 4 4 0,73 16,74
Pada tabel 6 dapat dilihat bahwa terjadi proses penurunan kadar  besi  (Fe)  setelah  dilakukan  proses  aerasi  selama  4 menit. Dari data tersebut, diambil rata-rata penurunan adalah 0,72 mg/L. Sehingga efisiensi penyisihan removal (penurunan) adalah 10%.
Tabel 7. Data hasil penyisihan kadar besi (Fe) diffuser aerator td 18 menit No Jenis Aerator Menit Ke- Kadar Fe (mg/L) Nilai PV (mg/L) 1 Diffuser Aerator td 18 menit Awal 1,50 11,69 2 0 1,46 8,21 3 2 1,46 10,11 4 4 1,47 8,21
Pada tabel 7 dapat dilihat bahwa terjadi proses penurunan kadar  besi  (Fe)  setelah  dilakukan  proses  aerasi  selama  4 menit. Dari data tersebut, diambil rata-rata penurunan adalah 1,46 mg/L. Sehingga efisiensi penyisihan removal (penurunan) adalah 2,6%.
Tabel 8. Data penyisihan efisiensi setiap jenis aerator
No Jenis Aerator Efisiensi Kadar Penyisihan Besi (Fe) 1 Tray aerator 5 tingkat 10%
2 Diffuser aerator td 18 menit 2,6%
Dari Tabel 8 diatas, dapat dilihat bahwasannya untuk penyisihan  kadar  penurunan  besi  (Fe)  menggunakan tray aerator 5  tingkat  dan diffuser  aerator td  18  menit  memiliki persen  efisiensi  penyisihan  yang  cukup signifikan. Untuk tray aerator 5  tingkat  memiliki  persen  efisiensi  10%,  sedangkan untuk  diffuser td 18 menit memiliki persen efisiensi sebanyak
2,6  %.  Sehingga  diketahui  bahwasannya  efisiensi  kadar penyisihan  besi  (Fe)  untuk tray  aerator lebih  tinggi  daripada diffuser  aerator .  Hal  tersebut  sesuai  karena  nilai  rata-rata oksigen tray  aerator 5  tingkat  lebih  besar  daripada diffuser aerator td 18 menit, yakni 7,24 mg/L dibanding 5,68 mg/L.
Dengan  demikian  hal  tersebut  sesuai  bahwa  proses oksidasi  dengan  oksigen  dapat  menurunkan  kadar  besi  (Fe) dalam  air.  Pada  penelitian  ini  besi  (Fe 2+ )  dioksidasi  dengan oksigen  di  udara  menjadi  bentuk  besi  (Fe 3+ )  yang  tidak  larut dalam  air.  Bentuk  besi  (Fe 3+ )  tersebut  akan  diendapkan  pada bangunan pengolahan selanjutnya [3].

## IV. KESIMPULAN
Penelitian  ini  menghasilkan  suatu  kesimpulan bahwasannya  nilai  rata-rata  oksigen  terlarut  yang  dihasilkan dari tray  aerator 5  tingkat  memiliki  nilai  rata-rata  oksigen terlarut  sebesar  7,24  mg/L,  lebih  besar  dibandingkan  dengan tray  aerator 3  tingkat      yang  memiliki  nilai  rata-rata  oksigen terlarut  6,84  mg/L.  Sedangkan  untuk diffuser  aerator td  18 menit memiliki nilai rata-rata oksigen terlarut 5,68 mg/L, lebih besar  dibandingkan  dengan diffuser  aerator td  12  menit  yang memiliki  nilai  rata-rata  oksigen  terlarut  5,50  mg/L.Kemudian untuk  penelitian  dalam  upaya mengetahui efisiensi penyisihan kadar  besi  (Fe)  yang  terdapat  didalam  air,  didapatkan  untuk jenis tray aerator 5 tingkat memiliki efisiensi penyisihan kadar besi (Fe) lebih besar yaitu 10% dibandingkan dengan diffuser aerator td 18 menit yang hanya 2,6%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Bennefield,    L.D  dan  Randall,C.  W.1980.  Biological    Process    Design for  Wastewater    Treatment.  Prentice-Hall,Inc,  Englewwod  Cliffs,  NJ 07632.
[2] Al-Ahmady,  K.K.2006.  Analysis  of  Oxygen  Transfer  Performance  on Sub-surface  Aeration  Systems.  International  Journal  of  Environmental Research and Public Health, ISSN 1661-7827 3(3), 303-308.
[3] AWWA, ASCE, CSSE.1997. Water Treatment Plant Design 3 rd Edition. McGraw-Hill Book Company.New York.