Efektivitas Campuran Poli(Aluminium Klorida) (PAC) dan Aluminium Sulfat (Tawas) sebagai Koagulan dalam Pengolahan Air Bersih

EFEKTIVITAS CA
AMPURA
AN POLI(A
ALUMIN
NIUM KLO
ORIDA)
LUMINIUM
M SULFA
AT (TAWA
AS) SEBA
AGAI
(PAC)) DAN AL
KOA
AGULAN
N DALAM
M PENGOL
LAHAN AIR
A BERS
SIH

TAUF

FIK OPRA
ATIANTO
O ANUGR
RAH

DEPAR
RTEMEN KIMIA
K
FAKULT
TAS MAT
TEATIKA DAN
D
ILMU
U PENGET
TAHUAN ALAM
IN
NSTITUT P
PERTANIA
AN BOGOR
R

BOGOR
2013

2

 

ABSTRAK
TAUFIK OPRATIANTO ANUGRAH. Efektivitas Campuran Poli (Aluminium
Klorida) (PAC) dan Aluminium Sulfat (Tawas) sebagai Koagulan dalam
Pengolahan Air Bersih. Dibimbing oleh KOMAR SUTRIAH dan MOHAMMAD
KHOTIB.
Poli(aluminium klorida) (PAC) dan aluminium sulfat (tawas) merupakan
koagulan yang umum digunakan untuk pengolahan air bersih. Penelitian ini
bertujuan menentukan dosis koagulan efektif dari campuran PAC dan tawas
dalam pengolahan air sungai Cisadane. Nisbah campuran koagulan yang
digunakan ialah 100:0, 75:25, 50:50, 25:75, dan 0:100 dengan tingkatan
kekeruhan air rendah dan tinggi. Selain kekeruhan, efektivitas penurunan kadar
Fe, Mn, dan zat organik juga dipelajari. PAC lebih efektif dalam menurunkan
kekeruhan (88.29%), kadar Fe (76.03%), Mn (75.57%), dan zat organik (41.74%)

dibandingkan dengan campuran koagulan yang lain. Dari segi biaya, nisbah
koagulan PAC-tawas cair 75:25 lebih hemat pada kondisi tingkat kekeruhan
tinggi.
Kata kunci: aluminium sulfat, kekeruhan, PAC, poli(aluminium klorida), tawas

ABSTRACT
TAUFIK OPRATIANTO ANUGRAH. Effectiveness of Poly(Aluminum
Chloride) (PAC) and Aluminum Sulfate (Alum) Mixture as Coagulant in Water
Treatment. Supervised by KOMAR SUTRIAH and MOHAMMAD KHOTIB.
Poly(aluminum chloride) (PAC) and aluminum sulfate (alum) are commonly
used coagulants for water treatment. This study aimed to determine the effective
coagulant dose of PAC and alum mixture Cisadane river water treatment.
Coagulant mixture ratio used were 100:0, 75:25, 50:50, 25:75, and 0:100 with low
and high levels of water turbidity. In addition to turbidity, effectiveness in
decreasing the Fe, Mn, and organic substances contents were also studied. PAC
was more effective in decreasing the levels of turbidity (88.29%), Fe (76.03%),
Mn (75.57%), and organic substances contents (41.74%) compared to the other
coagulant mixtures. In terms of cost, 75:25 ratio of PAC-alum coagulant mixture
was more efficient under condition of high turbidity level.
Key words: alum, aluminum sulfate, poly(aluminum chloride), PAC, turbidity

EFEKTIVITAS CAMPURAN POLI(ALUMINIUM KLORIDA)
(PAC) DAN ALUMINIUM SULFAT (TAWAS) SEBAGAI
KOAGULAN DALAM PENGOLAHAN AIR BERSIH

TAUFIK OPRATIANTO ANUGRAH

Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

4

 

Judul Skripsi: Efektivitas Campuran Poli(Aluminium Klorida) (PAC) dan Aluminium
Sulfat (Tawas) sebagai Koagulan dalam Pengolahan Air Bersih
Nama
: Taufik Opratianto Anugrah
Nim
: G44086037

Disetujui
Pembimbing I,

Dr Komar Sutriah, MS
NIP 19630705 199103 1 004

Pembimbing II,

Mohammad Khotib, SSi, MSi
NIP 19781018 200701 1 002

Diketahui
Ketua Departemen Kimia,

Prof Dr Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji bagi Allah SWT Yang Maha Kuasa,
berkat limpahan rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan karya
ilmiah ini. Shalawat dan salam semoga selalu tercurah kepada Nabi Muhammad
SAW beserta keluarga dan para sahabat-Nya. Judul yang dipilih dalam penelitian
ini ialah Efektivitas Campuran Poli(Aluminium Klorida) (PAC) dan Aluminium
Sulfat (Tawas) sebagai Koagulan dalam Pengolahan Air Bersih. Penelitian
dilaksanakan sejak bulan Oktober 2012 hingga Januari 2013 bertempat di
Laboratorium PDAM Tirta Pakuan Kota Bogor.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah
membantu penyelesaian karya ilmiah ini, terutama kepada Bapak Dr Komar
Sutriah, MS dan Bapak Mohammad Khotib, SSi, MSi yang telah memberikan

bimbingan dan pengarahannya dalam penulisan karya ilmiah ini. Ucapan terima
kasih juga penulis ucapkan kepada Mama, Papah, Adikku, Istriku, dan Anakku
tersayang atas doa, kasih sayang, dan semangat yang diberikan tanpa henti.
Terima kasih juga untuk rekan-rekan seperjuangan S1 Penyelenggaraan Khusus
Kimia angkatan ke-2 Departemen Kimia, FMIPA, IPB.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.

Bogor, Februari 2013

Taufik Opratianto Anugrah

6

 

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 29 Oktober 1986 dari Ayah H
Suyadi, SE dan Ibu Hj Nani Suharni. Penulis merupakan anak pertama dari 2
bersaudara.
Tahun 2007 penulis lulus dari D3 Analisis Kimia, Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor (IPB) dan penulis pernah
bekerja di Bislyn Sapta Adil tahun 2007 dan sekarang bekerja di PDAM Tirta
Pakuan Kota Bogor. Tahun 2008 penulis melanjutkan pendidikan pada program i
S1 Penyelenggaraan Khusus Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, IPB.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL

.......................................................................................

vii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................

vii

DAFTAR LAMPIRAN

................................................................................

viii

Latar Belakang ...................................................................................
Tujuan ................................................................................................

1
1

PENDAHULUAN

BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan ...................................................................................
Metode Penelitian ...................................................................................
Pembuatan Campuran Koagulan ..........................................................
Pengambilan Sampel Air Baku ..........................................................
Penetapan Dosis Optimum Campuran Koagulan ..................................
Uji Efektivitas Koagulan ........................................................................

1
2
2
2
2
2

HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Air Sungai Cisadane Sebelum Jar Test .............................
Dosis Optimum Campuran Koagulan .....................................................
Efektivitas Koagulan ..............................................................................
Hubungan Koagulan dengan Bentuk Flok ..............................................
Biaya Produksi ........................................................................................

3
3
4
7
8

SIMPULAN DAN SARAN .............................................................................

9

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ .........

9

LAMPIRAN

.................................................................................................

10

8

 

DAFTAR TABEL

1

Halaman
Variasi dosis koagulan....................................................................................... 2

2

Hasil analisis air sungai Cisadane sebelum jar test ........................................... 3

3 Efektivitas campuran PAC-tawas cair pada kekeruhan ..................................... 4
4 Efektivitas campuran PAC-tawas padat pada kekeruhan .................................. 5
5 Efektivitas campuran PAC-tawas cair pada kadar Fe ....................................... 5
6 Efektivitas campuran PAC-tawas padat pada kadar Fe ..................................... 5
7 Efektivitas campuran PAC-tawas cair pada kadar Mn ...................................... 5
8 Efektivitas campuran PAC-tawas padat pada kadar Mn ................................... 6
9 Efektivitas campuran PAC-tawas cair pada kadar zat organik.......................... 6
10 Efektivitas campuran PAC-tawas padat pada kadar zat organik ....................... 6
11 Bentuk flok yang dihasilkan dengan menggunakan campuran
koagulan PAC dan tawas pada kekeruhan rendah ............................................. 7
12 Bentuk flok yang dihasilkan dengan menggunakan campuran
koagulan PAC dan tawas pada kekeruhan tinggi ............................................. 7
13 Pengolahan air dengan kekeruhan tinggi menggunakan
campuran PAC-tawas cair ................................................................................. 8
14 Pengolahan air dengan kekeruhan rendah menggunakan
campuran PAC-tawas cair ................................................................................. 8
15 Pengolahan air dengan kekeruhan tinggi menggunakan
campuran PAC-tawas padatan ........................................................................... 8
15 Pengolahan air dengan kekeruhan rendah menggunakan
campuran PAC-tawas padatan ........................................................................... 8

DAFTAR GAMBAR

Halaman
1 Hubungan kekeruhan dengan dosis campuran koagulan PAC dan tawas ......... 4
2 Proses pembentukan flok ................................................................................... 6

DAFTAR LAMPIRAN

1

Halaman
Diagram alir penelitian ...................................................................................... 11

2

Diagram alir pengolahan air minum (WTP) Dekeng 100 L/det ...................... 12

3

Cara pembuatan reagen ..................................................................................... 13

4

Perhitungan kadar besi ...................................................................................... 15

5

Perhitungan kadar mangan ................................................................................ 16

6

Perhitungan kadar zat organik ........................................................................... 17

7

Permenkes 492/Menkes/Per/IV/2010................................................................ 18

  1 

 

PENDAHULUAN
Keperluan air bersih dari tahun ke tahun
khususnya kebutuhan air minum di Indonesia
semakin
meningkat
seiring
dengan
perkembangan industri dan pertumbuhan
penduduk yang cukup tinggi. Ketersediaan air
bersih tersebut bergantung pada keberadaan
sumber air bersih yang semakin sedikit akibat
berkurangnya lahan resapan air oleh pesatnya
pembangunan, pemakaian air tanah yang
takterkendali, dan pencemaran dari industri.
Air sungai biasanya digunakan sebagai
sumber air baku untuk memenuhi kebutuhan
masyarakat akan air bersih. Umumnya air
sungai mengandung padatan tersuspensi, baik
organik maupun anorganik yang mengeruhkan
air. Oleh sebab itu, air sungai harus diolah
terlebih dahulu. Cara pengolahan yang
digunakan bergantung pada mutu air bakunya.
Mutu air harus memenuhi 2 persyaratan,
yaitu harus aman dikonsumsi manusia dan
memiliki penampakan yang menarik untuk
penggunaannya. Air yang tidak memenuhi
persyaratan baku mutu untuk industri dan air
minum harus diolah dengan menggunakan
proses gabungan antara cara fisika, kimia, dan
biologi.
Dalam pengolahan air baku menjadi air
bersih, zat koagulan perlu ditambahkan untuk
menghilangkan kekeruhan apabila kekeruhan
dan warna melebihi yang ditetapkan.
Contohnya ialah poli(aluminium klorida)
(PAC)  Aln(OH)mCl(3n-m) dan aluminium sulfat
(tawas) KAl(SO4)2. Jika air baku sudah jernih,
tidak perlu lagi dibubuhkan koagulan, tetapi
cukup dengan penyaringan dan disinfeksi.
Secara teoretis, partikel-partikel halus
penyebab kekeruhan dapat diendapkan secara
alami tanpa pembubuhan koagulan. Namun,
diperlukan waktu yang cukup lama sehingga
tidak mungkin dilakukan dalam skala besar.
Oleh karena itu, partikel-partikel kecil
digumpalkan agar dapat lebih cepat
diendapkan (Sumarni 1989).
Menurut McGhee (1991), koagulasi adalah
proses kimia berupa destabilisasi partikel
koloid. Partikel koloid di dalam air umumnya
bermuatan negatif sehingga akan menarik ionion positif dan menolak ion-ion negatif dalam
air. Ion-ion positif akan membentuk lapisan di
dekat permukaan partikel dan lapisan tersebut
dikelilingi oleh ion-ion negatif. Ion-ion negatif
bergabung sedikit demi sedikit dengan ion-ion
positif sampai membentuk partikel netral.
Lapisan ion positif tersebut dikenal sebagai
lapisan kokoh atau lapisan strain, sedangkan
lapisan ion negatif yang tersebar di

sekelilingnya disebut lapisan diffuse yang
tersusun oleh ion-ion yang mudah bergerak.
Dosis koagulan yang ditambahkan dalam
proses pengolahan air bersih penting untuk
ditentukan agar tidak boros membubuhkannya. Salah satu cara penentuan dosis tersebut
adalah dengan jar test di laboratorium. Jar test
merupakan cara yang paling tepat untuk
menentukan
kondisi
optimum
proses
koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi dari
berbagai mutu air baku. Jar test dilakukan
dengan cara membubuhkan koagulan dengan
konsentrasi yang berbeda-beda diikuti dengan
pengadukan cepat, pengadukan lambat, dan
sedimentasi. Partikel terlarut dalam air baku
akan mengendap, filtrat yang diperoleh diukur
kekeruhan, kadar Fe, Mn, dan zat organiknya.
Dosis koagulan yang tepat ditentukan dari
penurunan kekeruhan, kadar Fe, Mn, dan zat
organik hingga memenuhi persyaratan
Permenkes tentang Air Minum No 492/
Menkes/Per/IV/2010.
Saat ini, koagulan yang digunakan dalam
proses pengolahan air baku di PDAM Kota
Bogor adalah PAC, sedangkan tawas lazim
digunakan sebagai koagulan untuk air baku
yang bersifat payau. Dalam penelitian ini,
diujikan koagulan campuran antara PAC dan
tawas dengan nisbah 100:0, 75:25, 50:50,
25:75, dan 0:100 dalam proses pengolahan air
bersih. Dosis optimum koagulan ditentukan,
yaitu yang dapat menurunkan kekeruhan,
kadar Fe, Mn, dan zat organik hingga
memenuhi persyaratan Permenkes dengan
nilai konsentrasi terendah. Efektivitas PAC
dengan tawas, juga dibandingkan 

BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian
ini antara lain jar tester, spektrofotometer,
pH-meter, turbidimeter, neraca analitik, buret
automatis, dan alat-alat kaca yang lain di
laboratorium.
Bahan-bahan yang digunakan pada
penelitian ini meliputi bahan uji dan bahan
kimia. Bahan uji adalah air sungai Cisadane di
daerah Cipaku, Bogor, Jawa Barat, yang
diambil dari keran air baku Instalasi
Pengolahan Air (IPA) PDAM Cipaku dan air
hasil jar test pada dosis optimum. Bahan
kimia yang digunakan antara lain PAC, tawas,
hidroksilamina hidroklorida 10%, bufer asetat,
orto-fenantrolina, larutan khusus, larutan

2

 

H2O2, amonium persulfat, H2SO4 4 N, KMnO4
0.01 N, dan asam oksalat 0.01 N.
Metode Penelitian
Tahapan penelitian yang dilakukan adalah
pembuatan campuran koagulan, pengambilan
sampel air baku, pembubuhan koagulan dalam
jar tester, serta pengukuran dan evaluasi
parameter kekeruhan, kadar Fe, Mn, dan zat
organik pada filtrat air baku. Diagram alir
ditunjukkan pada Lampiran 1.
Pembuatan Campuran Koagulan
Koagulan yang digunakan merupakan
campuran PAC dan tawas dengan nisbah
100:0, 75:25, 50:50, 25:75, dan 0:100.
Pengambilan Sampel Air Baku
Sampel air baku berasal dari air sungai
Cisadane yang diambil dari keran air baku di
IPA Cipaku. Sampel air baku ditampung
dalam jeriken besar, dihomogenkan dengan
pengadukan, kemudian dianalisis sifat-sifat air
bakunya sebelum dilakukan jar test. Lampiran
2 menampilkan diagram alir pengolahan air di
IPA Cipaku.
Penetapan Dosis Optimum Campuran
Koagulan
Penentuan dosis optimum dengan metode
jar test dilakukan pada sampel air sungai
dengan tingkat kekeruhan yang berbeda-beda
serta dengan penambahan variasi dosis
koagulan (Tabel 1).
Tabel 1 Variasi dosis koagulan
Nisbah
PACtawas
100:0
75:25
50:50
25:75
0:100

Kekeruhan
air baku
(NTU)
70
70–1000
70
70–1000
70
70–1000
70
70–1000
70
70–1000

Variasi dosis koagulan
(ppm)
10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26
10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50
10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26
10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50
10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26
10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50
10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26
10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50
10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26
10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50

Air sungai Cisadane sebanyak 1 L
ditambahkan koagulan. Alat uji dioperasikan
dengan kecepatan pengadukan 150 rpm
selama 1 menit (proses koagulasi), dilanjutkan
50 rpm selama 10 menit (proses flokulasi),

kemudian dihentikan selama 10 menit untuk
mengendapkan flok (proses sedimentasi).
Sampel diambil untuk diukur penurunan nilai
kekeruhannya. Dosis optimum koagulan
ditentukan dari nilai kekeruhan yang mencapai