J. Tek. Kim. Ling. 2018, 2 (2), 55-65 p-ISSN : 2579-8537,  e-ISSN : 2579-9746 www.jtkl.polinema.ac.id
Corresponding author: Fitria Yulistiani
Diterima: 25 Agustus 2018
Jurusan Teknik Kimia
Disetujui: 08 Oktober 2018 Politeknik Negeri Bandung, Bandung, Indonesia © 2018 Politeknik Negeri Malang
E-mail: fitria.yulistiani@polban.ac.id

## Pengolahan Air Tanah di Kawasan Politeknik Negeri Bandung menjadi Air Minum dengan Metoda Ultrafiltrasi

## Emma Hermawati Muhari, Ayu Ratna Permanasari, Fitria Yulistiani*
Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung
*E-mail: fitria.yulistiani@polban.ac.id

## ABSTRAK
Di Indonesia, khususnya di sekitar Politeknik Negeri Bandung, sebagian besar sumber air berasal dari air tanah. Air  tanah di lingkungan Politeknik  Negeri Bandung  memiliki pH  asam (<  6), coliform  >  2.400, dan colitinja positif. Proses pemanasan air kurang efektif untuk  mengolah air tanah karena  memerlukan  waktu  yang relatif lama,  energi  besar,  dan  tidak  dapat  meningkatkan  pH  air  agar  memenuhi  standar  air  minum  sebagaimana tercantum  dalam  Permenkes  Nomor  492/MENKES/PER/IV/2010.  Untuk  mengolah  air  tanah  di  lingkungan Politeknik Negeri Bandung, telah dibuat alat pengolahan air minum portabel dengan menggunakan konsep aliran dead-end filtration .  Membran  yang  dipakai  merupakan  membran hollow-fiber ,  berjenis  membran  ultrafiltrasi berbahan dasar PVDF ( Poly Vinylidene Flouride ), ukuran pori 0,1μm, panjang membran 15cm, jumlah membran sebanyak 148 buah, dan dapat  dioperasikan pada  daya  isap normal  manusia.  Permeat  yang dihasilkan  sesuai dengan  standar  PERMENKES  No.  492/MENKES/PER/IV/2010  dari  parameter  fisika,  kimia,  dan  biologi. Lifetime membran  diamati  melalui  jumlah  permeat  yang  dihasilkan  dari  awal  pemakaian  membran  hingga membran tersebut rusak. Lifetime pada alat pengolah air minum portabel ini adalah 38,879 L. Pengolahan air tanah menggunakan  alat  ini    dapat  menaikkan  pH  sebesar  12,78%,  menurunkan  konduktivitas  sebesar  39,31%,  dan menurunkan Total  Dissolved  Solid  (TDS) 13,72%.  Dari  segi  ekonomi,  penggunaan  alat  ini  dapat  menghemat biaya 50% dibandingkan dengan pembelian air minum kemasan 600 ml.
Kata kunci : Air minum, air tanah, portable , PVDF, ultrafiltrasi
In  Indonesia,  especially  around  the  Bandung  State  Polytechnic,  most  of  the  water  sources  come  from  ground water.  Ground  water  in  the  Bandung  State  Polytechnic  environment  has  acidic  pH  (<6), coliform>  2,400,  and positive  colitis.  The  process  of  water  heating  is  less  effective  for  treating  ground  water  because  it  requires  a relatively long time, large energy, and can not increase the pH of the water to meet drinking water standards as stated  in  Permenkes  No.  492  /  MENKES  /  PER  /  IV  /  2010.  To  treat  ground  water  in  the  Bandung  State Polytechnic,  portable  drinking  water  treatment  equipment  has  been  made  using  the  concept  of  dead-end  flow filtration. The membrane used is a hollow-fiber membrane, a type of ultrafiltration membrane made from PVDF (Poly Vinylidene Fluoride), pore size of 0.1μm, membrane length of 15cm, membrane number of 148 pieces, and can be operated on normal human suction. The permeate produced is in accordance with PERMENKES No. 492 /  MENKES  /  PER  /  IV  /  2010  from  physical,  chemical  and  biological  parameters.  Lifetime  membranes  are observed  through  the  amount  of  permeate  produced  from  the  beginning  of  the  use  of  the  membrane  until  the membrane  is  damaged.  Lifetime  of  this  portable  drinking  water  treatment  device  is  38,879  L.  Ground  water treatment  using  this  tool  can  increase  pH  by  12.78%,  decrease  conductivity  by  39.31%,  and  reduce  Total Dissolved Solid (TDS) 13.72%. From an economic standpoint, the use of this tool can save 50% costs compared to the purchase of 600 ml of bottled water.
Keywords : Drinking water, ground water, portable, PVDF, ultrafiltration

## 1.    PENDAHULUAN
Salah satu metode alternatif untuk pengolahan  air  tanah  menjadi  air  minum
adalah metode ultrafiltrasi. Menurut Viessman,  1993,  proses  filtrasi  mampu menghilangkan  telur  cacing,  protozoa  dan
padatan  tersuspensi.  Membran  ultrafiltrasi dapat  digunakan  untuk  mengolah  air  rawa yang memiliki pH rendah menjadi air bersih dengan pH mendekati netral.  Hal  ini karena senyawa-senyawa organik maupun anorganik  seperti  asam-asam  mineral  bebas yang  terdapat  di  air  rawa  hampir  semuanya tersaring pada membran ultrafiltrasi [1].
Di Indonesia, khususnya di sekitar Politeknik Negeri  Bandung,  sebagian  besar  sumber  air berasal dari air tanah. Pada era yang semakin modern, masyarakat semakin peduli terhadap kualitas  air  yang  dikonsumsi  sebagai  air minum.  Selain  itu,  segi  kepraktisan  dari  air minum  juga  merupakan  salah  satu  faktor yang  menjadi  pilihan.  Air  tanah  di lingkungan  Politeknik  Negeri  Bandung memiliki  pH  asam  (<  6),  coliform  >  2.400, dan  colitinja  positif.  Proses  pemanasan  air kurang  efektif  untuk  mengolah  air  tanah karena memerlukan waktu yang relatif lama dan membutuhkan energi pemanasan. Selain itu  pengolahan  air  melalui  pemanasan  tidak dapat  menaikkan  pH  agar  sesuai  dengan standar  air  minum  yang  ditetapkan  oleh Kementrian  Kesehatan  Republik  Indonesia [2].
Penelitian  terkait  penggunaan  membran ultrafiltrasi  untuk  memproduksi  air  minum telah  banyak  dilakukan  di  berbagai  belahan dunia.    Penggunaan  teknologi  membran ultrafiltrasi, berukuran pori 0,1 s.d. 0,01  m untuk  pengolahan  air  tanah  menjadi  air minum  di  Afrika  Selatan  terbukti  dapat menyaring bakteri, virus, partikel tersuspensi,  dan  koloid  hingga  memenuhi standar  WHO.  Setelah  melalui  proses Ultrafiltrasi, total coliform berkurang hingga 7  cfu/100ml,  masih  lebih  rendah  dari persyaratan  WHO  10  cfu/100ml.  Hasil pengolahan memiliki nilai konduktivitas 300 mS/cm  dan  kekeruhan  <  5  NTU,  sehingga aman  untuk  dikonsumsi  sebagai  air  minum [3]. Di Malaysia, telah dilakukan penggunaan proses ultrafiltrasi dengan membran Memtec (area filtrasi efektif 1 m 2 ) untuk mengolah air
tanah, baik yang sudah diaerasi maupun yang belum diaerasi, dan menghasilkan air minum yang  sesuai  dengan  standar  WHO    [4].  Di India bagian selatan, teknologi filtrasi dengan membran terdesentralisasi diaplikasikan terhadap air tanah. Teknologi tersebut dapat mengurangi  total  coliform,  fecal  coliform, dan e-coli sebesar 0,86; 1,14; dan 0,79, serta mengurangi kejadian diare sebesar 24% pada kondisi  terdapat  penampungan  air  dan  14% pada kondisi tanpa penampungan air  [5]. Di Cina,  teknologi  membran  ultrafiltrasi  (UF) menggunakan  48  m 2 membran hollow-fiber bertekanan  rendah  untuk  pembuatan  air minum telah dievaluasi. Ultrafiltrasi dioperasikan  dengan  pola  cross  flow  dan menggunakan  adsorpsi  PAC  (powdered activated carbon). Kombinasi PAC/UF dapat menghilangkan  COD  sebesar  40%,  DOC 46%,  dan  menurunkan  absorbansi  UV254 sebesar 57%. Kekeruhan berkurang hingga di bawah 0,2 NTU dan partikel berkurang dari 12.000/ml  pada  air  umpan  menjadi  15/ml pada produk keluaran membran [6].
Di  Indonesia  sendiri  terdapat  beberapa penelitian  terkait  pengolahan  air  minum dengan  membran  ultrafiltrasi.  Penelitian Prahady  dkk  yang  dilakukan  menggunakan membran  UF  dengan  pre-treatment  berupa mikrofilter  dan  karbon  aktif  menunjukkan bahwa  terdapat  kenaikan  pH  pada  air  yang diolah, namun belum terbukti dapat mengurangi kandungan mikrobiologi dari air tersebut  [1].  Aldi  Julialdi  telah  merancang alat  pengolahan  air  minum  portabel  dengan media filter membran ultrafiltrasi. Penelitian tersebut  menunjukkan  bahwa  air  yang dihasilkan telah memenuhi standar air minum namun  jumlah  membran  yang  digunakan belum optimal [7].
Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan alat pengolah air minum portabel untuk  mengolah  air  tanah  di  sekitar Politeknik Negeri Bandung menjadi air siap minum  menggunakan  teknologi  ultrafiltrasi dengan  bahan  dasar  polyvinylidene  flouride
(PVDF) berbentuk hollow-fiber , ukuran pori
0.1 µm, dan panjang membran 15 cm.

## 2.    METODE PENELITIAN
Pada  penelitian  ini  alat  yang  digunakan adalah  alat  pengolahan  air  minum  portabel, pompa vakum, manometer air, turbidimeter, TDS meter, dan pH meter. Sedangkan bahan yang  digunakan  adalah  air  tanah,  membran ultrafiltrasi,  natrium bikarbonat,  asam  sitrat, indikator EBT, EDTA, H 2 O 2 , dan alkohol.
Analisis  yang  dilakukan  terhadap  produk keluaran alat pengolahan air minum portabel mencakup analisis fisik, kimia, dan bakteriologi. Analisis dilaksanakan di laboratorium kesehatan masyarakat terakreditasi  dengan  mengacu  pada  SNI-01- 2332-1991.  Adapun  analisis  fisik  yang dilakukan  mencakup  analisis  warna,  bau, rasa, kekeruhan, dan konduktivitas. Sedangkan  analisis  kimia  mencakup  pH, kandungan  besi  (Fe),  kesadahan  (CaCO 3 ), kandungan klorida  (Cl),  kandungan mangan (Mn),  kandungan  nitrat  (sebagai  NO 3 ), kandungan  nitrit  (sebagai  NO 2 ),  kandungan sulfat  (SO 4 ),  kandungan  zat  padat  terlarut, dan kandungan zat organik.
Alat  pengolahan  air  minum  portabel  dibuat dengan  konsep  aliran dead-end  filtration dengan  aliran  umpan  dari  luar  membran ( outside-in )  sehingga  hanya  ada  satu  aliran keluar.  Air  tanah  dimasukkan  ke  dalam  alat dengan  cara  membuka  tutup  alat  dan ditampung  sebagai  air  umpan.  Gaya  dorong berupa tekanan isap yang diberikan menyebabkan air umpan melewati membran dan  partikel  akan  tertahan  pada  membran. Produk (permeat) dikeluarkan melalui aliran keluar, yaitu melalui selang yang tersambung dengan media ultrafiltrasi. Skema desain alat ditunjukkan dalam Gambar 1. Alat pengolahan dibuat dari botol minum dengan volum 1000 mL yang bagian tengahnya diisi dengan media filtrasi (membran ultrafiltrasi) dan  dilengkapi  dengan  alat  pengisap  di bagian atas.
Gambar 1. Skema desain alat pengolahan air minum portabel
Membran yang dipakai merupakan membran dengan bentuk hollow-fiber , yaitu merupakan membran dengan bentuk seperti selang yang mempunyai  pori  pada  setiap  sisi  selimut. Membran  hollow-fiber  tersebut  berjenis membran  ultrafiltrasi  berbahan  dasar  PVDF ( Poly  Vinylidene  Flouride )  ukuran  pori 0,1μm, panjang membran 15cm, dan jumlah membran sebanyak 148 buah. Alat penampung  air  sekaligus  membran  yang dipakai adalah alat dengan berbahan dasar PP ( Poly  Propylene )  yang  merupakan  bahan polimer  terbaik  sehingga  dapat  digunakan secara  berulang-ulang.  Alat  penampung memiliki  volume  satu  liter  sehingga  dapat dikategorikan portabel.
Pengolahan menggunakan teknologi ultrafiltrasi dilakukan dengan variasi jumlah membran  (148  dan  118  buah).  Pengujian lifetime membran dilakukan dengan mengalirkan  air  umpan  ke  dalam  alat pengolahan air minum portabel secara terus- menerus  sampai  membran  menjadi  jenuh. Jika membran sudah jenuh, maka dilakukan metode backwash untuk  membersihkan pengotor  yang  terdapat  pada  membran. Backwash dilakukan  dengan  cara cleaning menggunakan silic acid dan baking powder . Setelah  proses backwash dilakukan,  air umpan  kembali  dialirkan  ke  dalam  alat pengolahan  air  minum  portabel.  Proses  ini dilakukan  secara  berulang-ulang  hingga membran  ultrafiltrasi  rusak  atau  tidak  dapat
dipakai
yang ditunjukkan dengan menurunnya  kualitas  produk  sehingga  tidak memenuhi persyaratan baku mutu air minum. Pengambilan data dilakukan pada sampel air umpan dan sampel air  yang sudah melewati alat  pengolahan  air  minum  (produk), sehingga  kinerja  membran  dapat  diketahui. Kinerja  yang  dimaksud  meliputi  kualitas hasil keluaran produk dan lifetime membran. Pada  tahapan  ini, lifetime membran  dapat diketahui melalui pengukuran volume maksimal  hingga  mencapai  jenuh  serta pengukuran  umur  penggunaan  membran.
Produk yang dihasilkan harus sesuai dengan standar  air  minum  yang  ditetapkan  oleh Kementerian Kesehatan Republik Indonesia. Sehingga pada penelitian ini akan dilakukan analisis  parameter  fisik,  kimia  dan  biologi untuk menguji kesesuaian produk air minum tersebut.
Sebelum  dilakukan  pengolahan,  dilakukan analisis  fisika,  kimia,  dan  biologi  terhadap umpan  air  tanah.  Data  hasil  analisis  umpan air tanah diberikan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Data Analisis Umpan Air Tanah Parameter Analisis Satuan Batas Maksimum Hasil Analisis Umpan FISIKA Warna TCU 15 5 Bau - Tidak berbau Tidak berbau Rasa - Tidak berasa Tidak berasa Kekeruhan NTU 5 0,1 Konduktivitas µS - 382 KIMIA pH - 6,5-8,5 5,56 Besi (Fe) mg/L 0,3 0,046 Kesadahan (CaCO3) mg/L 500 114,35 Klorida (Cl) mg/L 250 29,39 Mangan (Mn) mg/L 0,4 0,05 Nitrat (sebagai NO3) mg/L 50 1,42 Nitrit (sebagai NO2) mg/L 3 0,009 Sulfat (SO4) mg/L 250 4,91 Zat Padat Terlarut mg/L 500 267 Zat Organik mg/L 10 3,02 3.    HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1.  PENGARUH PROSES ULTRAFILTRASI TERHADAP PH
Pengujian  pH  dilakukan  terhadap  6  sampel air  untuk  mengetahui  kinerja  membran. Keenam  sampel  berasal  dari  air  tanah  di sekitar  Jurusan  Teknik  Kimia  Politeknik Negeri  Bandung,  yaitu  Gedung  Teknik Kimia Atas (TKA), Mesjid Lukmanul Hakim (LH), Gedung Teknik Kimia Bawah (TKB), Sarijadi,  Citepus,  dan  Gedung  Teknik  Sipil Atas.  Setelah  dilakukan  proses  pengolah  air minum  dengan  metoda  ultrafiltrasi  tidak
semua  sumber  air  baku  telah  memenuhi persyaratan air minum [2] yang berada pada kisaran  6,5  –  8,5.  Masih  terdapat  nilai  pH yang  berada  dibawah  baku  mutu  yaitu  hasil pengolahan yang berasal dari sumber air kran TKA dan Sarijadi  yaitu pada 6,09 dan 6,26. Nilai  pH  yang  rendah  disebabkan  oleh keberadaan  kandungan  mikromolekul  pada air  tersebut.  Efisiensi  kinerja  membran ultrafiltrasi  untuk  peningkatan  nilai  pH sebesar  6,7  %.  Kondisi  pH  Awal  (sebelum pengolahan) dan pH akhir (sesudah pengolahan) ditunjukkan dalam Gambar 2.
Gambar 2. Keasaman Air Umpan dan Hasil Pengolahan

## 3.2.  PENGARUH PROSES ULTRAFILTRASI TERHADAP TOTAL PADATAN TERLARUT
Pengujian  total  padatan  terlarut  (TDS) dilakukan  terhadap  6  sampel  air  untuk mengetahui  kinerja  membran.  Keenam sampel  berasal  dari  air  tanah  di  sekitar Jurusan  Teknik  Kimia  Politeknik  Negeri Bandung,  yaitu  Gedung  Teknik  Kimia  Atas (TKA),  Mesjid  Lukmanul  Hakim  (LH), Gedung  Teknik  Kimia  Bawah  (TKB), Sarijadi,  Citepus,  dan  Gedung  Teknik  Sipil Atas. Baku mutu yang ditetapkan di literatur [2] adalah sebesar 500 mg/L. Meskipun nilai total  padatan  terlarut  air  umpan  sudah memenuhi  nilai  baku  mutu  yang  ditetapkan tetapi hasil pengolahan menggunakan membran  ultrafiltrasi  menunjukkan  sifat yang positif yaitu mengurangi nilai dari tiap-
tiap  total  padatan  terlarut  (Gambar  3). Berdasarkan  seluruh  penurunan  nilai  total padatan  terlarut  yang  terjadi  diperoleh  rata- rata efisiensi kinerja alat yaitu sebesar 21 %. Efisiensi  penurunan  total  padatan  terlarut umumnya  dikenal  dengan  istilah  Koefisien Rejeksi.
Penurunan  TDS  ini  berhubungan  dengan tingkat kesadahan air dan teroksidasinya ion- ion  logam  yang  terkandung  dalam  air.  Ion- ion  logam  yang  terdapat  dalam  air mempunyai ukuran yang lebih kecil dari 0,1 μm  tetapi  ketika  ion  logam  tersebut teroksidasi  maka  akan  membentuk  senyawa dengan  ukuran  yang  lebih  besar  dan  akan tersaring  oleh  membran  ataupun  akan mengendap pada dasar alat penampung air.
Gambar  3. Pengaruh  Pengolahan  Air  Menggunakan  Membran  Ultrafiltrasi  terhadap  Total Padatan Terlarut

## 3.3.  HASIL AKHIR PENGOLAHAN AIR MENGGUNAKAN ALAT PENGOLAHAN AIR MINUM PORTABEL
Setelah mengetahui bahwa membran ultrafiltrasi  dapat  menaikkan  pH  dan menurunkan TDS, dilakukan pengolahan air tanah  Jurusan  Teknik  Kimia  Politeknik Negeri Bandung menggunakan alat pengolahan  air  minum  portabel  yang  telah dibuat. Kondisi operasi proses pengolahan air minum  dengan  metode  ultrafiltrasi  ini bergantung  pada  tekanan  operasi  yang merupakan  tekanan  isap  (vacuum)  dan tekanan  udara  di  dalam  botol  pengolah  air minum. Pada dasarnya, kondisi operasi yang ideal  dalam  penelitian  ini  adalah  besarnya tekanan isap yang setara dengan tekanan isap manusia.  Besarnya  tekanan  isap  manusia ditentukan  dengan  cara  mengukur  kekuatan isap menggunakan manometer air, hasil dari pengukuran  tersebut  dikonversikan  menjadi satuan  tekanan.  Tabel  2  menunjukkan  hasil pengukuran  tekanan  isap  manusia  yang dilakukan oleh beberapa partisipan.
Tabel  2. Hasil  Perhitungan  Tekanan  Isap Manusia
No Ujicoba Daya Isap Tinggi Isapan (cmH 2 O) Tekanan Isap (bar) 1 Partisipan 1  242 0,238 2 Partisipan 2  151 0,149 3 Partisipan 3  210 0,206 4 Partisipan 4  364 0,357 5 Partisipan 5  211 0,207 6 Partisipan 6  266 0,261
Pada  Tabel  2  dapat  dilihat  bahwa  besaran tekanan  isap  manusia  berada  pada  rentang 0,149  bar  s.d.  0,357  bar  dengan  rata-rata sebesar 0,236 bar. Penentuan batasan operasi proses  filtrasi  dilakukan  pada  saat  awal penelitian dengan kondisi botol pengolah air yang tertutup rapat. Batasan operasi diperoleh  dengan  memberikan  tekanan  isap terkecil,  yaitu 0,04 bar,  hingga tekanan isap terbesar, yaitu 0,6 bar. Tekanan isap terbesar
tersebut  dapat  menyebabkan  dinding  botol pengolah  air  tidak  dapat  menahan  tekanan yang  diberikan  sehingga  botol  langsung mengkerut.
Dalam  penelitian  ini  tekanan  isap  yang digunakan  adalah  0,04  bar,  karena  pada tekanan tersebut laju permeat yang dihasilkan sudah cukup besar ketika botol pengolah air tidak tertutup terlalu rapat.
Berdasarkan  hasil  penelitian  Ramadhan  [8] semakin  banyak  jumlah  membran  maka volume  permeat  yang  dihasilkan  semakin banyak.  Hal  tersebut  dikarenakan  luas permukaan  proses  filtrasi  pada  membran lebih besar, begitu juga sebaliknya. Dari hasil penelitian tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin  sedikit  jumlah  membran  maka volume  permeat  yang  dihasilkan  semakin sedikit.  Volume  permeat  yang  dihasilkan dipengaruhi oleh tekanan isap yang diberikan,  untuk  mencapai  volume  permeat yang  sama  pada  waktu  yang  sama  dengan jumlah  membran  118  buah,  maka  tekanan isap  yang  digunakan  harus  dinaikkan.  Hasil penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  jumlah membran 118 buah dengan tekanan isap 0,04 bar  menghasilkan  laju  permeat  yang  cukup besar  dalam  waktu  yang  singkat,  sehingga jumlah  membran  yang  digunakan  dapat diminimalisir untuk mendapat jumlah membran  minimum.  Adapun  pengurangan jumlah membran tersebut pada pengoperasiannya  harus  disertai  penaikkan tekanan  isap  yang  digunakan  hingga  batas maksimum  pada  rentang  0,149  bar  –  0,357 bar.
Kondisi  tekanan  udara  di  dalam  botol pengolah air minum berpengaruh pada proses filtrasi, yaitu kondisi laju permeat. Jika botol pengolah air tertutup rapat maka laju permeat yang dihasilkan tidak kontinyu karena udara yang  terdapat  di  dalam  botol  pengolah  air yang  digunakan  sebagai  media  transportasi air  semakin  lama  akan  berkurang,  sehingga tekanan  udara  di  dalam  botol  akan  menjadi
vacuum.  Hal  tersebut  disebabkan  karena udara  terisap  oleh  pompa  dan  berpindah menuju alat penampung permeat. Sedangkan jika botol pengolah air minum tidak tertutup terlalu  rapat  maka  laju  permeat  yang dihasilkan  dapat  mengalir  secara  kontinyu karena masih ada celah untuk udara dari luar masuk  ke  dalam  botol.  Sehingga  dapat disimpulkan bahwa kondisi operasi yang baik saat  proses  filtrasi  dilakukan  yaitu  tekanan udara  di  dalam  botol  pengolah  air  minum tidak  berada  pada  kondisi  vacuum  (tertutup rapat)  dan  penggunaan  tekanan  isap  yang tidak melebihi 0,357 bar.

## 3.4.   PENENTUAN LIFETIME MEMBRAN
Dalam  penelitian  ini lifetime membran ditentukan dengan cara penggunaan membran  yang  dilakukan  secara  terus menerus  hingga  terjadi  kerusakan. Lifetime yang  diperoleh  diamati  melalui  jumlah permeat yang dihasilkan dari awal pemakaian membran  hingga  membran  tersebut  rusak. Pada  membran  yang  berjumlah  148  buah kerusakan  terjadi  setelah  permeat  yang dihasilkan  sebanyak  38,879  L,  sedangkan pada  membran  yang  berjumlah  118  buah kerusakan  terjadi  setelah  permeat  yang dihasilkan sebanyak 9,87 L.
Volume  permeat  yang  dihasilkan  oleh membran  yang  berjumlah  118  buah  tidak sebanyak  jumlah  permeat  yang  dihasilkan oleh membran yang berjumlah 148 buah. Hal tersebut  dikarenakan  kerusakan  membran yang  berupa  elongation  atau  perpanjangan ukuran  membran  yang  cepat,  elongation tersebut  terjadi  karena  tekanan  isap  yang digunakan  saat  proses  filtrasi  melebihi batasan operasi serta tekanan udara di dalam botol pengolah air yang terlalu rapat. Kondisi operasi tersebut menyebabkan alat pengolah air  menyusut  secara  cepat  karena  tekanan isap  terlalu  tinggi  yakni  mencapai  0,8  bar, dan membran secara tidak langsung mengalami perpanjangan karena tertarik oleh tekanan isap yang tinggi. Jika membran telah
mengalami perpanjangan dari ukuran sebelumnya  maka  pori  pori  membran  akan membesar  dan  pengotor  yang  ukurannya lebih kecil dari pori membran tersebut  akan lolos.
Pada  membran  yang  berjumlah  148  buah volum permeat yang dihasilkan lebih banyak karena penggunaan membran yang berada di bawah batasan operasi sehingga lifetime lebih lama. Kerusakan membran 148 buah ditandai dengan keruhnya permeat yang melebihi dari air baku yang digunakan meskipun membran tersebut  telah  dilakukan  cleaning  dan backwash sebelumnya.  Cleaning  dilakukan dengan  merendam  membran  pada  larutan asam  dan  basa  secara  bergantian,  dan cleaning tersebut dilakukan ketika membran sudah  jenuh  yang  ditandai  dengan  naiknya nilai  kekeruhan  pada  permeat  dibandingkan dengan  hasil  filtrasi  awal.  Dalam  penelitian ini membran akan jenuh setelah menghasilkan permeat sebanyak ±6 liter.
Jika  dibandingkan  dengan  harga  air  minum kemasan 600 ml saat ini, permeat dari proses ultrafiltrasi  memiliki  nilai  ekonomis  yang lebih  dari  air  kemasan.  Harga  satu  bundle membran Rp. 100.000,- dapat menghasilkan air  minum  sebanyak  38,879  L  ~  40  L, sedangkan harga 1 botol air minum kemasan 600  ml  Rp.  3000,-.  Jika  dihitung  nilai ekonomis  dari  pemakaian  membran  dan pembelian  air  minum  kemasan,  pemakaian membran lebih hemat 50% .

## 3.5.  PENGUJIAN JUMLAH MEMBRAN 148 BUAH
Dalam  penelitian  oleh  Julialdi  [7],  alat pengolahan  air  minum  yang  dibuat  dengan menggunakan  membran  ultrafiltrasi  ukuran 0,1 μm yang berbahan dasar polyvinylidene flouride dengan jumlah  membran 148 buah, mampu membuat air tanah menjadi air layak minum menurut PERMENKES No.492/MENKES/PER/IV/ 2010 dan standar SNI-01-2332-1991. Dengan alat pengolahan air  minum  yang  dibuat  memiliki  spesifikasi
yang  sama,  dalam  penelitian  ini  pengujian kinerja  membran  tidak  hanya  didasarkan pada  kualitas  produk  tetapi  juga  didasarkan pada  kuantitas  produk  yang  dihasilkan. Sehingga lifetime membran  juga  dapat
ditentukan.  Hasil  pengujian  karakteristik  air sebelum  dan  setelah  diolah  dengan  alat pengolah  air  minum  portabel  148  membran diberikan dalam Tabel 3.
Tabel  3. Hasil  Pengujian  Karakteristik  Air  Sebelum  dan  Sesudah  Pengolahan  Pada  Alat Pengolah Air Minum Portabel dengan Jumlah Membran 148 buah
No Parameter Uji Satuan Batas Maksimum Hasil Analisis Air Baku Produk 1 pH 6,5 – 8,5 6,62 7,59 2 Konduktivitas  S - 379 230 3 TDS mg/L 500 255 220 4 Kekeruhan NTU 5 0 0,11 5 Warna TCU 15 0 7 6 Kesadahan mg/L 500 143,28 95,78 7 Zat Organik mg/L 10 0,01 6,45 8 Coliform 0 43 0 9 Colitinja Negatif Positif Negatif Dari  tabel  3,  air  baku  telah  memenuhi persyaratan air minum berdasarkan parameter  fisika  dan  kimia,  serta  parameter biologi.  Berdasarkan  penelitian  Auliani  [9] dan Julialdi [7], pengolahan dengan menggunakan  membran  ultrafiltrasi  mampu memperbaiki  kualitas  air  tanah  menjadi  air minum.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa karakteristik  membran  ultrafiltrasi  tersebut mampu  mengolah  air  tanah  menjadi  air minum  sesuai  dengan  standar  air  minum yang ada (PERMENKES No.492/MENKES/PER/IV/2010 dan standar SNI-01-2332-1991).  Pada  penelitian  ini, pengolahan  air  minum  dilakukan  dengan menggunakan membran berjumlah 148 buah dan 118 buah.
Dalam penelitian ini, pH permeat mengalami kenaikan  dari  6,62  menjadi  7,59.  Hal  ini dapat terjadi dikarenakan asam-asam mineral bebas yang terdapat di dalam air baku dapat tersaring oleh membran ultrafiltrasi, sehingga pH  air  bergeser  naik  ke  arah  basa  [1]. Kenaikan pH juga dipengaruhi oleh kualitas air  baku  yang  tidak  stabil  karena  adanya pengaruh  dari  lingkungan.  Dengan  hasil
tersebut,  maka  kinerja  membran  ultrafiltrasi dapat menaikkan pH sebesar 12,78%.
Konduktivitas  pada  permeat  mengalami penurunan  sebesar  39,31%.  Hal  ini  dapat disebabkan  karena  kation  dan  anion  yang terdapat  di  dalam  permeat  berikatan  satu sama  lain,  sehingga  membentuk  senyawa netral (tanpa muatan) yang berbentuk garam [10]. Kondisi tersebut juga berpengaruh pada nilai  Total  Dissolved  Solid  (TDS)  yang mengalami  penurunan  sebesar  13,72%. Selain  berpengaruh  pada  menurunnya  nilai TDS,  garam  tersebut  dapat  menyebabkan naiknya  nilai  parameter  kekeruhan  dan warna.  Dalam penelitian ini nilai  kekeruhan naik dari 0 NTU menjadi 0,11 NTU dan nilai warna  mengalami  kenaikan  dari  0  TCU menjadi 7 TCU.
Kandungan  zat  organik  pada  permeat mengalami  kenaikan  yang  signifikan  dari 0,01  mg/L  menjadi  6,42  mg/L.  Hal  yang dapat  mempengaruhi  naiknya  nilai  zat organik  tersebut  adalah  faktor      fabrikasi membran  dan  kondisi  air  baku.    Faktor fabrikasi  membran  sendiri  mempengaruhi karena terdapat monomer organik vinylidene
fluoride yang  tidak  terkonversi  dalam pembentukan polimer dan terjebak  di dalam polimer  membran  [11].    Monomer  tersebut dapat  meluruh  karena  adanya  perlakuan mekanik  ataupun  perlakuan  kimia  seperti pemanasan  dan  pemberian  tekanan.  Dalam penelitian ini bertambahnya nilai zat organik disebabkan  oleh  meluruhnya  monomer organik  karena  proses  cleaning  yang menggunakan  bahan  kimia  dan  pemanasan, serta  proses  filtrasi  yang  menggunakan tekanan  isap.  Selain  itu  faktor  kondisi  air baku mempengaruhi nilai zat organik karena kualitas air baku yang tidak stabil [11].
Berdasarkan  literatur  disebutkan  bahwa membran ultrafiltrasi tidak dapat menyaring ion-ion  monovalent  maupun  multivalent, tetapi  untuk  senyawa  pembentuk  kesadahan masih  dapat  tersaring  oleh  membran ultrafiltrasi.  Dari  hasil  penelitian  ini  nilai kesadahan  mengalami  penurunan  sebesar 33,15  %.  Dalam  Julialdi  [7],  ion-ion  logam yang  terdapat  dalam  air  mempunyai  ukuran yang lebih kecil dari 0,1 μm tetapi ketika ion logam  tersebut  teroksidasi  maka  akan membentuk  senyawa  dengan  ukuran  yang lebih besar dan akan tersaring oleh membran sehingga ion-ion logam pada permeat secara umum mengalami penurunan.
Tabel 4. Data Hasil Analisis Umpan dan Hasil Pengolahan
Parameter Analisis Satuan Batas Maksimum Hasil Analisis Kinerja (%) Umpan Hasil FISIKA Warna TCU 15 5 0 100.00 Bau - Tidak berbau Tidak berbau Tidak berbau Rasa - Tidak berasa Tidak berasa Tidak berasa Kekeruhan NTU 5 0,1 0 100.00 Konduktivitas µS - 382 320 16,23 KIMIA pH - 6,5-8,5 5,56 6,87 19,07 Besi (Fe) mg/L 0,3 0,046 0 100.00 Kesadahan (CaCO3) mg/L 500 114,35 147,62 -29,09 Klorida (Cl) mg/L 250 29,39 33 -12,28 Mangan (Mn) mg/L 0,4 0,05 0,04 20.00 Nitrat (sebagai NO3) mg/L 50 1,42 36,95 -2502,11 Nitrit (sebagai NO2) mg/L 3 0,009 .0,005 44,44 Sulfat (SO4) mg/L 250 4,91 42,78 -771,28 Zat Padat Terlarut mg/L 500 267 224 16,10 Zat Organik mg/L 10 3,02 0,14 95,36 Sumber : Labkesmas
Sumber air baku dari lab kimia atas Bakumutu mengacu pada persyaratan air minum no 492/MENKES/PER/IV/2010
Kelayakan  air  minum  yang  dihasilkan  dari proses  pengolahan  ultrafiltrasi  dapat  dilihat pada  Tabel  4.  Dari  Tabel  4  tersebut  yang merupakan  analisis  dari  lab  rujukan,  dapat dilihat  untuk  parameter  warna,  kekeruhan dan kandungan besi  menunjukkan hasil nol. Hal  ini  dapat  menunjukkan  bahwa  kinerja alat  mencapai  100%.  Sedangkan  untuk parameter konduktivitas, mangan, nitrit, TDS dan  zat  organik,  kandungan  nya  dapat diturunkan. Adapun untuk parameter lainnya seperti  kesadahan,  klorida,  nitrat  dan  sulfat menunjukkan  peningkatan  meskipun  masih memenuhi  standar  baku  mutu  air  minum. Berdasarkan hasil analisis parameter biologi pada Tabel 4, dapat dilihat bahwa parameter biologi  sudah  memenuhi  persyaratan  air minum [2].
Tabel  4. Parameter Biologi  Air Umpan dan Hasil Pengolahan
Parameter Analisis Baku Mutu Hasil Analisis Umpan Hasil Coliform < 3 43 < 3 Colitinja negatif positif negatif
Sumber Kabkesmas Setyabudi Bakumutu mengacu pada persyaratan air minum [2].

## 4.  KESIMPULAN
Alat pengolahan air minum portabel dengan membran ultrafiltrasi berbahan dasar Polyvinyledene  Fluoride,  jenis  membran hollow-fiber dengan ukuran pori 0,1 μm dan panjang 15 cm dengan jumlah membran 148 buah dan 118 buah dapat dioperasikan pada tekanan  hisap  yang  tidak  melebihi  tekanan hisap manusia (partisipan) yaitu 0,357 bar di mana tekanan udara di dalam botol pengolah air minum tidak berada pada kondisi vacuum (tertutup rapat).
Pada  penggunaan  jumlah  membran  148 buah,  permeat  yang  dihasilkan  sesuai dengan standar PERMENKES No. 492/MENKES/PER/IV/2010 dari parameter fisika,  kimia,  dan  biologi  yang  memenuhi persyaratan  air  minum. Lifetime membran
didapatkan setelah membran berjumlah 148 buah  dapat  menghasilkan  air  minum sebanyak  38,879  L,  sedangkan lifetime untuk  membran  berjumlah  118  buah didapatkan setelah menghasilkan air minum sebanyak  9,87  L.  Selain  itu  jika  dihitung nilai  ekonomisnya,  pemakaian  membran dalam  pengolahan air  minum dapat menghemat  50%  dibandingkan  dengan pembelian air minum kemasan 600 ml.

## DAFTAR  PUSTAKA
[1]   S. P. S. R. A. Prahardy, Pengolahan Air Rawa  Menjadi  Air  Bersih  di  Daerah Timbangan  Indralaya  (-3,201341  LS
104,6513881 BT) Menggunakan Membran Ultrafiltrasi. Jurusan Teknik Kimia,  Fakultas  Teknik,  Universitas Sriwijaya, Palembang, 2015.
[2]   Kemenkes,  Peraturan  Kemenkes  RI Nomor  492/MENKES/PER/IV/2010, Kemenkes RI, 2010.
[3]   M.  S.  Gomotsegang  F.  Molelekwa, Preliminary  Studies  on  Membrane Filtration for the Production of Potable Water:  A  Case  of  Tshaanda  Rural Village  in  South  Africa. PLOS  One, vol. 9(8), hal.. 1-10, 2014.
[4]   M. T. Nor, Ground Water Treatment by Ultrafiltration. Jurnal  Kejuruteraan , vol. 1, hal. 27-35, 1989.
[5]   R. S. Mark Rohit Francis, Effectiveness of  Membrane  Filtration  to  Improve Drinking Water:
A
Quasi-
Experimental Study from Rural
Southern  India. The  American  Society of Tropical Medicine and Hygiene , vol. 95(5), hal. 1192-1200, 2016.
[6]   L. Y.-n.-j. Xia Sheng-ji, Drinking water production by ultrafiltration of Songhuajiang River with PAC adsorption. Journal  of  Environmental Sciences , vol. 19, hal. 536-539, 2007.
[7]   A.  Julialdi,  Penelitian  Perancangan Alat  Pengolahan  Air  Minum  Portable
dengan Media Filter Membran Ultrafiltrasi.  Jurusan  Teknik  Kimia,
Politeknik  Negeri  Bandung,  Bandung,
2015.
[8]   R.  M.  Fajar  Muhammad  Ramadhan, Proses Pengolahan Air Tanah menjadi Air  Minum  dengan  Media  Filter Membran Ultrafiltrasi. Jurusan Teknik Kimia,  Politeknik  Negeri  Bandung,
Bandung, 2016.
[9]   P. P. P. A. J. B. Fitri Auliani, Penelitian Perancangan  Proses  Pengolahan  Air Minum  Portable  dengan  Media  Filter Membran Ultrafiltrasi. Jurusan Teknik Kimia,  Politeknik  Negeri  Bandung, Bandung, 2014.
[10]   M. Kurlansky, Salt : A World History. Walker Publishing Company, 2002.
[11]   Wenten, Pengantar Teknologi
Membran. Bandung: Departemen Teknik  Kimia,  Institut  Teknologi Bandung, 2010.
[12]   B.  S.  Nasional,  SNI-01-2332-1991,
Badan Standardisasi Nasional, 1991.