Perancangan dan aplikasi membran keramik dengan penambahan serbuk gergaji yang digunakan sebagai penyerap besi (Fe) dalam air

PUTRA, Hijrah Purnama, Ir. Agus Prasetya, M.Eng.Sc., Ph.D

2009 | Tesis | S2 Magister Sistem Teknik

Air merupakan sumber daya yang mutlak harus ada bagi kehidupan. Air memegang peranan penting dalam tubuh manusia dan kehidupan sehari-hari. Potensi air di dunia berjumlah 1,385 juta km3, tetapi hanya 1,73% terdapat sebagai air tanah, permukaan dan di udara. Kuantitas air tanah lebih banyak 96% dibandingkan air permukaan, tetapi kandungan bahan-bahan kimia yang dimilikinya sangat tinggi, khususnya kadar besi (Fe), maka diperlukan teknologi tepat guna yang dapat dipergunakan untuk menurunkan kadar Fe pada air tanah. Teknologi yang cukup menjanjikan ini adalah penerapan membran keramik. Membran keramik tersebut dapat dibuat dari berbagai bahan, termasuk salah satunya campuran antara tanah lempung dan serbuk gergaji. Membran keramik dibuat dengan metode cetak tuang, menggunakan campuran lempung Sukabumi, waterglass, kwarsa dan serbuk gergaji dengan variasi 0; 2,5; 5; 7,5; dan 10% dari berat total lempung serta melalui pembakaran dengan suhu 11500C. Pengujian meliputi sifat fisik dan mekanis membran keramik akibat penambahan serbuk gergaji dan kemampuan membran keramik menjerap Fe dalam sampel air. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan serbuk gergaji mempengaruhi sifat fisik dan mekanik membran keramik. Penambahan serbuk gergaji berbanding terbalik dengan nilai susut kering dan kuat lentur, sedangkan pada ukuran pori serta susut bakar berbanding linear dengan penambahan serbuk gergaji. Hasil analisa SEM dan EDX menunjukkan bahwa distribusi pori yang tidak merata serta kandungan mineral Al dan Si mendominasi di permukaan membran keramik. Pengujian terhadap sampel air, menunjukkan kinerja masingmasing untuk membran keramik dengan serbuk gergaji 10%; 7,5%; 5%; 2,5% dan 0% adalah sebagai berikut: Effisiensi pengolahan 94,32-99,15%; 95,63-99,60%; 93,07-98,78%; 95,85-98,57%;dan 95,65-98,21%. Waktu optimum 150, 150, 240, 405 dan 405 menit, debit permeate 0,1389-2,4215 L/jam; 0,1267-2,1722 L/jam; 0,1243-0,7714 L/jam; 0,0667-0,4275 L/jam dan 0,0600-0,2937 L/jam. Membran keramik dengan serbuk gergaji sebesar 2,5% memiliki kinerja optimum pada efisiensi pengolahan, waktu optimum dan debit yang dihasilkan.

Water is a resource that we absolutely need for our life. Water plays very important roles in the human body and everyday life. Water potential in the world is about approximately 1,385 million km3, but only 1,73% is available as groundwater, surface water and in the air. Quantity of groundwater more than 96% of surface water, but the chemicals content is very high, especially (Fe). An appropriate technology is needed to decrease Fe content in groundwater. One of the promising technology is the application of the ceramic membrane. Ceramic membrane can be made from various materials, including the mixture of clay and sawdust. Ceramic membrane made with the slip casting method, using a mixture of clay from Sukabumi West Java, waterglass, kwarsa and sawdust. Sawdust used were varied from 0; 2,5; 5; 7,5; and 10% of the total weight of clay. Firing temperature was 11500C. The analysis of the ceramic membrane includes the physical and mechanical characteristic of ceramic membrane due to the addition of sawdust and ability of ceramic membrane to absorb Fe in water samples. The results of research indicate that the addition of sawdust affect the characteristic of physical and mechanical ceramic membrane. The addition of sawdust is not linear to the value of dry shrinkage and bending strength, while the pore size and burn shrinkage is linear to addition of sawdust. Results of SEM and EDX analysis show that the pore distribution is not uniform and minerals of Al and Si dominated the ceramic membrane’s surface. Analysis of water samples, show the performance of ceramic membrane with sawdust 10%, 7.5%, 5%, 2.5% and 0% were as follows: treatment eficiency 94,32-99,15%; 95 99-.63, 60%; 93,07-98,78%, 95,85-98,57% and 95,65-98,21%. Optimum time 150, 150, 240, 405 and 405 minutes, permeate flowrate 0,1389-2,4215 L/hr; 0,1267-2,1722 L/hr; 0,1243-0,7714 L/hr; 0,0667-0,4275 L/hr and 0,0600-0,2937 L/hour. Ceramic membrane with sawdust of 2.5% has optimum performance in processing efficiency, the optimum and the permeate flowrate.

Kata Kunci : Membran keramik, Serbuk gergaji, Konsentrasi Besi (Fe), Ceramic Membrane, Saw Dust, Iron (Fe) Consentration