7
2.2. Penggolongan Air
Adapun penggolongan Air secara umum adalah sebagai berikut : 1.
Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung, tanpa pengolahan terlebih dahulu
2. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum
3. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan
peternakan 4.
Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian usaha diperkotaan, industri, dan pembangkit listrik tenaga air Effendi,2003.
2.3. Pengolahan Air
Metode – metode yang digunakan dalam pengolahan air untuk membuatnya aman dan menarik bagi para langganan dibahas dengan ringkas pada ayat – ayat berikut ini.
Informasi ini dimaksudkan sebagai pengantar kepada masalah pengolahan air. Dalam hal ini, tujuannya adalah memberikan kepada para pembaca suatu perspektif tentang
apa – apa yang tercakup dalam pengolahan air dan memberikan tuntunan untuk pengelolaan lebih lanjut. Masalah – masalah yang dipertimbangkan meliputi :
1. Tinjauan tentang metode – metode pengolahan yang utama dan
penerapannya, 2.
Metode – metode pengolahan fisik, 3.
Metode – metode pengolahan kimiawi, 4.
Beberapa metode pengolahan khusus, 5.
Pembuangan lumpur dari instalansi pengolahan, dan 6.
Perencanaan instalansi pengolahan air.
Universitas Sumatera Utara
8
Metode yang digunakan untuk pengolahan air berkaitan dengan pencemar – pencemar yang ada dalam persediaan air tertentu. Pencemar – pencemar utama yang
harus diperhatikan pada kebanyakan persediaan air adalah banyaknya bakteri patogen yang terdapat pada air, adanya kekeruhan dan bahan terapung, perubahan warna, rasa
dan bau, terdapat senyawa – senyawa organik dan kesadahan. Metode – metode yang digunakan untuk pengolahan air berkaitan dapat
digolongkan menurut sifat fenomena yang menghasilkan perubahan yang diamati. Dengan demikian, istilah operasi satuan fisik dipergunakan untuk menggambarkan
metode – metode yang mendapatkan perubahan – perubahan melalui penerapan gaya – gaya fisik, misalnya pengendapan gravitasi. Pada proses – proses satuan kimiawi
atau biologis, perubahan diperoleh dengan cara reaksi – reaksi kimiawi atau biologis.
2.3.1. Metode Pengolahan Fisik
Metode pengolahan fisik yang sering digunakan adalah : a.
Flokulasi Flokulasi dilakukan dengan baik yang diberi pengaduk horizontal atau partikel.
Pengaduk ini berputar pelan yang tujuannya memperbesar ukuran flok, tetapi juga mencegah jangan sampai endapan yang terbentuk mengendap kebawah. Untuk
memperbesar ukuran flok ini ditambahkan bahan – bahan pengental kedalam air yang mengandung kekeruhan. Untuk membentuk kumpulan partikel yang mengendap ini
dilakukan pengadukan yang cepat selama 20 – 30 menit yang akan menyebabkan tumbukan partikel yang akan membentuk ukuran partikel yang lebih besar.
Universitas Sumatera Utara
9
b. Sedimentasi
Sedimentasi adalah salah satu cara penjernihan air,dimana dilewatkan pada suatu bak,untuk jangka waktu tertentu. Dimana air mengalir pelan – pelan kecepatan
rendah sehingga partikel yang berat jenisnya lebih berat akan segera mengendap. c.
Filtrasi Filtrasi adalah suatu cara penjernihan air dengan cara penyaringan. Filter biasanya
terdiri dari berbagai macam lapisan pasir dan batu – batuan dengan diameter yang bervariasi dari yang sangat halus hingga yang terkasar. Air akan mengalir melalui
filter sedangkan partikel – partikel yang tersuspensi didalamnya akan melekat pada butiran pasir. Hal ini akan dapat memperkecil ukuran celah – celah yang dapat dilalui
air dan akan mengurangi daya penyaringan. Maka untuk mengaktifkan kembali filter harus dicuci kembali dengan membuang bahan – bahan yang aka melekat ini
diperlukan pembilasan dengan arah aliran pembilas berlawanan denganarah aliran air yang akan disaring, pembilas ini dinamakan backwash Sangsoko,1989.
Pemilihan jenis Flokulan Koagulan dosisnya harus dilakukan dulu dalam skala laboratorium dengan menggunakan jar test. Pada bak ini, sebagian besar ion
logam terutama logam berat dan sebagian senyawa organik diendapkan. Degradasi secara kimiawi umumnya dilakukan dengan menggunakan oksidator kuat.
Contohnya adalah reagent Fenton, yaitu campuran antara hydrogen peroksida H
2
O
2
dan ferro Fe
2+
. Campuran senyawa tersebut akan menghasilkan radikal bebas OH yang sangat reaktif dan dapat menyerang molekul – molekul
Universitas Sumatera Utara
10
organik untuk diubah menjadi senyawa yang lebih sederhana, misalnya CO
2
dan H
2
O httpganden wordpress.com.
2.3.2. Metode Pengolahan Kimiawi
Metode pengolahan kimiawi yang sering digunakan adalah koagulasi. Koagulasi adalah mekanisme dimana partikel – partikel koloid yang bermuatan negatif akan
dinetralkan, sehingga muatan yang netraltersebut saling melekat dan menempel satu sama lain, dan membentuk flok. Untuk menambah besar ukuran koloid dapat
dilakukan dengan jalan reaksi kimia diikuti dengan pengumpulan atau dengan cara penyerapan.
Partikel koloid memiliki ukuran lebih kecil dari suatu mikro akan menimbulkan sifat – sifat yang berbeda, karena kecilnya ukuran partikel maka luas
permukaan tiap satuan massa akan semakin besar. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi untuk menghasilkan koagulasi yang
baik : 1.
Pengontrolan pH Setiap koagulan mempunyai range pH yang spesifik dimana presipitasi yang
maximum akan terbentuksekaligus titik kelarutan minimum. 2.
Temperatur Pada temperatur yang rendah, kecepatan reaksi lebih lambat dari viskositas air lebih
besar sehingga flok lebih sukar mengendap. 3.
Dosis Koagulan Air dengan turbiditas yang tinggi memerlukan dosis koagulan yang banyak. Dosis
koagulan persatuan unit turbidity tinggi, akan lebih kecil dibandingkan dengan dosis persatuan untuk air dengan turbidity rendah.
Universitas Sumatera Utara
11
Hal ini disebabkan karena dalam air yangmempunyai turbidity tinggi, kemungknan terjadinya tumbukan antara partikel akan lebih besar. Sangsoko,1989.
Adapun efek dosis glokulan terhadap berat jenis adalah : Kecepatan pengendapan dipengaruhi oleh berat jenis partikel, berat jenis
cairan, gravitasi, konstanta dan viskositas. Pengaruh ini dinyatakan oleh Stokes sebagai :
V = d
2
p
1
- p
2
g ……………………persamaan 1.1
K.n
Dimana : V : kecepatan pengendapan
P
1
: berat jenis partikel P
2
: berat jenis cairan K : konstanta
n : viskositas untuk mempercepat pengendapan kotoran maka ditambahkan glokulan dengan
dosis yang tepat, sebab dengan dosis yang terlalu banyak tidak ada pengaruhnya bila sudah tercapai titik jenuh pengendapan Soejardi,1985.
2.4. Koagulan
Koagulan adalah zat kimia yang menyebabkan destabilisasi muatan nagatif patikel didalam suspensi. Zat ini merupakan donor muatan positif yang digunakan untuk
mendestibilisasi muatan negatif partikel. Dalam pengolahan air, sering dipakai garam Aluminium, Al III atau garam besi II dan besi III.
Universitas Sumatera Utara
12
Koagulan yang umum dan sudah dikenal yang digunakan pada pengolahan air seperti terlihat pada tabel 2.4. dibawah ini :
Tabel 2.4. Jenis – jenis Koagulan
NAMA FORMULA
BENTUK REAKSI
DENGAN AIR
PH OPTIMUM
Alumunium Sulfat, Alum
Sulfat, Alum, Salum.
Al
2
SO
4 3
xH
2
O x = 14,16,18
Bongkah, bubuk
Asam 6,0 – 7,8
Sodium Aluminat
NaAlO
2
atau Na
2
Al
2
O
4
Bubuk Basa
6,0 – 7,8
Poli Aluminium
Klorida, PAC Al
n
OH
m
Cl
3n-m
Cairan, bubuk Asam
6,0 – 7,8
Ferri Sulfat Fe
2
SO
4 3.
9H
2
O Kristal halus
Asam 4 – 9
Ferri Klorida FeCl
3.
6H
2
O Bonkah,cairan
Asam 4 – 9
Ferro Sulfat FeSO
4.
7H
2
O Kristal halus
Asam 8,5
httpsmk3ae.wordpress.com
2.4.1. Jenis – jenis Bahan Koagulan
a. Poli Aluminium Klorida Poli Aluminium Klorida sering disingkat dengan PAC. PAC adalah garam yang
dibentuk oleh aluminium – aluminium klorida yang khusus ditentukan guna memberi daya koagulasi dan flokulasi pengumpulan dan pemadatan penggumpalan yang lebih
besar dibandingkan garam – garam aluminium dari besi lainnya. PAC sebenarnya adalah merupakan suatu senyawa kompleks berinti banyak dari ion – ion aquo
aluminium yang terpolimerisasi yaitu suatu jenis dari polimer senyawa organik.
Universitas Sumatera Utara
13
Berbagai bahan kimia baik senyawa organik maupun anorganik biasanya dibutuhkan sebagai koagulan air katalisator pengumpulan tetapi untuk PAC biasanya tidak
membutuhkan zat tersebut. Poli Aluminium Klorida dengan arti vital yang kuat mengumpulkan setiap zat – zat yang tersuspensi atau yang secara koloidal
tersuspensi dalam air, membentuk flok – flok kepingan, gumpalan – gumpalan akan mengendap dengan cepat agar membentuk sludge lumpur endapan yang dapat
disaring dengan mudah, dimana pH PAC air lebih kecil dari 6 enam disebut asam dan jika lebih dari 7 tujuh maka disebut basa. Sifat – sifat koloid dapat dibedakan
yaitu koloid yang suka air dapat saling bergabung dan membentuk partikel yang lebih besar sehingga menggumpal dan mengendap. Sementara koloid yang tidak suka air,
berasal dari logam – logam dan garam – garam dan dapat stabil karena adanya permukaan air yang terikat dan menghalangi terjadinya kontak dari partikel – partikel
sekitarnya. Koloid ini dapat dihilangkan dengan menurunkan potensial yaitu dengan menggunakan tabel lapisan 6 – 9 dengan pH netral adalah 7.
Bersangkutan sehingga mengendap kembali. Hal ini merupakan salah satu sebab kandungan dalam sumur yang dangkal lebih rendah.Besi dalam jumlah yang sedikit
dan air minum diperlukan untuk pembentukan sel darah merah, tetapi kalau sudah melebihi konsentrasi yang diperlukan akan dapat menyebabkan penyakit dan warna
air kemerah – merahan sehingga menimbulkan kekeruhan serta rasa dan bau air yang tidak enak. Klor dalam air dapat mengoksidasikan ion – ion Fe
+2
menjadi Fe
+3
mengakibatkan turbiditas air yang semakin tinggi karena terbentuknya zat – zat yang tersuspensi. Rumus kimia Poli Aluminium Klorida PAC Al
n
OH
m
Cl
3n-m
Fungsi dari Poli Aluminium Klorida adalah untuk menurunkan tubiditas air atau menurunkan
kekeruhan air.
Universitas Sumatera Utara
14
b. Soda Kapur CaOH
2
Dalam proses pengolahan air, selalu ditambahkan zat kimia yang masing – masing memiliki fungsi sendiri. Adanya proses penjernihan air melalui proses koagulasi PAC
maka pH air ini akan menjadi turun. Dan penurunan nilai pH dalam air ini mengakibatkan flok – flok yang terbentuk akan susah mengendap. Maka untuk
menetralisasikan pH ini dilakukan penambahan soda kapur CaOH
2
. Adapun reaksi yang terjadi :
AlOHCl
2
+ 4H
2
O 2AlOH
3
+ 4HCl Bahan penetral soda kapur dimasukkan kedalam hasil proses larutan tersebut sampai
kadar pH diperoleh mendekati nilai netralisasi. 2AlOH
3
+ 4HCl + 2CaOH
2
2AlOH
3
+ 2CaCl
2
+ 4H
2
O Proses diatas terjadi pada bak flokulator. Apabila nilai pH di bak ini dibawah 7,0
maka penambahan volume soda kapur CaOH
2
dilakukan sedikit demi netralisasi pH ini akan mengakibatkan proses terbentuknya flok – flok akan lebih cepat dan
sempurna. Selain untuk menetralkan air, CaOH
2
juga akan dapat dipakai untuk melunakkan air sadah. Karena air sadah kurang baik dipakai untuk mencuci pakaian
dan dipakai pada mesin – mesin. Ion – ion Ca
2+
dan Mg
2+
pada air sadah akan menyebabkan sifat detergen sabun hilang, sehingga sabun tidak dapat lagi
dibersihkan. Pada mesin – mesin, air sudah membentuk endapan berupa kerak yang akan menempel pada mesin – mesin PT.Coca Cola Bottling Indonesia,2000.
2.4.2. Keunggulan PAC Sebagai Koagulan
Beberapa keunggulan yang dimiliki PAC dibandingkan koagulan lainnya adalah : 1.
PAC dapat bekerja ditingkat pH yang lebih luas, dengan demikian tidak diperlukan pengoreksian terhadap pH terkecuali bagi air tertentu.
Universitas Sumatera Utara
15
2. Kandungan belerang dengan dosis cukup akan mengoksidasi senyawa karboksilat
rantai siklik membentuk alifatik dan gugusan rantai hidrokarbon yang lebih pendek dan sederhana sehingga mudah untuk diikat membentuk flok.
3. Kadar klorida yang optimal dalam fasa air yang bermuatan negatif akan cepat
bereaksi dan merusak ikatan zat organik terutama ikatan karbon nitrogen yang umumnya membentuk suatu makromolekul turutama gugusan protein , amina,
amida dan penyusun minyak dan lipida. 4.
PAC tidak menjadi keruh bila pemakaiannya berlebihan, sedangkan koagulan yang lain seperti aluminium sulfat, besi klorida dan ferro sulfat bila dosis
berlebihan bagi air yang mempunyai kekeruhan yang rendah akan bertambah keruh. Jika digambarkan dengan suatu grafik untuk PAC adalah membentuk garis
linier artinya jika dosis berlebih maka akan didapatkan hasil kekeruhan yang relatif sama dengan dosis optimum sehingga penghematan bahan kimia dapat
dilakukan. Sedangkan untuk koagulan selain PAC memberikan grafik parabola terbuka artinya jika kelebihan atau kekurangan dosis akan menaikkan kekeruhan
hasil akhir, hal ini perlu ketepatan dosis. 5.
PAC mengandung suatu polimer khusus dengan struktur polielektrolit yang dapat mengurangi atau tidak perlu sama sekali dalam pemakaian bahan pembantu, ini
berarti disamping penyederhanaan juga penghematan untuk penjernihan air. 6.
Kandungan basa yang cukup akan menambah gugus hidroksil dalam air sehingga penurunan pH tidak terlalu ekstrim sehingga penghematan dalam penggunaan
bahan untuk netralisasi dapat dilakukan.
Universitas Sumatera Utara
16
7. PAC lebih cepat membentuk flok dari pada koagulan biasa ini diakibatkan dari
gugus aktif aluminat yang bekerja efektif dalam mengikat koloid yang ikatan ini diperkuat dengan rantai polimer dari gugus poli lektrolit sehingga gumpalan
floknya menjadi lebih padat, penambahan gugus hidroksil kedalam rantai koloid yang hidrofobik akan menambah berat molekul, dengan demikian walaupun
ukuran kolam pengendapan lebih kecil atau terjadi beban yang terlalu berat bagi instalasi yang ada, kapasitas produksi relatif
tidak terpengaruh
http:smk3ae.wordpress.com.
2.5. Flokulasi Jar Test
Jar test merupakan model sederhana proses flokulasi. Suatu larutan koloidal yang mengandung partikel – partikel kecil dan koloid dapat
dianggap stabil bila : 1.
Partikel – partikel kecil ini terlalu ringan untuk mengendap dalam waktu yang pendek beberapa jam;
2. Partikel – partikel tersebut dapat menyatu, bergabung dan menjadi partikel yang
lebih besar dan berat, karena muatan elektris pada permukaan partikel – partikel adalah setanda biasanya negatif sehingga ada repulsi elektrostatis antara partikel
satu dengan lainnya.
Proses Flokulasi terdiri dari tiga langkah : 1.
Pelarutan reagen melalui pengadukan cepat 1menit; 100 rpm; bila perlu juga pembubuhan bahan kimia sesaat untuk koreksi pH.
2. Pengadukan lambat untuk membentuk flok – flok 15 menit; 20 rpm. Pengadukan
yang terlalu cepat dapat merusak flok yang telah terbentuk.
Universitas Sumatera Utara
17
3. Penghapusan flok – flok dengan koloid yang terkurung dari larutan melalui
sedimentasi 15menit atau 30menit; 0 rpm.
Adapun gambar alat Jar Test yaitu :
Gambar 2.5 : Bagan peralatan jar test flokulasi Phipps dan Bir
Alaerts,1987
6 pengaduk
On Off pengaduk Pengukur kecepatan
putaran
Bak dengan lampu On Off lampu
Bak dengan lampu
Universitas Sumatera Utara
18
BAB 3 BAHAN DAN METODE
3.1. Alat dan Bahan 3.1.1. Alat
- Buret 25mL
- Beaker glass 1000mL
- Pipet Volume 10mL
- Bola Karet Penghisap - Turbidimeter Orbeco – Hellige
- Statif dan Klem - Jar test Floculator SW6
3.1.2. Bahan
- Air Degasifier - Poli Aluminium Klorida PAC
- Kapur
Universitas Sumatera Utara
19
3.2. Prosedur
- Diambil sampel di degasifier sebanyak 1L - Dicheck pH , p-Alkalinitas , Turbidity
- Dimasukkan sampel kedalam gelas beaker - Dimasukkan sampel kedalam alat Jar test
- Ditambahkan Kapur kedalam sampel hingga pH 7 - Ditambahkan PAC tetes demi setetes dengan konsentrasi yang berbeda-beda
- Diamati pembentukan Flok yaitu Flok besar , warna agak gelap - Dicatat volume PAC yang dipakai dan dicatat Alkalinitasnya
- Dilakukan hal yang sama dengan sampel 2 – 5 dengan volume PAC yang
sama dan konsentrasi yang berbeda.
Universitas Sumatera Utara
20
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Data Hasil Analisa Hasil Analisa penentuan konsentrasi Poli Alminium Klorida pada Pengolahan Air di
PT.Coca Cola Bottling Indonesia dengan menggunakan alat Jar test Flokulator adalah sebagai berikut :
A. Nilai pH, turbiditas dan m-Alkalinitas sampel sebelum ditambahkan koagulan : pH
= 6 Turbiditas
= 7,67 m-Alkalinitas = 92 mgl
B. Data pengamatan dengan penambahan variasi konsentrasi PAC ditinjau oleh tabel 4.1.
Tabel 4.1. Data sampel ditambahkan koagulan
Sampel L
CaOH
2
mL pH
PAC Flok
3 menit pendiaman m-
Alkalinitas mgl
Konsentrasi ppm
Volume mL
Volume mL
Warna
1 2,5
6,98 7500
1,5 150
Putih kekuningan
84 1
2,5 6,98
7000 1,5
150 Putih
kekuningan 80
1 2,5
6,98 6500
1,5 150
Putih kekuningan
73 1
2,5 6,98
6000 1,5
150 Putih
kekuningan 67
1 2,5
6,98 5500
1,5 70
Putih 50
Universitas Sumatera Utara
21
Keterangan : -
Flow air : 32 – 34 m
3
jam = 32000 – 34000 literjam -
PAC : 38 literjam
4.2. Perhitungan
Kategori