Pada dasarnya partikel koloid selalu mempunyai muatan negatif, baik pada air alam maupun air buangan. Dalam hal ini, penambahan koagulan yang bermuatan positif akan
menetralkan muatan muatan negatif dari koloid yang bermuatan negatif sehingga membentuk endapan Robert, 1986. Pada proses koagulasi, ketika konsentrasi dari ion pusat di dalam
medium dispersi adalah kecil, ketebalan lapisan rangkap listrik adalah besar. Dua partikel koloid yang berdekatan tidak dapat bersatu dengan yang lain disebabkan adanya lapisan
rangkap listrik yang tebal, oleh karena itu koloidnya stabil. Namun ketika konsentrasi ditingkatkan, kuatnya tarikan diantara muatan pertama dan ion pusatnya ditingkatkan
sehingga menyebabkan lapisan rangkapnya berkurang. Lapisan ini kemudian ditekan secukupnya dengan dilanjutkan penambahan ion pusat.
Bentuk flok merupakan hasil dari penambahan koagulan, yang diikuti dengan flokulasi. Flokulasi adalah penggabungan dari partikel-partikel hasil koagulasi menjadi
partikel yang lebih besar dan memiliki kecepatan mengendap yang lebih besar.
2.8. Elektrokoagulasi
Elektrokoagulasi merupakan metode pengolahan air dengan proses koagulasi dengan menggunakan arus listrik searah melalui peristiwa elektrokimia, yaitu gejala dekomposisi
elektrolit, dimana salah satu elektrodanya adalah aluminium atau besi. Dalam proses ini akan terjadi pembentukan koagulan yang terbentuk dari ion hidroksi
dengan logam dari anoda dan terbentuknya gas hidrogen pada katoda Vik et al, 1984 mendeskripsikan pengolahan limbah di London pada tahun 1889 dengan mencampurkan air
laut dengan limbah yang kemudian dielektrolisis. Elektrokoagulasi menurut Ni’am 2007, merupakan proses penggumpalan dan pengendapan partikel-partikel halus dalam air
menggunakan energy listrik. Proses elektrokoagulasi dilakukan pada bejana elektrolisis yang didalamnya terdapat dua buah elektroda sebagai penghantar listrik, yang tercelup dalam
larutan elektrolit.
Pada tahun 1909 US memperoleh paten atas pengolahan limbah dengan elektrolisis menggunakan aluminium dan besi sebagai anoda Vik et al, 1984. Pada masa sekarang
penggunaan teknologi elektrokoagulasi mulai dikembangkan kembali untuk meningkatkan kualitas effluen air limbah.
Universitas Sumatera Utara
Sebuah reaktor elektrokoagulasi adalah sel elektrokimia dimana anoda biasanya menggunakan aluminium atau besi digunakan sebagai koagulan dan dihasilkannya gas
hidrogen pada katoda. Beberapa material elektroda dapat dibuat dari aluminium, besi, stainless steel, dan platina.
Menurut Johannes 1978 reaksi yang terjadi pada elektroda tersebut adalah :
a Reaksi pada Katoda Pada katoda akan terjadi reaksi-reaksi reduksi terhadap kation, yang termasuk dalam kation
ini adalah ion H
+
dan ion logam. 1.
Ion H
+
dari suatu asam akan direduksi menjadi gas hidrogen yang akan bebas sebagai gelembung-gelembung gas.
Reaksi : 2H
+
+ 2e → H
2
2. Jika larutan mengandung ion-ion logam alkali, alkali tanah, maka ion-ion ini tidak dapat
direduksi dari larutan yang mengalami reduksi adalah pelarut air dan terbentuk gas-gas hidrogen H
2
pada katoda. Reaksi : 2H
2
O + 2e → 2 OH
-
+ H
2
Dari daftar E
o
deret potensial logamderet volta, maka akan diketahui bahwa reduksi terhadap air limbah lebih mudah berlangsung daripada reduksi terhadap pelarutnya air. K,
Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pt, Au. 3.
Jika larutan mengandung ion-ion logam lain, maka ion-ion logam akan direduksi menjadi logamnya dan terdapat pada katoda.
b Reaksi pada Anoda 1. Anoda yang digunakan logam aluminium akan teroksidasi :
Reaksi : Al
3+
+ 3 H
2
O → AlOH
3
+ 3H
+
+ 3e 2. Ion OH
-
dari basa akan mengalami oksidasi membentuk gas oksigen O
2
: Reaksi : 4OH
-
→ 2H
2
O + O
2
+ 4e 3. Anion-anion lain seperti SO
4 2-
, SO
3 -
tidak dapat dioksidasi dari larutan, yang akan mengalami oksidasi adalah pelarutnya H
2
O membentuk gas O
2
pada anoda. Reaksi : 2H
2
O → 4H
+
+ O
2
+ 4e
Universitas Sumatera Utara
Dari reaksi-reaksi yang terjadi dalam proses elektrokoagulasi, maka pada katoda akan dihasilkan gas hidrogen dan reaksi ion logamnya. Sedangkan pada anoda akan dihasilkan gas
halogen dan pengendapan flok-flok yang terbentuk. Proses elektrokoagulasi melibatkan sifat dari bahan polutan yang ada dalam larutan, kecepatan untuk terkoagulasi didasarkan pada
jari-jari atom dari polutan yang akan dihilangkan. Logam yang jari-jari atomnya lebih besar akan terlebih dahulu terkoagulasi.
Untuk pertimbangan penentuan penggunaan elektrokoagulasi maka Mollah 2001 telah memberikan gambaran tentang keuntungan dan kerugiannya.
Keuntungan dari penggunaan elektrokoagulasi adalah sebagai berikut: 1. Elektrokoagulasi membutuhkan peralatan yang sederhana dan mudah dioperasikan.
2. Air yang diolah dengan elektrokoagulasi menghasilkan effluen yang jernih, tidak berwarna,dan tidak berbau.
3. Flok yang terbentuk pada elektrokoagulasi memiliki kesamaan dengan flok yang terbentuk dari koagulasi kimia. Perbedaannya adalah flok dari elektrokoagulasi berukuran lebih
besar, lebih stabil, dan mudah dipisahkan secara cepat dengan filtrasi. 4. Effluen yang dihasilkan elektrokoagulasi mengandung TDS Total Dissolved Solid dalam
jumlah yang lebih sedikit dibandingkan dengan pengolahan kimiawi.. 5. Proses elektrokoagulasi mempunyai keuntungan dalam mengolah partikel-partikel koloid
yang berukuran sangat kecil, sebab diaplikasikan medan elektrik dengan gerak yang lebih cepat, sehingga proses koagulasi lebih mudah terjadi.
6. Proses elektrokoagulasi jauh dari penggunaan bahan kimia sehingga tidak bermasalah dengan netralisasi kelebihan bahan kimia, dan tidak ada polusi yang kedua yang
disebabkan senyawa-senyawa kimia yang ditambahkan pada konsentrasi tinggi. 7. Produksi gelembung-gelembung gas selama elektrolisis dapat membawa polutan-polutan
yang diolah untuk naik ke permukaan flotasi dimana flok tersebut dapat dengan mudah terkonsentrasi, dikumpulkan, dan dipisahkan.
8. Perawatan reaktor elektrokoagulasi lebih mudah karena proses elektrolisis yang terjadi cukup dikontrol dari pemakaian listrik tanpa perlu memindahkan bagian-bagian di
dalamnya. 9. Teknologi elektrokoagulasi dapat dengan mudah diaplikasikan di daerah yang tidak
terjangkau layanan listrik yakni dengan menggunakan panel matahari yang cukup untuk terjadinya proses pengolahan.
Universitas Sumatera Utara
Sedangkan kerugian dari penggunaan elektrokoagulasi adalah :
1. Elektroda yang digunakan dalam proses pengolahan ini harus diganti secara teratur. 2. Terbentuknya lapisan di elektroda dapat mengurangi efisiensi pengolahan.
3. Penggunaan listrik kadangkala lebih mahal pada beberapa daerah. 4. Teknologi ini membutuhkan konduktivitas yang tinggi pada air limbah yang diolah
2.9. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Koagulasi dan Flokulasi.
