EFEKTIVITAS PENJERNIHAN AIR KERUH BERBASIS MATERIAL ARANG BATOK KELAPA Cocos nucifera DAN Musa paradisiaca

Oleh   

Alkhansa Daania, Azkiya Dhiya Rahma Susatia, Keysha Sabrina Sandiva, Khansa Syarifah Aulia, Khanza Nurul Hafizah, Shabrina Intan Nurfitria

(Kelas 10 SMAIT Mentari Ilmu)

Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan dasar manusia yang sangat penting untuk menunjang kehidupan sehari-hari. Ketersediaan air bersih menjadi salah satu faktor yang menentukan kualitas kesehatan masyarakat. Namun, masih banyak sumber air yang memiliki tingkat kekeruhan tinggi akibat adanya partikel tersuspensi, lumpur, pasir halus, bahan organik, serta zat pencemar lainnya. Air yang keruh tidak hanya mengurangi nilai estetika, tetapi juga dapat menjadi media berkembangnya mikroorganisme yang berbahaya bagi kesehatan.

Berbagai metode penjernihan air telah dikembangkan, mulai dari penggunaan teknologi modern hingga pemanfaatan bahan alami yang mudah diperoleh di lingkungan sekitar. Salah satu alternatif yang dapat digunakan adalah arang batok kelapa dan kulit pisang nangka. Arang batok kelapa memiliki kemampuan adsorpsi yang baik karena memiliki pori-pori yang banyak dan luas permukaan yang besar. Sementara itu, kulit pisang nangka mengandung serat alami yang dapat dimanfaatkan sebagai media filtrasi untuk menyaring partikel penyebab kekeruhan.

Pemanfaatan kedua bahan tersebut menjadi menarik karena selain mudah diperoleh, bahan-bahan tersebut juga termasuk limbah organik yang sering tidak dimanfaatkan secara optimal. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui efektivitas kombinasi arang batok kelapa dan kulit pisang nangka sebagai media penjernihan air keruh yang sederhana, murah, dan ramah lingkungan.

Penjernihan Air

Penjernihan air merupakan proses pengolahan yang bertujuan meningkatkan kualitas air agar layak digunakan. Menurut Said (2017), proses penjernihan air dapat dilakukan melalui beberapa tahapan seperti filtrasi, adsorpsi, sedimentasi, koagulasi, dan disinfeksi. Proses tersebut berfungsi untuk menghilangkan pencemar fisik, kimia, maupun biologis yang terdapat dalam air.

Kualitas Air dan Kekeruhan

Menurut Effendi (2003), kekeruhan merupakan salah satu parameter fisik yang digunakan untuk menentukan kualitas air. Kekeruhan disebabkan oleh adanya partikel tersuspensi seperti lumpur, pasir halus, dan bahan organik. Tingkat kekeruhan yang tinggi dapat mengurangi kualitas air serta menghambat proses desinfeksi karena partikel-partikel tersebut dapat melindungi mikroorganisme dari bahan disinfektan.

Adsorpsi dalam Pengolahan Air

Adsorpsi merupakan proses penyerapan zat pencemar oleh permukaan material padat. Crini (2006) menjelaskan bahwa proses adsorpsi dapat digunakan untuk menghilangkan warna, bau, logam berat, dan berbagai senyawa organik dalam air. Efektivitas adsorpsi dipengaruhi oleh luas permukaan, ukuran pori, dan sifat kimia adsorben yang digunakan.

Arang Batok Kelapa sebagai Adsorben

Arang batok kelapa memiliki struktur pori yang berkembang dengan baik sehingga mampu menyerap berbagai kontaminan dalam air. Menurut Fathurrahmaniah dkk. (2022), arang tempurung kelapa efektif digunakan untuk menyerap logam berat, senyawa organik, serta zat penyebab warna dan bau. Kemampuan adsorpsi tersebut dapat ditingkatkan melalui proses aktivasi yang memperbesar luas permukaan dan jumlah pori arang.

Kulit Pisang Nangka sebagai Media Filtrasi

Kulit pisang nangka memiliki kandungan serat yang cukup tinggi sehingga berpotensi digunakan sebagai media filtrasi alami. Struktur jaringan serat yang dimiliki memungkinkan terjadinya penyaringan partikel-partikel tersuspensi secara bertahap. Selain mudah diperoleh, kulit pisang nangka juga merupakan limbah organik yang dapat dimanfaatkan kembali untuk mendukung pengolahan air sederhana.

Kombinasi Filtrasi dan Adsorpsi

Kombinasi antara proses filtrasi dan adsorpsi dapat meningkatkan efektivitas penjernihan air. Filtrasi berfungsi menyaring partikel tersuspensi, sedangkan adsorpsi berfungsi mengikat zat pencemar yang terlarut dalam air. Penggunaan arang batok kelapa dan kulit pisang nangka dalam satu sistem filtrasi diharapkan mampu menghasilkan kualitas air yang lebih baik dibandingkan penggunaan satu jenis media saja.

Metode Penelitian

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan pendekatan deskriptif. Penelitian dilaksanakan di SMAIT Mentari Ilmu Karawang dan rumah peneliti selama kurang lebih satu bulan.

Alat yang digunakan meliputi botol plastik bekas, pisau, gunting, blender, oven, loyang, wadah penampung, pipa, dan lem pipa. Adapun bahan yang digunakan terdiri atas arang batok kelapa, kulit pisang nangka, pasir halus, pasir kasar, serabut kelapa, kerikil, kapas, dan air keruh sebagai sampel penelitian.

Tahap penelitian diawali dengan pembuatan bubuk kulit pisang nangka melalui proses pencucian, pengeringan, dan penghalusan menggunakan blender. Selanjutnya dilakukan penyusunan media filtrasi secara bertingkat ke dalam botol plastik yang telah dimodifikasi. Susunan media terdiri atas kapas, kerikil, pasir halus, serabut kelapa, arang batok kelapa, pasir kasar, dan lapisan penyaring lainnya.

Air keruh kemudian dialirkan melalui media filtrasi dan diamati perubahan kualitasnya. Data yang dikumpulkan meliputi tingkat kekeruhan, warna, dan bau air sebelum serta sesudah proses filtrasi. Data dianalisis secara deskriptif untuk mengetahui efektivitas sistem filtrasi yang dikembangkan.

Hasil Penelitian

Tabel Percobaan

Hasil pengujian menunjukkan bahwa penggunaan kombinasi arang batok kelapa dan bubuk kulit pisang nangka mampu memperbaiki kualitas air secara fisik. Air yang semula sangat keruh mengalami perubahan menjadi lebih jernih setelah melewati proses filtrasi.

Berdasarkan hasil observasi, tingkat kekeruhan air mengalami penurunan sekitar 75%. Warna air berubah dari coklat keruh menjadi kuning jernih dengan tingkat perubahan sekitar 45%. Selain itu, bau air yang semula cukup kuat berkurang hingga sekitar 55% setelah proses penyaringan.

Pada percobaan pertama, air hasil filtrasi sudah bebas dari partikel-partikel besar, namun masih menunjukkan warna kuning yang cukup jelas. Pada percobaan berikutnya, peningkatan jumlah arang batok kelapa menghasilkan air dengan warna yang lebih bening dibandingkan percobaan sebelumnya.

Pembahasan

Penurunan tingkat kekeruhan menunjukkan bahwa sistem filtrasi yang digunakan mampu bekerja dengan baik dalam menyaring partikel-partikel penyebab kekeruhan. Serabut kelapa, pasir, kerikil, dan bubuk kulit pisang nangka berperan sebagai media filtrasi mekanis yang menahan partikel tersuspensi sehingga air menjadi lebih jernih.

Arang batok kelapa berfungsi sebagai adsorben yang menyerap sebagian zat pencemar, warna, dan senyawa penyebab bau. Kemampuan adsorpsi tersebut terjadi karena struktur pori yang dimiliki arang mampu mengikat berbagai zat yang terlarut dalam air. Hasil penelitian ini mendukung teori bahwa arang batok kelapa merupakan adsorben alami yang efektif dalam pengolahan air.

Meskipun demikian, hasil filtrasi masih menunjukkan warna kekuningan. Kondisi tersebut diduga berasal dari pigmen alami yang terkandung dalam bubuk kulit pisang nangka yang ikut larut selama proses penyaringan. Hal ini menunjukkan bahwa meskipun filtrasi dan adsorpsi telah berjalan dengan baik, kemampuan media dalam menyerap pigmen organik masih belum optimal.

Secara keseluruhan, kombinasi arang batok kelapa dan kulit pisang nangka terbukti mampu meningkatkan kualitas air melalui mekanisme filtrasi dan adsorpsi. Selain efektif, metode ini juga mudah diterapkan serta menggunakan bahan yang murah dan ramah lingkungan sehingga berpotensi menjadi solusi penjernihan air sederhana bagi masyarakat.

Kesimpulan dan saran

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa kombinasi arang batok kelapa dan kulit pisang nangka mampu meningkatkan kualitas air keruh melalui proses filtrasi dan adsorpsi. Sistem filtrasi yang dikembangkan berhasil menurunkan tingkat kekeruhan hingga sekitar 75%, memperbaiki warna air sebesar 45%, serta mengurangi bau sebesar 55%.

Meskipun hasil filtrasi belum menghasilkan air yang sepenuhnya bening, penelitian ini menunjukkan bahwa pemanfaatan bahan alami dan limbah organik dapat menjadi alternatif teknologi tepat guna yang murah, mudah diterapkan, dan ramah lingkungan untuk penjernihan air skala sederhana.

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, ada beberapa saran untuk pengembangan atau iterasi selanjutnya agar solusi ini semakin optimal: 

1.      Pengembangan Media: Peneliti selanjutnya disarankan untuk menguji perbandingan komposisi yang tepat antara bubuk kulit pisang nangka dan arang batok kelapa, juga harus menggunakan arang aktif lebih banyak agar air dapat terfilter dengan baik. Penggunaan kapas atau tisu pada filter air juga harus lebih padat, agar kotoran pada air keruh dapat tersaring dengan sempurna, dan pengendapan bubuk kulit pisang nangka pada air memerlukan waktu lebih lama dibandingkan ujicoba kami sebelumnya. Hal ini bertujuan untuk mencapai tingkat kejernihan maksimal dalam waktu lebih singkat. 

2.      Analisis Laboratorium: Penelitian berikutnya perlu memperluas pengujian pada parameter kimia, seperti kadar logam berat Fe dan Mn, serta parameter biologi, seperti bakteri, di laboratorium terakreditasi. Ini penting untuk memastikan keamanan air hasil filtrasi sebagai air minum. Selain itu, perlu juga dilakukan analisis tentang kandungan yang dapat menghilangkan warna dari bubuk kulit pisang nangka. 

3.      Daya Tahan Media: Kajian diperlukan mengenai masa pakai atau daya tahan dari media filtrasi organik ini sebelum mencapai titik jenuh. Ini akan membantu masyarakat mengetahui frekuensi penggantian bahan yang tepat.

Daftar Pustaka

Crini, Grégorio. (2006). Non-conventional low-cost adsorbents for dye removal: A review. Bioresource Technology, 97(9), 1061–1085. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005.05.001

Effendi, Hefni. (2003). Telaah Kualitas Air bagi PengelolaanSumber Daya dan Lingkungan Perairan. Yogyakarta: Kanisius.

Fathurrahmaniah, Siti, Nurul Hidayah, dan Ahmad Fauzi. (2022). Pemanfaatan Arang Tempurung Kelapa sebagai Adsorben dalam Penjernihan Air. Jurnal TeknologiLingkungan, 23(1), 1–10. https://doi.org/10.29122/jtl.v23i1.5120

Foo, Kurniawan Y., dan B.H. Hameed. (2010). Insights into the modeling of adsorption isotherm systems. Chemical Engineering Journal, 156(1), 2–10. https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.09.013

Handayani, S., & Raharjo, M. (2021). Efektivitas KetebalanKarbon Aktif Tempurung Kelapa dalam Menurunkan Kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn) pada Air Sumur Gali. JurnalKeslingmas, 40(4), 148-154.

Ikhwan, Muhammad. (2014). Efektivitas Arang Batok Kelapa dalam Menurunkan Kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn) pada Air Sumur. Jurnal Kesehatan Lingkungan, 10(2), 1–8.

Ismanto, A., Destiarti, G., & Ardiningsih, P. (2016). Pengolahan Air Gambut Menjadi Air Bersih DenganMetode Adsorpsi Menggunakan Karbon Aktif Batok Kelapa. Prisma Fisika, 4(1), 01-06.

Kusumawardani, Dwi, Rina Marlina, dan Ahmad Yusuf. (2019). Pemanfaatan Kulit Pisang sebagai Media FiltrasiAlami pada Pengolahan Air Sederhana. Jurnal IlmuLingkungan, 17(2), 120–128. https://doi.org/10.14710/jil.17.2.120-128

Lubis, M. A. (2024). Eksperimen Pembuatan Filter Air Sederhana Menggunakan Karbon Aktif Tempurung Kelapa. Jipper: Jurnal Ilmu Pertanian, 3(2).

Melani, A., dkk. (2022). Pemanfaatan Arang Batok Kelapa sebagai Adsorben dalam Pemurnian Air Sumur. Intek: Jurnal Penelitian, 5(1), 31-36.

Nurhasanah, Siti, Dewi Kartika, dan Rudi Hartono. (2021). Pengaruh Serat Alami terhadap PenurunanKekeruhan Air melalui Metode Filtrasi. Jurnal RekayasaLingkungan, 21(3), 45–53. https://doi.org/10.37412/jrl.v21i3.567

Prasetyo, Bambang. (2008). Teknologi Tepat Guna dalamPengolahan Air Bersih Masyarakat Pedesaan. Jakarta: PT Rineka Cipta.

Priyono, B., Wahyuningsih, S., & Ramelan, A. H. (2024). Penambahan Arang Batok Kelapa ke Zeolit Alam untukFilter Air Keramik. Prosiding Seminar Nasional Fisika (E-Journal).

Putra, I Made, Agus Santoso, dan Rina Kurniawati. (2013). Karbon Aktif Tempurung Kelapa untuk PenjernihanAir Bersih. Jurnal Teknik Kimia Indonesia, 12(1), 1–7.

Respati, Raka, Dimas Prakoso, dan Nurul Aini. (2024). Pengaruh Penambahan Arang Batok Kelapa terhadap Nilai Total Dissolved Solids (TDS) pada Sistem Filtrasi Air. Jurnal Sains dan Teknologi Lingkungan, 16(1), 10–18. https://doi.org/10.20885/jstl.vol16.iss1.art2

Rianti, Fira, Ahmad Hidayat, dan Sulastri. (2023). Implementasi Teknologi Penjernihan Air SederhanaBerbasis Arang Batok Kelapa pada Masyarakat. JurnalPengabdian Lingkungan, 5(2), 1–9. https://doi.org/10.24815/jpl.v5i2.30121

Said, Nusa Idaman. (2017). Teknologi Pengolahan Air Bersih dengan Proses Filtrasi dan Adsorpsi. Jakarta: BPPT Press.

Said, Nusa Idaman, Rudi Nugroho, dan Budi Santoso. (2020). Kombinasi Filtrasi dan Adsorpsi dalam SistemPengolahan Air Sederhana. Jurnal Air Indonesia, 13(1), 20–30. https://doi.org/10.29122/jai.v13i1.4125

Sari, Wulan, Dini Rahmawati, dan Fajar Nugroho. (2020). Pemanfaatan Serat Alami sebagai Media Filtrasi Air Keruh. Jurnal Teknik Lingkungan, 26(2), 55–63. https://doi.org/10.5614/jtl.2020.26.2.7

Sari, D. P., dkk. (2024). Implementasi Teknologi Karbon Aktif Berbahan Arang Batok Kelapa untuk Pengolahan Air di Kawasan Pertambangan Desa Supat Barat Sumatera Selatan. Seminar Nasional AVoER XVI.