## MITL
Media Ilmiah Teknik Lingkungan Volume 5, Nomor 2, Agustus 2020 Artikel Hasil Penelitian, Hal. 76-82
Perbaikan Kualitas Air Yang Memiliki Konsentrasi Besi (Fe) Tinggi
Menggunakan Single Tray Aerator
Bagus Putro Budi Utomo 1* , Ahmad T. Yuliansyah 2 , Agus Prasetya 3 1* Magister Teknik Sistem, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada
2,3 Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Surel: 1* bagus.putro.b@mail.ugm.ac.id, 2 atawfieq@ugm.ac.id, 3 aguspras@ugm.ac.id

## ABSTRAK
Air  adalah  salah  satu  sumber  daya  alam  yang  yang  sangat  penting  bagi kehidupan  manusia.  Air  tanah,  yang  menjadi  sumber  air  di  masyarakat, sering  didapatkan  mengandung  konsentrasi  besi  (Fe)  yang  melebihi  baku mutu.  Air  tersebut  ditandai  dengan  adanya  flek-flek  warna  kuning kecoklatan  yang  terdapat  pada  bak  air  atau  perabotan  yang  berhubungan dengan  air.  Air  yang  mempunyai  konsentrasi  besi  tinggi  dapat menyebabkan gangguan kesehatan, misalnya: merusak dinding usus, iritasi pada mata dan kulit. Single tray aerator merupakan teknologi pengolahan air  yang  sederhana  dan  mudah  dalam  pengoperasiannya,  sehingga  dapat menjadi  jawaban  akan  masalah  air  ini.  Air  yang  telah  diolah  diharapkan dapat  dimanfaatkan  sebagaimana  mestinya  dan  tidak  berdampak  buruk bagi  manusia.  Penilitian  ini  mencoba  mencari  media  terbaik  pada  tray guna  menurunkan  konsentrasi  besi  pada  air  tanah.  Terdapat  3  variasi media yang dilakukan pada peneilitian ini yaitu tanpa media, media  zeolit dan media kerikil. Proses pengambilan sampel air dilakukan pada menit ke 5,  10,  15  dan  20.  Didapatkan  hasil  dari  penelitian  ini  bahwa  kualitas  air sebelum  diolah  adalah  Fe  =  1,65  mg/l.  Data  yang  didapatkan  5  menit merupakan  waktu  efektif  pada  proses  penurunan    Fe  pada  air  baku. Penggunaan single tray aerator tanpa media setelah diolah didapatkan hasil Fe  =  1,23  mg/l,  media  kerikil  didapatkan  hasil  Fe  =  1,19  mg/l,  dan percobaan terakhir menggunakan media zeolit didapatkan hasil  Fe = 1,07 mg/l.  Zeolit  merupakan  media  terbaik  pada  penelitian  ini  dalam menurunkan  konsentrasi  Fe.  Hasil  pengolahan  dari  semua  jenis  variasi pada penelitian ini belum memenuhi baku mutu.

## Kata kunci
Air, Besi (Fe), Single tray aerator

## PENDAHULUAN
Air adalah salah satu sumber daya alam yang  yang  sangat  penting  bagi  kehidupan manusia.  sel  hidup  misalnya,  baik  tumbuh- tumbuhan  ataupun  hewan,  sebagian  besar tersusun  oleh  air,  yaitu  lebih  75%  isi  sel tumbuh-tumbuhan  atau  lebih  dari  67%  isi  sel hewan,  tersusun  oleh  air [1] .  Sumber  air  baku
untuk  air  bersih  secara  garis  besar  dapat digolongkan menjadi 4 (empat) bagian yaitu : air  laut,  air  atmosfir  atau  air  hujan,  air permukaan dan air tanah yang masing–masing mempunyai  karakteristik  yang  berbeda–beda ditinjau  dari  segi  kualitas  dan  kuantitasnya [2] . Air  Tanah  adalah  air  yang  terdapat  dalam lapisan tanah atau batuan di bawah
permukaan  tanah [3] .  Air  tanah  yang  sering didapatkan  mempunyai  kandungan  zat  besi (Fe)  dan  Mangan  (Mn)  cukup  besar [4].
Masalah  tingginya  zat  besi  dan  mangan  di dalarn air, lebih sering terjadi jika sumber air baku yang digunakan berasal dari air tanah [5] . Flek-flek  yang  terdapat  di  pinggir  sumur seperti  warna  coklat  yang  mengindikasikan adanya kandungan zat Fe (besi) dan berwarna kehitam-hitaman yang mengindikasikan adanya kandungan zat Mn (mangan) [6] . Joko [7] menyatakan  konsentrasi  besi (Fe)  terlarut  dalam  air  yang  melebihi  batas baku  mutu  akan  menyebabkan  berbagai masalah  seperti  gangguan  teknis,  misalnya: mengotori  bak,  wastafel,  kloset,  korosif  pada pipa  yang  mengakibatkan  pembatuan,  dan gangguan  fisik,  misalnya:  timbulnya  warna, bau,  dan  rasa,  serta  menyebabkan  gangguan kesehatan,  misalnya:  merusak  dinding  usus, iritasi pada mata dan kulit. Guna menghindari dampak negatif akibat kandungan Fe pada air maka  perlu  dilakukan  pengolahan  air  terlebih dahalu    sebelum  dikonsumsi.  Besi  yang terlarut  di  air  dapat  dihilangkan  dengan  cara aerasi,  yaitu  mengontakkan  air  dengan oksigen sehingga mangan dan besi mengalami oksidasi  yang  menyebakan  mangan  dan  besi dapat diendapakan secara gravitasi. Alat yang digunakan  untuk  aerasi  disebut  dengan aerator.  Pada  penelitian  tentang  menurunkan konsentrasi  Fe  menggunakan  alat single  tray aerator.

## METODE PENELITIAN

## Alat dan Bahan
Alat yang digunakan terdiri dari :
1. Gelas ukur 1 L
2. Stopwatch
3. Botol sampel
4. Tandon air baku
5. Beaker glass
6. Pompa air
7. Terminal listrik
8. Gergaji
9. Bor
10. Kran air 11. Kunci inggris
12. Pompa air
Bahan yang digunakan sebagai berikut :
1. Air baku
2. Batu krikil
3. Zeolit
4. Pipa PVC 1/2  dan 3/4 
5. Nampan persegi panjang
6. Mor dan baut

## Gambar Alat
Gambar 1. Single Tray Aerator

## Metode Pengumpulan Data
Data yang dikumpulkan meliputi :
1. Data Primer; adalah data yang didapatkan secara langsung di lapangan dalam hal ini hasil  analisis  kualitas  air  di  laboratorium
sebelum dan sesudah diolah dan juga bisa pengamatan selama penelitian berlangsung.
2. Data Skunder; merupakan data-data yang didapatkan  melalui  studi  literatur  yang mendukung  keberhasilan  penelitian  yang didapatkan melalui media cetak amaupun elektronik.

## Proses Penelitian
1. Tahap Persiapan
Penelitian  ini  terdapat  beberapa  tahap, yang  pertama  yaitu  pengumpulan  data terkait dengan penelitian dan
pengumpulan  bahan–bahan  serta  alat
yang  dibutuhkan  dalam  penelitian.  Air baku yang digunakan merupakan air yang telah ditambahkan konsentrasi Fe dengan penambahan  bahan  kimia  sebesar  untuk Fe  dan  15,32  mg/lt.  Pembuatan  air  baku buatan  ini  menggunakan  FeSO 4 .7H 2 O untuk penambahan konsentrasi Fe. Pengaturan  konsentrasi  Fe  ini  dilakukan guna  penyeragaman  air  baku  yang  akan diolah. Sehingga pada penelitian ini dapat diketahui performa alat dalam melakukan penurunan  konsentrasi  Fe  pada  air  baku. Berikut    diagram  alir  percobaan  ini dimulai  dari  awal  hingga  analisis  akhir dapat dilihat pada gambar 2 berikut.
Gambar 2. Diagram alir percobaan

## Persiapan Alat
Pada  tahap  persiapan  alat  ini  terdiri  dari single  tray  aerator ,  pompa  air,  wadah  air baku, stopwatch , dan botol sampel.

## Proses Percobaan
Percobaan dilakukan dengan prosedur berikut
1. Menyiapkan wadah dengan kapasitas  40 liter  guna  menampung  30  liter  air  baku yang telah dibuat.
2. Menyiapkan  alat single tray aerator kemudian air baku dimasukkan ke dalam wadah.
3. Mengatur  jarak antar tray dan  distributor dengan jarak 30 cm.
4. Meletakkan    media  pada tray dengan ketebalan 3 cm. 5. Mengoprasikan pompa guna mendistribusikan air baku ke tray .
6. Melakukan  pengambilan  sampel  untuk satu  siklus  percobaan  dilakukan    pada
Memasukkan air baku ke dalam wadah
Air dalam wadah dialirkan ke alat single tray aerator
Air yang telah diproses menggunakan teknologi single tray aerator selajutnya dilakukan pengambilan sampel dengan periode pengambilan sampel yaitu 5, 10, 15 dan 20 menit
Setelah melewati alat single tray aerator selanjutnya masuk ke ember air baku kembali guna disirkulasi ulang
Menyiapkan air baku
Analisis konsentrasi Fe dalam air di Laboratorium
waktu  yang  telah  ditentukan  yaitu  setiap 5 menit, 10 menit, 15 menit dan 20 menit.
7. Sampel yang diambil kemudian di bawah ke laboratorium guna dianalisis kandungan  Fe  yang  terdapat  dalam sampel. Analisis Fe (Besi) Analisis Fe yang dilakukan guna mengetahui  konsentrasi  Fe  yang  tedapat dalam  air  baku  setelah  diolah.  Analisis  Fe dilakukan di laboratorium Sekolah Menengah Teknik Industri (SMTI) dengan menggunakan alat AAS.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan dari hasil penelitian, didapatkan  bahwa  konsentrasi  Fe  pada  air baku adalah 1,65 mg/l. Konsentrasi parameter tersebut  melebihi  baku  mutu  yang  telah ditetapkan  oleh  Peraturan  Menteri  Kesehatan No.  32  Tahun  2017  tentang  Setandar  Baku Mutu Kesehatan Lingkungan Dan Persyaratan Kesehatan  Air  Untuk  Keperluar  Higiene Sanitasi, Kolam Renang, Solus Per Aqua , dan pemandian Umum yang mensyaratkan maksimal kandungan Fe 1 mg/l.
Dalam usaha memperbaiki kualias sumber daya  air  dengan  menggunakan  teknologi single  tray  aerator. Peneleitian  ini  akan dilakukan  pengaturan  jarak  antara  distributor air  dan tray dengan  jarak  30  cm.  Kemudian, dilakukan    variasi  media  pada  tray.  Variasi media  yang  dilakukan  adalah    penambahan media  zeolit  media  kerikil  dan  tanpa  media pada tray.
Percobaan  pertama  dilakukan  dengan jarak distributor dan tray sejauh 30 cm dengan keadaan tray tidak diberikan tambahan media. Berikut  hasil  analisis  laboratorium  untuk percobaan pertama dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Percobaan Pertama
Menit Konsentrasi Fe Baku mutu Satuan 0 1,65 1 mg/l 5 1,23 1 mg/l 10 1,32 1 mg/l 15 1,38 1 mg/l 20 1,32 1 mg/l
Tabel  1  menunjukkan  tren  yang  cukup baik pada removal Fe sejak menit ke-0 sampai ke-20 (Gambar 3).

## Gambar 3. Percobaan Pertama
Pada  percobaan  ini  dapat  diketahui bahwa  kemampuan removal yang  cukup efektif  pada  5  menit.  Selanjutnya  Percobaan
kedua  dilakukan  dengan  jarak  distributor  dan tray sejauh  30  cm  dan tray diberikan
1.65 1.23
1.32 1.38 1.32
1 1 1 1 1 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 0 5 10 15 20 (m g/) l Single Tray Tanpa Media Konsentrasi Fe baku mutu
tambahan  media  kerikil.  Hasil  analisis laboratorium ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Percobaan Kedua
Menit  Konsentrasi Fe Baku mutu Satuan 0 1,65 1 mg/l 5 1,19 1 mg/l 10 1,36 1 mg/l 15 1,27 1 mg/l 20 1,23 1 mg/l
Pada  tabel  di  atas  dapat  dilihat  bahwa removal  Fe  mulai  dari  menit  ke  0  sampai menit  ke  20  menunjukkan  tren  yang  cukup baik.    Diketahui  konsentrasi  Fe  pada  saat diolah menggunakan single tray aerator untuk menit  ke  0  konsentrasi  Fe  =  1,65  mg/l, kemudian  pada  menit  ke  5  konsentrasi  Fe  = 1,19 mg/l, menit ke 10 konsentrasi  Fe = 1,36 mg/l, menit ke 15 konsentrasi Fe = 1,27 mg/l dan  menit  ke  20  konsentrasi  Fe  =  1,23  mg/l. Untuk  lebih  jelasnya  dapat  dilihat  pada gambar 4 berikut ini.
Gambar 4 . Percobaan Kedua
Pada percobaan kedua diketahui kemampuan removal yang  cukup  efekti  pada 5  menit.  Percobaan  ketiga  dilakukan  dengan jarak  distributor  dan tray sejauh  30  cm dengan  tambahan  media  zeolit  pada tray . Hasil  analisis  laboratorium  untuk  percobaan ketiga dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel 3 . Percobaan Ketiga Menit Konsentrasi Fe  Baku mutu Satuan 0 1,65 1 mg/l 5 1,07 1 mg/l 10 1,25 1 mg/l 15 1,25 1 mg/l 20 1,23 1 mg/l
Pada  tabel  di  atas  dapat  dilihat  bahwa removal Fe  mulai  dari  menit  ke  0  sampai menit  ke  20  menunjukkan  tren  yang  cukup baik.    Diketahui  konsentrasi  Fe  pada  saat diolah menggunakan single tray aerator untuk menit  ke  0  konsentrasi  Fe  =  1,65  mg/l, kemudian  pada  menit  ke  5  konsentrasi  Fe  = 1,07 mg/l, menit ke 10 konsentrasi  Fe = 1,25 mg/l, menit ke 15 konsentrasi Fe = 1,25 mg/l dan  menit  ke  20  konsentrasi  Fe  =  1,23  mg/l (Gambar 5).
1.65 1.19 1.36 1.27 1.23 1 1 1 1 1 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 0 5 10 15 20 m g/l Single Tray Media Krikil Konsentrasi Fe baku mutu
Gambar 5. Percobaan Ketiga
Dari  percobaan  ketiga  dapat  diketahui bahwa  kemampuan removal yang  cukup efekti  pada  5  menit.  Berdasarkan  dari  data yang  ditampilkan  di  atas  mengenai  hasil penelitian  Penurunan  kosentrasi  Fe  (besi) pada  air  baku,  penurunan  konstrasi  Fe tertinggi  berlangsung  pada  5  menit  pertama hal  ini  didapatkan  dari  ketiga  jenis  variasi penelitian.  Hal tersebut dapat terjadi karna air mempunyai tingkat kejenuhan dalam melarutkan oksigen admosfer menjadi oksigen terlarut dalam air.
Hasil  dari  pengolahan  dengan  5  menit aerasi  tanpa  menggunakan  media  pada tray, yang  awalnya  konsentrasi  Fe  =  1,65  mg/l menjadi 1,23 mg/l. Kemudian, pengolahan air dengan tray menggunakan  media  kerikil didapatkan hasil pada mulanya konsentrasi Fe =1,65 mg/l setelah diolah didapatkan hasil Fe =  1,19  mg/l.  Pada  percobaan  terakhir, pengolahan air dengan tray aerator menggunakan media zeolit pada tray konsentrasi  awal  Fe  =  1,65  kemudia  setelah diolah  selama  5  menit  didapatkan  hasil  Fe  = 1,07 mg/l.
Pengolahan  air  menggunakan tray aerator dengan  tambahan  media  kerikil  lebih efektif  dibanding  dengan  tanpa  media,  tapi media  zeolit  lebih  efektif  dalam  menurunkan konsentrasi  Fe  pada  air.  Hal  ini  dapat  terjadi karna  penggunaan  media  baik  itu  kerikil ataupun  zeolit  dapat  memperpanjang  waktu
kontak  dan  memperkecil  butiran  air  sehingga memperbesar luas permukaan air yang kontak dengan  udara.  Media  zeolit  lebih  efektif menurunkan  konsntrasi  Fe  dibanding  media kerikil hal ini dikarenakan, zeolit mempunyai kemampuan  alami  yaitu adsorbsi dan ion excenger .  Hasil  pengolahan  dari  semua  jenis variasi  pada  penelitian  ini  belum  memenuhi baku  mutu,  hal  ini  karna  metode single  tray aerator sebaiknya  tidak  dipadukan  dengan unit  filtasi  agar  Fe  yang  telah  teroksidasi menjadi  tidak  terlarut  dapat  dipisahkan  dari air hasil olahan.

## KESIMPULAN
Dari  penelitian  ini  dapat  disimpulkan bahwa  kemampuan removal Fe  yang  paling efektif  pada  waktu  aerasi  5  menit.  Teknologi single  tray  aerato r  tanpa  tambahan  media dengan lama aerasi 5 menit dapat menurunkan konsentrasi Fe = 1,65 mg/l menjadi 1,23 mg/l, media kerikil didapatkan hasil Fe = 1,19 mg/l, dan    percobaan  terakhir  menggunakan  media zeolit didapatkan hasil Fe = 1,07 mg/l.  Zeolit merupakan  media  terbaik  pada  penelitian  ini dalam  menurunkan  konsentrasi  Fe.  Hasil pengolahan  dari  semua  jenis  variasi  pada penelitian ini belum memenuhi baku mutu.

## SARAN
Penelitian  memiliki  kelemahan  untuk  itu disarankan untuk penelitian selanjutnya
1.65
1.07 1.25 1.25 1.23
1 1 1 1 1 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 0 5 10 15 20 (m g/l ) Single Tray Media Zeolit Konsentrasi Fe baku mutu
menggabungkan teknologi single tray aerator dengan teknologi filter.

## REFERENSI
[1] Suriawiria,  U.,  2008, Mikrobiologi  Air , Bandung, PT Alumni.
[2] Sutrisno, T. C., 2004, Teknologi Penyediaan  Air  Bersih ,  Jakarta,  Rineka Cipta.
[3] Peraturan Menteri ESDM No. 15 tentang Penghematan Penggunaan Air Tanah.
[4] Badan Pengkajian dan
Penerapan
Teknologi, Pembuatan  Filter  Untuk Menghilangkan Zat Besi dan Mangan Di
Dalam Air .
[5] Asmadi,  K.,  Kasjono,  H.  S.,  2011, Teknologi Pengolahan Air Minum .
[6] Delinatalis, 2015, Perbaikan Kualitas Air
Sumur  (Fe  total  dan  Mn)  Menggunakan Tray  Aerator  dan  Filter  di  Dusun Kuwaru kecamatan Serandakan Kabupaten Bantul Yogyakarta , Yogyakarta, Institut Teknologi Yogyakarta. [7] Joko  T.,  2010, Unit  Produksi  dalam Sistem Penyediaan Air Minum , Yogyakarta, Graha Ilmu.