koagulasi flokulasi

                                                                             BAB I

PENDAHULUAN

1.1              Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara yang sedang berkembang dengan jumlah penduduk lebih dari 200 juta jiwa, seiring bertambahnya penduduk kebutuhan akan kendaraan bermotor juga semakin bertambah. Dengan jumlah kendaraan bermotor terutama mobil yang tergolong tinggi memberikan peluang muculnya usaha-usaha atau jasa pencucian mobil bagi masyarakat.

Munculnya peluang usaha pencucian mobil dianggap dapat menguntungkan, karena akan meningkatkan perekenomian serta meningkatkan pendapatan daerah melalui pajak usaha. Namun jika di lihat dari aspek lingkungan, menjamurnya jasa pencucian mobil di kota-kota besar dapat memperburuk kualitas lingkungan karena kebanyakan dari usaha pencucian mobil yang ada tidak mengolah terlebih dahulu limbah atau air hasil pencucian mobil melainkan langsung dibuang ke saluran air atau ke badan air yang ada. apabila limbah tersebut dibuang di badan air dalam jumlah besar dapat mengakibatkan kadar COD dan Surfaktan meningkat.

COD dan surfaktan akan membentuk sistem koloid stabil yang dapat membuat air limbah menjadi keruh. Semakin meningkat COD dan surfaktan maka semakin keruh air limbah tersebut. Selain COD dan surfaktan adanya debu (padatan) dan pengotor lainnya juga meningkatkan kekeruhan air limbah.

Dalam beberapa pengukuran kadar COD dalam air limbah dari jasa pencucian mobil berkisar antara 248 - 776 mg/L dimana menurut SK. Gub. Jatim no. 45 tahun 2002 tentang baku mutu limbah cair mensyaratkan kadar COD limbah yang dibuang ke badan air kelas IV tidak boleh melebihi 600 mg/L, sehingga sangat perlu adanya pengolahan terhadap air limbah pencucian mobil pada umumnya (Fadly, 2010).

Pada penelitian pendahuluan memakai jartest (metoda koagulasi-flokulasi) yang dilakukan Fadly Rachman Hakim (2010) di Laboratorium Teknik Lingkungan, dimana limbah jasa pencucian mobil dilakukan pengolahan memakai koagulan alum dan flokulan PE dengan variasi kombinasi dosis koagulan-flokulan yang beragam. Dari variasi tersebut didapatkan enam kombinasi dosis optimum yang nilainya diperlihatkan pada Tabel 1.1. Hasil penelitian pendahuluan.

 Tabel 1.1. Hasil penelitian pendahuluan.

Variasi	Dosis Alum (gr/L)	Dosis PE (gr/L)
1	0,25	0,006
2	0,5	0,013
3	1	0,025
4	2	0,05
5	4	0,1
6	8	0,2

Sumber: Hasil Penelitian Fadly, 2010.

Dalam penelitian pendahuluan tersebut diketahui bahwa penggunaan dosis ke empat dengan perbandingan koagulan-flokulan 1:0,025 merupakan kombinasi dosis yang optimum dengan persentasi removal COD dan surfaktan 75,17% dan 72,07% pada limbah yang langsung diolah setelah pengambilan sampel serta 73,10% dan 71,06% pada limbah yang diendapkan selama 30 menit terlebih dahulu setelah pengambilan sampel sebelum dilakukan pengolahan.  Namun menurut penulis masih perlu adanya penelitian lanjutan dengan jenis koagulan-flokulan yang lain sehingga bisa didapatkan nilai removal yang paling optimal misalnya flokulan aquaclear.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui alternatif pengolahan yang lebih spesifik, khususnya yang efisien untuk menurunkan konsentrasi limbah pencucian mobil. Jika konsentrasi limbah diasumsikan sebagai kekeruhan pada limbah, pada penelitian ini akan dibandingkan efisiensi removal proses koagulasi-flokulasi dengan beberapa variabel sehingga supernatan hasil pengolahannya diharapakan dapat memenuhi baku mutu efluen dan tentunya akan dapat diterima oleh badan air permukaan. Variabel yang bisa digunakan adalah penggantian flokulan dengan aquaclear dan parameter yang akan diukur adalah pH dan kekeruhan air limbah.

Dari uraian diatas dapat disimpulkan sementara bahwa masih diperlukan penelitian untuk menindaklanjuti hasil penelitian pendahuluan dengan memakai variasi dosis koagulan-flokulan dan pengaruh pengendapan yang sama, namun flokulan yang dipakai diganti dengan aquaclear dan parameter yang akan diukur adalah penurunan kekeruhan air limbah setelah pengolahan. Kombinasi dosis mana yang akan memberikan hasil paling efisien serta berapa efisiensi optimal yang dapat dicapai.

1.2              Rumusan Masalah

Dari latar belakang masalah di atas, dapat dirumuskan beberapa permasalahan, sebagai berikut :

1.  Bagaimana kombinasi optimum antara dosis koagulan dan flokulan yang cocok dan sesuai untuk mengolah air limbah pencucian mobil.

2.  Berapa dosis koagulan-flokulan yang efektif dan efisien dari air limbah setelah dan sebelum pengendapan.

3.  Apakah pengaruh perlakuan pengendapan diawal pengolahan terhadap optimasi pengolahan air limbah pencucian mobil.

1.3              Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1.   Menentukan kombinasi optimum antara dosis koagulan dan flokulan untuk mengolah air limbah pencucian mobil.

2.   Menentukan dosis koagulan-flokulan yang efektif dan efisien dari air limbah setelah dan sebelum dilakukan pengendapan.

3.   Menentukan pengaruh perlakuan pengendapan awal pada pengolahan air limbah pencucian mobil.

1.4              Ruang Lingkup

Ruang lingkup yang digunakan dalam penelitian ini meliputi :

1.      Penelitian dilakukan dalam skala batch di Laboratorium Pengolahan Limbah Industri Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung.

2.      Limbah yang digunakan adalah limbah dari salah satu jasa pencucian mobil di daerah Jl. Surya Sumantri, Bandung.

3.      Proses yang digunakan untuk mengolah air limbah produksi tahu adalah proses koagulasi-flokulasi dengan metode Jar Test dan kerucut inhoff.

4.      Koagulan yang digunakan adalah tawas Al₂(SO₄)₃.

5.      Flokulan yang digunakan adalah Aquaclear.

6.      Variasi kombinasi dosis tawas dan aquaclear adalah 0,25 gr/L dan 0,006 gr/L; 0,5 gr/L dan 0,013 gr/L; 1 gr/L dan 0,025 gr/L; 2 gr/L dan 0,05 gr/L; 4 gr/L dan 0,1 gr/L; 8 gr/L dan 0,2 gr/L.

7.      Variabel penelitian adalah :

·         konsentrasi koagulan dan flokulan.

·         Jenis limbah yang dipakai yakni air limbah sebelum dilakukan pengendapan dan setelah dilakukan pengendapan selama 30 menit.

8.      Perlakuan yang diberikan selama penelitian adalah dengan pengaturan alat jar test pada kondisi :

·         Untuk proses koagulasi pengadukan 100 rpm : selama 1 menit.

·         Untuk proses flokulasi pengadukan 40 rpm : selama 20 menit.

·         Untuk proses pengendapan setelah pengadukan : selama 30 menit.

9.      Parameter yang diukur dalam penelitian ini adalah kekeruhan dan pH.

1.5       Sistematika Penulisan

Sistematika penyusunan laporan penelitian adalah sebagai berikut:

BAB I             PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II                        TINJAUAN PUSTAKA

                              Bab ini berisi tentang teori-teori yang mendukung penelitian.

BAB III          METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisi tentang metodologi yang digunakan untuk memperoleh, mengolah dan menganalisis data penelitian.

BAB IV          HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi tentang data hasil penelitian serta pembahasan data yang diperoleh tersebut.

BAB V            KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang kesimpulan yang diperoleh berdasarkan hasil penelitian serta saran-saran yang dapat diberikan

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Pencemaran air dapat didefinisikan sebagai hadirnya pengotor dalam air dalam jumlah tertentu sehingga mengganggu penggunaan air untuk tujuan tertentu. Salah satu langkah penting pengolahan untuk mendapatkan air bersih adalah menghilangkan kekeruhan dari air tersebut. Kekeruhan disebabkan karena adanya partikel-partikel kecil dan koloid.

2.1       Klasifikasi air

2.1.1        Penggolongan Air

Penggolongan air menurut peruntukannya dapat dibedakan menjadi :

1.      Air golongan A : air pada sumber air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu.

2.      Air golongan B : air yang dapat digunakan sebagai air baku untuk diolah menjadi air minum dan keperluan rumah tanga lainnya.

3.      Air golongan C : air yang dapat dipergunakan untuk keperluan perikanan-perikanan dan petrnakan.

4.      Air golongan D : air yang dapat dipergunakan untuk keperluan pertanian dan dapat dimanfaatkan untuk usaha diperkotaan,industry dan lstrik tenaga air.

Pengolongan air yang diatas masih termasuk dalam bagian air badan air atau air permukaaan,dimana pada air badan air ini memiliki batas syarat yang disesuiakn dengan peruntukannya.

Selain bahan-bahan beracun,adanhya pencemaran zat organik diketahui antara lain dengan memeriksa kadar ooksigen terlarut (dissolved oxygen=DO),kebutuhan biologic akan oksigen (bologycal oxygen demand = BOD), kebutuhan kimiawi akan oksigen (chemical oxygen demand=COD).

Air badan air mempunyai daya pemurnian alami (self ppurification). Bila kemasukan bahan pencemar akan diuraikan secara biologi oleh mikroorganisme yang ada di dalam air dengan kebutuhan oksigen terlarut menjadi hasil uraian yang stabil. Dari zat organik diuraikan menjadi senyawa nitrat sulfat, karbonat, fosfat dan sebagainya oleh bakteri aerob. Akan tetapi bila bahan pencemar organiknya terlalu tinggi, oksigen terlarut yang ada akan makin berkurang sampai menjadi nol. Akibatnya yang bekerja adalah bakteri anaerob, dengan hasil akhir nitrit, amonia, asam sulfida dan sebagainya yang manimbulkan bau, dalam hal ini terjadi pembusukan.

BOD adalah banyaknya oksigen yang diperlukan untuk menguraikan zat organik dalam air secara biologic, sampai menjadi senyawa yang stabil. Makin tinggi kadar zat organik dalam air, makin tinggi angka BOD nya.begitu pula kadar DO dapat dipakai sebagai petunjuk adanya pencemaran organik. Sedangkan angka COD menunjukan banyaknya oksidator kuat yang diperluakan untuk mengoksidasi zat organik dalam air, dihitung sebagai oksigen.

Dalam melakukan pengolangan air kita harus mangetahui bagaimana melakukan analisa kimia air seyogyanya dikerjakan dengan tepat dan teliti, agar diperoeh hasil yang benar.tepat (accurate) artinya didapat hasil yang dianggap mendekati hasil atau keadaan yang sebenarnya. Teliti (precise) artinya sedikit sekali selisih antara hasil beberapa penetapan dengan cara dan jumlah yang sama.

2.1.2        Standar Kualitas Air

Kualitas air dapat diketahui dengan melakukan pengujian tertentu terhadap air tersebut. Pengujian yang biasa dilakukan adalah uji kimia, fisik, biologi, atau uji kenampakan (bau dan warna). Sayangnya, cara-cara pengujian tersebut memerlukan biaya yang cukup mahal, disamping prosedur pengujian yang tidak mudah. Ada cara praktis yang bisa dilakukan oleh setiap orang untuk menilai kualitas air, yaitu dengan melihat hewan air (makroinvertebrata) yang spesifik hidup pada air berkualitas baik.

Pengelolaan kualitas air dan pengendalian pencemaran air diselenggarakan secara terpadu dengan pendekatan ekosistem. Keterpaduan yang dimaksud adalah dilakukan pada tahap perencanaan, pelaksanaan, pengawasan, dan evaluasi.

Pengelolaan kualitas air dilakukan untuk menjamin kualitas air yang diinginkan sesuai peruntukannya agar tetap dalam kondisi alamiahnya. Pengendalian pencemaran air dilakukan untuk menjamin kualitas air agar sesuai dengan baku mutu air melalui upaya pencegahan dan penanggulangan pencemaran air serta pemulihan kualitas air.

Upaya pengelolaan kualitas air dilakukan pada :

1.      Sumber air yang terdapat di dalam hutan lindung;

2.      Mata air yang terdapat di luar hutan lindung; dan

3.      Akuifer air tanah dalam.

Pengelolaan kualitas air adalah upaya pemeliharaan air sehingga tercapai kualitas air yang diinginkan sesuai peruntukannya untuk menjamin agar kualitas air tetap dalam kondisi alamiahnya.

Penentuan standar kualitas air minum maupun air limbah berdasarkan pertimbangan bahwa :

1.      Bahan-bahan beracun yang apabila kadarnya dalam air minum melebihi batas akan membahayakan kesehatan, misalnya timbal, selenium, arsen, kromium, sianida, cadmium, air raksa.

2.      Bahan-bahan kimia kimia spesifik yang dapat mempengaruhi kesehatan apaila kadarnya dalam air melebihi batas akan merugikan kesehatan misalnya,flourida, dan nitrat.

3.      Flourida yang kadarnya melebihi batas akan berpengaruh kurang baik terhadap gigi.

4.      Nitrat yang kadarya melebihi batas menimbulkan keracunan darah pada bayi yang disebut “blue babies”

5.      Bahan kimia atau sifat fisik yang mempengaruhi air minum yaitu mangan, tembaga,seng,kalsium fenol.

6.      Bahan kimia yang merupakan pejunjuk adanya pencemaran yaitu zat organik jumlah, kebutuhan biologic akan oksigen,kebutuhan kimiawi akan oksigen,nitrogen jummlah,nitrit,fosfat.

Berdasarkan standar peraturan Menteri Kesehatan RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990 tentang Persyaratan Kualitas Air Bersih terdiri dari:

1.      Persyaratan Fisik

Kualitas fisik yang dipertahankan atau dicapai bukan hanya semata-mata dengan pertimbangan dari segi kesehatan saja akan tetapi juga menyangkut keamanan dan dapat diterima oleh masyarakat pengguna air dan mungkin pula menyangkut segi estetika.

2.      Persyaratan Kimiawi

Kandungan unsur kimia di dalam air harus mempunyai kadar dan tingkat konsentrasi tertentu yang tidak membahayakan kesehatan manusia atau mahluk hidup lainnya, pertumbuhan tanaman, atau tidak membahayakan kesehatan pada penggunaannya dalam industri serta tidak minumbulkan kerusakan-kerusakan pada instalasi sistem penyediaan air minumnya sendiri. Beberapa unsur tertentu, sebaliknya diperlukan dalam jumlah yang cukup untuk penciptaan suatu kondisi air minum yang dapat mencegah suatu penyakit atau kondisi kualitas yang menguntungkan.

Dalam hubungannya dengan masalah kualitas kimiawi tersebut di atas pada dasarnya unsur-unsur kimiawi dapat dibedakan atas 4 golongan:

a.       Unsur-unsur yang bersifat racun.

b.      Unsur-unsur tertentu yang dapat mengganggu kesehatan.

c.       Unsur-unsur yang dapat menimbulkan gangguan pada sistem atau penggunaannya untuk keperluan atau aktivitas manusia.

d.      Unsur-unsur yang merupakan indikator pengotoran.

3.      Persyaratan Bakteriologi

Dalam persyaratan ini ditentukan batasan tentang jumlah bakteri pada umumnya dan khususnya bakteri penyebab penyakit (ekoli).

2.1.3             Kualitas air yang baik

a.       Secara fisik

1.      Rasa

Air minum biasanya tidak memberikan rasa atau tawar. Rasa air yang tidak tawar dapat menunukkan kehadiran berbagai zat yang dapat membahayakan kesehatan. Rasa pahit, asin, dan sebagainya menunjukan adanya spesi-spesi kimia tertentu yang larut dalam air. Efeknya tergabtung pada penyebab timbulnya rasa tersebut.

2.      Bau

Kualitas air bersih yang baik adalah tidak berbau, karena bau ini dapat ditimbulkan oleh pembusukan zat organik seperti bakteri serta kemungkinan akibat tidak langsung dari pencemaran lingkungan, terutama sistem sanitasi. Air yang berbau selain tidak estetis juga tidak akan disukai oleh masyarakat. Bau air dapat memberikan petunjuk akan kualitas air. Misalnya bau amis dapat disebabkan oleh tumbunya alga.

Bau-bauan tersebut dapat menggangu kesehata apabila gas atau uap yang keluar dari air berupa gas-gas dari uap yang beracun. Bau dari air dapat ditentukan antara lain :

a.       bau amoniak menunjukkan adanya garam ammonium

b.      bau telur busuk adalah bau dari gas H₂S yang meunjukkan adanya senyawa belerang

c.       bau yang mengesatkan dan mengeringkan tenggorokan adalah bau dari gas hasil penguraian enyawa karbonat

d.      bau dari kaporit adalah bau dari gas Cl₂ atau HCl

e.       bau cuka menunjukkan adanya senyawa asetat

bau tajam dan merangsang menunjukkan adanya gas NO₂

3.      Suhu

Secara umum, kenaikan suhu perairan akan mengakibatkan kenaikan aktivitas biologi sehingga akan membentuk O₂ lebih banyak lagi. Kenaikan suhu perairan secara alamiah biasanya disebabkan oleh aktivitas penebangan vegetasi di sekitar sumber air tersebut, sehingga menyebabkan banyaknya cahaya matahari yang masuk tersebut mempengaruhi akuifer yang ada secara langsung atau tidak langsung (Chay, 1995: 54 ).

4.      Kekeruhan

Kekeruhan air disebabkan oleh zat padat yang tersuspensi, baik zat anorganik maupn organik. Zat anorganik biasanya berasal dari lapukan batuan dan logam, sedangkan zat organik dapat berasal dari lapukan tanaman atau hewan. Bungan dapat juga menjadi sumber kekeruhan. Zat organik dapat menjadi makanan bakteri, sehingga mendukung perkembangbiakannya. Bakteri ini juga merupakan zat organik tersusupensi, sehingga pertambahannya akan pula menambah kekeruhan air.

Pengukuran kekeruhan dalam air didasarkan pada oengukuran intensitas cahaya yang dipendarkan oleh zat-zat tersuspensi dalam sampel. Untuk pengukuran kekeruhan dalam air, selain menggunakan alat Turbidimeter Helliage, dapat pula dilakukan dengan menggunakan alat-alat spesifik lainnya. Satuan kekeruhan dalam air dapat dinyatakan dengan mg/L SiO₂, NTU (Nephelometric Turbidy Units), FTU (Formazin Turbidy Units), atau JTU (Jackson Candle Turbidy Units). Agar pengukuran yang dilakukan akurat, maka alat turbidimeter harus dikalibrasi dengan menggunakan standar kekeruhan sebelum digunakan.

5.      TDS atau jumlah zat padat terlarut (total dissolved solids)

Bahan pada adalah bahan yang tertinggal sebagai residu pada penguapan dan pengeringan pada suhu 103-105^oC, dalam portable water kebanyakan bahan bakar terdapat dalam bentuk terlarut yang terdiri dari garam anorganik selain itu juga gas-gas yang terlarut. Kandungan total solids pada portable water biasanya berkisar antara 20 sampai dengan 1000 mg/l dan sebagai satu pedoman kekerasan dari air akan meningkatnya total solids, disamping itu pada semua bahan cair jumlah koloit yang tidak terlarut dan bahan yang tersuspensi akan meningkat sesuai derajat dari pencemaran (Sutrisno, 1991 : 33). Zat pada selalu terdapat dalam air dan kalau terlalu banyak tidak baik untuk air minum, banyaknya zat padat yang disyaratkan untuk air minum adalah kurang dari 500 mg/l. pengaruh yang menyangkut aspek kesehatan dari pada penyimpangan kualitas air minum dalam hal total solids ini yaitu bahwa air akan meberikan rasa tidak enak pada lidah dan rasa mual.

b.      Secara kimia

Kandungan zat atau mineral yang bermanfaat dan tidak mengandung zat beracun.

1.      pH (derajat keasaman)

Penting dalam proses penjernihan air karena keasaman air pada umumnya Cdisebabkan gas Oksida yang larut dalam air terutama karbondioksida. Pengaruh yang menyangkut aspek kesehatan dari pada penyimpangan standar kualitas air minum dalam hal pH yang lebih kecil 6,5 dan lebih besar dari 9,2 akan tetapi dapat menyebabkan beberapa senyawa kimia berubah menjadi racun yang sangat mengganggu kesehatan.

2.      Kesadahan

Kesadahan ada dua macam yaitu kesadahan sementara dan kesadahan nonkarbonat (permanen). Kesadahan sementara akibat keberadaan Kalsium dan Magnesium bikarbonat yang dihilangkan dengan memanaskan air hingga mendidih atau menambahkan kapur dalam air. Kesadahan nonkarbonat (permanen) disebabkan oleh sulfat dan karbonat,

Klorida dan Nitrat dari Magnesium dan Kalsium disamping Besi dan Alumunium. Konsentrasi kalsium dalam air minum yang lebih rendah dari 75 mg/l dapat menyebabkan penyakit tulang rapuh, sedangkan konsentrasi yang lebih tinggi dari 200 mg/l dapat menyebabkan korosifitas pada pipa-pipa air. Dalam jumlah yang lebih kecil magnesium dibutuhkan oleh tubuh untuk pertumbuhan tulang, akan tetapi dalam jumlah yang lebih besar 150 mg/l dapat menyebabkan rasa mual.

3.      Besi

Besi atau ferrum (Fe) adalah logam berwarna putih keperakkan, liat dan dapat dibentuk. Di alam terdapat sebagai hematite. Di dalam air minu Fe menibulkan rasa, warna (kuning), pngendapan pada dinding pipa, pertumbuhan bakteri besi, dan kekeruhan. Pada air permukaan jarang ditemui kadar besi lebuh besar dari 1 mg/L, tetapi didalam air tanah kadar besi dapat jauh lebih tinggi.

Pada air yang tidak mengandung oksigen, seperti air tanah, besi berada sebagai Fe²⁺ yang cukup dapat terlarut, sedangkan pada air sungai yang mengalir dan terjadi aerasi, Fe²⁺ teroksidasi menjadi Fe³⁺ yang sulit larut pada pH 6-8, bahkan menjadi ferrihidroksida Fe(OH)₃ atau salah satu jenis oksida yang merupakan zat padat dan bias mengendap. Dalam air sungai besi berada sebagai Fe²⁺, Fe³⁺ terlarut dan Fe³⁺ dalam bentuk senyawa organis berupa koloidal.

4.      Aluminium

Batas maksimal yang terkandung didalam air menurut Peraturan Menteri Kesehatan No 82 / 2001 yaitu 0,2 mg/l. Air yang mengandung banyak aluminium menyebabkan rasa yang tidak enak apabila dikonsumsi.

5.      Zat organik

Larutan zat organik yang bersifat kompleks ini dapat berupa unsur hara makanan maupun sumber energi lainnya bagi flora dan fauna yang hidup di perairan (Chay, 1995:541)

6.      Sulfat

Kandungan sulfat yang berlebihan dalam air dapat mengakibatkan kerak air yang keras pada alat merebus air (panci/ketel) selain mengakibatkan bau dan korosi pada pipa. Sering dihubungkan dengan penanganan dan pengolahan air bekas.

7.      Nitrat dan nitrit

Pencemaran air dari nitrat dan nitrit bersumber dari tanah dan tanaman. Nitrat dapat terjadi baik dari NO₂ atmosfer maupun dari pupuk-pupuk yang digunakan dan dari oksidasi NO₂ oleh bakteri dari kelompok Nitrobacter. Jumlah Nitrat yang lebih besar dalam usus cenderung untuk berubah menjadi Nitrit yang dapat bereaksi langsung dengan hemoglobine dalam daerah membentuk methaemoglobine yang dapat menghalang perjalanan oksigen didalam tubuh.

8.      Klorida

Dalam konsentrasi yang layak, tidak berbahaya bagi manusia. Klorida dalam jumlah kecil dibutuhkan untuk desinfektan namun apabila berlebihan dan berinteraksi dengan ion Na⁺ dapat menyebabkan rasa asin dan korosi pada pipa air.

9.      Zink atau Zn

Batas maksimal Zink yang terkandung dalam air adalah 15 mg/l. penyimpangan terhadap standar kualitas ini menimbulkan rasa pahit, sepet, dan rasa mual. Dalam jumlah kecil, Zink merupakan unsur yang penting untuk metabolisme, karena kekurangan Zink dapat menyebabkan hambatan pada pertumbuhan anak.

c.       Secara Biologis

1.      Colli

Air minum tidak boleh mengandung bakteri-bakteri penyakit (patogen) sama sekali tidak boleh mengandung bakteri coli melebihi batas–batas yang telah ditentukan yaitu 1 coli/100 ml air (Sutrisno, 1991 : 23).

2.      COD (Chemical Oxygen Demand)

COD yaitu suatu uji yang menentukan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bahan oksidan misalnya kalium dikromat untuk mengoksidasi bahan-bahan organik yang terdapat dalam air (Nurdijanto, 2000 : 15). Kandungan COD dalam air bersih berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan RI No 82 / 2001 mengenai baku mutu air minum golongan B maksimum yang dianjurkan adalah 12 mg/l. apabila nilai COD melebihi batas dianjurkan, maka kualitas air tersebut buruk.

3.      BOD (Biochemical Oxygen Demand)

Adalah jumlah zat terlarut yang dibutuhkan oleh organisme hidup untuk memecah bahan-bahan buangan didalam air (Nurdijanto, 2000 : 15). Nilai BOD tidak menunjukkan jumlah bahan organik yang sebenarnya tetepi hanya mengukur secara relatif jumlah oksigen yang dibutuhkan. Penggunaan oksigen yang rendah menunjukkan kemungkinan air jernih, mikroorganisme tidak tertarik menggunakan bahan organik makin rendah BOD maka kualitas air minum tersebut semakin baik. Kandungan BOD dalam air bersih menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No 82/2001 mengenai baku mutu air dan air minum golongan B maksimum yang dianjurkan adalah 6 mg/l.

2.2       Air Limbah

        2.2. 1            Pengertian Air Limbah

Pengertian Menurut Ehless dan Steel, Air limbah atau air buangan adalah sisa air dibuang yang berasal dari rumah tangga, industri maupun tempat-tempat umum lainnya, dan pada umumnya mengandung bahan-bahan atau zat-zatyang dapat membahayakan bagi kesehatan manusia serta mangganggulingkungan hidup. Batasan lainnya mengatakan bahwa air limbah adalah kombinasi daricairan dan sampah cair yang berasal dari daerah pemukiman, perdagangan,perkantoran dan industri, bersama-sama dengan air tanah, air pemukiman dan air hujan yang mungkin ada (Haryoto Kusnoputranto, 1985). Dari batasan tersebut dapat disimpulkan bahwa air buangan adalahair yang tersisa dari kegiatan manusia, baik kegiatan rumah tanggamaupun kegiatan lain seperti industri, perhotelan, dan sebagainya. Meskipun merupakan air sisa, namun volumenya besar, karena kuranglebih 80% dari air yang digunakan bagi kegiatan-kegiatan manusia sehari-hari tersebut dibuang lagi dalam bentuk yang sudah kotor (tercemar). Selanjutnya air limbah ini akhirnya akan kembali ke sungai dan laut danakan digunakan oleh manusia lagi. Oleh karena itu, air buangan ini harus dikelola dan atau diolah secara baik.

Menurut Sugiharto (1987), Air Limbah (waste water) adalah kotoran dari masyarakat dan rumah tangga dan juga yang berasal dari industri, air tanah, air permukaan serta buangan lainnya. Dengan demikian air buangan ini merupakan hal yang bersifat kotoran umum.

Menurut Okun & Ponghis ( Nurhasanah, 2009) menyatakan “... the word ‘wastewater’ ... should be taken to mean all liguid domestic wastes (including sewage) and all industrial wastes discharged to public sewerage system, but not rain water or surface drainage”. yang artinya “... kata limbah cair ... seharusnya dipakai untuk mengartikan semua limbah industri yang dibuang ke sistem saluran limbah cair, kecuali air hujan atau drainase permukaan”.

Menurut Tchobanoglous & Elliassen (Nurhasanah,2009) mendefinisikan limbah cair sebagai berikut : “... a combination of the liquid or water carried wastes romoved from residences, institutions, and commeraal and industrial establishments, together with such ground water, surface water, and strom water as may be present”. yang artinya “gabungan atau cairan sampah yang terbawah air dari tempat tinggal, kantor, bangunan, perdagangan, industri, serta air tanah, air permukaan, dan air hujan yang mungkin ada”.

Menurut Willgooso (Nurhasanah, 2009). “Wastewater is Water Carrying Wasts from Homes,Businesses and Industries that is Mixture of Water and Disolued or suspended Solids” yang artinya : “Limbah cair adalah air yang membawah sampah dari tempat tinggal, bangunan perdagangan, dan industri berupa campuran air dan bahan padat terlarut atau bahan tersuspensi”.

Menurut Environmental protectian Agensi (Nurhasanah, 2009) ”Wastewater is Water carrying discoived or suspended solids from homes, farms, businesses, and industries” yang artinya : “Limbah cair adalah air yang membawa bahan padat terlarut atau tersuspensus dari tempat tinggal, kebun, bangunan perdagangan dan industri”.

Dari beberapa defenisi limbah air tersebut, dapat disimpulkan bahwa limbah cair merupakan gabungan atau campuran dari air dan bahan-bahan pencemaran yang terbawa oleh air, baik dalam keadaan terlarut maupun tersuspensi yang terbuang dari sumber domestik (perkantoran, perumahan dan perdagangan), sumber industri, dan pada saat tertentu tercampur dengan air tanah, air permukaan dan air hujan.

        2.2. 2            Sumber Air Limbah

Air limbah berasal dari dua jenis sumber yaitu air limbah rumah tangga dan air limbah industri. Secara umum didalam limbah rumah tangga tidak terkandung zat-zat berbahaya, sedangkan didalam limbah industri harus dibedakan antara limbah yangmengandung zat-zat yang berbahaya dan yang tidak. Untuk yang mengandung zat-zat yang berbahaya harus dilakukan penanganan khusus tahap awal sehingga kandungannya bisa di minimalisasi terlebih dahulu sebelum dialirkan ke sewage plant, karena zat-zat berbahaya itu bisa memetikan fungsi mikroorganisme yang berfungsi menguraikan senyawa-senyawa di dalam air limbah. Sebagian zat-zat berbahaya bahkan kalau dialirkan ke sawage plant hanya melewatinya tanpaterjadi perubahan yang berarti, misalnya logam berat. Penanganan limbah industri tahap awal ini biasanya dilakukan secara kimiawi dengan menambahkan zat-zat kimia yang bisa mengeliminasi zat-zat yang berbahaya.

Berdasarkan komposisinya air limbah mengandung berbagai macam bahan atau zat-zat yang dapat mengganggu dan membahayakan lingkungan dan kehidupan manusia. Kandungan zat-zat berbahaya yang terdapat dalam air limbah tersebut tergantung dari sumber air limbah itu sendiri.

a.       Air limbah rumah tangga.

Sumber utama air limbah rumah tangga dari masyarakat adalah berasal dari perumahan dan daerah perdagangan. Adapun sumber lainnya yang tidak kalah pentingnya adalah daerah perkantoran atau lembaga serta daerah fasilitas rekreasi.

b.      Limbah  Industri

Jumlah aliran air limbah yang berasal dari industri sangat bervariasi tergantung dari jenis dan besar-kecilnya industri, pengawasan pada proses industri, derajat penggunaan air, derajat pengolahan air limbah yang ada. Untuk memperkirakan jumlah air limbah yang dihasilkan oleh industri yang tidak menggunakan proses basah diperkirakan sekitar 50m3/Ha/hari. Sebagai patokan dapat dipergunakan pertimbangan bahwa 85-95% dari jumlah air yang dipergunakan adalah berupa air limbah apabila industri tersebut tidak menggunakan kembali air limbah. Apabila industri tersebut memanfaatkan kembali air limbahnya, maka jumlahnya lebih kecil.

c.       Air limbah rembesan dan tambahan

Apabila turun hujan di suatu daerah, maka air yang turun secara cepat akan mengalir masuk ke dalam saluran pengering atau saluran air hujan. Apabila saluran ini tidak mau menampungnya, maka limpahan air hujan akan digabung dengan saluran air limbah, dengan demikian akan merupakan tambahan yang sangat besar. Oleh karena itu, perlu diketahui curah hujan yang ada sehingga banyaknya air yang akan ditampung melalui saluran air hujan atau saluran pengering dan saluran air limbah dapat diperhitungkan.
Selain air yang masuk melalui limpahan, maka terdapat air hujan yang menguap, diserap oleh tumbuh-tumbuhan dan ada pula yang merembes ke dalam tanah. Air yang merembes ini akan masuk ke dalam tanah yang akhirnya menjadi air tanah. Apabila permukaan air tanah bertemu dengan saluran air limbah, maka bukanlah tidak mungkin terjadi penyusupan air tanah tersebut ke saluran air limbah melalui sambungan-sambungan pipa atau melalui celah-celah yang ada karena rusaknya pipa saluran.

        2.2. 3            Sifat dan Karakteristik Air limbah

A.                Sifat Fisik

Karakteristik air limbah cair dapat diketahui menurut sifat-sifat dan karaktersitik fisika, kimia dan biologis.Dalam menentukan karakteristik limbah cair, ada tiga (3) sifat yang harus diketahui, yaitu :

1.      Total Solid (TS)

Merupakan padatan di dalam air yang terdiri dari bahan organik maupun anorganik yang larut, mengendap, atau tersuspensi dalam air.

2.      Total Suspended Solid (TSS)

Merupakan jumlah berat dalam mg/l kering lumpur yang ada di dalam air limbah setelah mengalami penyaringan dengan membran berukuran 0,45 mikron (Sugiharto, 1987). Total Suspended Solid atau Padatan tersuspensi adalah padatan yang menyebabkan kekeruhan air, tidak terlarut dan tidak dapat langsung mengendap, terdiri dari partikel-partikel yang ukuran maupun beratnya lebih kecil dari sedimen.

3.      Warna

Pada dasarnya air bersih tidak berwarna, tetapi seiring dengan waktu dan meningkatnya kondisi anaerob, warna limbah berubah dari yang abu–abu menjadi kehitaman.Warna dalam air disebabkan adanya ion-ion logam besi dan mangan (secara alami), humus, plankton, tanaman air dan buangan industri.Warna air dibedakan atas dua macam, yaitu :

a.         Warna sejati (true collor) yang diakibatkan oleh bahan-bahan terlarut.

b.        Warna semu (apparent collor) yang selain disebabkan oleh bahan-bahan terlarut, juga karena bahan-bahan tersuspensi, termasuk diantaranya yang bersifat koloid.

4.      Kekeruhan

Kekeruhan disebabkan oleh zat padat tersuspensi, baik yang bersifat organik maupun anorganik yang mengapung dan terurai dalam air. Kekeruhan menunjukan sifat optis air, yang mengakibatkan pembiasan cahaya kedalam air. Kekeruhan membatasi masuknya cahaya dalam air

5.      Temperatur

Merupakan parameter yang sangat penting dikarenakan efeknya terhadap reaksi kimia, laju reaksi, kehidupan organisme air dan penggunaan air untuk berbagai aktivitas sehari – hari. Naiknya suhu atau temperatur air akan menimbulkan akibat berikut :

a.       Menurunnya jumlah oksigen terlarut dalam air.

b.      Meningkatkan kecepatan reaksi kimia.

c.       Mengganggu kehidupan organisme air.

6.      Bau

Disebabkan oleh udara yang dihasilkan pada proses dekomposisi materi atau penambahan substansi pada limbah. Sifat bau limbah disebabkan karena zat-zat organik yang telah berurai dalam limbah dan mengeluarkan gas-gas seperti sulfide atau amoniak yang menimbulkan penciuman tidak enak. Hal ini disebabkan adanya pencampuran dari nitrogen, sulfur dan fosfor yang berasal dari pembusukan protein yang dikandung limbah. Pengendalian bau sangat penting karena terkait dengan masalah estetika.

7.      Minyak dan Lemak

Minyak dan lemak yang mencemari air sering dimasukan ke dalam kelompok padatan, yaitu padatan yang mengapung di atas permukaan air. Minyak dan lemak merupakan bahan organis bersifat tetap dan sukar diuraikan oleh bakteri.  Karena berat jenisnya lebih kecil dari pada air maka minyak tersebut membentuk lapisan tipis di permukaan air dan menutup permukaan yang mengakibatkan terbatasnya oksigen masuk ke dalam air.

B.                 Sifat Kimia

1.      Biological Oxygen Demand (BOD)

Menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh organisme hidup untuk menguraikan atau mengoksidasi bahan–bahan buangan di dalam air. Jadi nilai BOD tidak menunjukan jumlah bahan organik yang sebenarnya, tetapi hanya mengukur secara relativ jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan buangan tersebut. Jika konsumsi oksigen tinggi, yang ditunjukan dengan semakin kecilnya sisa oksigen terlarut didalam air, maka berarti kandungan bahan buangan yang membutuhkan oksigen adalah tinggi.

BOD dapat diterima bilamana jumlah oksigen yang akan dihabiskan dalam waktu lima hari oleh organisme pengurai aerobik dalam suatu volume limbah pada suhu 20⁰C. Hasilnya dinyatakan dengan ppm.

2.      Chemical Oxygen Demand (COD)

COD Merupakan jumlah kebutuhan oksigen dalam air untuk proses reaksi secara kimia guna menguraikan unsur pencemar yang ada. COD dinyatakan dalam ppm (part per milion) atau ml O2/ liter.(Alaerts dan Santika, 1984). Pengukuran kekuatan limbah dengan COD adalah bentuk lain pengukuran kebutuhan oksigen dalam air limbah. Pengukuran ini menekankan kebutuhan oksigen akan kimia dimana senyawa-senyawa yang diukur adalah bahan-bahan yang tidak dapat dipecah secara biokimia.

Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat anorganik. Dalam laboratorium, pengukuran COD dilakukan sesaat dengan membuat pengoksidasi K₂Cr₂O₇ yang digunakan sebagi sumber oksigen.

3.      Dissolved Oxygen (DO)

DO adalah kadar oksigen terlarut yang dibutuhkan untuk respirasi aerob mikroorganisme. DO di dalam air sangat tergantung pada temperatur dan salinitas. Keadaan DO berlawanan dengan keadaan BOD. Semakin tinggi BOD semakin rendah DO. Keadaan DO dalam air dapat menunjukan tanda-tanda kehidupan organisme dalam perairan. Angka DO yang tinggi menunjukan keadaan air yang semakin baik.

4.      Derajat keasaman (pH)

Keasaman air diukur dengan pH meter.Keasaman ditetapkan berdasarkan tinggi- rendahnya konsentrasi ion  hidrogen dalam air. pH dapat mempengaruhi kehidupan biologi dalam air. Bila terlalu rendah atau terlalu tinggi dapat mematikan kehidupan mikroorganisme. Ph normal untuk kehidupan air 6 – 8.

5.      Logam Berat

Air sering tercemar oleh berbagai komponan anorganik, diantaranya berbagai jenis logam berat yang berbahaya. Logam berat bila konsentrasinya berlebih dapat bersifat toksik sehingga diperlukan pengukuran dan pengolahan limbah yang mengandung logam berat. Logam berat yang berbahaya dan sering mencemari lingkungan, yang terutama adalah Merkuri (Hg), Timbal (Pb), Arsenik (As), Kadmium (Cd), Tembaga (Cu), Kromium (Cr), dan Nikel (Ni). Logam- logam tersebut diketahui dapat mengumpul di dalam tubuh suatu organisme dan tetap tinggal dalam tubuh dalam jangka waktu yang lama sebagai racun yang terakumulasi.

a.       Tembaga (Cu)

Tembaga dengan nama kimia cupprum dilambangkan dengan Cu. Unsur logam ini berbentuk kristal dengan warna kemerahan.Unsur tembaga    di alam, dapat ditemukan dalam bentuk logam bebas, akan tetapi lebih banyak ditemukan dalam bentuk persenyawaan atau senyawa padat dalam bentuk mineral, seperti  dari peristiwa pengikisan (erosi) dari batuan mineral.

Sesuai dengan sifat kelogamannya, Cu dapat membentuk alloy dengan bermacam-macam logam. Dalam bidang industri, senyawa Cu banyak digunakan, seperti pada industri cat sebagai antifoling, industri insektisida dan fungisida, dan lain-lain. Pada manusia, efek keracunan utama yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu atau uap logam Cu adalah terjadinya gangguan pada jalur penafasan sebelah atas.

b.              Cadmium (Cd)

Logam Cd mempunyai penyebaran yang sangat luas di alam, namun hanya satu jenis mineral Cd di alam, yaitu greennockite (CdS) yang selalu ditemukan bersamaan dengan mineral spalerite (ZnS). Logam ini bersifat lunak, ductile, berwarna putih seperti putih perak. Prinsip utama dalam penggunaan cadmium adalah sebagai bahan ”stabilisasi” sebagai bahan pewarna dalam industri plastik dan pada elektroplating. Namun sebagian besar dari substansi logam cadmium ini juga digunakan pada baterai.

Keracunan yang diakibatkan oleh Cd dapat bersifat akut dan kronis.Keracunan akut oleh logam Cd menimbulkan penyakit paru-paru. Sedangkan keracunan kronik yang diakibatkan logam Cd adalah kerusakan pada banyak sistem fisiologis tubuh.

C.                 Sifat Biologi

Karakteristik biologi digunakan untuk mengukur kualitas air terutama air yang dikonsumsi sebagai air minum dan air bersih. Parameter yang biasa digunakan adalah banyaknya mikroorganisme yang terkandung dalam air limbah.

2.2.4        Teknologi Pengolahan Air Limbah

Tujuan utama pengolahan air limbah ialah untuk mengurai kandungan bahan pencemar di dalam air terutama senyawa organik, padatan tersuspensi, mikroba patogen, dan senyawa organik yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme yang terdapat di alam. Pengolahan air limbah tersebut dapat dibagi menjadi 5 (lima) tahap:

1. Pengolahan Awal (Pretreatment)

Tahap pengolahan ini melibatkan proses fisik yang bertujuan untuk menghilangkan padatan tersuspensi dan minyak dalam aliran air limbah. Beberapa proses pengolahan yang berlangsung pada tahap ini ialah screen and grit removal, equalization and storage, serta oil separation.

2. Pengolahan Tahap Pertama (Primary Treatment)

Pada dasarnya, pengolahan tahap pertama ini masih memiliki tujuan yang sama dengan pengolahan awal. Letak perbedaannya ialah pada proses yang berlangsung. Proses yang terjadi pada pengolahan tahap pertama ialah neutralization, chemical addition and coagulation, flotation,sedimentation, dan filtration.

3. Pengolahan Tahap Kedua (Secondary Treatment)

Pengolahan tahap kedua dirancang untuk menghilangkan zat-zat terlarut dari air limbah yang tidak dapat dihilangkan dengan proses fisik biasa. Peralatan pengolahan yang umum digunakan pada pengolahan tahap ini ialah activated sludge, anaerobic lagoon, tricking filter, aerated lagoon,stabilization basin, rotating biological contactor, serta anaerobic contactor and filter.

4. Pengolahan Tahap Ketiga (Tertiary Treatment)

Proses-proses yang terlibat dalam pengolahan air limbah tahap ketiga ialah coagulation and sedimentation, filtration, carbon adsorption, ion exchange, membrane separation, serta thickening gravity or flotation.

5. Pengolahan Lumpur (Sludge Treatment)

Lumpur yang terbentuk sebagai hasil keempat tahap pengolahan sebelumnya kemudian diolah kembali melalui proses digestion or wet combustion, pressure filtration, vacuum filtration,centrifugation, lagooning or drying bed, incineration, atau landfill.

2.2.5        Pemilihan Teknologi

Pemilihan proses yang tepat didahului dengan mengelompokkan karakteristik kontaminan dalam air limbah dengan menggunakan indikator parameter yang sudah ditampilkan di tabel di atas. Setelah kontaminan dikarakterisasikan, diadakan pertimbangan secara detail mengenai aspek ekonomi, aspek teknis, keamanan, kehandalan, dan kemudahan peoperasian. Pada akhirnya, teknologi yang dipilih haruslah teknologi yang tepat guna sesuai dengan karakteristik limbah yang akan diolah. Setelah pertimbangan-pertimbangan detail, perlu juga dilakukan studi kelayakan atau bahkan percobaan skala laboratorium yang bertujuan untuk:

1. Memastikan bahwa teknologi yang dipilih terdiri dari proses-proses yang sesuai dengan karakteristik limbah yang akan diolah.
2. Mengembangkan dan mengumpulkan data yang diperlukan untuk menentukan efisiensi pengolahan yang diharapkan.
3. Menyediakan informasi teknik dan ekonomi yang diperlukan untuk penerapan skala sebenarnya.

Bottomline, perlu kita semua sadari bahwa limbah tetaplah limbah. Solusi terbaik dari pengolahan limbah pada dasarnya ialah menghilangkan limbah itu sendiri. Produksi bersih (cleaner production) yang bertujuan untuk mencegah, mengurangi, dan menghilangkan terbentuknya limbah langsung pada sumbernya di seluruh bagian-bagian proses dapat dicapai dengan penerapan kebijaksanaan pencegahan, penguasaan teknologi bersih, serta perubahan mendasar pada sikap dan perilaku manajemen. Treatment versus Prevention? Mana yang menurut teman-teman lebih baik?? Saya yakin kita semua tahu jawabannya. Reduce, recyle, and reuse.

2.3      Teori Koagulasi-Flokulasi

Pengadukan (mixing) merupakan suatu aktivitas operasi pencampuran dua atau lebih zat agar diperoleh hasil campuran yang homogen. Pada media fase cair, pengadukan ditujukan untuk memperoleh keadaan yang turbulen (bergolak). Aplikasi pada bidang teknologi lingkungan pengadukan digunakan untuk proses fisika seperti pelarutan bahan kimia dan proses pengentalan (thickening), proses kimiawi seperti koagulasi-flokulasi dan disinfeksi, proses biologis untuk mencampur bakteri dan air limbah. Pada bab ini akan difokuskan pada teori pengadukan untuk proses koagulasi dan flokulasi. Koagulasi merupakan proses destabilisasi koloid dan partikel dalam air dengan menggunakan bahan kimia (disebut koagulan) yang menyebabkan pembentukan inti gumpalan (presipitat). Proses koagulasi hanya dapat berlangsung bila ada pengadukan. Flokulasi adalah proses penggabungan inti flok sehingga menjadi flok berukuran lebih besar. Proses flokulasi hanya dapat berlangsung bila ada pengadukan. Pengadukan pada proses koagulasi dan flokulasi merupakan pemberian energi agar terjadi tumbukan antar partikel tersuspensi dan koloid agar terbentuk gumpalan (flok) sehingga dapat dipisahkan melalui proses pengendapan dan penyaringan.

Partikel yang tersuspensi dalam air dapat berupa partikel bebas dan koloid dengan ukuran sangat kecil yaitu 10-7 mm - 10-1 mm. Karena dimensinya ini maka partikel tidak dapat diendapkan secara langsung (lihat Tabel 2.1). Di samping itu partikel dan koloid umumnya bermuatan listrik sama yang menyebabkan terjadinya tumbukan antar partikel (terjadi gerak Brown). Hal ini berakibat terjadinya suatu suspensi yang sangat stabil.

Tabel 2.1 Pengendapan partikel dalam air

Diameter Partikel (mm)	Tipe Partikel	Waktu Pengendapan pada Kedalaman 1 Meter
10	Kerikil	1 detik
1	Pasir	10 detik
10-1	Pasir Halus	2 menit
10-2	Lempung	2 jam
10-3	Bakteri	8 hari
10-4	Koloid	2 tahun
10-5	Koloid	20 tahun
10-6	Koloid	200 tahun

Sumber: Water Treatment Handbook Vol. 1 (1991)

Koloid merupakan partikel yang tidak dapat mengendap secara alami karena adanya stabilitas suspensi koloid. Stabilitas koloid terjadi karena:

a.                   gaya tarik van der waal's

b.                  gaya tolak /repulsive elektrostatik

Koagulasi bertujuan untuk mengurangi stabilitas koloid (proses destabilisasi) melalui penambahan bahan kimia dengan muatan berlawanan.

Pada koagulasi akan terjadi :

a.       Penurunan tegangan permukaan (zeta potensial) melalui proses netralisasi muatan dan adsorpsi.

b.      Presipitasi dari koagulan akan menyapu koloid

c.       Adsorpsi dan pembentukan jembatan antar partikel

Pada flokulasi, kontak antar partikel melalui dua mekanisme, yaitu:

a.       Thermal motion yang dikenal dengan brownian motion atau difusi atau disebut sebagai flokulasi perikinetik.

b.      Gerakan cairan oleh aktifitas pengadukan atau flokulasi ortokinetik.

1. Perikinetik

Perubahan konsentrasi partikel terhadap waktu pada perikinetik (Jpk) dapat dituliskan sebagai berikut:

(2.1)

dalam hal ini:

No = Jumlah konsentrasi partikel pada waktu t.

η = Faktor efisiensi

k = konstanta Boltsman’s (1,38 x 10-16 erg/°K)

T = temperatur absolut (°K)

μ = viskositas cairan (kg/m.dt)

Dari rumus tersebut terlihat bahwa laju perubahan konsentrasi pada Perikinetik tidak bergantung ukuran/diameter partikel akan tetapi bergantung pada konsentrasin partikel. Bila persamaan di atas diintegrasi akan diperoleh:

(2.2)

Nt dan No berturut-turut adalah konsentrasi partikel pada waktu t dan t=0.

2. Ortokinetik

Pada ortokinetik, perubahan konsentrasi dirumuskan:

(2.3)

dalam hal ini:

d = diameter koloid

G = gradien kecepatan

Persamaan (2.3) menunjukkan bahwa perubahan konsentrasi bergantung diameter partikel.

Ratio Jok/Jpk dapat ditulis :

(2.4)

Persamaan tersebut menyatakan bahwa untuk partikel yang sangat kecil, perikinetik lebih dominan. Untuk partikel dengan diamter d=1 μm dan G = 10 per detik akan dicapai Jok = Jpk. Partikel dengan ukuran < 1 μm akan memerlukan G yang lebih besar, misal untuk d =0,1 membutuhkan G = 10.000 per detik yang secara teoritis sukar untuk dicapai sehingga perlu dibantu dengan flokulasi perikinetik. Laju  tumbukan partikel setara dengan “gradien kecepatan (G)”. Jumlah total tumbukan partikel proporsional dengan produk gradien kecepatan (G) dan waktu tumbukan (t),

Ntumbukan ≈ G * t                             (2.5)

2.3.1         Jenis Pengadukan

Jenis pengadukan dalam pengolahan air dapat dikelompokkan berdasarkan kecepatan pengadukan dan metoda pengadukan. Berdasarkan kecepatannya, pengadukan dibedakan menjadi pengadukan cepat dan pengadukan lambat. Kecepatan pengadukan dinyatakan dengan gradien kecepatan, yang merupakan fungsi dari tenaga yang disuplai (P):

(2.6)

dalam hal ini:

W = tenaga yang di suplai per satuan volume air (N-m/detik.m3)

P = suplai tenaga ke air (N.m/detik)

V = volume air yang diaduk, m3

μ = viskositas absolut air, N.detik/m2

Besarnya gradien kecepatan akan mempengaruhi waktu pengadukan yang diperlukan. Makin besar nilai G, maka waktunya makin pendek. Untuk menyatakan kedua parameter itu, maka digunakan bilangan Camp, yaitu hasil perkalian gradien kecepatan dengan waktu pengadukan atau G.td. Persamaan (2.6) berlaku umum untuk semua jenis pengadukan. Parameter yang membedakannya adalah besarnya tenaga yang disuplai ke dalam air (P) yang dapat dihitung dengan rumus-rumus yang akan dijelaskan pada pasal 2.3. Rumus yang digunakan untuk menghitung nilai P sangat bergantung pada metoda pengadukan yang digunakan.

Berdasarkan metodanya, pengadukan dibedakan menjadi pengadukan mekanis, pengadukan hidrolis, dan pengadukan pneumatis.

1.      Pengadukan mekanis

Pengadukan mekanis adalah metoda pengadukan menggunakan alat pengaduk berupa impeller yang digerakkan dengan motor bertenaga listrik. Umumnya pengadukan mekanis terdiri dari motor, poros pengaduk, dan gayung pengaduk (impeller).

Berdasarkan pada bentuknya, telah dikenal tiga macam impeller, yaitu paddle (pedal), turbine, dan propeller (baling-baling). Bentuk ketiga impeller tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.2 dan Gambar 2.3 Kriteria impeller dapat dilihatpada Tabel.

Gambar 2.2 tipe paddle (a) tampak atas, (b) tampak samping (Qasim, et al., 2000)

Gambar 2.3 tipe turbine dan propeller. (a) turbine blade lurus, (b) blade dengan piringan, (c turbin dengan blade menyerong, (d) propeller 2 blade, (e) propeller 3 blade (Qasim, et al., 2000)

Tabel 2.2 Kriteria Impeller

(anonim, 2008)

2.      Pengadukan hidrolis

Pengadukan hidrolis adalah pengadukan yang memanfaatkan gerakan air sebagai tenaga pengadukan. Sistem pengadukan ini menggunakan energi hidrolik yang dihasilkan dari suatu aliran hidrolik. Energi hidrolik dapat berupa energi gesek, energi potensial (jatuhan) atau adanya lompatan hidrolik dalam suatu aliran. Beberapa contoh pengadukan hidrolis adalah terjunan, loncatan hidrolis, parshall flume, baffle basin (baffle channel), perforated wall, gravel bed dan sebagainya.

3.      Pengadukan pneumatis

Pengadukan pneumatis adalah pengadukan yang menggunakan udara (gas) berbentuk gelembung yang dimasukkan ke dalam air sehingga menimbulkan gerakan pengadukan pada air (Gambar 2.4). Injeksi udara bertekanan ke dalam suatu badan air akan menimbulkan turbulensi, akibat lepasnya gelembung udara ke permukaan air. Makin besar tekanan udara, kecepatan gelembung udara yang dihasilkan makin besar dan diperoleh turbulensi yang makin besar pula.

Gambar 2.4 Pengadukan pneumatic (anonim, 2008)

2.3.2         Pengadukan Cepat (koagulasi)

Tujuan pengadukan cepat dalam pengolahan air adalah untuk menghasilkan turbulensi air sehingga dapat mendispersikan bahan kimia yang akan dilarutkan dalam air. Secara umum, pengadukan cepat adalah pengadukan yang dilakukan pada gradien kecepatan berkisar antara 100 hingga 1000 per detik selama 5 hingga 60 detik. Secara spesifik, nilai G dan td bergantung pada maksud atau sasaran pengadukan cepat.

Untuk proses koagulasi-flokulasi:

·         Waktu detensi = 20 - 60 detik

·         G = 1000 - 700 detik-1

Untuk penurunan kesadahan (pelarutan kapur/soda):

·         Waktu detensi = 20 - 60 detik

·         G = 1000 - 700 detik-1

Untuk presipitasi kimia (penurunan fosfat, logam berat, dll)

·         Waktu detensi = 0,5 - 6 menit

·         G = 1000 - 700 detik-1

Pengadukan cepat dapat dilakukan dengan beberapa cara antara lain:

1.                       Pengadukan mekanis

2.                       Pengadukan hidrolis

3.                       Pengadukan pneumatis

Pengadukan mekanis merupakan satu metoda yang paling umum digunakan untuk pengadukan cepat karena sangat efektif dan lebih fleksibel dalam operasi. Pengadukan mekanis yang sering digunakan dalam pengadukan cepat menggunakan ketiga macam impeller di atas. Faktor penting dalam perancangan alat pengaduk mekanis adalah kedua parameter pengadukan, yaitu G dan td. Sekadar patokan, Tabel 2.3 dapat digunakan dalam pemilihan nilai G dan td.

Tabel 2.3 Nilai Gradien Kecepatan dan Waktu Pengadukan

Jenis pengadukan hidrolis yang digunakan pada pengadukan cepat haruslah aliran air yang menghasilkan energi hidrolik yang besar. Dalam hal ini dapat dilihat dari besarnya kehilangan energi (headloss) atau perbedaan muka air. Dengan tujuan menghasilkan turbulensi yang besar tersebut, maka jenis aliran yang sering digunakan sebagai pengadukan cepat adalah terjunan, loncatan hidrolik, dan parshall flume. Aliran udara yang digunakan untuk pengadukan cepat harus mempunyai tekanan yang cukup besar sehingga mampu menekan dan menggerakkan air.

2.3.3         Pengadukan Lambat (flokulasi)

Tujuan pengadukan lambat dalam pengolahan air adalah untuk menghasilkan gerakan air secara perlahan sehingga terjadi kontak antar partikel untuk membentuk gabungan partikel berukuran besar. Pengadukan lambat digunakan pada proses flokulasi, untuk pembesaran inti gumpalan. Gradien kecepatan diturunkan secara perlahan-lahan agar gumpalan yang telah terbentuk tidak pecah lagi dan berkesempatan bergabung dengan yang lain membentuk gumpalan yang lebih besar. Penggabungan inti gumpalan sangat tergantung pada karakteristik flok dan nilai gradien kecepatan. Secara umum, pengadukan lambat adalah pengadukan yang dilakukan pada gradien kecepatan kurang dari 100 per detik selama 10 hingga 60 menit. Secara spesifik, nilai G dan td bergantung pada maksud atau sasaran pengadukan cepat.

Untuk proses koagulasi-flokulasi:

·         Waktu detensi = 15 - 45 menit

·         G = 10 - 75 detik-1

·         GT = 48.000 - 210.000

Untuk air sungai:

·         Waktu detensi = minimum 20 menit

·         G = 10 - 50 detik-1

Untuk air waduk/reservoir:

·       Waktu = 30 menit

·       G = 10 - 75 detik-1

Untuk air keruh:

·       Waktu dan G lebih rendah

·       Bila menggunakan garam besi sbg koagulan:

·       G tidak lebih dari 50 detik-1

Untuk flokulator 3 kompartemen:

·       G kompartemen 1 : nilai terbesar

·       G kompartemen 2 : 40 % dari G komp. 1

·       G kompartemen 3 : nilai terkecil

Untuk penurunan kesadahan (pelarutan kapur/soda):

·       Waktu detensi = minimum 30 menit

·       G = 10 - 50 detik-1

Untuk presipitasi kimia (penurunan fosfat, logam berat, dll)

·       Waktu detensi = 15 - 30 menit

·       G = 20 - 75 detik-1

·       GT = 10.000 - 100.000

Pengadukan lambat dapat dilakukan dengan beberapa cara antara lain:

1. Pengadukan mekanis

2. Pengadukan hidrolis

Pengadukan mekanis merupakan satu metoda yang umum digunakan untuk pengadukan lambat. Pengaduk (disebut juga flokulator) mekanis yang sering digunakan dalam pengadukan lambat adalah tipe paddle yang dimodifikasi hingga membentuk roda (paddle wheel), baik dengan posisi horisontal maupun vertikal (Gambar 2.5).

Gambar 2.5 Flokulator pedal dengan blade tegak lurus aliran air (tipe horizontal shaft)

(anonim, 2008)

Besarnya energi/tenaga yang diterima oleh fluida akibat putaran paddle wheel tergantung pada gaya drag dan kecepatan relatif fluida terhadap pedal. Tenaga yang diperlukan untuk pengadukan sistem pedal dapat dihitung dengan rumus berikut:

(2.13)

Keterangan:

P = tenaga, N-m/det

CD= koefisien drag

A = luas permukaan paddle wheel, m2

ρ = rapat massa air, kg/ m3

v = kecepatan relatif putaran paddle, m/det

Nilai CD dapat dilihat pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Nilai Koefisien Drag

(anonim, 2008)

Keterangan:

L = panjang paddle

W = lebar paddle

Bila paddle whell tersusun oleh lebih dari satu pasang paddle (dengan ukuran yang sama), maka persamaan (2.13) berubah menjadi:

(2.14)

i = 1, 2, 3 ……..n

Jenis pengadukan hidrolis yang digunakan pada pengadukan lambat berbeda dengan pengadukan cepat. Pada pengadukan lambat, energi hidrolik yang diharapkan cukup kecil dengan tujuan menghasilkan gerakan air yang mendorong kontak antar partikel tanpa menyebabkan pecahnya gabungan partikel yang yelah terbentuk. Jenis aliran yang sering digunakan sebagai pengadukan lambat adalah baffle channel.

Gambar 2.6 Flokulator tipe baffle channel (anonym,2008)

Flokulator umumnya dibuat secara seri seiring penurunan nilai G agar diperoleh pencampuran sempurna, yaitu partikel dapat saling berkontak, sehingga diperoleh hasil akhir yang memuaskan. Total waktu detensi yang diperlukan untuk flokulator secara seri maksimum 45 menit. Jumlah sekat dalam flokulator kanal bersekat (baffle channel) dapat ditentukan dengan rumus berikut :

1.    Jumlah sekat dalam flokulator aliran horizontal:

(2.15)

2.    Jumlah sekat dalam flokulator aliran horizontal:

(2.16)

dimana :

h = head loss (m)

v = kecepatan fluida (m/det)

g = konstata gravitasi ( 9,81 m/det 2)

k = konstanta empiris ( 2,5 – 4)

n = jumlah sekat

H = kedalaman air dalam kanal (m)

L = panjang bak flokulator (m)

G = gradien kecepatan (1/det)

Q = debit aliran (m3/det)

t = waktu flokulasi (det)

μ = Kekenatalan dinamis air (kg/m.det)

ρ = Berat jenis air (kg/m3)

f = koefisien gesek sekat

W = lebar bak (m)

2.3.3             Koagulan Primer

1.        Alumunium sulfat (Al2(SO4)3.14H2O)

Biasanya disebut tawas, bahan ini sering dipakai karena efektif untuk menurunkan kadar karbonat. Tawas berbentuk kristal atau bubuk putih, larut dalam air, tidak larut dalam alkohol, tidak mudah terbakar, ekonomis, mudah didapat dan mudah disimpan. Penggunaan tawas memiliki keuntungan yaitu harga relatif murah dan sudah dikenal luas oleh operator water treatment. Namun Ada juga kerugiannya, yaitu umumnya dipasok dalam bentuk padatan sehingga perlu waktu yang lama untuk proses pelarutan.

2.        Sodium aluminate ( NaAlO2 )

Digunakan dalam kondisi khusus karena harganya yang relatif mahal. Biasanya digunakan sebagai koagulan sekunder untuk menghilangkan warna dan dalam proses pelunakan air dengan lime soda ash.

3.        Ferrous sulfate ( FeSO4.7H2O )

Dikenal sebagai Copperas, bentuk umumnya adalah granular. Ferrous Sulfate dan lime sangat efektif untuk proses penjernihan air dengan pH tinggi (pH > 10).

4.        Chlorinated copperas.

Dibuat dengan menambahkan klorin untuk mengioksidasi Ferrous Sulfate. Keuntungan penggunaan koagulan ini adalah dapat bekerja pada jangkauan pH 4,8 hingga 11.

5.        Ferrie sulfate ( Fe₂(SO₄)₃)

Mampu untuk menghilangkan warna pada pH rendah dan tinggi serta dapat menghilangkan Fe dan Mn.

6.        Ferrie chloride ( FeCl₃.6H₂O)

Dalam pengolahan air penggunaannya terbatas karena bersifat korosif dan tidak tahan untuk penyimpanan yang terlalu lama.

2.3.4    Koagulan Sekunder

Kesulitan pada saat proses koagulasi kadang-kadang terjadi karena lamanya waktu pengendapan dan flok yang terbentuk lunak sehingga akan mempersulit proses pemisahan. Koagulan Aid menguntungkan proses koagulasi dengan mempersingkat waktu pengendapan dan memperkeras flok yang terbentuk. Jadi difinisi koagulan aids adalah koagulan sekunder yang ditambahkan setelah koagulan primer atau utama bertujuan untuk mempercepat pengendapan, pembentukan dan pengerasan flok.

Jenis koagulan aid diantaranya:

1.      PAC ( poly alumunium chloride )

Polimer alumunium merupakan jenis baru sebagai hasil riset dan pengembangan teknologi air sebagai dasarnya adalah alumunium yang berhubungan dengan unsur lain membentuk unit berulang dalam suatu ikatan rantai molekul yang cukup panjang, pada PAC unit berulangnya adalah Al-OH.

Rumus empirisnya adalah Aln(OH)mCl3n-m

Dimana : n = 2 2,7 <> 0

Dengan demikian PAC menggabungkan netralisasi dan kemampuan menjembatani partikel-partikel koloid sehingga koagulasi berlangsung efisien. Namun terdapat kendala dalam menggunakan PAC sebagai koagulan aids yaitu perlu pengarahan dalam pemakaiannya karena bersifat higroskopis.

2.      Karbon aktif

Aktivasi karbon bertujuan untuk memperbesar luas permukaan arang dengan membuka pori-pori yang tertutup sehingga memperbesar kapasitas adsorbsi. Pori-pori arang biasanya diisi oleh hidrokarbon dan zat-zat organik lainnya yang terdiri dari persenyawaan kimia yang ditambahkan akan meresap dalam arang dan membuka permukaan yang mula-mula tertutup oleh komponen kimia sehingga luas permukaan yang aktif bertambah besar.

Efisiensi adsorbsi karbon aktif tergantung dari perbedaan muatan listrik antara arang dengan zat atau ion yang diserap. Bahan yang bermuatan listrik positif akan diserap lebih efektif oleh arang aktif dalam larutan yang bersifat basa. Jumlah karbon aktif yang digunakan untuk menyerap warna berpengaruh terhadap jumlah warna yang diserap.

3.      Activated silica

Merupakan sodium silicate yang telah direaksikan dengan sulfuric acid, alumunium sulfate, carbon dioxide, atau klorida. Sebagai koagulan aid, activated silica memberikan keuntungan antara lain meningkatkan laju reaksi kimia, menurunkan dosis koagulan, memperluas jangkauan pH optimum dan mempercepat serta memperkeras flok yang terbentuk. Umumnya digunakan dengan koagulan alumunium dengan dosis 7 – 11% dari dosis alum. 

4.      Bentonic clay

Digunakan pada pengolahan air yang mengandung zat warna tinggi, kekeruhan rendah dan mineral yang rendah.

2.4       Jartest

Jar Test  adalah suatu percobaan skala laboratorium untuk menentukan kondisi operasi optimum pada proses pengolahan air dan air limbah. Metode ini dapat menentukan nilai pH, variasi dalam penambahan dosis koagulan atau polimer, kecepatan putar, variasi jenis koagulan atau jenis  polimer,  pada  skala  laboratorium  untuk  memprediksi  kebutuhan pengolahan air yang sebenarnya. Metode  Jar Test mensimulasikan proses koagulasi dan flokulasi untuk menghilangkan padatan tersuspensi (suspended solid) dan zat – zat organik yang dapat menyebabkan masalah kekeruhan, bau, dan rasa.

Jar Test mensimulasikan beberapa tipe pengadukan   dan pengendapan  yang terjadi  di  clarification  plant  pada  skala  laboratorium. Dalam  skala   laboratorium,  memungkinkan  untuk  dilakukannya  6  tes individual yang dijalankan  secara bersamaan. Jar test memiliki variabel kecepatan putar pengaduk yang dapat  mengontrol energi yang diperlukan untuk proses.

·         Prinsip Kerja Jar Test

Pada metode Jar Test, terdapat dua tahap proses yaitu koagulasi dan flokulasi. Jar Test dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut dengan Flocculator (seperti ditunjukkan pada Gambar 2.7).

Flokulator adalah  alat  yang  digunakan  untuk  flokulasi.  Saat  ini banyak kita menjumpai berbagai macam flokulator, tetapi berdasarkan cara kerjanya flokulator dibedakan menjadi 3 macam : yaitu pneumatic, mekanik, dan baffle. Flokulator pada prinsipnya bertugas untuk melakukan pengadukan lambat agar jangan sampai mikro flok yang sudah menggumpal pecah kembali menjadi bentuk semula, maka perlu adanya desain khusus bentuk flokulator tersebut.

Gambar 2.7 Flokulator (Dian, 2007)

Flokulator secara pneumatic misalnya, dirancang dengan cara mensuplai udara ke dalam bak flokulasi, cara kerjanya sama seperti yang dilakukan   pada  aerasi,  bedanya  suplai  udara  yang  diberikan  ke  bak flokulasi tidak sebesar  pada bak aerasi. Jenis flokulator ini jarang sekali kita temukan saat ini, tetapi yang  paling sering adalah flokulator secara mekanis. Flokulator secara mekanis paling  banyak  kita jumpai saat ini, bentuk serta desainnyapun bermacam-macam. Prinsip kerja jenis flokulator ini  adalah  dengan  cara  pengadukan  (mixing),  karena  bentuknya  yang bermacam-macam  inilah  maka  bentuk  ini  sangat  familiar  bagi  seorang engineer.  Bentuk yang terakhir adalah dengan Baffle, jika dibandingkan dengan 2 jenis  flokulator  di atas, maka jenis flokulator ini jarang atau bahkan  tidak  pernah  kita  jumpai  sekarang  ini,  pasalnya  sistem  Baffle mempunyai tingkat velositas G dan GT sangat terbatas.

Perlakuan yang dilakukan pertama kali adalah penambahan koagulan pada air yang  akan diuji, selanjutnya adalah tahap koagulasi dengan pengadukan kecepatan tinggi hingga partikel besar terentuk akibat proses  netralisasi.  Setelah  koagulasi  dilanjutkan  dengan  flokulasi  yang dilakukan  dengan  pengadukan  kecepatan  rendah  setelah  ditambahkan flokulan seperti yang digambarkan pada Gambar 2.7 berikut.

 

Gambar 2.7 Proses Penambahan Flokulan

Langkah analisa adalah :

a. Koagulan ditambahkan pada sampel air keruh lalu dilakukan pengadukan dengan kecepatan tinggi.

b. Setelah  penambahan  koagulan,  pertumbuhan  partikel  terjadi  karena netralisasi muatan. Penambahan koagulan atau flocculant pada molekul tinggi dapat ditambahkan.

c.   Setelah  itu  dilakukan  proses  flokulasi,  yaitu  pada  kecepatan  rendah berkisar antara 10 – 15 rpm.

d. Kemudian supernatannya diperiksa dan diuji setelah settling time selama 5 sampai 10 menit, dan sifat serta volume flok yang terapung dapat dicatat.

2.4.1      Tujuan Jartest

Pada pengolahan air bersih atau air limbah dengan proses kimia selalu dibutuhkan bahan kimia tertentu pula untuk menurunkan kadar polutan yang ada di dalam air atau air limbah.  Penambahan bahan kimia tidak dapat dilakukan sembarang, harus dengan dosis yang tepat dan bahan kimia yang cocok serta harus memperhatikan pHnya. Sehingga jartest  bertujuan untuk menpotimalkan pengurangan polutan dengan :

• Mengevaluasi koagulan dan flokulan
• Menentukan dosis bahan kimia
• Mencari ph yang optimal

2.4.2           Kegunaan Jartest dalam Industri

            A.        Koagulasi

Air mengandung partikel-partikel koloid yang terlalu ringan untuk mengendap dalam waktu singkat. Partikel-partikel koloid tersebut tidak dapat menyatu menjadi partikel yang lebih besar karena pada umumnya partikel-partikel tersebut bermuatan elektris yang sama, sehingga dibutuhkan penambahan bahan kimia seperti koagulan yang dapat mendestabilkan partikel-partikel koloidal.  Koagulasi adalah proses adsorpsi dari koagulan terhadap partikel koloid sehingga menyebabkan destabilisasi partikel. Proses ini biasa disebut proses netralisasi.

Pada proses koagulasi Jartest digunakan untuk mencari bahan kimia apa yang cocok untuk air limbah tertentu dan beberapa dosis yang dibutuhkan untuk memperoleh hasil yang optimal. Proses koagulasi ini dengan pengadukan cepat supaya terjadi turbulensi yang baik agar bahan kimia dapat menangkap partikel-partikel koloid. Pengadukan cepat hanya dilakukan sebentar saja ± 30-60 detik (Dian, 2007).

Faktor –  faktor yang mempengaruhi koagulasi :

a.       Pemilihan bahan kimia koagulan

Pemilihan koagulan dan koagulan pembantu, merupakan suatu program lanjutan dari percobaan dan evaluasi yang biasanya menggunakan metode jar test. Seorang  operator dalam pengetesan untuk memilih bahan kimia, biasanya dilakukan di laboratorium. Untuk melaksanakan pemilihan bahan kimia, perlu pemeriksaan terhadap karakteristik air baku yang akan diolah yaitu :

1.      Suhu

2.      pH

3.      Alkalinitas

4.      Kekeruhan

5.      Warna

Efek karakteristik air baku yang akan diolah terhadap koagulan adalah:

·         Suhu berpengaruh terhadap daya koagulasi dan memerlukan pemakaian bahan kimia berlebih, untuk mempertahankan hasil yang dapat diterima.

·         pH  Nilai  ekstrim  baik  tinggi  maupun  rendah,  dapat  berpengaruh terhadap koagulasi. pH optimum bervariasi tergantung jenis koagulan yang digunakan.

·         Alkalinitas yang rendah membatasi reaksi ini dan menghasilkan koagulasi yang kurang baik, pada kasus demikian, mungkin memerlukan penambahan alkalinitas ke dalam air, melalui penambahan bahan kimia alkali/basa (kapur atau soda abu)

·         Makin  rendah  kekeruhan,  makin  sukar  pembentukkan  flok.Makin sedikit  partikel, makin jarang terjadi tumbukan antar partikel/flok, oleh sebab itu makin sedikit kesempatan flok berakumulasi.

·         Warna, berindikasi kepada senyawa organik, dimana zat organic bereaksi dengan koagulan, menyebabkan proses koagulasi terganggu selama  zat  organik  tersbut  berada  di  dalam  air  baku  dan  proses koagulasi semakin sukar tercapai.

b.      Penentuan dosis optimum koagulan

Untuk memperoleh  koagulasi  yang  baik,  dosis  optimum  koagulan harus ditentukan. Dosis optimum mungkin bervariasi sesuai dengan karakteristik dan  seluruh komposisi  kimiawi  di  dalam  air  baku,  tetapi biasanya dalam hal ini fluktuasi tidak besar, hanya pada saat-saat tertentu dimana terjadi perubahan       kekeruhan yang drastic (waktu musim hujan/banjir) perlu penentuan dosis optimum berulang-ulang.

c.       Penentuan pH optimum

Penambahan garam aluminium atau garam besi, akan menurunkan pH air, disebabkan oleh reaksi hidrolisa garam tersebut, seperti yang telah diterangkan di atas. Koagulasi optimum bagaimanapun juga akan berlangsung pada nilai pH tertentu.

            B.        Flokulasi

Setelah selesai dengan proses koagulasi, proses yang terjadi dilanjutkan pada tahap ke dua yaitu proses flokulasi dimana terjadi penggabungan partikel-partikel yang tidak stabil sehingga membentuk flok yang lebih besar dan lebih cepat dapat dipisahkan. Sering kali flok yang terbentuk tidak begitu bagus sehingga dibutuhkan bahan kimia tambahan yang dapat membantu penggabungan flok-flok tersebut sehingga menjadi flok yang lebih besar.  Flokulasi dilakukan pada pengadukan lambat dengan waktu 5-30 menit.   Proses koagulasi, flokulasi dapat dijelaskan dengan teori jembatan kimia (Dian, 2007).

Faktor –  faktor yang mempengaruhi flokulasi :

Untuk mencapai kondisi flokulasi yang dibutuhkan, ada beberapa faktor yang harus diperhatikan, seperti misalnya :

1. Waktu flokulasi

2. Jumlah energi yang diberikan

3. Jumlah koagulan

4. Jenis dan jumlah koagulan/flokulan pembantu

5. Cara pemakaian koagulan/flokulan pembantu

6. Resirkulasi sebagian lumpur (jika memungkinkan)

7. Penetapan pH pada proses koagulasi

            C.        Presipitasi

Presipitasi adalah proses pengendapan dari garam-garam solid yang terbentuk karena adanya reaksi kimia. Presipitasi biasanya untuk penurunan logam berat. Pada presipitasi ini Jartest digunakan untuk mencari kondisi optimum dimana pada kondisi ini diharapkan logam-logam berat yang ada di air limbah dapat diendapkan bersama-sama (Dian, 2007).

D.                Oksidasi dan Desinfektan

Pada proses oksidasi mangan dan besi maupun desinfektan perlu dilakukan Jartest untuk menentukan dosis yang dipakai agar tidak terlalu banyak  sisa klor yang masih tertinggal. Jumlah desinfektan yang tertinggal dalam air untuk dosis tertentu dapat merusak kehidupan mahluk hidup lainnya yang sebenarnya bukan tujuan untuk dihilangkan, dalam industri sisa klor yang berlebihan dapat merusak system penukar ion dengan menutup pori-pori resin penukar ion (Dian, 2007).

2.4.3    Metode Pengujian Koagulasi-Flokulasi dengan Jartest

Standar nasional untuk metode pengujian koagulasi flokulasi dengan cara jartest ditetapkan dalam SNI 19-6449-2000 termasuk prosedur umum untuk pengolahan dalam rangka mengurangi bahan-bahan terlarut, koloid dan yang tidak mengendap dalam air dengan menggunakan bahan kimia dalam proses koagulasi flokulasi, yang dilanjutkan dengan pengendapan secara gravitasi.

            Uji koagulasi flokulasi dilaksanakan untuk menentukan dosis bahan-bahan kimia dan persyaratan yang digunakan untuk memperoleh hasil yang optimum.  Variabelvariabel utama yang dikaji sesuai dengan yang disarankan, termasuk :

1. Bahan kimia pembantu
2. pH
3. Temperatur
4. Persyaratan tambahan dan kondisi campuran

Metode uji ini digunakan untuk mengevaluasi berbagai jenis koagulan dan flokulan pada proses pengolahan air bersih dan air limbah.  Pengaruh konsentrasi koagulan dan flokulan dapat juga dievaluasi dengan metode ini (Dian, 2007).

           

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1       Umum

Sebuah penelitian membutuhkan metodologi yang sistematis, dimana metode ini mempunyai fungsi untuk:

1. Mempermudah jalannya penelitian.
2. Penelitian berjalan secara sistematis sehingga dapat diselesaikan secara tepat waktu.
3. Mengurangi atau memperkecil kesalahan yang mungkin terjadi pada saat penelitian.
4. Mengkoreksi dan mengevaluasi kembali proses pelaksanaan penelitian secara menyeluruh.

Metode penelitian ini berisi:

1. Kerangka penelitian yang meliputi: penetapan obyek yang akan diteiti, penetapan sampel air limbah yang akan digunakan dan pemilihan variabel penelitian.
2. Metode penelitian dan metode analisa.

3.2       Diagram Kerja Penelitian

            3.2.1    Run 1 (Tanpa Pengendapan)

 

            3.2.1    Run 2 (Dengan Pengendapan)

 

3.3       Lokasi Penelitian

Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Pengolahan Limbah Industri Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung.

3.4       Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang dilakukan dalam analisa air limbah pencucian mobil adalah penelitian skala laboratorium (Labour Experiment) dengan cara batch dari sumber limbah yaitu limbah sebuah jasa pencucian mobil di daerah Jl. Surya Sumantri, Bandung.

3.5       Variabel Penelitian

3.5.1 Variabel Bebas (Independent Variable)

Dalam melakukan penelitian ini, yang merupakan variabel bebas adalah variasi kombinasi dosis koagulan (tawas) dan flokulan (aquaclear).

3.5.2 Variabel Terikat (Dependent Variable)

Variabel terikat yang diteliti adalah volume sampel. Sedangkan parameter yang diteliti adalah pH dan kekeruhan limbah pencucian mobil.

3.6       Bahan dan Alat Penelitian

3.6.1 Bahan-bahan penelitian

Bahan utama dalam proses koagulasi-koagulasi adalah koagulan berupa tawas dan flokulan berupa FeCl₃. Bahan tambahan berupa asam klorida atau kapur.

3 

3.1 

3.2 

3.3 

3.4 

3.5 

3.6 

3.7 

3.7.1 

3.6.2  Peralatan Penelitian

Peralatan yang digunakan dalam proses koagulasi dan flokulasi limbah pencucian mobil terdiri dari peralatan utama yaitu peralatan yang digunakan dalam proses utama, dan peralatan pendukung yaitu peralatan yang digunakan dalam proses analisa air.

a)      Peralatan utama

                                    Peralatan utama terdiri dari:

·         Unit JARTEST                       1 buah

·         Kerucut in-hoff                       6 buah

b)      Peralatan pendukung

Peralatan pendukung yang digunakan dalam penelitian dapat dilihat pada tabel:

Tabel 3.3 Peralatan yang digunakan dalam proses analisa kombinasi dosis optimum koagulan-flokulan limbah pencucian mobil

No	Alat yang digunakan	Spesifikasi	Jumlah
1	pH meter	-	Satu unit
2	Gelas Ukur	1000 ml	Satu unit
3	Turbidimeter	-	Satu unit
4	Bola isap	-	Satu  unit
5	Gelas Kimia	100 ml, 1000ml	Dua unit, enam unit
6	Pipet ukur	10 ml	Satu unit

3.7       Pengambilan Sampel

Pengambilan sampel dilakukan secara langsung menggunakan ember dan jerigen air. Sumber air limbahnya diambil dari sebuah jasa pencucian mobil didaerah .

3.8       Tahap Pengujian (Metoda Jar Test)

Prosedur kerja yang dilakukan untuk mengetahui kombinasi dosis optimum koagulan tawas dan flokulan aquaclear. Untuk menentukan kombinasi dosis optimum koagulan-flokulan yang digunakan dilakukan tahap-tahap penelitian sebagai berikut. Untuk menentukan kombinasi dosis optimum penggunaan tawas- aquaclear menggunakan analisa jar test. Tahapan yang dilakukan dalam analisa jar test adalah sebagai berikut:

a)      Mengukur pH dan kekeruhan awal air limbah.

b)      Mengisi tabung pengujian wadah aparat dengan air sampel limbah masing-masing sebanyak 1000 ml. Mengubah pH air sampel limbah menjadi sekitar 5-7 dengan penambahan kapur jika limbah memiliki pH dibawah 5 atau asam jika limbah memiliki pH diatas 7. Hal ini dilakukan karena koagulan yang digunakan yaitu tawas yang hanya dapat bekerja pada range pH 5 sampai 7.

c)      Menambahkan koagulan tawas kedalam enam beaker glass dengan variasi dosis koagulan 0,25gr/L; 0,5gr/L; 1gr/L; 2gr/L; 4gr/L dan 0,5gr/L. Lalu aduk dengan mixer pada alat jartest dengan kecepatan 100 rpm selama 1 menit. Tahap campuran cepat membantu untuk membubarkan koagulan sepanjang masing-masing kontainer. Koagulan adalah tambahan kimia, seperti garam logam, yang membantu menyebabkan agregat lebih kecil untuk membentuk partikel yang lebih besar.

d)     Menambah flokulan aquaclear kedalam beaker glass yang berisi air limbah yang sudah dikoagulasi tersebut dengan variasi dosis 0,006gr/L; 0,013gr/L; 0,025gr/L; 0,05gr/L; 0,1gr/L dan 0,2gr/L. Lalu aduk dengan mixer pada alat jartest dengan kecepatan 40 rpm selama 20 menit. Berbeda dengan koagulasi yang membutuhkan pengadukan cepat, pada flokulasi diberikan pengadukan yang lebih rendah. Kecepatan pencampuran yang lebih lambat ini akan membantu mempromosikan pembentukan flok dengan meningkatkan tabrakan partikel yang menyebabkan flok lebih besar.

e)      Mematikan mixer dan memindahkan keenam air sampel limbah hasil koagulasi-flokulasi ke dalam 6 kerucut inhoff dan dibiarkan untuk proses sedimentasi selama 30 menit.

f)       Mengukur kekeruhan terakhir dan pH masing-masing air sampel limbah di kerucut inhoff. Kekeruhan akhir diukur dengan turbidimeter. Catat tinggi endapan dari masing-masing kerucut.

g)      Menentukan kombinasi dosis optimum koagulan-flokulan yang digunakan

h)      Melakukan kembali percobaan run kedua yang sama seperti diatas (langkah a-g) namun disertai dengan pengendapan awal air limbah selama 30 menit.

i)        Menetukan pengaruh pengendapan terhadap optimasi penurunan kekeruhan air limbah.

3.9. Analisa dan Pembahasan

Analisa dan pembahasan dari penelitian ini akan ditarik dari awal penelitian sampai akhir penelitian.

DAFTAR PUSTAKA

Hakim, Fadly Rachman. 2010. Penelitian Pengolahan Limbah Pencucian Mobil Dengan Koagulasi-Flokulasi Secara Batch. Surabaya: Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Alaert,G. & Sri Sumesti. 1987. Metode Penelitian Air. Surabaya: Usaha Nasional

Anonim. 2010. Makalah Kimia Air (Penggolongan dan Klasifikasi Air). Tersedia http://irlanode.wordpress.com/2010/12/16/makalah-kimia-air-pengolongan-dan-klasifikasi-air/ (diakses 7 November 2012).

Anonim. 2008. Tersedia http://informasitender.blogspot.com/2008/04/simulasi-koagulasi-flokulasi-dengan.html (diakses 7 November 2012).

Anonim. 2007. Tersedia http://id.scribd.com/doc/56379118/Proses-Penjernihan-Air-dengan-Penambahan-Koagulan (diakses 7 November 2012).

Anonim. 2002. Tersedia http://www.labsource.co.uk/shop/images/SW6.jpg) (diakses 7 November 2012)

Anonim. 2010. Tersedia http://kidalnarsis.blogspot.com/2010/12/jenis-koagulan-dan-koagulan-aid.html (diakses 7 November 2012).

Risdianto, Dian. 2007. Optimasi Proses Koagulasi Untuk Pengolahan Air Limbah Industri Jamu. Semarang: Universitas Diponegoro