Optimasi Penggunaan Koagulan Terhadap Rancangan Unit Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi pada Pengolahan Air Limbah Laboratorium
OPTIMASI PENGGUNAAN KOAGULAN TERHADAP
RANCANGAN UNIT KOAGULASI, FLOKULASI, DAN
SEDIMENTASI PADA PENGOLAHAN AIR LIMBAH
LABORATORIUM
RISSA BUDIARTI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Optimasi Penggunaan
Koagulan terhadap Rancangan Unit Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi pada
Pengolahan Air Limbah Laboratorium adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2013
Rissa Budiarti
NIM F44090030
ABSTRAK
RISSA BUDIARTI. Optimasi Penggunaan Koagulan terhadap Rancangan Unit
Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi pada Pengolahan Air Limbah
Laboratorium. Dibimbing oleh SATYANTO KRIDO SAPTOMO dan ALLEN
KURNIAWAN.
Air limbah laboratorium Institut Pertanian Bogor (IPB) Dramaga
merupakan salah satu air buangan yang berkontribusi menimbulkan pencemaran
lingkungan. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) yang berlokasi di depan
Fakultas Kedokteran Hewan berfungsi untuk mengolah air limbah laboratorium
sebelum dibuang ke lingkungan, sehingga memenuhi standar baku mutu air
limbah. Sistem pengolahan yang digunakan pada IPAL IPB adalah koagulasi,
flokulasi, sedimentasi, Filter System (Sand Filter dan Carbon Filter), dan
desinfeksi. Penelitian dilakukuan dua tahapan, yaitu tahap pertama penggambilan
data primer dan sekunder, serta tahap kedua berupa analisis karakteristik air
limbah, pengujian jar test, dan perhitungan rancangan unit. Tujuan dari penelitan
ini menganalisis karakteristik air limbah laboratorium, optimasi penggunaan
koagulan, dan merancang unit koagulasi-flokulasi dan sedimentasi, serta
membuat kesetimbangan massa. Berdasarkan hasil pengujian, parameter pH, NNO2, NH3, H2S sudah memenuhi standar baku mutu. Parameter TDS, COD, BOD,
minyak dan lemak belum memenuhi standar baku mutu. Konsentrasi akhir TDS,
COD, BOD, serta minyak dan lemak secara berturut-turut sebesar 11273 mg/L,
3300 mg/L, 442 mg/L, dan 181 mg/L. Dosis optimum koagulan yang dapat
digunakan untuk pengolahan air limbah laboratorium periode bulan Februari
hingga Mei yaitu sebesar 6250 mg/L PAC + 62500 mg/L alum. Hasil perhitungan
kesetimbangan massa menunjukkan bahwa konsentrasi TSS yang keluar dari
proses pengolahan pada IPAL IPB sudah berada di bawah baku mutu yaitu
sebesar 93 mg/L, sedangkan konsentrasi BOD yang dihasilkan masih berada di
atas baku mutu yaitu sebesar 331.77 mg/L. Pada unit koagulasi dan flokulasi,
kecepatan pengaduk belum sesuai dengan kriteria. Pada unit sedimentasi, BOD
dapat di reduksi hingga 48 % dan TSS dapat di reduksi hingga 70 %.
Kata kunci: air limbah laboratorium, koagulan, unit pengolahan air limbah
ABSTRACT
RISSA BUDIARTI. Optimation of coagulant using towards coagulation,
floculation, and sedimentation unit’s design in wastewater treatment plant.
Supervised by SATYANTO KRIDO SAPTOMO and ALLEN KURNIAWAN.
Laboratories wastewater of Bogor Agricultural University (IPB) Dramaga is
one of the parties who contribute environmental pollution. Waste Water
Treatment Plant (WWTP) located in front of the Veterinary Medicine Faculty
serves to treat wastewater in order that appropiate with the treshold. The systems
which is used in WWTP IPB is coagulation, flocculation, sedimentation, filter
system (sand filters and carbon filters), and disinfection. The objective of this
research is to analyze the characteristics of laboratiories wastewater, optimization
of using coagulants, and designing coagulation-flocculation and sedimentation
units, along with making the mass balance. This study done in two stages, the first
stage was primary and secondary data collecting and the second stage was
wastewater characteristics analyzing, doing jar test, and design units. Based on the
results, the parameters pH, N-NO2, NH3, H2S has met quality standards but TDS,
COD, BOD, oil and grease do not meet the threshold . The final concentration of
TDS, COD, BOD, and oil and grease in a row at 11273 mg /L, 3300 mg/L, 442
mg/L, and 181 mg/L. The optimum dose of coagulant that can be used for
wastewater treatment lab was 6250 mg/L PAC + 62500 mg/L alum. The mass
balance indicates that TSS concentration at efluent already under the threshold
that is 93 mg/L, whereas BOD was still above the threshold which was 331.77 mg
/ L. On coagulation and flocculation unit, stirrer speed does not meet the criteria.
On sedimentation unit, BOD can be reduced up to 48 % and TSS reduction can be
up to 70 %.
Keywords: laboratories waswater, coagulant, wastewater treatment plant
OPTIMASI PENGGUNAAN KOAGULAN TERHADAP
RANCANGAN UNIT KOAGULASI, FLOKULASI, DAN
SEDIMENTASI PADA PENGOLAHAN AIR LIMBAH
LABORATORIUM
RISSA BUDIARTI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi : Optimasi Penggunaan Koagulan Terhadap Rancangan Unit
Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi pada Pengolahan Air
Limbah Laboratorium
Nama
: Rissa Budiarti
NIM
: F44090030
Disetujui oleh
Dr. Satyanto Krido Saptomo, S.TP., M.Si.
Pembimbing I
Allen Kurniawan, S.T., M.T.
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian ini ialah limbah cair, dengan judul Optimasi Penggunaan
Koagulan Terhadap Rancangan Unit Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi pada
Pengolahan Air Limbah Laboratorium.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Satyanto Krido Saptomo,
S.TP., M.Si. dan Bapak Allen Kurniawan, S.T., M.T. selaku pembimbing, serta
Bapak Sutoyo, S.TP., M.Si. yang telah banyak memberi saran dan bantuan selama
penulis berada di lapangan. Di samping itu, penulis menyampaikan penghargaan
kepada Bapak Arie Prasetya, Ibu Ety Rohaeti, dan staf-staf departemen yang telah
membantu selama pengumpulan data. Ungkapan terima kasih juga disampaikan
kepada ayah, ibu, keluarga, serta rekan – rekan mahasiswa Teknik Sipil dan
Lingkungan Angkatan 2009 atas segala doa dan dukungan yang telah diberikan.
Semoga skripsi ini bermanfaat dan dapat digunakan oleh pihak terkait
ataupun masyarakat secara luas.
Bogor, September 2013
Rissa Budiarti
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
METODE
3
Waktu dan Tempat Penelitian
3
Alat dan Bahan
3
Prosedur Penelitian
3
Metode Sampling
3
Metode Penentuan Karakteristik Air Limbah
4
Metode Pengujian Jar Test
5
Prosedur Analisis Data
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Analisis Karakteristik Air Limbah Laboratorium
7
Penentuan Dosis Optimum Koagulan dengan Jar Test
9
Kesetimbangan Massa pada Unit Pengolahan Air Limbah Laboratorium
14
Rancangan Unit Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi
22
SIMPULAN DAN SARAN
29
Simpulan
29
Saran
30
DAFTAR PUSTAKA
30
LAMPIRAN
32
RIWAYAT HIDUP
43
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Alat dan bahan penelitian
Hasil analisis parameter air limbah laboratorium IPB
Koagulan yang umum digunakan pada pengolahan air dan air limbah
Persamaan kesetimbangan debit aliran air limbah IPB
Persamaan kesetimbangan padatan dan substrat air limbah IPB
Hasil dan variabel kesetimbangan massa pada unit pengolahan air
limbah IPB
Persamaan kesetimbangan debit aliran air limbah dengan lumpur aktif
Persamaan kesetimbangan padatan dan substrat air limbah dengan
lumpur aktif
Hasil dan variabel kesetimbangan massa pada unit pengolahan lumpur
aktif
Kriteria rancangan unit koagulasi
Hasil perhitungan unit koagulasi
Kriteria rancangan unit flokulasi
Hasil perhitungan unit flokulasi
Kriteria rancangan unit sedimentasi
Hasil perhitungan unit sedimentasi
3
9
9
16
16
16
19
20
20
23
24
25
26
27
28
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Diagram alir penelitian
Diagram alir proses pengujian jar test
Grafik hubungan dosis koagulan dengan pH
Grafik hubungan dosis koagulan dengan COD
Grafik hubungan dosis koagulan dengan TSS
Grafik hubungan dosis koagulan dengan turbiditas
Grafik hubungan dosis koagulan kombinasi antara COD dengan pH
Grafik hubungan dosis koagulan kombinasi antara TSS dengan pH
Grafik hubungan dosis koagulan kombinasi antara turbiditas dengan pH
Diagram alir kesetimbangan massa unit pengolahan air limbah IPB
Modifikasi kesetimbangan massa unit pengolahan air limbah IPB
menggunakan lumpur aktif
12 Diagram perhitungan unit koagulasi dengan pengaduk mekanik
13 Diagram perhitungan unit flokulasi
14 Diagram perhitungan unit sedimentasi
4
6
10
11
11
12
13
13
14
15
18
23
25
27
DAFTAR LAMPIRAN
1 Data laboratorium IPB dan senyawa kimia dominan
2 Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 51 Tahun 1995
Tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri
3 Data hasil pengukuran jar test
4 Gambar denah unit koagulasi
32
33
34
35
5
6
7
8
9
10
11
Potongan A-A unit koagulasi
Gambar denah unit flokulasi
Potongan A-A unit flokulasi
Gambar denah unit sedimentasi
Potongan A-A unit sedimentasi
Potongan B-B unit sedimentasi
Potongan C-C unit sedimentasi
36
37
38
39
40
41
42
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Buangan air yang tidak dikelola dengan baik akan menyebabkan terjadinya
pencemaran air yang berdampak negatif terhadap alam. Seiring dengan semakin
tingginya kepedulian masyarakat untuk menjaga keberlanjutan lingkungan, upaya
industri ataupun organisasi lainnya dipacu untuk melakukan pengelolaan air
limbah melalui perencanaan proses produksi yang efisien, sehingga pencemaran
buangan air limbah mampu diminimalkan dan dikendalikan.
Berdasarkan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 32 Tahun 2009
tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup, industri maupun
instansi harus bertanggung jawab terhadap pengelolaan limbah yang dihasilkan.
Air limbah laboratorium Institut Pertanian Bogor (IPB) Dramaga merupakan salah
satu air buangan yang berkontribusi menimbulkan pencemaran lingkungan.
Kampus IPB Dramaga terdiri dari 29 departemen. Setiap departemen memiliki
laboratorium yang beragam, yaitu laboratorium kimia, biologi, biokimia, teknik,
perikanan, peternakan, pertanian, kehutanan, serta kedokteran hewan. Setiap
laboratorium tersebut akan menghasilkan limbah dengan karakteristik yang
berbeda-beda. Limbah laboratorium dapat berasal dari berbagai sumber, yaitu
bahan baku yang sudah kadaluwarsa, bahan habis pakai, produk proses di dalam
laboratorium, dan air bekas pencucian alat laboratorium.
Pada tahun 2010, Kampus IPB Dramaga telah membangun Instalasi
Pengolahan Air Limbah (IPAL) yang berlokasi di depan Fakultas Kedokteran
Hewan. IPAL ini berfungsi untuk mengolah air limbah laboratorium sebelum
dibuang ke lingkungan, sehingga memenuhi standar baku mutu air limbah. Sistem
pengolahan yang digunakan pada IPAL IPB adalah koagulasi, flokulasi,
sedimentasi, Filter System (Sand Filter dan Carbon Filter), dan desinfeksi. Pada
kenyataannya, hingga saat ini IPAL tersebut belum diaktifkan karena tidak adanya
sumber daya manusia yang dapat mengoperasikan unit pengolahan tersebut dan
tidak tersedianya sistem penyaluran air limbah, sehingga air limbah yang berasal
dari hasil kegiatan laboratorium hanya dapat ditampung tanpa adanya pengolahan.
Salah satu faktor penting yang harus dilakukan sebelum menjalankan IPAL
yaitu uji karakteristik air limbah. Hal ini dilakukan untuk mengetahui besarnya
kadar polutan yang terkandung dalam air limbah, sehingga nilai kadar polutan
maksimal yang masuk dapat disesuaikan terhadap unit pengolahan terpilih.
Setelah diketahui karakteristik awal air limbah, pada unit pengolahan kimia
membutuhkan penentuan dosis optimum koagulan yang dipakai agar dapat
menurunkan nilai kadar polutan dari air limbah tersebut. Hasil dari uji
karakteristik dan penggunaan dosis optimum koagulan ini akan disesuaikan
dengan kondisi, kapasitas, dan kemampuan dari unit pengolahan pada IPAL
tersebut dalam mengolah air limbah. Oleh karena itu, adanya penelitian ini
diperlukan guna mengetahui karakteristik awal dan akhir dari air limbah
laboratorium IPB, menentukan jenis koagulan dan dosis optimum koagulan yang
efektif dalam menurunkan kadar polutan air limbah, serta merancangan unit
koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi yang sesuai dengan kondisi air limbah yang
tersedia saat ini, sehingga dapat menjadi acuan dalam mengoptimalkan
penggunaan unit pengolahan pada IPAL IPB.
2
Perumusan Masalah
1.
2.
3.
Rumusan masalah penelitian ini dilihat dari pertanyaan berikut:
Berapa nilai karakteristik kontaminan yang terkandung dalam air limbah
laboratorium IPB ditinjau dari parameter fisik dan kimia?
Berapa nilai dosis optimum koagulan yang dapat dipakai untuk menurunkan
kadar polutan air limbah dalam unit koagulasi-flokulasi dan sedimentasi ?
Apakah unit koagulasi-flokulasi dan sedimentasi yang ada saat ini sudah
sesuai dengan kondisi limbah yang tersedia?
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini:
1. Mengetahui karakteristik air limbah laboratorium sebelum dan setelah
melalui proses koagulasi-flokulasi dan sedimentasi.
2. Mengetahui penggunaan koagulan optimum pada unit koagulasi-flokulasi dan
sedimentasi.
3. Mengetahui perkiraan reduksi kontaminan pada unit pengolahan air limbah
melalui perhitungan kesetimbangan massa.
4. Modifikasi rancangan unit koagulasi-flokulasi dan sedimentasi.
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini:
1. Memberikan data karakteristik air limbah laboratorium di Institut Pertanian
Bogor yang ditinjau dari parameter terukur.
2. Memberikan dosis optimum koagulan yang sesuai untuk menurunkan kadar
polutan air limbah pada unit koagulasi-flokulasi dan sedimentasi.
3. Memberikan rekomendasi tentang proses pengolahan air limbah, khususnya
pada unit koagulasi-flokulasi dan sedimentasi.
Ruang Lingkup Penelitian
1.
2.
3.
4.
5.
Ruang lingkup penelitian ini:
Mengetahui sumber air limbah dari seluruh laboratorium di IPB.
Analisis karakteristik awal dan akhir air limbah laboratorium.
Penentuan dosis koagulan optimum.
Perhitungan kesetimbangan massa pada unit pengolahan air limbah.
Rancangan unit koagulasi-flokulasi dan sedimentasi.
3
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Kampus IPB Dramaga, Bogor. Penelitian
dilakukan dua tahap, yaitu tahap pertama penggambilan data primer dan sekunder
selama bulan Februari-Mei 2013, serta tahap kedua berupa analisis karakteristik
air limbah, pengujian jar test, dan perhitungan rancangan unit selama bulan JuniJuli 2013.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini antara lain :
Tabel 1 Alat dan bahan penelitian
Alat
Seperangkat computer
Software Mirosoft Office
Turbidity Meter
pH Meter
Spectrofotometer
Timbangan analitik
Oven Memmert
Kertas saring
Tabung COD
BOD inkubator
Peralatan gelas
Jar Test
Manual book WWTP IPB
Bahan
Air limbah laboratorium IPB
Bahan-bahan kimia
Koagulan PAC dan Aluminium Sulfat
Data sekunder berupa :
Jumlah laboratorium IPB
Debit air limbah
SNI 06-6989.11-2004
SNI 06-2503-1991
SNI 06-6989.15-2004
SNI 06-6989.3-2004
SNI 06-6989.27-2005
SNI 06-6989.10-2004
SNI 06-6989.9-2004
Prosedur Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan melalui beberapa tahap, seperti yang tertera pada
Gambar 1.
Metode Sampling
Metode sampling digunakan untuk mendapatkan nilai dari parameter yang
akan diukur. Pada penelitian ini, sampling diambil pada 30 laboratorium di IPB.
Pada setiap laboratorium dilakukan pengambilan contoh uji air limbah sebesar
300 ml. Setelah contoh air limbah terkumpul, air limbah dihomogenkan dalam
satu wadah. Air limbah yang telah homogen, diletakkan di ruang terbuka agar
terjadi proses evaporasi yaitu perubahan fase cair menjadi uap untuk
menghilangkan kandungan organik dalam air limbah.
4
Gambar 1 Diagram alir penelitian
Metode Penentuan Karakteristik Air Limbah
Pengukuran karakteristik air limbah dilakukan dengan menghomogenkan
contoh uji air limbah terlebih dahulu menggunakan stirer selama 15 menit.
Pengukuran pH dilakukan dengan menggunakan pH meter digital. Pengukuran pH
ini berpedoman pada SNI 06-6989.11-2004 tentang Cara Uji Derajat Keasaman
(pH) dengan Menggunakan Alat pH Meter. Pengukuran Biochemical Oxygen
Demand (BOD) dilakukan dengan mengukur kandungan oksigen terlarut awal
(DOi) dari contoh uji kemudian mengukur kandungan oksigen terlarut pada
contoh uji yang telah diinkubasi selama 5 hari (DO5) pada suhu 20⁰C. Selisih DOi
dan DO5 merupakan nilai BOD yang dinyatakan dalam miligran oksigen per liter
(mg/L). Analisis parameter BOD dan DO ini dilakukan dengan menggunakan
metode Winkler yang berpedoman pada SNI 06-2503-1991 tentang Metode
Pengujian Kadar Kebutuhan Oksigen Biokimiawi. Penentuan Chemical Oxygen
Demand (COD) dilakukan dengan menggunakan metode bikromat yang
menghasilkan tingkat oksidasi tinggi. Pengukuran COD berpedoman pada SNI
06-6989.15-2004 tentang Cara Uji Kebutuhan Oksigen Kimiawi dengan Refluks
Terbuka Secara Titrimetri.
5
Pengukuran zat padat tersuspensi (Total Suspended Solid / TSS) dilakukan
dengan menggunakan kertas saring Whatman Grade 934 AH yang telah
dikeringkan dalam oven dengan suhu 103-105 ⁰C. Pengujian TSS berpedoman
pada SNI 06-6989.3-2004 tentang Cara Uji Padatan Tersuspensi Total Secara
Gravimetri. Pengukuran zat padat terlarut (Total Disolve Solid / TDS) dilakukan
dengan menggunakan kertas saring Whatman Grade 934 AH yang telah
dikeringkan dalam oven dengan suhu 103-105 ⁰C dan cawan yang telah
dipanaskan pada suhu 180 ⁰C. Pengujian TDS berpedoman pada SNI 06-6989.272005 tentang Cara Uji Kadar Padatan Terlarut Total Secara Gravimetri.
Pengukuran oil and grease atau minyak dan lemak ini dilakukan secara
gravimetri yang berpedoman pada SNI 06-6989.10-2004 tentang Cara Uji Minyak
dan Lemak Secara Gravimetri. Pengukuran kadar amoniak (NH3) dilakukan
dengan metode spektrofotmetri pada panjang gelombang 400-425 nm.
Pengukuran kadar nitrit (N-NO2) dilakukan dengan metode spektrofotmetri pada
panjang gelombang 543 nm yang berpedoman pada SNI 06-6989.9-2004 tentang
Cara Uji Nitrit (N-NO2) Secara Spektrofotometri. Pengukuran Total Kjeldahl
Nitrogen (TKN) digunakan untuk mengetahui nilai total nitrogen yang terkandung
dalam air limbah. Metode ini terdiri dari tiga tahap, yaitu destruksi, destilasi, dan
titrasi.
Metode Pengujian Jar Test
Uji laboratorium untuk proses koagulasi pada pengolahan air limbah
dilakukan dengan metode jar test. Pengujian jar test yang dilakukan untuk
membandingkan kinerja koagulan yang digunakan untuk mengendapkan padatan
tersuspensi pada air limbah laboratorium di unit pengolahan kimia. Koagulan
yang digunakan pada penelitian ini yaitu Poly Aluminium Chloride (PAC) dan
aluminium sulfat/alum atau tawas (Al2(SO4)3).
Pembuatan Larutan Koagulan
Konsentrasi larutan koagulan harus ditentukan sebelum pengujian jar test.
Pada penelitian ini dibutuhkan koagulan dengan konsentrasi yang besar. Hal ini
disebabkan kadar polutan yang tinggi pada contoh uji air limbah terutama pada
parameter COD dan TSS. Larutan koagulan masing-masing dibuat dengan
konsentrasi 10%. Pada pembuatan koagulan PAC 10 %, 8.26 ml koagulan cair
PAC murni dilarutkan ke dalam 100 ml air suling. Setiap 1 ml larutan PAC 10 %
terdapat 100 mg koagulan. Pada pembuatan koagulan alum 10 %, 10 gram bubuk
alum dilarutkan ke dalam 100 ml air suling. Setiap 1 ml larutan alum 10 %
terdapat 100 mg koagulan.
Penentuan Dosis Optimum Koagulan
Pada pengujian jar test ini, contoh uji air limbah dipindahkan ke dalam
gelas ukur dengan penambahan variasi konsentrasi koagulan yang berbeda.
Kemudian, pengadukan cepat (rapid mixing) dan pengadukan lambat (slow
mixing) dilakukan pada contoh uji. Pengadukan dilakukan dengan kecepatan 100
rpm selama 1 menit, 80 rpm selama 2 menit, 60 rpm selama 3 menit, dan 40 rpm
selama 5 menit. Setelah itu, larutan didiamkan mengendap selama 30 menit. Fase
cairan yang terbentuk pada proses pengendapan, dianalisis untuk mengetahui
parameter pH, turbiditas, COD, dan TSS yang digunakan untuk menentukan dosis
optimum koagulan air limbah.
6
Variasi dosis koagulan PAC 10 % dan alum 10 % yang diberikan dimulai
dari 1250 mg/L hingga 62500 mg/L, dengan interval yang berbeda-beda. Variasi
kombinasi koagulan PAC dan alum ditentukan berdasarkan dosis optimum yang
didapat dari hasil pengujian masing-masing koagulan pada pengukuran jar test.
Lima variasi dosis koagulan digunakan pada satu kali pengujian jar test. Tahapan
proses pengujian jar test dapat dilihat pada Gambar 2.
Proses pengolahan air limbah
dengan jar test
Contoh uji air limbah sebanyak
400 mL dimasukkan ke dalam 5
gelas ukur1000 mL
Larutan koagulan dimasukkan ke
dalam tiap gelas ukur dengan
konsentrasi yang berbeda-beda
Variasi dosis PAC
Variasi dosis alum
Variasi dosis
PAC + alum
Pengadukan cepat dengan
kecepatan 100 rpm selama 1
menit
Pengadukan lambat dengan
kecepatan 80 rpm selama 2 menit
Pengadukan lambat dengan
kecepatan 60 rpm selama 3 menit
Pengadukan lambat dengan
kecepatan 40 rpm selama 5 menit
Pengendapan dilakukan selama
30 menit
Analisis pH, turbiditas, TSS, dan
COD terhadap fase cairan
Gambar 2 Diagram alir proses pengujian jar test
7
Prosedur Analisis Data
Perhitungan Kesetimbangan Massa
Perhitungan kesetimbangan massa diperlukan untuk mengetahui perubahan
nilai konsentrasi substansi pada setiap unit pengolahan. Perubahan nilai tersebut
disebabkan oleh produksi bahan kimia, biokimia, atau fenomena fisik. Pada
pembuatan diagram alir kesetimbangan massa, data yang diperlukan yaitu berupa
laju aliran, nilai konsentrasi cairan berupa BOD, dan nilai konsentrasi padatan
berupa TSS. Persamaan umum yang digunakan dalam kesetimbangan massa
yaitu:
masuk – keluar + penurunan selama proses = akumulasi
(1)
Masuk-keluar mengacu pada pengangkutan bersih zat ke dalam reaktor,
penurunan selama proses mengacu pada produksi atau destruksi bersih oleh
reaksi atau proses fisik, dan akumulasi adalah jumlah yang tersisa.
Rancangan Unit Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi
Rancangan unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi dilakukan dengan
menentukan dimensi unit menggunakan kapasitas pompa yang tersedia pada IPAL
IPB. Pada unit koagulasi dan flokulasi, nilai gradien kecepatan (G) dan waktu
detensi (td) diasumsikan berdasarkan dengan kriteria menurut Qasim,et al (2000).
Pada unit koagulasi dan flokulasi akan diketahui jenis aliran yang terjadi. Pada
unit sedimentasi, kuantitas lumpur yang dihasilkan serta persentase penurunan
konsentrasi BOD dan TSS dapat diketahui.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Karakteristik Air Limbah Laboratorium
Menurut Metcalf & Eddy (2003), air limbah adalah kombinasi dari cairan
dan sampah cair yang berasal dari daerah pemukiman, perkantoran, dan industri
yang terkadang hadir bersama air tanah, air permukaan, dan air hujan. Kegiatan
yang dilakukan di laboratorium IPB menghasilkan limbah, khususnya air limbah
dari penggunaan bahan kimia dan pencucian alat. Secara umum, karakteristik air
limbah hasil kegiatan laboratorium ini berpotensi mengandung bahan dengan
kategori B3 (Bahan Berbahaya Beracun), sehingga penanganan khusus diperlukan
dengan menggunakan IPAL. Contoh uji air limbah laboratorium yang akan diolah
harus dilakukan pengenceran agar konsentrasi parameter yang diukur dapat
terdeteksi.
Pada penelitian ini, pengambilan contoh uji air limbah laboratorium
dilakukan di 30 laboratorium IPB. Data laboratorium dan senyawa kimia dominan
pada masing-masing laboratorium dapat dilihat pada Lampiran 1. Uji karakteristik
air limbah dilakukan pada kondisi awal dan kondisi akhir setelah pengenceran
serta penambahan koagulan. Parameter air limbah yang diuji pada penelitian ini
meliputi pH, BOD, COD, TSS, Total Solid (TS), Volatile Suspended Solid (VSS),
8
TDS, oil and grease, N-NO2, NH3, H2S dan TKN. Berdasarkan hasil pengujian,
sebagian besar parameter air limbah yang diukur berada jauh di atas baku mutu.
Baku mutu yang digunakan pada penelitian ini yaitu Keputusan Menteri Negara
Lingkungan Hidup Nomor 51 Tahun 1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi
Kegiatan Industri yang dapat dilihat pada Lampiran 2. Hasil dari analisis
parameter air limbah laboratorium IPB dapat dilihat pada Tabel 2.
Pada air limbah, parameter terpenting yang harus diketahui yaitu COD,
BOD, dan TSS. COD adalah sejumlah oksigen yang dibutuhkan untuk
mengoksidasi zat anorganik dalam air untuk proses reaksi secara kimia. Nilai
COD akan selalu lebih besar daripada BOD, karena sebagian besar senyawa lebih
mudah teroksidasi secara kimia daripada secara biologi. BOD adalah kebutuhan
oksigen bagi sejumlah bakteri untuk menguraikan (mengoksidasikan) semua zat
organik yang terlarut maupun sebagai tersuspensi dalam air menjadi bahan
organik yang lebih sederhana. Kadar BOD limbah juga dipengaruhi oleh TSS
yang menggambarkan padatan melayang dalam cairan limbah. Konsentrasi TSS
tinggi menyebabkan BOD tinggi, sehingga konsentrasi TSS diupayakan kecil
dengan penyaringan, pengendapan, atau penambahan bahan kimia flokulan
(Siregar, 2005).
Berdasarkan hasil pengujian, konsentrasi awal COD, BOD, dan TSS air
limbah laboratorium IPB secara berturut-turut yaitu sebesar 49867 mg/L, 863
mg/L, dan 805 mg/L. Konsentrasi yang diperoleh ini masih tinggi, sehingga
penanganan perlu dilakukan agar kadar polutan yang terdapat pada air limbah
tersebut dapat tereduksi. Penurunan kadar polutan air limbah laboratorium ini
dapat dilakukan dengan pengenceran dan pemberian dosis koagulan pada proses
pengolahan kimia. Berdasarkan hasil pengujian, nilai parameter akhir yang diukur
mengalami penurunan yang cukup besar, walaupun beberapa parameter berada di
atas ambang baku mutu seperti nilai COD dan BOD. Konsentrasi COD akhir
sebesar 3300 mg/L dengan baku mutu 300 mg/L dan konsentrasi BOD akhir
sebesar 442 mg/L dengan baku mutu 150 mg/L. Konsentrasi TSS akhir telah
berada di bawah baku mutu yaitu sebesar 93 mg/L dengan baku mutu 400 mg/L.
Kadar polutan yang tinggi pada air limbah disebabkan karena sifat dari air limbah
laboratorium yang mengandung bahan kimia yang bersifat asam, basa, organik,
serta anorganik dengan jumlah konsentrasi yang besar.
Jenis bahan kimia yang umum dipakai di laboratorium antara lain bahan
kimia bersifat asam, basa, organik, dan anorganik. Jenis asam-asam kuat yang
digunakan seperti Asam Klorida (HCl), Asam Nitrat (HNO3), dan Asam Sulfat
(H2SO4). Beberapa asam lemah yang biasa digunakan antara lain Asam Fosfat
(H3PO4) dan Asam Karboksilat (HCOOH). Jenis-jenis basa kuat yang umum
digunakan seperti Natrium Hidroksida (NaOH) dan Kalium Hidroksida (KOH).
Kelompok bahan kimia anorganik meliputi berbagai jenis garam seperti Natrium
Klorida (NaCl), Magnesium Klorida (MgCl2), Kalium Klorida (KCl), Merkuri
Sulfat (MgSO4), dan berbagai jenis garam lainnya. Bahan kimia organik yang
sering digunakan seperti jenis Alkohol, Aldehida, Aseton, dan sebagainya.
Karakteristik air limbah laboratorium dapat dikategorikan sebagai limbah bahan
berbahaya dan beracun (B3). Sebagian besar unsur-unsur berbahaya yang terdapat
dalam air limbah laboratorium adalah logam berat seperti Besi (Fe), Mangan (Mn),
Krom (Cr), Merkuri (Hg) (TDS), NH3, N-NO2, dan pH (Said, 2009).
9
Tabel 2 Hasil analisis parameter air limbah laboratorium IPB
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Parameter
FISIK
Temperatur
TS
VSS
TDS
TSS
KIMIA
pH
COD
BOD
Minyak dan lemak
Sulfida (H2S)
Nitrit (N-NO2)
Amoniak (N-NH3)
TKN
Satuan
Nilai
awal
Nilai
akhir
Baku Mutu Kep51/Menlh/10/1995
⁰C
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
40
45693
15901
35915
805
39
9113
3306
11273
93
38 – 40
2000 – 4000
200 – 400
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
6.5
49867
863
681
1.39
0.07
3
3290
6
3300
442
181
0
0
0.5
646
6.0 – 9.0
100 – 300
50 – 150
5 – 10
0.05 – 0.1
1–3
1–5
-
Penentuan Dosis Optimum Koagulan dengan Jar Test
Penentuan dosis optimal koagulan pada proses pengolahan air limbah
laboratorium IPB, menggunakan jar test yang merupakan model sederhana dari
proses koagulasi-flokulasi. Pada pengolahan air bersih atau air limbah dengan
proses kimia, bahan kimia (koagulan) tertentu selalu dibutuhkan untuk
menurunkan konsentrasi polutan. Koagulan yang umum digunakan dapat dilihat
pada Tabel 3.
Tabel 3 Koagulan yang umum digunakan pada pengolahan air dan air limbah
Reaksi
pH
Nama
Formula
Bentuk
dengan air optimum
Aluminium sulfat,
Al2(SO4)3.xH2O
Bongkah,
Asam
6.0 – 7.8
Alum sulfat, Alum,
x = 14,16,18
bubuk
Salum
NaAlO2 atau
Sodium aluminat
Bubuk
Basa
6.0 – 7.8
Na2Al2O4
Poly Aluminium
Cairan,
Aln(OH)mCl3n-m
Asam
6.0 – 7.8
Chloride, PAC
bubuk
Ferri sulfat
Fe2(SO4)3.9H2O Kristal halus
Asam
4–9
Bongkah,
Ferri klorida
FeCl3.6H2O
Asam
4–9
cairan
Ferro sulfat
FeSO4.7H2O
Kristal halus
Asam
>8.5
Sumber : Sugiarto. 2006
10
Pada penelitian ini digunakan jenis koagulan Poly Aluminium Chloride
(PAC) dan aluminium sulfat (alum) atau tawas. Alumunium sulfat dipakai karena
efektif untuk menurunkan kadar karbonat. Bahan ini paling ekonomis (murah) dan
mudah didapat pada pasaran serta mudah disimpan. Sifat utama dari alum adalah
mudah larut dalam air, tidak beracun, dan tidak berbau. PAC mempunyai
karakteristik tertentu, seperti padatan berwarna kuning jernih, titik didih lebih dari
100 ⁰C, titik beku sebesar -12 ⁰C, specific grafity pada rentang 1.36-1.38, larut
dalam air dan stabil di bawah kondisi biasa. PAC dapat digunakan dengan interval
dosis yang luas dan sangat cocok untuk beranekaragam kekeruhan, kebasaan, dan
jumlah bahan organik di dalam air. Beberapa keuntungan koagulan PAC adalah
selain sangat baik untuk menghilangkan kekeruhan dan warna, memadatkan dan
menghentikan penguraian flok, membutuhkan kebasaan rendah untuk hidrolisis,
sedikit berpengaruh pada pH, menurunkan atau menghilangkan kebutuhan
penggunaan polimer, serta mengurangi dosis koagulan sebanyak 30–70%. Apabila
dibandingkan dengan alumunium sulfat, PAC mempunyai efek koagulasi yang
lebih baik, sangat cocok digunakan pada temperatur rendah (T
RANCANGAN UNIT KOAGULASI, FLOKULASI, DAN
SEDIMENTASI PADA PENGOLAHAN AIR LIMBAH
LABORATORIUM
RISSA BUDIARTI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Optimasi Penggunaan
Koagulan terhadap Rancangan Unit Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi pada
Pengolahan Air Limbah Laboratorium adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2013
Rissa Budiarti
NIM F44090030
ABSTRAK
RISSA BUDIARTI. Optimasi Penggunaan Koagulan terhadap Rancangan Unit
Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi pada Pengolahan Air Limbah
Laboratorium. Dibimbing oleh SATYANTO KRIDO SAPTOMO dan ALLEN
KURNIAWAN.
Air limbah laboratorium Institut Pertanian Bogor (IPB) Dramaga
merupakan salah satu air buangan yang berkontribusi menimbulkan pencemaran
lingkungan. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) yang berlokasi di depan
Fakultas Kedokteran Hewan berfungsi untuk mengolah air limbah laboratorium
sebelum dibuang ke lingkungan, sehingga memenuhi standar baku mutu air
limbah. Sistem pengolahan yang digunakan pada IPAL IPB adalah koagulasi,
flokulasi, sedimentasi, Filter System (Sand Filter dan Carbon Filter), dan
desinfeksi. Penelitian dilakukuan dua tahapan, yaitu tahap pertama penggambilan
data primer dan sekunder, serta tahap kedua berupa analisis karakteristik air
limbah, pengujian jar test, dan perhitungan rancangan unit. Tujuan dari penelitan
ini menganalisis karakteristik air limbah laboratorium, optimasi penggunaan
koagulan, dan merancang unit koagulasi-flokulasi dan sedimentasi, serta
membuat kesetimbangan massa. Berdasarkan hasil pengujian, parameter pH, NNO2, NH3, H2S sudah memenuhi standar baku mutu. Parameter TDS, COD, BOD,
minyak dan lemak belum memenuhi standar baku mutu. Konsentrasi akhir TDS,
COD, BOD, serta minyak dan lemak secara berturut-turut sebesar 11273 mg/L,
3300 mg/L, 442 mg/L, dan 181 mg/L. Dosis optimum koagulan yang dapat
digunakan untuk pengolahan air limbah laboratorium periode bulan Februari
hingga Mei yaitu sebesar 6250 mg/L PAC + 62500 mg/L alum. Hasil perhitungan
kesetimbangan massa menunjukkan bahwa konsentrasi TSS yang keluar dari
proses pengolahan pada IPAL IPB sudah berada di bawah baku mutu yaitu
sebesar 93 mg/L, sedangkan konsentrasi BOD yang dihasilkan masih berada di
atas baku mutu yaitu sebesar 331.77 mg/L. Pada unit koagulasi dan flokulasi,
kecepatan pengaduk belum sesuai dengan kriteria. Pada unit sedimentasi, BOD
dapat di reduksi hingga 48 % dan TSS dapat di reduksi hingga 70 %.
Kata kunci: air limbah laboratorium, koagulan, unit pengolahan air limbah
ABSTRACT
RISSA BUDIARTI. Optimation of coagulant using towards coagulation,
floculation, and sedimentation unit’s design in wastewater treatment plant.
Supervised by SATYANTO KRIDO SAPTOMO and ALLEN KURNIAWAN.
Laboratories wastewater of Bogor Agricultural University (IPB) Dramaga is
one of the parties who contribute environmental pollution. Waste Water
Treatment Plant (WWTP) located in front of the Veterinary Medicine Faculty
serves to treat wastewater in order that appropiate with the treshold. The systems
which is used in WWTP IPB is coagulation, flocculation, sedimentation, filter
system (sand filters and carbon filters), and disinfection. The objective of this
research is to analyze the characteristics of laboratiories wastewater, optimization
of using coagulants, and designing coagulation-flocculation and sedimentation
units, along with making the mass balance. This study done in two stages, the first
stage was primary and secondary data collecting and the second stage was
wastewater characteristics analyzing, doing jar test, and design units. Based on the
results, the parameters pH, N-NO2, NH3, H2S has met quality standards but TDS,
COD, BOD, oil and grease do not meet the threshold . The final concentration of
TDS, COD, BOD, and oil and grease in a row at 11273 mg /L, 3300 mg/L, 442
mg/L, and 181 mg/L. The optimum dose of coagulant that can be used for
wastewater treatment lab was 6250 mg/L PAC + 62500 mg/L alum. The mass
balance indicates that TSS concentration at efluent already under the threshold
that is 93 mg/L, whereas BOD was still above the threshold which was 331.77 mg
/ L. On coagulation and flocculation unit, stirrer speed does not meet the criteria.
On sedimentation unit, BOD can be reduced up to 48 % and TSS reduction can be
up to 70 %.
Keywords: laboratories waswater, coagulant, wastewater treatment plant
OPTIMASI PENGGUNAAN KOAGULAN TERHADAP
RANCANGAN UNIT KOAGULASI, FLOKULASI, DAN
SEDIMENTASI PADA PENGOLAHAN AIR LIMBAH
LABORATORIUM
RISSA BUDIARTI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi : Optimasi Penggunaan Koagulan Terhadap Rancangan Unit
Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi pada Pengolahan Air
Limbah Laboratorium
Nama
: Rissa Budiarti
NIM
: F44090030
Disetujui oleh
Dr. Satyanto Krido Saptomo, S.TP., M.Si.
Pembimbing I
Allen Kurniawan, S.T., M.T.
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian ini ialah limbah cair, dengan judul Optimasi Penggunaan
Koagulan Terhadap Rancangan Unit Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi pada
Pengolahan Air Limbah Laboratorium.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Satyanto Krido Saptomo,
S.TP., M.Si. dan Bapak Allen Kurniawan, S.T., M.T. selaku pembimbing, serta
Bapak Sutoyo, S.TP., M.Si. yang telah banyak memberi saran dan bantuan selama
penulis berada di lapangan. Di samping itu, penulis menyampaikan penghargaan
kepada Bapak Arie Prasetya, Ibu Ety Rohaeti, dan staf-staf departemen yang telah
membantu selama pengumpulan data. Ungkapan terima kasih juga disampaikan
kepada ayah, ibu, keluarga, serta rekan – rekan mahasiswa Teknik Sipil dan
Lingkungan Angkatan 2009 atas segala doa dan dukungan yang telah diberikan.
Semoga skripsi ini bermanfaat dan dapat digunakan oleh pihak terkait
ataupun masyarakat secara luas.
Bogor, September 2013
Rissa Budiarti
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
METODE
3
Waktu dan Tempat Penelitian
3
Alat dan Bahan
3
Prosedur Penelitian
3
Metode Sampling
3
Metode Penentuan Karakteristik Air Limbah
4
Metode Pengujian Jar Test
5
Prosedur Analisis Data
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Analisis Karakteristik Air Limbah Laboratorium
7
Penentuan Dosis Optimum Koagulan dengan Jar Test
9
Kesetimbangan Massa pada Unit Pengolahan Air Limbah Laboratorium
14
Rancangan Unit Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi
22
SIMPULAN DAN SARAN
29
Simpulan
29
Saran
30
DAFTAR PUSTAKA
30
LAMPIRAN
32
RIWAYAT HIDUP
43
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Alat dan bahan penelitian
Hasil analisis parameter air limbah laboratorium IPB
Koagulan yang umum digunakan pada pengolahan air dan air limbah
Persamaan kesetimbangan debit aliran air limbah IPB
Persamaan kesetimbangan padatan dan substrat air limbah IPB
Hasil dan variabel kesetimbangan massa pada unit pengolahan air
limbah IPB
Persamaan kesetimbangan debit aliran air limbah dengan lumpur aktif
Persamaan kesetimbangan padatan dan substrat air limbah dengan
lumpur aktif
Hasil dan variabel kesetimbangan massa pada unit pengolahan lumpur
aktif
Kriteria rancangan unit koagulasi
Hasil perhitungan unit koagulasi
Kriteria rancangan unit flokulasi
Hasil perhitungan unit flokulasi
Kriteria rancangan unit sedimentasi
Hasil perhitungan unit sedimentasi
3
9
9
16
16
16
19
20
20
23
24
25
26
27
28
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Diagram alir penelitian
Diagram alir proses pengujian jar test
Grafik hubungan dosis koagulan dengan pH
Grafik hubungan dosis koagulan dengan COD
Grafik hubungan dosis koagulan dengan TSS
Grafik hubungan dosis koagulan dengan turbiditas
Grafik hubungan dosis koagulan kombinasi antara COD dengan pH
Grafik hubungan dosis koagulan kombinasi antara TSS dengan pH
Grafik hubungan dosis koagulan kombinasi antara turbiditas dengan pH
Diagram alir kesetimbangan massa unit pengolahan air limbah IPB
Modifikasi kesetimbangan massa unit pengolahan air limbah IPB
menggunakan lumpur aktif
12 Diagram perhitungan unit koagulasi dengan pengaduk mekanik
13 Diagram perhitungan unit flokulasi
14 Diagram perhitungan unit sedimentasi
4
6
10
11
11
12
13
13
14
15
18
23
25
27
DAFTAR LAMPIRAN
1 Data laboratorium IPB dan senyawa kimia dominan
2 Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 51 Tahun 1995
Tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri
3 Data hasil pengukuran jar test
4 Gambar denah unit koagulasi
32
33
34
35
5
6
7
8
9
10
11
Potongan A-A unit koagulasi
Gambar denah unit flokulasi
Potongan A-A unit flokulasi
Gambar denah unit sedimentasi
Potongan A-A unit sedimentasi
Potongan B-B unit sedimentasi
Potongan C-C unit sedimentasi
36
37
38
39
40
41
42
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Buangan air yang tidak dikelola dengan baik akan menyebabkan terjadinya
pencemaran air yang berdampak negatif terhadap alam. Seiring dengan semakin
tingginya kepedulian masyarakat untuk menjaga keberlanjutan lingkungan, upaya
industri ataupun organisasi lainnya dipacu untuk melakukan pengelolaan air
limbah melalui perencanaan proses produksi yang efisien, sehingga pencemaran
buangan air limbah mampu diminimalkan dan dikendalikan.
Berdasarkan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 32 Tahun 2009
tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup, industri maupun
instansi harus bertanggung jawab terhadap pengelolaan limbah yang dihasilkan.
Air limbah laboratorium Institut Pertanian Bogor (IPB) Dramaga merupakan salah
satu air buangan yang berkontribusi menimbulkan pencemaran lingkungan.
Kampus IPB Dramaga terdiri dari 29 departemen. Setiap departemen memiliki
laboratorium yang beragam, yaitu laboratorium kimia, biologi, biokimia, teknik,
perikanan, peternakan, pertanian, kehutanan, serta kedokteran hewan. Setiap
laboratorium tersebut akan menghasilkan limbah dengan karakteristik yang
berbeda-beda. Limbah laboratorium dapat berasal dari berbagai sumber, yaitu
bahan baku yang sudah kadaluwarsa, bahan habis pakai, produk proses di dalam
laboratorium, dan air bekas pencucian alat laboratorium.
Pada tahun 2010, Kampus IPB Dramaga telah membangun Instalasi
Pengolahan Air Limbah (IPAL) yang berlokasi di depan Fakultas Kedokteran
Hewan. IPAL ini berfungsi untuk mengolah air limbah laboratorium sebelum
dibuang ke lingkungan, sehingga memenuhi standar baku mutu air limbah. Sistem
pengolahan yang digunakan pada IPAL IPB adalah koagulasi, flokulasi,
sedimentasi, Filter System (Sand Filter dan Carbon Filter), dan desinfeksi. Pada
kenyataannya, hingga saat ini IPAL tersebut belum diaktifkan karena tidak adanya
sumber daya manusia yang dapat mengoperasikan unit pengolahan tersebut dan
tidak tersedianya sistem penyaluran air limbah, sehingga air limbah yang berasal
dari hasil kegiatan laboratorium hanya dapat ditampung tanpa adanya pengolahan.
Salah satu faktor penting yang harus dilakukan sebelum menjalankan IPAL
yaitu uji karakteristik air limbah. Hal ini dilakukan untuk mengetahui besarnya
kadar polutan yang terkandung dalam air limbah, sehingga nilai kadar polutan
maksimal yang masuk dapat disesuaikan terhadap unit pengolahan terpilih.
Setelah diketahui karakteristik awal air limbah, pada unit pengolahan kimia
membutuhkan penentuan dosis optimum koagulan yang dipakai agar dapat
menurunkan nilai kadar polutan dari air limbah tersebut. Hasil dari uji
karakteristik dan penggunaan dosis optimum koagulan ini akan disesuaikan
dengan kondisi, kapasitas, dan kemampuan dari unit pengolahan pada IPAL
tersebut dalam mengolah air limbah. Oleh karena itu, adanya penelitian ini
diperlukan guna mengetahui karakteristik awal dan akhir dari air limbah
laboratorium IPB, menentukan jenis koagulan dan dosis optimum koagulan yang
efektif dalam menurunkan kadar polutan air limbah, serta merancangan unit
koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi yang sesuai dengan kondisi air limbah yang
tersedia saat ini, sehingga dapat menjadi acuan dalam mengoptimalkan
penggunaan unit pengolahan pada IPAL IPB.
2
Perumusan Masalah
1.
2.
3.
Rumusan masalah penelitian ini dilihat dari pertanyaan berikut:
Berapa nilai karakteristik kontaminan yang terkandung dalam air limbah
laboratorium IPB ditinjau dari parameter fisik dan kimia?
Berapa nilai dosis optimum koagulan yang dapat dipakai untuk menurunkan
kadar polutan air limbah dalam unit koagulasi-flokulasi dan sedimentasi ?
Apakah unit koagulasi-flokulasi dan sedimentasi yang ada saat ini sudah
sesuai dengan kondisi limbah yang tersedia?
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini:
1. Mengetahui karakteristik air limbah laboratorium sebelum dan setelah
melalui proses koagulasi-flokulasi dan sedimentasi.
2. Mengetahui penggunaan koagulan optimum pada unit koagulasi-flokulasi dan
sedimentasi.
3. Mengetahui perkiraan reduksi kontaminan pada unit pengolahan air limbah
melalui perhitungan kesetimbangan massa.
4. Modifikasi rancangan unit koagulasi-flokulasi dan sedimentasi.
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini:
1. Memberikan data karakteristik air limbah laboratorium di Institut Pertanian
Bogor yang ditinjau dari parameter terukur.
2. Memberikan dosis optimum koagulan yang sesuai untuk menurunkan kadar
polutan air limbah pada unit koagulasi-flokulasi dan sedimentasi.
3. Memberikan rekomendasi tentang proses pengolahan air limbah, khususnya
pada unit koagulasi-flokulasi dan sedimentasi.
Ruang Lingkup Penelitian
1.
2.
3.
4.
5.
Ruang lingkup penelitian ini:
Mengetahui sumber air limbah dari seluruh laboratorium di IPB.
Analisis karakteristik awal dan akhir air limbah laboratorium.
Penentuan dosis koagulan optimum.
Perhitungan kesetimbangan massa pada unit pengolahan air limbah.
Rancangan unit koagulasi-flokulasi dan sedimentasi.
3
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Kampus IPB Dramaga, Bogor. Penelitian
dilakukan dua tahap, yaitu tahap pertama penggambilan data primer dan sekunder
selama bulan Februari-Mei 2013, serta tahap kedua berupa analisis karakteristik
air limbah, pengujian jar test, dan perhitungan rancangan unit selama bulan JuniJuli 2013.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini antara lain :
Tabel 1 Alat dan bahan penelitian
Alat
Seperangkat computer
Software Mirosoft Office
Turbidity Meter
pH Meter
Spectrofotometer
Timbangan analitik
Oven Memmert
Kertas saring
Tabung COD
BOD inkubator
Peralatan gelas
Jar Test
Manual book WWTP IPB
Bahan
Air limbah laboratorium IPB
Bahan-bahan kimia
Koagulan PAC dan Aluminium Sulfat
Data sekunder berupa :
Jumlah laboratorium IPB
Debit air limbah
SNI 06-6989.11-2004
SNI 06-2503-1991
SNI 06-6989.15-2004
SNI 06-6989.3-2004
SNI 06-6989.27-2005
SNI 06-6989.10-2004
SNI 06-6989.9-2004
Prosedur Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan melalui beberapa tahap, seperti yang tertera pada
Gambar 1.
Metode Sampling
Metode sampling digunakan untuk mendapatkan nilai dari parameter yang
akan diukur. Pada penelitian ini, sampling diambil pada 30 laboratorium di IPB.
Pada setiap laboratorium dilakukan pengambilan contoh uji air limbah sebesar
300 ml. Setelah contoh air limbah terkumpul, air limbah dihomogenkan dalam
satu wadah. Air limbah yang telah homogen, diletakkan di ruang terbuka agar
terjadi proses evaporasi yaitu perubahan fase cair menjadi uap untuk
menghilangkan kandungan organik dalam air limbah.
4
Gambar 1 Diagram alir penelitian
Metode Penentuan Karakteristik Air Limbah
Pengukuran karakteristik air limbah dilakukan dengan menghomogenkan
contoh uji air limbah terlebih dahulu menggunakan stirer selama 15 menit.
Pengukuran pH dilakukan dengan menggunakan pH meter digital. Pengukuran pH
ini berpedoman pada SNI 06-6989.11-2004 tentang Cara Uji Derajat Keasaman
(pH) dengan Menggunakan Alat pH Meter. Pengukuran Biochemical Oxygen
Demand (BOD) dilakukan dengan mengukur kandungan oksigen terlarut awal
(DOi) dari contoh uji kemudian mengukur kandungan oksigen terlarut pada
contoh uji yang telah diinkubasi selama 5 hari (DO5) pada suhu 20⁰C. Selisih DOi
dan DO5 merupakan nilai BOD yang dinyatakan dalam miligran oksigen per liter
(mg/L). Analisis parameter BOD dan DO ini dilakukan dengan menggunakan
metode Winkler yang berpedoman pada SNI 06-2503-1991 tentang Metode
Pengujian Kadar Kebutuhan Oksigen Biokimiawi. Penentuan Chemical Oxygen
Demand (COD) dilakukan dengan menggunakan metode bikromat yang
menghasilkan tingkat oksidasi tinggi. Pengukuran COD berpedoman pada SNI
06-6989.15-2004 tentang Cara Uji Kebutuhan Oksigen Kimiawi dengan Refluks
Terbuka Secara Titrimetri.
5
Pengukuran zat padat tersuspensi (Total Suspended Solid / TSS) dilakukan
dengan menggunakan kertas saring Whatman Grade 934 AH yang telah
dikeringkan dalam oven dengan suhu 103-105 ⁰C. Pengujian TSS berpedoman
pada SNI 06-6989.3-2004 tentang Cara Uji Padatan Tersuspensi Total Secara
Gravimetri. Pengukuran zat padat terlarut (Total Disolve Solid / TDS) dilakukan
dengan menggunakan kertas saring Whatman Grade 934 AH yang telah
dikeringkan dalam oven dengan suhu 103-105 ⁰C dan cawan yang telah
dipanaskan pada suhu 180 ⁰C. Pengujian TDS berpedoman pada SNI 06-6989.272005 tentang Cara Uji Kadar Padatan Terlarut Total Secara Gravimetri.
Pengukuran oil and grease atau minyak dan lemak ini dilakukan secara
gravimetri yang berpedoman pada SNI 06-6989.10-2004 tentang Cara Uji Minyak
dan Lemak Secara Gravimetri. Pengukuran kadar amoniak (NH3) dilakukan
dengan metode spektrofotmetri pada panjang gelombang 400-425 nm.
Pengukuran kadar nitrit (N-NO2) dilakukan dengan metode spektrofotmetri pada
panjang gelombang 543 nm yang berpedoman pada SNI 06-6989.9-2004 tentang
Cara Uji Nitrit (N-NO2) Secara Spektrofotometri. Pengukuran Total Kjeldahl
Nitrogen (TKN) digunakan untuk mengetahui nilai total nitrogen yang terkandung
dalam air limbah. Metode ini terdiri dari tiga tahap, yaitu destruksi, destilasi, dan
titrasi.
Metode Pengujian Jar Test
Uji laboratorium untuk proses koagulasi pada pengolahan air limbah
dilakukan dengan metode jar test. Pengujian jar test yang dilakukan untuk
membandingkan kinerja koagulan yang digunakan untuk mengendapkan padatan
tersuspensi pada air limbah laboratorium di unit pengolahan kimia. Koagulan
yang digunakan pada penelitian ini yaitu Poly Aluminium Chloride (PAC) dan
aluminium sulfat/alum atau tawas (Al2(SO4)3).
Pembuatan Larutan Koagulan
Konsentrasi larutan koagulan harus ditentukan sebelum pengujian jar test.
Pada penelitian ini dibutuhkan koagulan dengan konsentrasi yang besar. Hal ini
disebabkan kadar polutan yang tinggi pada contoh uji air limbah terutama pada
parameter COD dan TSS. Larutan koagulan masing-masing dibuat dengan
konsentrasi 10%. Pada pembuatan koagulan PAC 10 %, 8.26 ml koagulan cair
PAC murni dilarutkan ke dalam 100 ml air suling. Setiap 1 ml larutan PAC 10 %
terdapat 100 mg koagulan. Pada pembuatan koagulan alum 10 %, 10 gram bubuk
alum dilarutkan ke dalam 100 ml air suling. Setiap 1 ml larutan alum 10 %
terdapat 100 mg koagulan.
Penentuan Dosis Optimum Koagulan
Pada pengujian jar test ini, contoh uji air limbah dipindahkan ke dalam
gelas ukur dengan penambahan variasi konsentrasi koagulan yang berbeda.
Kemudian, pengadukan cepat (rapid mixing) dan pengadukan lambat (slow
mixing) dilakukan pada contoh uji. Pengadukan dilakukan dengan kecepatan 100
rpm selama 1 menit, 80 rpm selama 2 menit, 60 rpm selama 3 menit, dan 40 rpm
selama 5 menit. Setelah itu, larutan didiamkan mengendap selama 30 menit. Fase
cairan yang terbentuk pada proses pengendapan, dianalisis untuk mengetahui
parameter pH, turbiditas, COD, dan TSS yang digunakan untuk menentukan dosis
optimum koagulan air limbah.
6
Variasi dosis koagulan PAC 10 % dan alum 10 % yang diberikan dimulai
dari 1250 mg/L hingga 62500 mg/L, dengan interval yang berbeda-beda. Variasi
kombinasi koagulan PAC dan alum ditentukan berdasarkan dosis optimum yang
didapat dari hasil pengujian masing-masing koagulan pada pengukuran jar test.
Lima variasi dosis koagulan digunakan pada satu kali pengujian jar test. Tahapan
proses pengujian jar test dapat dilihat pada Gambar 2.
Proses pengolahan air limbah
dengan jar test
Contoh uji air limbah sebanyak
400 mL dimasukkan ke dalam 5
gelas ukur1000 mL
Larutan koagulan dimasukkan ke
dalam tiap gelas ukur dengan
konsentrasi yang berbeda-beda
Variasi dosis PAC
Variasi dosis alum
Variasi dosis
PAC + alum
Pengadukan cepat dengan
kecepatan 100 rpm selama 1
menit
Pengadukan lambat dengan
kecepatan 80 rpm selama 2 menit
Pengadukan lambat dengan
kecepatan 60 rpm selama 3 menit
Pengadukan lambat dengan
kecepatan 40 rpm selama 5 menit
Pengendapan dilakukan selama
30 menit
Analisis pH, turbiditas, TSS, dan
COD terhadap fase cairan
Gambar 2 Diagram alir proses pengujian jar test
7
Prosedur Analisis Data
Perhitungan Kesetimbangan Massa
Perhitungan kesetimbangan massa diperlukan untuk mengetahui perubahan
nilai konsentrasi substansi pada setiap unit pengolahan. Perubahan nilai tersebut
disebabkan oleh produksi bahan kimia, biokimia, atau fenomena fisik. Pada
pembuatan diagram alir kesetimbangan massa, data yang diperlukan yaitu berupa
laju aliran, nilai konsentrasi cairan berupa BOD, dan nilai konsentrasi padatan
berupa TSS. Persamaan umum yang digunakan dalam kesetimbangan massa
yaitu:
masuk – keluar + penurunan selama proses = akumulasi
(1)
Masuk-keluar mengacu pada pengangkutan bersih zat ke dalam reaktor,
penurunan selama proses mengacu pada produksi atau destruksi bersih oleh
reaksi atau proses fisik, dan akumulasi adalah jumlah yang tersisa.
Rancangan Unit Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi
Rancangan unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi dilakukan dengan
menentukan dimensi unit menggunakan kapasitas pompa yang tersedia pada IPAL
IPB. Pada unit koagulasi dan flokulasi, nilai gradien kecepatan (G) dan waktu
detensi (td) diasumsikan berdasarkan dengan kriteria menurut Qasim,et al (2000).
Pada unit koagulasi dan flokulasi akan diketahui jenis aliran yang terjadi. Pada
unit sedimentasi, kuantitas lumpur yang dihasilkan serta persentase penurunan
konsentrasi BOD dan TSS dapat diketahui.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Karakteristik Air Limbah Laboratorium
Menurut Metcalf & Eddy (2003), air limbah adalah kombinasi dari cairan
dan sampah cair yang berasal dari daerah pemukiman, perkantoran, dan industri
yang terkadang hadir bersama air tanah, air permukaan, dan air hujan. Kegiatan
yang dilakukan di laboratorium IPB menghasilkan limbah, khususnya air limbah
dari penggunaan bahan kimia dan pencucian alat. Secara umum, karakteristik air
limbah hasil kegiatan laboratorium ini berpotensi mengandung bahan dengan
kategori B3 (Bahan Berbahaya Beracun), sehingga penanganan khusus diperlukan
dengan menggunakan IPAL. Contoh uji air limbah laboratorium yang akan diolah
harus dilakukan pengenceran agar konsentrasi parameter yang diukur dapat
terdeteksi.
Pada penelitian ini, pengambilan contoh uji air limbah laboratorium
dilakukan di 30 laboratorium IPB. Data laboratorium dan senyawa kimia dominan
pada masing-masing laboratorium dapat dilihat pada Lampiran 1. Uji karakteristik
air limbah dilakukan pada kondisi awal dan kondisi akhir setelah pengenceran
serta penambahan koagulan. Parameter air limbah yang diuji pada penelitian ini
meliputi pH, BOD, COD, TSS, Total Solid (TS), Volatile Suspended Solid (VSS),
8
TDS, oil and grease, N-NO2, NH3, H2S dan TKN. Berdasarkan hasil pengujian,
sebagian besar parameter air limbah yang diukur berada jauh di atas baku mutu.
Baku mutu yang digunakan pada penelitian ini yaitu Keputusan Menteri Negara
Lingkungan Hidup Nomor 51 Tahun 1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi
Kegiatan Industri yang dapat dilihat pada Lampiran 2. Hasil dari analisis
parameter air limbah laboratorium IPB dapat dilihat pada Tabel 2.
Pada air limbah, parameter terpenting yang harus diketahui yaitu COD,
BOD, dan TSS. COD adalah sejumlah oksigen yang dibutuhkan untuk
mengoksidasi zat anorganik dalam air untuk proses reaksi secara kimia. Nilai
COD akan selalu lebih besar daripada BOD, karena sebagian besar senyawa lebih
mudah teroksidasi secara kimia daripada secara biologi. BOD adalah kebutuhan
oksigen bagi sejumlah bakteri untuk menguraikan (mengoksidasikan) semua zat
organik yang terlarut maupun sebagai tersuspensi dalam air menjadi bahan
organik yang lebih sederhana. Kadar BOD limbah juga dipengaruhi oleh TSS
yang menggambarkan padatan melayang dalam cairan limbah. Konsentrasi TSS
tinggi menyebabkan BOD tinggi, sehingga konsentrasi TSS diupayakan kecil
dengan penyaringan, pengendapan, atau penambahan bahan kimia flokulan
(Siregar, 2005).
Berdasarkan hasil pengujian, konsentrasi awal COD, BOD, dan TSS air
limbah laboratorium IPB secara berturut-turut yaitu sebesar 49867 mg/L, 863
mg/L, dan 805 mg/L. Konsentrasi yang diperoleh ini masih tinggi, sehingga
penanganan perlu dilakukan agar kadar polutan yang terdapat pada air limbah
tersebut dapat tereduksi. Penurunan kadar polutan air limbah laboratorium ini
dapat dilakukan dengan pengenceran dan pemberian dosis koagulan pada proses
pengolahan kimia. Berdasarkan hasil pengujian, nilai parameter akhir yang diukur
mengalami penurunan yang cukup besar, walaupun beberapa parameter berada di
atas ambang baku mutu seperti nilai COD dan BOD. Konsentrasi COD akhir
sebesar 3300 mg/L dengan baku mutu 300 mg/L dan konsentrasi BOD akhir
sebesar 442 mg/L dengan baku mutu 150 mg/L. Konsentrasi TSS akhir telah
berada di bawah baku mutu yaitu sebesar 93 mg/L dengan baku mutu 400 mg/L.
Kadar polutan yang tinggi pada air limbah disebabkan karena sifat dari air limbah
laboratorium yang mengandung bahan kimia yang bersifat asam, basa, organik,
serta anorganik dengan jumlah konsentrasi yang besar.
Jenis bahan kimia yang umum dipakai di laboratorium antara lain bahan
kimia bersifat asam, basa, organik, dan anorganik. Jenis asam-asam kuat yang
digunakan seperti Asam Klorida (HCl), Asam Nitrat (HNO3), dan Asam Sulfat
(H2SO4). Beberapa asam lemah yang biasa digunakan antara lain Asam Fosfat
(H3PO4) dan Asam Karboksilat (HCOOH). Jenis-jenis basa kuat yang umum
digunakan seperti Natrium Hidroksida (NaOH) dan Kalium Hidroksida (KOH).
Kelompok bahan kimia anorganik meliputi berbagai jenis garam seperti Natrium
Klorida (NaCl), Magnesium Klorida (MgCl2), Kalium Klorida (KCl), Merkuri
Sulfat (MgSO4), dan berbagai jenis garam lainnya. Bahan kimia organik yang
sering digunakan seperti jenis Alkohol, Aldehida, Aseton, dan sebagainya.
Karakteristik air limbah laboratorium dapat dikategorikan sebagai limbah bahan
berbahaya dan beracun (B3). Sebagian besar unsur-unsur berbahaya yang terdapat
dalam air limbah laboratorium adalah logam berat seperti Besi (Fe), Mangan (Mn),
Krom (Cr), Merkuri (Hg) (TDS), NH3, N-NO2, dan pH (Said, 2009).
9
Tabel 2 Hasil analisis parameter air limbah laboratorium IPB
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Parameter
FISIK
Temperatur
TS
VSS
TDS
TSS
KIMIA
pH
COD
BOD
Minyak dan lemak
Sulfida (H2S)
Nitrit (N-NO2)
Amoniak (N-NH3)
TKN
Satuan
Nilai
awal
Nilai
akhir
Baku Mutu Kep51/Menlh/10/1995
⁰C
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
40
45693
15901
35915
805
39
9113
3306
11273
93
38 – 40
2000 – 4000
200 – 400
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
6.5
49867
863
681
1.39
0.07
3
3290
6
3300
442
181
0
0
0.5
646
6.0 – 9.0
100 – 300
50 – 150
5 – 10
0.05 – 0.1
1–3
1–5
-
Penentuan Dosis Optimum Koagulan dengan Jar Test
Penentuan dosis optimal koagulan pada proses pengolahan air limbah
laboratorium IPB, menggunakan jar test yang merupakan model sederhana dari
proses koagulasi-flokulasi. Pada pengolahan air bersih atau air limbah dengan
proses kimia, bahan kimia (koagulan) tertentu selalu dibutuhkan untuk
menurunkan konsentrasi polutan. Koagulan yang umum digunakan dapat dilihat
pada Tabel 3.
Tabel 3 Koagulan yang umum digunakan pada pengolahan air dan air limbah
Reaksi
pH
Nama
Formula
Bentuk
dengan air optimum
Aluminium sulfat,
Al2(SO4)3.xH2O
Bongkah,
Asam
6.0 – 7.8
Alum sulfat, Alum,
x = 14,16,18
bubuk
Salum
NaAlO2 atau
Sodium aluminat
Bubuk
Basa
6.0 – 7.8
Na2Al2O4
Poly Aluminium
Cairan,
Aln(OH)mCl3n-m
Asam
6.0 – 7.8
Chloride, PAC
bubuk
Ferri sulfat
Fe2(SO4)3.9H2O Kristal halus
Asam
4–9
Bongkah,
Ferri klorida
FeCl3.6H2O
Asam
4–9
cairan
Ferro sulfat
FeSO4.7H2O
Kristal halus
Asam
>8.5
Sumber : Sugiarto. 2006
10
Pada penelitian ini digunakan jenis koagulan Poly Aluminium Chloride
(PAC) dan aluminium sulfat (alum) atau tawas. Alumunium sulfat dipakai karena
efektif untuk menurunkan kadar karbonat. Bahan ini paling ekonomis (murah) dan
mudah didapat pada pasaran serta mudah disimpan. Sifat utama dari alum adalah
mudah larut dalam air, tidak beracun, dan tidak berbau. PAC mempunyai
karakteristik tertentu, seperti padatan berwarna kuning jernih, titik didih lebih dari
100 ⁰C, titik beku sebesar -12 ⁰C, specific grafity pada rentang 1.36-1.38, larut
dalam air dan stabil di bawah kondisi biasa. PAC dapat digunakan dengan interval
dosis yang luas dan sangat cocok untuk beranekaragam kekeruhan, kebasaan, dan
jumlah bahan organik di dalam air. Beberapa keuntungan koagulan PAC adalah
selain sangat baik untuk menghilangkan kekeruhan dan warna, memadatkan dan
menghentikan penguraian flok, membutuhkan kebasaan rendah untuk hidrolisis,
sedikit berpengaruh pada pH, menurunkan atau menghilangkan kebutuhan
penggunaan polimer, serta mengurangi dosis koagulan sebanyak 30–70%. Apabila
dibandingkan dengan alumunium sulfat, PAC mempunyai efek koagulasi yang
lebih baik, sangat cocok digunakan pada temperatur rendah (T