Optimasi Penurunan Kesadahan Dengan Penambahan Natrium Karbonat (Na2co3) Menggunakan Response Surface Methodology (Rsm) Pada Air Sumur Di Desa Nganti, Bojonegor

Nisa, An- and Wahyunanto Agung Nugroho,, STP., M.Eng., Ph.D and Prof. Dr. Ir. Bambang Suharto,, M.S. (2024) Optimasi Penurunan Kesadahan Dengan Penambahan Natrium Karbonat (Na2co3) Menggunakan Response Surface Methodology (Rsm) Pada Air Sumur Di Desa Nganti, Bojonegor. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Salah satu permasalahan kualitas air yang sering terjadi di beberapa daerah di Indonesia adalah kesadahan air. Kesadahan pada air diakibatkan adanya kandungan ion Ca2+ dan Mg2+ dari batuan dan tanah. Air sadah dapat menimbulkan berbagai dampak. Untuk itu, pada penelitian ini dilakukan alternatif penurunan kesadahan air dengan menggunakan proses kimia berupa penambahan natrium karbonat (Na2CO3) karena dianggap ekonomis dan mudah untuk diaplikasikan pada kondisi daerah seperti di Desa Nganti, Bojonegoro. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi dan waktu pengadukan natrium karbonat (Na2CO3) dalam menurunkan kesadahan air, mengetahui konsentrasi Na2CO3 dan waktu pengadukan optimum untuk menurunkan kesadahan pada air, serta perkiraan cost process dari treatment ini. Penelitian ini menggunakan metode optimasi RSM (Response Surface Methodology) dengan Central Composite Design untuk mengoptimalkan respon berdasarkan pengaruh variabel yang digunakan. Penelitian ini menggunakan dua faktor yaitu konsentrasi natrium karbonat dan waktu pengadukan, serta respon yang ingin diketahui adalah besar penurunan kesadahan air. Proses optimasi dilakukan dengan dua tahapan. Pada tahapan pertama faktor konsentrasi Na2CO3 diuji pada rentang1600 mg/L hingga 1700 mg/L. Kemudian untuk waktu pengadukan diuji pada rentang 10 hingga 20 menit. Pada tahapan kedua faktor konsentrasi Na2CO3 diuji pada rentang 1720,71 mg/L hingga 2000 mg/L. Kemudian untuk waktu pengadukan diuji pada rentang 10 hingga 20 menit. Pengujian kadar kesadahan total dilakukan dengan metode titrasi kompleksometri dengan pengukuran secara duplo. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa konsentrasi Na2CO3 berpengaruh signifikan terhadap penurunan kesadahan, sedangkan waktu pengadukan tidak berpengaruh signifikan. Pada tahapan pertama didapatkan model kuadratik dengan konsentrasi Na2CO3 optimum yaitu 1700 mg/L dan waktu pengadukan 10 menit. Pada tahapan pertama belum ditemukan titik optimum tertentu pada konsentrasi Na2CO3 , sehingga dilakukan perluasan rentang. Adapun pada tahapan kedua didapatkan model linier dengan konsentrasi Na2CO3 optimum yaitu 2000 mg/L dan waktu pengadukan 10 menit. Adapun pada analisis biaya dilakukan dua skema yaitu analisis biaya pada pengadukan dengan pengaduk mekanis dan manual. Hasil verifikasi pada kedua tahapan ini tidak memiliki perbedaan nyata antara data prediksi dan data aktual, dikarenakan data aktual masih berada dalam rentang prediksi terendah dan tertingginya. Pada tahap optimasi 1 diperoleh desirability 0,843 dan pada tahap optimasi 2 sebesar 0,641. Setelah dilakukan perhitungan pada proses pengolahan air dengan pengadukan mekanis dibutuhkan biaya sebesar Rp.112.838.400 untuk pemenuhan kebutuhan air warga Desa Nganti sebanyak 216.000 L/hari. Sedangkan pada proses pengolahan air dengan pengadukan manual diperlukan biaya sebesar Rp.3.801.600 untuk pemenuhan kebutuhan air warga Desa Nganti sebanyak 216.000 L/hari.

English Abstract

One of the water quality issues that frequently occurs in several regions of Indonesia is water hardness. Hardness in water is caused by the presence of Ca2+ and Mg2+ ions from rocks and soil. Hard water can cause various impacts. Therefore, this study explores an alternative method for reducing water hardness using a chemical process involving the addition of sodium carbonate (Na2CO3), which is considered economical and easy to apply in conditions such as those in Nganti Village, Bojonegoro. The purpose of this research is to determine the effect of concentration and stirring time of sodium carbonate (Na2CO3) on reducing water hardness, to find the optimum concentration of Na2CO3 and stirring time for reducing water hardness, and to estimate the cost process of this treatment. This research uses the Response Surface Methodology (RSM) optimization method with Central Composite Design to optimize the response based on the influence of the variables used. This study uses two factors: the concentration of sodium carbonate and the stirring time, and the response to be measured is the degree of water hardness reduction. The optimization process was conducted in two stages. In the first stage, the concentration of Na2CO3 was tested in the range of 1600 mg/L to 1700 mg/L, and the stirring time was tested in the range of 10 to 20 minutes. In the second stage, the concentration of Na2CO3 was tested in the range of 1720,71 mg/L to 2000 mg/L, and the stirring time was tested in the range of 10 to 20 minutes. Total hardness was measured using the complexometric titration method with duplicate testing. Based on the research results, it can be concluded that the concentration of Na2CO3 has a significant effect on reducing hardness, whereas stirring time does not have a significant effect. In the first stage, a quadratic model was obtained with an optimum Na2CO3 concentration of 1700 mg/L and a stirring time of 10 minutes. In the first stage, no specific optimum point was found for the Na2CO3 concentration, so the range was expanded. In the second stage, a linear model was obtained with an optimum Na2CO3 concentration of 2000 mg/L and a stirring time of 10 minutes. The cost analysis was conducted using two schemes: cost analysis for mechanical stirring and manual stirring. The verification results in both stages showed no significant difference between the predicted data and the actual data, as the actual data were still within the lowest and highest prediction range. The desirability in optimization stage 1 was 0,843 and in optimization stage 2 was 0,641. After calculations were performed, it was determined that the cost of water treatment using mechanical stirring is Rp. 112,838,400 to meet the water needs of the residents of Nganti Village, amounting to 216,000 L/day. In contrast, the cost of water treatment using manual stirring is Rp. 3,801,600 to meet the same water needs of the residents of Nganti Village, amounting to 216,000 L/day

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	052404
Uncontrolled Keywords:	Air Sumur, Kesadahan Air, Natrium Karbonat, Optimasi, Response Surface Methodology (RSM) -Optimization, Response Surface Methodology (RSM), Sodium Carbonate, Water Hardness, Well Water
Divisions:	Fakultas Pertanian > Hama dan Penyakit Tanaman
Depositing User:	Unnamed user with username nova
Date Deposited:	29 Nov 2024 06:44
Last Modified:	29 Nov 2024 06:44
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/229869

Text (DALAM MASA EMBARGO) An-Nisa.pdf Restricted to Registered users only Download (6MB)

Actions (login required)

View Item