Studi Perbandingan Keefektifan Penggunaan Poly Aluminium Chloride (PAC) dan Tawas (Alum) Terhadap Turbiditas dan Kadar Logam Aluminium Pada Air Baku Instalasi Pengolahan Air Di PDAM Tirtanadi Hamparan Perak

LAMPIRAN 1

STANDAR KUALITAS AIR MINUM

MENURUT KEP.MENKES NO.907/MENKES/SK/VII/2002

No Parameter Satuan Persyaratan Teknik pengujian FISIKA

1 Bau - Tidak berbau Organoleptik

2 Rasa - Normal Organoleptik

3 Warna TCU Maks.15 Spektrofotometri

4 Total padatan terlarut (TDS)

Mg/l Maks.1000 Gravimetri

5 Kekeruhan NTU Maks.5 Turbidimetri

6 Suhu 0C Suhu udara

±30C

Termometer KIMIA

7 Besi (Fe) Mg/l Maks.0,3 AAS

8 Kesadahan sebagai CaCO3

Mg/l Maks.500 Titrimetri

9 Klorida (Cl) Mg/l Maks 250 Argentometri

10 Mangan (Mn) Mg/l Maks 0,1 AAS

11 Ph - 6,5-8,5 pH meter

12 Seng (Zn) Mg/l Maks 8 AAS

13 Sulfat (SO4) Mg/l Maks 250 Spekrofotometri

14 Aluminium (Al) Mg/l Maks 0,2 Spekrofotometri

15 Tembaga (Cu) Mg/l Maks 1 AAS

16 Klorin (Cl2) Mg/l Maks 5 Titrimetri

17 Amonium (NH4) Mg/l Maks 0,2 Spektrofotometri

(Nesler) KIMIA

ANORGANIK

18 Arsen (As) Mg/l Maks 0,01 AAS

19 Fluorida (F) Mg/l Maks 1,5 Spektrofotometri 20 Krom heksavalen

(Cr6+)

Mg/l Maks 0,05 AAS

21 Kadmium (Cd) Mg/l Maks 0,003 AAS

22 Nitrat (NO3) Mg/l Maks 50 Spektrofotometri

(Brusin)

23 Nitrit (NO2) Mg/l Maks 3 Spektrofotometri (NED)

24 Sianida (CN) Mg/l Maks 0,07 Destilasi

25 Timbal (Pb) Mg/l Maks 0,1 AAS

26 Raksa (Hg) Mg/l Maks 0,01 AAS

MIKROBIOLOGI

27 E.coli APM/100Ml Negatif MPN

LAMPIRAN 2

Sumber Air / Air baku dari Aliran Sungai Belawan

Bak Pengendap I / Bak Prasedimentasi

Bak Flokulasi

Bak Filter / Penyaringan

DAFTAR PUSTAKA

Alaerts, G. dan Sartika, S. 1987. Metode Penelitian Air. Penerbit Usaha Nasional, Surabaya.

Fair, G. M., Geyer, J. C,. and Okun, D. A. 1078. Water and Wastewater Engineering. Volume 2. John willey and Sons Inc, New York.

Ginting. P. 1992. Mencegah dan Mengendalikan Pencemaran Industri. Edisi Pertama. Pustaka Sinar Harapan, Jakarta.

Kiely, G. 1998. Environmental Engineering. Irwan McGraw-Hill, Boston.

Kusnaedi. 2006. Mengelolah Air Kotor Untuk Air Minum. Penebar Swadaya, Jakarta

Manurung, J. 2009. Studi Efek Jenis dan Berat Koagulasi Terhadap Penurunan Nilai COB dan BOD Pada Pengolahan Air Limbah Dengan Cara Koagulasi. Skripsi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. Kimia Ekstensi.

Mulia, R. M. 2005. Kesehatan Lingkungan. Edisi Pertama. Graha Ilmu, Yogyakarta.

Nainggolan, H. 2011. Pengolahan Limbah Cair Industri Perkebunan dan Air Gambut Menjadi Air Bersih. USU Press, Medan.

Notoatmodjo, S. 2003. Ilmu Kesehatan Masyarakat. Penerbit Rineka Cipta, Jakarta.

Noviani, H. 2012. Analisis Penggunaan Koagulan Poly Aluminium Chloride (PAC) dan Kitosan Pada Proses Penjernihan Air Di PDAM Tirta Pakuan.Bogor.

Nugroho, A. 2006. Bioindikator Kualitas Air. Penerbit Universitas Trsakti, Jakarta.

Nurmasita, 2009. Pengaruh Konsentrasi PAC (Poly Aluminium Chloride) dalam Air Baku Terhadap pH Dan Turbiditas Pada Instalasi Pengolahan Air (IPA) Di PDAM Tirtanadi Hamparan Perak.Karya Ilmiah. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Sumatera Utara Rahayu, I. 2009. Cara Menangani Air Kotor Menjadi Air Bersih. Cv. Citra Praya,

Jakarta.

Reynold, D. 1977. Unit Operation and Processing Environmental Engineering. Texas A & M University.

Singh, T.S., Bhavik Parikh. 2006. Pengamatan Penyerapan Aluminium Dalam Air Minum oleh Absorben Biaya Rendah. India

Surnaryo, T., Walujo, T. dan Harnanto, A. 2005. Pengelolahan Sumber Daya Air Konsep dan Penerapannya. Bayumedia Publishing, Malang.

Suripin. 2002. Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. Penerbit ANDI, Yogyakarta

Sutrisno, T. dan Suciastuti, E. 1991. Teknologi Penyediaan Air Bersih. PT RINEKA CIPTA, Jakarta.

Vogel. 1985. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Edisi ke Lima. PT. Kalman Media Pustaka, Jakarta.

Voyutsky, S. 1975. Colloid Chemistry.Mir Publisher Moscow.

https://www.researchgate.net/publication/42323777_Monitoring_Dan_Analisis_K adar_Aluminium_Al_Dan_Besi_Fe_Pada_Pengolahan_Air_Minum_Pdam _Tirtanadi_Sunggal.

BAB 3

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan yang Digunakan 3.1.1 Alat

 Alat Jar-test JLT 6 VELP SCIENTIFICA merk HACH

 Baume Meter Germany 27,5C

 Turbidimeter Merk Hach 2100 buatan jerman

 Kuvet Turbidimeter Merk hack 2100 buatan jerman

 Botol aquadest

 Labu takar Pyrex

 Pipet Volume Pyrex

 Komparator pH Merk Lovibond

 Kuvet Komparator Merk Lovibond

 Karet Pengisap Merk Brand

 Gelas Ukur Pyrex

 Alat Suntik

 Beaker Glass Pyrex

 Spatula

 Neraca Analitis Mettler AE 200

 Alu dan Lumpang

 Erlenmeyer Pyrex

 Magnetik Stirer

3.1.2 Bahan

 Sampel air baku (air sungai belawan)

 Aquadest

 Larutan PAC 5,70%

 Larutan Tawas (Alum) 5,70%

 Indikator BTB (Brom Thymol Blue) p.a (E.Merck)

 NaOH 0,1 N

3.2 Pembuatan Reagen

a. Pembuatan larutan PAC 570 ppm dari larutan PAC 5,70% (57000 ppm) Larutan PAC 5,70% (57000 ppm) dipipet sebanyak 10 ml dan dimasukkan kedalam labu takar 100 ml, kemudian ditambahkan aquadest hingga garis tanda.

b. Pembuatan larutan Tawas 570 ppm dari larutan Tawas 5,70% (57000 ppm) Larutan TAWAS 5,70% (57000 ppm) dipipet sebanyak 10 ml dan dimasukkan kedalam labu takar 100 ml, kemudian ditambahkan aquadest hingga garis tanda.

c. Pembuatan indikator BTB

Indikator BTB ditimbang sebanyak 1,6 g lalu digerus sampai halus dan dimasukkan kedalam Erlenmeyer yang berisi 1000 ml aquadest. Kemudian ditambahkan NaOH 0,1 N sebanyak 25,6 ml dan diaduk dengan menggunakan magnetik pada suhu 27ºC selama ± 4 jam.

3.3 Prosedur Percobaan 3.3.1. Perlakuan PAC

3.3.2 Pengukuran Konsentrasi PAC

- Alat baume meter dibilas dengan aquadest lalu di keringkan

- Kemudian di celupkan kedalam gelas ukur 1000 mL yang berisis larutan PAC dan dibiarkan sampai alat tidak bergerak lagi sehingga skala yang terukur pada alat dapat di baca

- Skala yang terbaca disesuaikan dengan tabel korelasi PAC terhadap larutan PAC sehingga didapatlah konsentrasi dari larutan PAC yang diambil sebelumnya.

Tabel 3.1 Korelasi PAC antara Degree Baume Meter dengan Konsentrasi PAC

Degree Baume Meter (oBe)

Konsentrasi PAC (% ; w/v)

1,0 1,40

1,5 2,10

2,0 2,80

2,5 3,50

3,0 4,20

3,5 4,75

4,0 5,70

4,5 6,50

5,0 7,30

5,5 8,10

6,0 8,90

6,5 9,60

7,0 10,30

7,5 11,10

8,0 11,90

8,5 12,70

9,0 13,50

9,5 14,35

3.3.1.2 Perlakuan Jar-test PAC

- Sampel air baku (air sungai belawan) ditampung dari pipa dengan menggunakan jrigen serta diukur pH dan turbiditas awal dari air baku - Tiga buah beaker glass 500 ml diambil dan dibilas dengan menggunakan

air bersih lalu diisi dengan sampel air yang telah ditampung sebelumya 1000 ml

- Lalu masing-masing beaker glass diteteskan dengan larutan PAC 5700 ppm dengan volume 3,8 ml ; 4,2 ml dan 4,6 ml

- Kemudian sampel air ditambahkan lagi pada ketiga beaker glass sampai volumenya mencapai 1000 ml sehingga diperoleh konsentrasi 19 ppm, 21 ppm dan 23 ppm

- Ketiga beaker glass disusun berurutan pada peralatan jar test kemudian agiator diturunkan

- Alat jar test dihidupkan dan diatur kecepatan putaran 140 rpm selama 5 menit

- Setelah 5 menit berakhir, diatur kembali kecepatan putaran 50 rpm selama 10 menit

- Setelah selesai agiator diangkat dan didiamkan selama 20 menit - Kemudian diukur turbiditas dan pH-nya

3.3.1.3 Pengukuran Turbiditas

- Kuvet dibilas dengan menggunakan aquadest

- Kemudian kuvet diisi dengan sampel hingga garis tanda dan ditutup - Permukaan kuvet bagian luar bersihkan dan dikeringkan dengan tissue

- Lalu kuvet dimasukkan kedalam alat turbidimeter dan ditutup - Alat turbidimeter dihidupkan dan dicatat turbiditasnya

3.3.1.4 Pengukuran pH

- Kuvet komparatordibilas dengan menggunakan air yang akan diukur, lalu diisi dengan sampel hingga garis tanda

- Kemudian ditambahkan 3 tetes indikato BTB lalu ditutup dan dikocok hingga homogen

- Kuvet komparator dimasukkan kedalam alat komparator pH dan dicocokkan warnanya dengan kaca warna lovibond

- Nilai pH yang cocok dicatat

3.3.1.5 Analisa Logam Aluminium

- Pastikan analis memakai masker dan sarung tangan - Tekan power pada alat spektrofotometer DR 2400 - Tekan hach programs

- Pilih programs 9 Aluminium ECR lalu tekan start - Layar akan menunjukkan mg/l AL

- Isi 20 ml benda uji kedalam sampel cell 25 ml tepatkan samapai tanda batas

- Tambahkan 1 kandungan ECR reagen powder pillow aduk hingga larut - Tekan tanda waktu, ok waktu reaksi berlangsung selama 30 detik

- Setelah 30 detik, masukkan Reagen Hexamethylene tetramine Buffer, adku sampai merata

- Masukkan sampel air kedalam botol sampel yang pertama telah di isi ECR Masking Reagen sebanyak 10 ml (sebagai blanko)

- Masukkan sampel air kedalan botol sampel kedua sebagai sampel yang akan diukur sebanyak 10 ml (sebagai contoh uji)

- Setelah itu tekan tanda waktu, ok reaksi berlangsung selama 5 menit - Setelah waktu 5 menit, berakhir masukkan botol sampel (sebagai blanko) - Masukkan kedalam cell holder tutup, tekan tanda ZERO di layar akan

menujukkan 0,00 mg/l AL

- Masukkan botol sampel yang kedua sebagai sampel kedalam cell holder tutup

- Tekan tanda Read, caatat hasil analisa AL yang terdapat pada layar.

3.3.2 Perlakuan Tawas

3.3.2.1 Pengukuran Konsentrasi Tawas

- Alat baume meter dibilas dengan aquadest lalu di keringkan

- Kemudian di celupkan kedalam gelas ukur 1000 mL yang berisis larutan Tawas dan dibiarkan sampai alat tidak bergerak lagi sehingga skala yang terukur pada alat dapat di baca

- Skala yang terbaca disesuaikan dengan tabel korelasi Tawas terhadap larutan Tawas sehingga didapatlah konsentrasi dari larutan Tawas yang diambil sebelumnya.

Tabel 3.2 Korelasi Tawas antara Degree Baume Meter dengan Konsentrasi Tawas

Degree Baume Meter (o_Be)

Konsentrasi TAWAS (% ; w/v)

1,0 1,40

1,5 2,10

2,0 2,80

2,5 3,50

3,0 4,20

3,5 4,75

4,0 5,70

4,5 6,50

5,0 7,30

5,5 8,10

6,0 8,90

6,5 9,60

7,0 10,30

7,5 11,10

8,0 11,90

8,5 12,70

9,0 13,50

9,5 14,35

10,0 15,20

3.3.2.2 Perlakuan Jar-test TAWAS

- Sampel air baku (air sungai belawan) ditampung dari pipa dengan menggunakan jrigen serta diukur pH dan turbiditas awal dari air baku - Tiga buah beaker glass 500 ml diambil dan dibilas dengan menggunakan

air bersih lalu diisi dengan sampel air yang telah ditampung sebelumya 1000 ml

- Lalu masing-masing beaker glass diteteskan dengan larutan Tawas 5700 ppm dengan volume 3,8 ml ; 4,2 ml dan 4,6 ml

- Kemudian sampel air ditambahkan lagi pada ketiga beaker glass sampai volumenya mencapai 1000 ml sehingga diperoleh konsentrasi 19 ppm, 21 ppm dan 23 ppm

- Ketiga beaker glass disusun berurutan pada peralatan jar test kemudian agiator diturunkan

- Alat jar test dihidupkan dan diatur kecepatan putaran 140 rpm selama 5 menit

- Setelah 5 menit berakhir, diatur kembali kecepatan putaran 50 rpm selama 10 menit

- Setelah selesai agiator diangkat dan didiamkan selama 20 menit - Kemudian diukur turbiditas dan pH-nya

3.3.2.3 Pengukuran Turbiditas

- Kuvet dibilas dengan menggunakan aquadest

- Kemudian kuvet diisi dengan sampel hingga garis tanda dan ditutup - Permukaan kuvet bagian luar bersihkan dan dikeringkan dengan tissue - Lalu kuvet dimasukkan kedalam alat turbidimeter dan ditutup

- Alat turbidimeter dihidupkan dan dicatat turbiditasnya

3.3.2.4 Pengukuran pH

- Kuvet komparatordibilas dengan menggunakan air yang akan diukur, lalu diisi dengan sampel hingga garis tanda

- Kemudian ditambahkan 3 tetes indikato BTB lalu ditutup dan dikocok hingga homogen

- Kuvet komparator dimasukkan kedalam alat komparator pH dan dicocokkan warnanya dengan kaca warna lovibond

3.3.2.5 Analisa Logam Aluminium

- Pastikan analis memakai masker dan sarung tangan - Tekan power pada alat spektrofotometer DR 2400 - Tekan hach programs

- Pilih programs 9 Aluminium ECR lalu tekan start - Layar akan menunjukkan mg/l AL

- Isi 20 ml benda uji kedalam sampel cell 25 ml tepatkan samapai tanda batas

- Tambahkan 1 kandungan ECR reagen powder pillow aduk hingga larut - Tekan tanda waktu, ok waktu reaksi berlangsung selama 30 detik

- Setelah 30 detik, masukkan Reagen Hexamethylene tetramine Buffer, aduk sampai merata

- Masukkan satu tetes ECR Masking Reagen kedalam sampel call 10 ml - Masukkan sampel air kedalam botol sampel yang pertama telah di isi ECR

Masking Reagen sebanyak 10 ml (sebagai blanko)

- Masukkan sampel air kedalan botol sampel kedua sebagai sampel yang akan diukur sebanyak 10 ml (sebagai contoh uji)

- Setelah itu tekan tanda waktu, ok reaksi berlangsung selama 5 menit - Setelah waktu 5 menit, berakhir masukkan botol sampel (sebagai blanko) - Masukkan kedalam cell holder tutup, tekan tanda ZERO di layar akan

menujukkan 0,00 mg/l AL

- Masukkan botol sampel yang kedua sebagai sampel kedalam cell holder tutup

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Percobaan

Tabel 4.1 Data pH dan Turbiditas (NTU) awal dari air baku (air sungai belawan)

No Sampel pH Turbiditas

(NTU)

Aluminium (Al) mg/l

1. Air Baku

(Air Sungai Belawan)

7,00 73,3 0,048

Waktu Pengerjaan : Selasa, 16 Februari 2016

11.00 WIB

Konsentrasi PAC : 5%

Tabel 4.2 Data pH dan Turbiditas (NTU) dari air baku (air sungai belawan) setelah penambahan larutan PAC

No Sampel Dosis larutan yang digunakan (ppm)

pH Turbiditas (NTU)

1. Air Baku 19 6,7 0,88

2. Air Baku 21 6,7 0,68

Waktu Pengerjaan : Selasa, 16 Februari 2016

11.00 WIB

Konsentrasi TAWAS : 5%

Tabel 4.3 Data pH, Turbiditas (NTU) dari air baku (air sungai belawan) setelah penambahan larutan TAWAS

No Nomor Sampel Dosis larutan yang digunakan (ppm)

pH Turbiditas (NTU)

1. Air Baku 19 6,9 6,71

2. Air Baku 21 6,8 6,52

3. Air Baku 23 6,8 4,47

Perbandingan kadar logam Aluminium (Al) pada PAC dan Tawas Tabel 4.4 Kadar Logam Aluminium pada larutan PAC

No Dosis Larutan PAC ( ppm ) Kadar Logam Aluminium (mg/L)

1. 19 0,059

2. 21 0,060

3. 23 0,073

Tabel 4.5 Kadar Logam Aluminium pada larutan TAWAS No Dosis Larutan PAC ( ppm ) Kadar Logam

Aluminium (mg/L)

1. 19 0,630

2. 21 0,390

4.2 Pembahasan

Dari percobaan awal yang dilakukan terhadap air baku dimana air yang berasal dari air sungai belawan memiliki pH awal 7,00; turbiditas awal 73,3 NTU dan kadar aluminium 0,048 mg/l. Untuk menurunkan kadar turbiditas dan pH digunakan koagulan PAC (Poly Aluminium chloride) dan dapat juga digunakan koagulan Tawas (Alum) yang kedunya sama-sama berfugsi untuk penjernihan air sungai menjadi air bersih atau air minum. Salah satu langkah yang penting dalam pengolahan untuk mendapatkan air bersih adalah dengan meghilangkan turbiditas dari air baku tersebut.

Turbiditas disebabkan oleh adanya bahan organik dan anorganik yang tersuspensi dan terlarut, dimana bahan tersebut memiliki partikel yang muatan permukaannya sejenis (negatif) dan akibatnya terjadi gaya tolak menolak. Dengan penambahan koagulan PAC (Poly Aluminium chloride) dan koagulan Tawas (Alum) yang partikelnya berlawanan jenis (positif) dengan partikel penyebab kekeruhan, maka dalam proses ini partikel dari koagulan PAC (Poly Aluminium chloride) dan Tawas (Alum) yang bermuatan positif akan menetralisir muatan partikel turbiditas sehingga terjadi gaya tarik menarik (Gaya Van Der Walls) dan akibatnya partikel-partikel tersebut membentuk flok dengan ukuran yang lebih besar dan dapat dipisahkan.

Peranan konsentrasi PAC (Poly Aluminium chloride) dan Tawas (Alum) sangat penting dalam menentukan berhasil atau tidaknya proses pembentukan flok, karena dari flok yang terbentuk dapat diketahui bahwa turbiditas air tersebut telah berkurang. Oleh karena itu, pemakaian PAC (Poly Aluminium chloride) dan

konsentrasi PAC (Poly Aluminium chloride) dan Tawas (Alum) dapat menyebabkan proses penjerihan air tersebut tidak berhasil.

Dalam percobaan ini digunakan dua koagulan yaitu PAC (Poly Alumunium Chloride) dan Tawas (Alum) untuk melakukan perbandingan terhadap turbiditas dan kadar logam aluminium yang terdapat dalam air baku.

Dari hasil percobaan pada penggunaan PAC (Poly Alumunium Chloride) digunakan berbagai variasi konsentrasi yaitu 19 ppm, 21 ppm dan 23 ppm. Karena konsentrasi yang digunakan berbeda maka dalam penambahan larutan PAC (Poly Alumunium Chloride) pun bervariasi yaitu 3,8 ml; 4,2 ml dan 4,6 ml. Dari perlakuan ini, menghasilkan penurunan turbiditas dan kadar logam aluminium yang terdapat dalam air baku. Turbiditas yang dihasilkan dengan menggunakan variasi konsentrasi PAC (Poly Alumunium Chloride) yaitu 0,88 NTU; 0,68 NTU dan 0,74 NTU. Sedangkan kadar logam aluminium yang diperoleh yaitu 0,059 mg/L; 0,060 mg/L dan 0,073 mg/L.

Pada penggunaan Tawas (Alum) digunakan berbagai variasi konsentrasi yaitu 19 ppm, 21 ppm, 23 ppm. Karena konsentrasi yang digunakan berbeda maka dalam penambahan larutan Tawas (Alum) pun bervariasi yaitu 3,8 ml; 4,2 ml dan 4,6 ml. Dari perlakuan ini, menghasilkan penurunan turbiditas dan kadar logam besi yang terdapat dalam air baku. Turbiditas yang dihasilkan dengan menggunakan variasi konsentrasi Tawas yaitu 6,71 NTU; 6,52 NTU dan 4,47 NTU. Sedangkan kadar logam aluminium yang diperoleh yaitu 0,630 mg/L; 0,390 mg/L dan 0,306 mg/L.

Dari data tersebut dapat dilihat bahwa konsentrasi koagulan PAC 19 ppm; 21 ppm dan 23 ppm menghasilkan turbiditas dan kadar logam aluminium yang memenuhi standart mutu sedangkan pada tawas dapat dilihat bahwa pada konsentrasi koagulan 21 ppm menghasilkan turbiditas dan kadar logam besi yang memenuhi standart mutu.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa penggunaan PAC (Poly Alumunium Chloride) lebih efektif digunakan karena lebih menguntungkan selain yang digunakan lebih sedikit harganya juga lebih terjangkau.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Koagulan yang terbaik digunakan terhadap kadar logam aluminium adalah jenis koagulan Poly Aluminium Chloride (PAC).

2. Konsentrasi Poly Aluminium Chloride (PAC) yang paling efesien dan optimum untuk digunakan dalam air baku yang dapat menghasilkan pH, turbiditas dan kadar logam aluminium yang sesuai dengan standar mutu air adalah 19 ppm; 21 ppm; dan 23ppm. Sedangkan pada Konsentrasi Tawas (Alum) yang paling efesien dan optimum untuk digunakan dalam air baku yang dapat menghasilkan pH dan turbiditas yang sesuai dengan standar mutu air adalah 23 ppm, telah memenuhi persyaratan yang ditetapkan oleh

PERMENKES NO.907/MENKES/SK/VII/2002, untuk air minum dengan

batas pH 6,5 – 8,5 dan kekeruhan maks 5 NTU.

3. Penggunaan koagulan PAC dalam penjernihan air lebih efektif dibandingkan dengan koagulan tawas dimana dengan penggunaan sedikit PAC, telah didapatkan Turbiditas dan kadar logam Aluminium yang sesuai dengan standar mutu air.

5.2 Saran

Perlu di perhatikan tentang pemakaian bahan kimia dalam peroses pengolahan air minum yang paling efesien dan optimum sehingga tidak menganggu kesehatan manusia.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air

2.1.1 Teori Umum Tentang Air

Dalam kehidupan sehari-hari, air merupakan sesuatu yang sangat penting dan berharga. Banyak aktivitas yang dilakukan bergantung pada air. Air digunakan untuk membersihkan badan dari kotoran dan kuman, mencuci pakaian, piring dan memasak (Rahayu, 2009).

Air merupakan zat vital bagi kehidupan, dimana tidak satu pun makhluk hidup di planet bumi ini yang tidak membutuhkan air. Hasil penelitian menunjukkan bahwa 65-75% dari berat badan manusia dewasa terdiri dari air. Menurut ilmu kesehatan setiap orang memerlukan air minum sebanyak 2,5-3 liter setiap hari termasuk air yang berada dalam makanan. Manusia bisa bertahan hidup 2-3 minggu tanpa makan, tetapi hanya 2-3 hari tanpa air minum. Kebutuhan air rata-rata secara wajar setiap orang adalah sebanyak 60 liter air bersih per hari untuk segala keperluannya (Suripin, 2002).

Menurut Notoadmodjo (2003), sekitar 55-60% berat badan orang dewasa terdiri dari air, untuk anak-anak sekitar 65% dan untuk bayi sekitar 80%. Didalam tubuh manusia, air diperlukan untuk melarutkan berbagai jenis zat yang diperlukan tubuh. Disamping itu juga, transportasi zat-zat makanan dalam tubuh semuanya dalam bentuk larutan dengan pelarut air. Sehingga dapat disimpulkan air sangat memegang peranan penting dalam setiap aktivitas manusia (Mulia, 2005).

Air di permukaan bumi ini terdiri atas 97% air asin di lautan, 2% masih berupa es, 0,0009% berupa danau, 0,00009% merupakan air tawar di sungai dan sisanya merupakan air permukaan yang dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan hidup manusia, tumbuhan dan hewan yang hidup di daratan. Oleh sebab itu, air merupakan barang langka yang paling dominan di butuhkan di permukaan bumi ini.

Suatu perairan merupakan suatu ekosistem yang kompleks sekaligus merupakan habitat dari berbagai jenis makhluk hidup, baik yang berukuran besar seperti ikan dan berbagai jenis makhluk hidup berukuran kecil (mikroba) yang hanya dapat dilihat dengan bantuan mikroskop (Nugroho, 2006).

2.1.2 Sumber–Sumber Air

1. Air Laut

Mempunyai sifat asin, karena mengandung garam NaCl. Kadar garam NaCl dalam air laut 3%. Dengan keadaan ini, maka air laut tidak memenuhi syarat untuk air minum.

2. Air Atmosfir

Dalam keadaan murni dan sangat bersih, dengan adanya pengotoran udara yang disebabkan oleh kotoran-kotoran industri atau debu dan lain sebagainya. Maka untuk menjadikan air hujan sebagai sumber air minum hendaknya pada waktu menampung air hujan jangan dimulai pada saaat hujan mulai turun, karena masih mengandung banyak kotoran.

3. Air Permukaan

Air adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya

lumpur, batang-batang kayu, daun-daun dan kotoran industri kota. Setelah megalami suatu pengotoran, pada suatu saat air permukaan itu akan mengalami suatu proses pembersihan sendiri yang dapat di jelaskan sebagai berikut :

Udara yang mengandung oksigen atau gas O₂ akan membantu mengalami proses pembusukan yang terjadi pada air permukaan yang telah mengalami pengotoran, O2 akan meresap ke dalam air permukaan (Sutrisno,

1991).

Air permukaan ada dua macam yakni : a. Air sungai

Dalam penggunaannya sebagai air minum, harus diolah sempurna, mengingat bahwa air sungai pada umumnya mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali. Debit yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan akan air minum pada umumnya dapat mencukupi.

b. Air rawa atau danau

Kebanyakan air rawa berwarna kuning kecoklatan yang disebabkan oleh adanya zat-zat organik yang telah membusuk, misalnya asam humus yang larut dalam air yang menyebabkan warna kuning kecoklat.

Dengan adanya pembusukan kadar zat organik tinggi, maka umunya kadar Fe dan Mn akan tinggi dan dalam keadaan kelarutan O2

kurang sekali (anaerob), maka unsur-unsur Fe dan Mn akan larut (Sutrisno, 1991).

4. Air Tanah

Air tanah merupakan sumber air tawar di pelanet bumi, mencangkup kira-kira 30% dari total air tawar atau 10,5 juta km3. Akhir-akhir ini pemanfaatan air tanah meningkat dengan cepat, bahkan di beberapa tempat tingkat eksploitasinya sudah sampai tingkat yang membahayakan. Air tanah biasanya diambil, baik untuk sumber air bersih maupun untuk irigrasi, melalui sumur terbuka, sumur tabung, atau sumur horizontal (Suripin, 2002).

2.2 Standar Kualitas Air Minum

Standar kualitas air minum bagi Negara Indonesia terdapat dalam Peraturan Menteri Kesehatan Indonesia No. 907/MENKES/SK/VII/2002 tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air minum (Sutrisno, 1991).

2.2.1 Standar Kualitas Fisik Air Minum

1. Kekeruhan

Air dikatakan keruh, apabila air tersebut mengandung begitu banyak pertikel bahan yang tersuspensi sehingga memberikan warna atau rupa yang berlumpur dan kotor. Bahan-bahan yang menyebabkan kekeruhan yaitu, tanah liat, lumpur, bahan-bahan organik yang tersebar secara baik dan partikel-partikel kecil yang tersuspensi (Sutrisno, 1991).

Kekeruhan untuk air minum dibatasi tidak lebih dari 10 mg/l (Suripin, 2002).

2. Warna

Warna didalam air dapat disebabkan oleh adanya ion-ion alam (besi dan mangan), humus, plankton, tanaman air dan buangan industri. Warna air

biasanya dihilangkan terutama sekali untuk penggunaan air industri dan air minum.

Dimaksud dengan warna sebenarnya adalah warna nyata yaitu warna setelah kekeruhan sampel dihilangkan. Sedangkan yang dimaksud warna nampak adalah warna yang tidak hanya disebabkan oleh zat-zat yang terlarut didalam air tetapi juga zat tersuspensi. Batas intensitas warna yang dapat diterima adalah 5 mg/l.

3. Rasa dan bau

Air murni tidak berbau dan tidak berasa, tetapi air minum idealnya tidak berbau dan berasa. Rasa dalam air biasanya akibat adanya garam-garam terlarut. Bau dan rasa yang timbul di dalam air karena adanya mikroorganisme, bahan mineral, gas terlarut dan bahan-bahan organik (Suripin, 2002).

Standar persyaratan air minum yang menyangkut bau dan rasa baik yang ditetapkan oleh WHO maupun U.S. Public Health Service menyatakan bahwa dalam air minum tidak boleh terdapat bau dan rasa yang tidak diinginkan (Sutrisno, 1991).

4. Suhu

Suhu air merupakan hal yang penting dalam kaitannya dengan tujuan penggunaan, pengolahan untuk meghilangkan bahan-bahan pencemar serta pengangkutannya. Suhu air tergantung pada sumbernya. Suhu normal air di alam tropis sekitar 20-30ºC. Untuk sistem air bersih, suhu ideal berkisar antara 5-10ºC (Suripin, 2002).

2.2.2 Standar Kualitas Kimia Air Minum

Dalam Peraturan Menteri Kesehatan R.I.No.01/BIRHUKMAS/1/1975 tercantum sebanyak 26 macam unsur standar kualitas air minum. Beberapa diantara unsur-unsur tersebut tidak dikehendaki kehadirannya pada air minum, karena merupakan zat kimia yang bersifat racun, ataupun sebagai penyebab bau atau rasa yang akan mengganggu kualitas air.

Bahan-bahan tersebut adalah nitrit, sulfida, ammonia dan CO2 agresif.

Beberapa unsur-unsur meskipun bersifat racun, masih dapat ditolerir kehadirannya dalam air minum namun tidak melebihi konsentrasi yang telah ditetapkan. Unsur atau bahan-bahan tersebut adalah arsen, selenium, chromium, cadmium, timbal dan air raksa (Sutrisno, 1991).

Standar kualitas kimia air minum adalah sebagai berikut : a. Derajat keasaman (pH)

Sebagai pengukur sifat asam dan basa air dinyatakan dengan pH yang didefenisikan sebagai logaritma dari timbale baliknya konsentrasi ion hidrogen dalam mol/l. Air murni pada 24ºC ditimbang dengan ion-ion H+ _{dan ion-ion OH}- _{masing-masing mempunyai kandungan 10}-7

mol/l. Dengan demikian pH air murni adalah 7. Air dengan pH di atas 7 bersifat basa dan pH di bawah 7 bersifat asam. Nilai pH air dapat diukur pH meter.

b. Alkalinitas

Kebanyakan air bersifat alkali karena garam-garam alkali sangat umum berada di tanah. Ketidakmurnian air diakibat adanya karbonat dan bikarbonat dari kalsium, sodium dan magnesium.

c. Kesadahan

Kesadahan didalam air terutama disebabkan oleh ion-ion Ca2+_,

Mg2+, Sr2+, Fe2+ dan Mn2+ semua kation yang bermuatan dua. Kesadahan (hardness) adalah sifat air yang disebabkan oleh adanya ion-ion (kation) logam valensi dua. Kation-kation ini dapat bereaksi dengan sabun membentuk endapan dengan anion-anion yang terdapat didalam air membentuk endapat atau karat pada logam.

2.2.3 Standar Kualitas Biologi Air Minum

Air permukaan biasanya mengandung berbagai macam organisme hidup. Jenis-jenis organisme hidup yang mugkin terdapat dalam air meliputi macroskopik, mikroskopik dan bakteri.

Spesies organisme makroskopi dapat dibedakan dengan mata telanjang, sedangkan organisme mikroskopi memerlukan alat bantu mikroskop untuk membedakan spesiesnya. Bakteri adalah organisme hidup yang sangat kecil dimana spesiesnya tidak dapat menimbulkan penyakit disebut bakteri pathogen, sedangkan yang tidak membahayakan bagi kesehatan disebut non pathogen (Suripin, 2002).

2.3. Proses Pengolahan Air

Dalam proses pengolahan air dikenal dengan dua cara yakni :

1. Pengolahan lengkap (Complete Treatment Process), yaitu air akan mengalami pengolahan lengkap, baik fisika, kimiawi dan bakteriologik. Penjelasannya antara lain :

a. Pengolahan fisika yaitu suatu tingkat pengolahan yang bertujuan untuk mengurangi atau meghilangkan kotoran-kotoran yang kasar, penyisihan lumpur dan pasir, serta mengurangi kadar zat-zat organik yang ada dalam air yang akan diolah.

b. Pengolahan kimia yaitu suatu tingkat pengolahan dengan menggunakan zat-zat kimia untuk membubuhkan proses pengolahan selanjutnya. Misalnya dengan penambahan kapur dalam proses pelunakan.

c. Pengolahan bakteriologis yaitu suatu tingkat pengolahan untuk membunuh atau memusnakan bakteri-bakteri yang terkandung dalam air minum dengan cara membubuhkan kaporit (zat desinfektant)

2. Pengolahan sebagian (Partial Trearment Process), misalnya diadakan pengolahan kimiawi atau pengolahan bakteriologik saja (Sutrisno, 1991).

2.3.1 Unit-Unit Pengolahan Air Minum

1. Bangunan Penagkap Air atau Intake

Bangunan penangkap air ini merupakan suatu bangunan untuk menangkap atau mengumpulkan sumber air baku. Sumber air baku adalah air permukaan sungai Belawan yang masuk melalui saluran yang bercabang dua dilengkapi dengan saringan halus dan saringan kasar yang berfungsi untuk mencegah masuknya kotoran-kotoran yang terbawa arus sungai. Masing-masing saluran dilengkapi dengan pintu pengatur ketinggian air dan penggerak elektromotor. Pemeriksaan maupun pembersihan saringan dilakukan secara periodik untuk menjaga kestabilan jumlah air masuk.

2. Bak Pengendapan I

Bak pengendapan I berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel padat dari air sungai dengan gaya gravitasi.

3. Bak Koagulasi

Koagulasi adalah proses pencampuran air yang akan diolah dengan bahan kimia yang dapat memecahkan kestabilan partikel yang terkandung dalam air. Bahan kimia yang digunakan dikenal sebagai koagulan. Bak koagulasi dilengkapi dengan pengaduk mekanik (mixer) dengan putaran cepat. Sedangkan penambahan koagulan kedalam bak koagulasi dilakukan dengan pompa dosing.

4. Bak Flokulasi

Proses flokulasi adalah proses pembentukan partikel (flok) menjadi bentuk yang lebih besar sehingga lebih mudah diendapkan. Untuk mempercepat reaksi flokulasi ditambahkan pengaduk putaran lambat (slow mix).

5. Bak Pengendap II

Bangunan pengendap kedua berfungsi untuk mengendapkan padatan atau flok yang terbentuk dari proses flokulasi. Pengendapan ini dengan gaya berat flok sendiri (gravitasi). Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam proses yang terjadi di bak pengendap ini adalah air yang berada pada bak pengendap dikondisikan tenang dan secara visual selalu diamati kondisi flok yang ada. Setelah terjadi pemisahan antara flok dengan air maka flok akan mengumpul di dasar bak.

6. Filter (Saringan)

Dalam proses penjernihan air minum diketahui 2 macam filter yaitu saringan pasir cepat (rapid sand filter) dan saringan pasir lambat (slow sand filter). Fungsi saringan untuk menangkap flok yang tidak dapat dipisahkan pada bak pengendap kedua. Flok yang masuk ke bak saringan pasir akan tertahan pada permukaan pasir sehingga semakin lama kecepatan penyaringan akan semakin lambat. Jika terjadi kondisi ini maka filter harus di Back Wash (pencucian kembali) dengan air bertekanan dari bawah. Air untuk back wash diambil dari bak resevoir dengan menggunakan pompa khusus sedangkan buangannya dialirkan ke lagoon. Selanjutnya air yang tersaring masuk ke bak klorinasi dan netralisasi.

7. Bak Netralisasi dan Klorinasi

Bak netralisasi dan klorinasi berfungsi sebagai tempat pengaturan pH agar air hasil pengolahan mempunyai pH netral dan juga sebagai tempat penambahan khlor untuk membunuh bakteri pathogen (bakteri yang dapat menimbulkan bibit penyakit) di dalam air yang akan didistribusikan.

8. Reservoir

Reservoir adalah bangunan yang berfungsi untuk menampung air bersih atau air yang telah melalui filter serta bak netralisasi dan klorinasi. Air bersih yang mengalir dari saringan filter ke reservoir dibubuhi kapur hingga pH netral dan pembubuhan khlorin untuk desinfeksi bakteri.

9. Pompa Transmisi

Pompa transmisi (pompa distribusi air bersih) berfungsi untuk mendistribusikan air bersih dari reservoir utama diinstalasi ke reservoir di cabang lalu ke masyarakat (Sutrisno, 1991).

2.4 Kegunaan Air

Air digunakan untuk berbagai macam kebutuhan. Kualitas air untuk minum berbeda dengan untuk keperluan lain. Adapun penggolongan air menurut peruntukannya berdasarkan peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 907/MENKES/SK/VII/2002 adalah sebagai berikut :

1. Golongan I, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu.

2. Golongan II, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku untuk diolah sebagai air minum dan keperluan rumah tangga.

3. Golongan III, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan perternakan.

4. Golongan IV, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian dan dapat dimanfaatkan untuk usaha perkotaan, industri, dan pembangkit listrik tenaga air (Gintings, 1992).

2.5 Alternatif Pengolahan Air 2.5.1 Proses Koagulasi

Prinsip dari koagulasi adalah destabilisasi partikel koloid dengan cara mengurangi semua gaya yang mengikat, kemudia menurunkan energi penghalang

dan membuat partikel menjadi bentuk flok. Koagulasi merupakan proses destabilisasi partikel koloid untuk memfasilitasi pertumbuhan partikel-partikel selama flokulasi (Naingolan, 2011).

Koagulasi adalah proses untuk membuat partikel-partikel kecil (koloid) dapat bergabung satu dengan yang lainnya sehingga membentuk flok yang lebih besar. Sedangkan menurut Reynold (1977), koagulasi adalah proses destabilisasi pada suatu sistem koloid yang berupa penggabungan bahan kimia. Pada proses ini terjadi pengurangan besarnya gaya tolak menolak antara partikel-partikel koloid didalam larutan.

Fair. et. Al (1978), menerangkan bahwa disamping gaya-gaya yang menyebabkan kestabilan partikel koloid, maka pada koloid juga bekerja gaya-gaya yang cenderung untuk menyebabkan koloid menjadi tidak stabil. Antara koloid-koloid ada gaya tolak menolak dan gaya tarik menarik massa (Van der Waals). Gaya Van der Waals bekerja dalam dimensi atom (gaya anter atom). Bila partikel koloid dapat saling mendekat hingga jarak keduanya dapat mencapai jarak dalam dimensi atom, maka dalam keadaan seperti ini gaya Van der Waals berpengaruh pada kestabilan partikel koloid.

2.5.2 Proses Flokulasi

Flokulasi adalah proses kontak diantara partikel-partikel koloid yang telah mengalami destabilisasi sehingga ukuran partikel-partikel tersebut tumbuh menjadi partikel-partikel yang lebih besar (Kiely, 1998). Dalam hal ini proses koagulasi harus diikuti flokulasi yaitu penggumpalan koloid terkoagulasi sehingga membentuk flok yang mudah terendapkan atau transpostasi partikel tidak stabil, sehingga kontak antar partikel dapat terjadi (Sutrisno, 1991).

Koloid yang tidak stabil cenderung untuk menggumpal, walaupun kecepatan penggumpalannya sangat lambat. Kecepatan penggumpalan ini ditentukan oleh banyaknya kontak antar partikel koloid dan efektifitas kontak yang terjadi. Penggumpalan partikel-partikel koloid dapat terjadi karena :

1. Gerak Brown (perikinetik)

2. Gradien kecepatan dalam media suspense (ortokinetik) yang bergantung pada temperatur, kecepatan aliran air, jumlah partikel koloid, konsentrasi dan ukuran partikel koloid.

2.5.3 Faktor yang Mempengaruhi Koagulasi dan Flokulasi

Dalam pengolahan air, untuk mencapai proses koagulasi dan flokulasi yang optimum diperlukan pengaturan semua kondisi yang saling berikatan dan mempengaruhi suatu proses tersebut. Kondisi-kondisi yang mempengaruhi antara lain adalah :

1. Pengaruh Derajat Keasaman (pH) dan Alkalinitas

Suatu proses koagulasi dapat berlangsung secara sempurna jika pH yang digunakan berada pada jarak tertentu sesuai dengan pH optimum koagulan dan flokulan yang digunakan.

2. Pengaruh Suhu Air

Proses koagulasi-flokulasi lebih mudah dilakukan dari pada suhu tinggi dari pada suhu rendah, karena viskositas air pada suhu tinggi lebih rendah dari pada viskositas air pada suhu rendah.

3. Pengaruh Jenis Koagulan

segi ekonomisnya. Jenis koagulan yang paling banyak dipakai di Indonesia adalah tawas atau aluminium sulfat.

4. Pengaruh Tingkat Kekeruhan Air Baku

Pada tingkat kekeruhan yang rendah, proses destabilisasi akan sukar terjadi. Pada tingkat kekeruhan yang tinggi proses destabilisasi akan dapat berlangsung dengan cepat, tetapi bila kondisi tersebut dipakai dosis koagulan yang rendah maka pembentukan flok lebih efektif.

5. Pengaruh Jumlah Garam-Garam Terlarut Dalam Air

Besarnya pengaruh garam-garam tergantung pada jenis dan konsentrasinya.

6. Pengaruh Kondisi Pengadukan

Pengadukan yang baik diperlukan untuk memperoleh koagulasi dan flokulasi yang optimum. Pengadukan terlalu lambant mengakibatkan waktu pertumbuhan flok menjadi lama, sedangkan jika terlalu cepat akan mengakibatkan flok-flok yang terlah terbentuk menjadi pecah kembali (Nainggolan, 2011).

2.6 Koagulan Poly Aluminium Chloride (PAC)

Menurut Voyutsky. (1978), Poli Aluminium Chloride (PAC) adalah salah satu produk primer aluminium yang digunakan untuk menetralkan muatan koloid serta membentuk jembatan penghubung diantara koloid-koloid tersebut, sehingga proses koagulasi-flokulasi dapat berlangsung dengan efisien. Poli aluminium klorida mempunyai rumus molekul Alm(OH)nCl3n-m. Produk ini dikarakterisasi

dipertahankan oleh adanya ion sulfat yang dapat meghambat polimerisasi spontan dari pasa produk. Pada umumnya polialuminium klorida mempunyai daya koagulasi-flokulasi yang lebih besar dibandingkan dengan garam aluminium yang biasa seperti misalnya tawas. Kekerapa keuntungan yang dapat dicatat dari penggunaan polialuminium klorida sebagai koagulan-flokulan adalah:

a. Efektif pada pH 5-10

b. Jumlah lumpur yang dihasilkan lebih sedikit dibandingkan dengan penggunaan garam aluminium yang biasa.

c. Efek korosi yang ditimbulkan jauh lebih kecil dibandingkan dengan garam aluminium yang biasa.

Penentuan dosis pemakaian koagulan dapat ditentukan dari nilai kekeruhan, pH, dan waktu sedimentasinya. Kekeruhan merupakan faktor penentu pemilihan dosis pemakaian. Berdasarkan peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 907/MENKES/SK/VII/2002 tentang syarat dan pengawasan kualitas air bersih, nilai kekeruhan yang ditetapkan yaitu maksimal 5 NTU. Hal ini dilakukan karena setelah proses koagulasi, flokulasi dan sedimentasi masih ada proses lain yang dapat menurunkan kekeruhan yaitu proses penyaringan. Hal ini akan menghemat pemakaian koagulan sehingga biaya yang dikeluarkan akan lebih rendah (Noviani, 2012).

Proses penjernihan yang terjadi :

Poly Aluminium Chloride dalam air berubah menjadi aluminium hidroksida dan asam klorida.

2Al(OH)Cl2 + 4H2O 2Al(OH)3 + 4HCl

2.7 Koagulan Tawas (Alum)

Aluminium sulfat, Al2(SO4)3.14H2O adalah koagulan yang umum

digunakan dalam pemurnian air. Garam aluminium mengandung 15-22% Al2O3.

Reaksinya dengan konstituen alami dari jenis-jenis air dipengaruhi oleh beberapa faktor, misalnya pH ataupun alkalitas. Menurut Alaerts. et. Al (1987), molekul yang terlarut pada:

- pH < 7 : Al(OH)2+ _{, Al(OH)}

24+ , Al2(OH)24+

- PH > 7 : Al(OH)4

Pada kasus sederhana reaksi Al3+ dengan OH- dapat disebabkan oleh ionisasi air atau oleh alkalitas air. Dalam air, tawas akan menghasilkan :

Al2(SO4)3.14 H2O 3 Al3+ + 3 SO42- + 14 H2O

2.8 Turbiditas

Kekeruhan didalam air disebabkan oleh adanya zat tersuspensi, seperti lumpur, zat organik, plankton dan zat-zat halus lainnya. Kekeruhan merupakan sifat optis dari suatu larutan, yaitu hamburan dan absorpsi cahaya yang melaluinya. Ada 3 (tiga) metode pengukuran kekeruhan:

1. Metode Nefelometrik (unit kekeruhan nefelometrik FTU atau NTU) 2. Metode Hellige Turbidity (unit kekeruhan silika)

3. Metode Visuil (unit kekeruhan Jackson)

Metode visual adalah cara kuno dan lebih sesuai untuk nilai kekeruhan yang tinggi, yaitu lebih dari 25 unit. Sedangkan metode nefelometrik lebih sensitif dan dapat dipergunakan untuk segala tingkat kekeruhan.

Prinsip metode nefelometrik adalah perbandingan antara intensitas cahaya yang dihamburkan dari suatu sampel air dengan intensitas cahaya yang dihamburkan oleh larutan keruh standar pada kondisi yang sama. Semakin tinnggi intensitas cahaya yang dihamburkan, maka semakin tinggi pula kekeruhannya (Naingolan, 2011).

2.9 Logam Aluminium

Menurut Vogel (1979), aluminium adalah logam putih dan dapat ditempah, bubuknya berwarna abu-abu. Melebur pada 659°C. Bila terkena udara objek-objek aluminium teroksidasi pada permukaannya. Asam klorida encer dengan mudah melarutkan logam ini, pelarut lebih lambat dalam asam sulfat encer atau asam nitrat encer :

2Al + 6H+ 2Al3+ _{+ 3H} 2

Aluminium merupakan salah satu logam anorganik yang dijumpai dalam air minum. Konsentrasi air miunum yang tinggi bisa mengendap sebagai aluminium hidroksida yang mempengaruhi kehidupan air. Perannya tidak bisa dihindari karena senyawa-senyawa aluminium ditambahkan bukan hanya ke suplai air tetapi juga ke banyak makanan dan obat yang di proses (Singh, 2006). Sifat-sifat kimia dan fisiknya membuatnya ideal untuk berbagai jenis pemakaian, misalnya dalam makanan (sebagai aditif), dalam obat-obatan (antacid), dalam produk-produk konsumen (alat-alat masak dan aluminium foil) dan dalam pengujian air minum (koagulan).

Kebanyakan perusahaan penguji air permukaan menggunakan aluminium dalam bentuk alum (aluminium sulfat) untuk membantu menghilangi mikroorganisme berbahaya yang dibawa oleh air dan partikel-partikel lain.

Pemberian alum mengakibatkan partikel menggumpal menjadi partikel-partikel yang lebih besar yang kemudian lebih mudah dihilangkan dengan sedimentasi dan filtrasi.

2.9.1 Sifat-Sifat Logam Aluminium 2.9.1.1 Sifat Fisika Logam Aluminium

- Pada suhu kamar ( 300 K ) : Solid

- Penampilan : megkilap, lembut, ringan, berwarna putih keperakan

- _{Densitas pada 20°C : 2,702 g/cm}3 - _{Kepadatan : 2,375 g /cm}3

- Berat Jenis : 7,874 (20°C) - Titik leleh : 660,37°C

- Titik didih : 2467 C

- Massa jenis : 2,7 g/ml

- Panas dari penguapan : 293,72 kJ/mol - Molar Kapasitas Panas : 25,1 J/mol

- Panas spesifik : 24,200 J/g (pada 20°C)

2.9.1.2 Sifat Kimia Logam Aluminium

- Bereaksi dengan oksigen membentuk aluminium oksida, yang melindunginya dari reaksi lebih lanjut dan korosi

2.9.2 Efek Aluminium Pada Manusia

Penyerapan aluminium dapat terjadi melalui makanan, pernapasan dan kontak dengan kulit. Konsentrasi signifikan aluminium dapat menyebabkan efek kesehatan yang serius, seperti:

- Sebagai penyebab fibrosis paru dan kerusakan paru-paru - Kerusakan pada sistem saraf pusat

- Lupa ingatan - Lesu

- Gemetar parah

- Masalah bagi pasien ginjal selama proses pencucian darah - Penyebab dalam penyakit Alzheimer

Aluminium memiliki risiko dilingkungan kerja tertentu seperti pertambang, dimana dapat ditemukan dalam air. Orang-orang yang bekerja di pabrik yang melibatkan aluminium dapat mengalami masalah paru-paru ketika menghirup debu aluminium. Menghirup aluminium oksida bubuk sebagai penyebab fibrosis paru dan kerusakan paru-paru. Efek ini dikenal sebagai penyakit shaver dan alzheimer.

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan mahkluk hidup di bumi ini. Fungsi air bagi kehidupan tidak dapat digantikan oleh senyawa lain. Penggunaan air yang utama dan sangat vital bagi kehidupan adalah air minum. Oleh karena itu, sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta makhluk hidup yang lain. Air tidak sembarangan dikonsumsi oleh manusia, tanaman ataupun industri. Air yang relatif bersih sangat didambakan oleh manusia, untuk keperluan hidup sehari-hari, ataupun untuk keperluan industri. Air untuk dikonsumsi manusia haruslah bersih, yaitu air yang memenuhi syarat-syarat kesehatan. Karena air memiliki peranan yang sangat penting dan akan digunakan dalam kehidupan sehari-hari oleh masyarakat, maka air telah memiliki standar penetapan yang berhubungan dengan kualitas air sebagai standar mutunya.

Saat ini, masalah yang dihadapi oleh sumber daya air meliputi kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kuantitas air untuk keperluan domestik yang semakin menurun. Kegiatan industri, domestik dan kegiatan lain berdampak negatif terhadap sumber daya air, antara lain menyebabkan penurunan kualitas air. Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan, kerusakan dan bahaya bagi makhluk hidup yang bergantung pada sumber daya air. Oleh karena itu, diperlukan adanya sistem pengolahan air agar

air yang dihasilkan dapat memenuhi standar mutu air yang telah ditetapkan oleh pihak Instalasi Pengolahan Air PDAM Tirtanadi Hamparan perak.

Untuk memenuhi kebutuhan Kota Deliserdang, PDAM Tirtanadi Hamparan Perak membuat suatu sistem pengolahan air minum dengan mengambil air mentah yang berasal dari air sungai belawan sebagai air baku yang beroperasi selama 24 jam.

Seperti diketahui bahwa pada umumnya air sungai tidak cukup jernih karena mengandung kotoran atau partikel yang berasal dari berbagai sumber seperti limbah rumah tangga, industri dan air yang berasal dari daerah pertanian yang bermuara kesungai. Salah satu langkah awal pengolahan air sungai menjadi air minum adalah dengan cara menghilangkan kekeruhan air sungai tersebut. Kekeruhan dapat dihilangkan dengan peginjeksian suatu bahan kimia yang disebut koagulan. Koagulan berfungsi untuk megkoagulasikan partikel atau kotoran yang terkandung didalam air menjadi gumpalan yang berukuran lebih besar sehingga lebih cepat mengendap. Dalam hal ini PDAM Tirtanadi Hamparan Perak menggunakan Poly Aluminium Chloride (PAC) sebagai koagulan. Koagulan tersebut bereaksi dengan air membentuk flokulan. Selama proses flokulasi partikel akan diubah menjadi partikel-partikel yang lebih besar.

Pemakaian koagulan harus dengan konsentrasi yang tepat karena kelebihan dan kekurangan koagulan dapat menyebabkan proses penjernihan air tersebut tidak berhasil. Untuk mementukan konsentrasi yang optimum dari koagulan dilakukan dengan proses Jar-test. Penambahan koagulan merupakan hal yang cukup penting, karena dapat mempengaruhi berhasil atau tidaknya proses pengolahan air. Apabila konsentrasi koagulan yang digunakan terlalu kecil maka

dapat menyebabkan tumbukan antar partikel kurang sempurna sehingga mengakibatkan banyak partikel halus yang melayang atau mengapung sehingga mikroflok yang terbentuk hanya sedikit dan akibatnya kekeruhan juga masih tinggi. Sedangkan apabila konsentrasi koagulan terlalu tinggi maka akan mempengaruhi keasaman air dan nilai kekeruhan yang dihasilkan tidak sesuai dengan yang diharapkan.

Mengetahui pentingnya penggunaan koagulan pada proses pengolahan air, maka penulis tertarik untuk membahas dan membandingkan keefektifan dari dua jenis koagulan yang akan digunakan pada air baku yang diolah untuk memperoleh air bersih yang sesuai dengan standar mutu air dalam bentuk karya ilmiah yang berjudul: “Studi Perbandingan Keefktifan Penggunaan Poly Aluminium Chloride (PAC) dan Tawas (Alum) Terhadap Turbiditas Dan Kadar Logam Aluminium Pada Air Baku Instalasi Pengolahan Air Di PDAM Tirtanadi

Hamparan Perak”. 1.2 Permasalahan

Berapa perbandingan optimum PAC dan Tawas untuk menjernihkan air minum yang memenuhi persyaratan masyarakat.

1.3 Tujuan

1. Untuk menentukan jenis koagulan yang terbaik digunakan terhadap kadar logam aluminium pada air baku PDAM Tirtanadi Hamparan Perak.

2. Untuk menentukan konsentrasi PAC (Poly Aluminium Chloride) dan Tawas (Alum) dalam air baku yang dapat menghasilkan pH, turbiditas dan kadar logam aluminium yang sesuai dengan standar mutu air.

3. Penggunaan koagulan PAC dalam penjernihan air lebih efektif dibandingkan dengan koagulan tawas dimana dengan penggunaan sedikit PAC, telah didapatkan pH dan Turbiditas yang sesuai dengan standar mutu air.

1.4 MANFAAT

1. Dapat mengetahui dosis optimum dari Poly Aluminium Chloride (PAC) dan Tawas (Alum) yang digunakan sebagai bahan baku untuk mengelolah air baku (air sungai) menjadi air yang bersih dengan kadar turbiditas yang telah memenuhi standar.

2. Dapat mengetahui koagulan yang paling efektif digunakan dalam pengolahan air.

ABSTRAK

Studi perbandingan keefektifan penggunaan Poly Aluminium Chloride (PAC) dan tawas (alum) terhadap turbiditas dan kadar logam aluminium pada air baku instalasi pengolahan air di PDAM Tirtanadi Hamparan Perak.

Konsentrasi penggunaan Poly Aluminium Chloride dan tawas yang dibandingkan dalam air baku memiliki turbiditas awal 73,3 NTU dan kadar logam aluminium 0,048 mg/l adalah masing-masing 19 ppm; 21 ppm; dan 23 ppm, lalu diaduk dengan agitator yang terdapat pada peralatan Jar Test dengan kecepatan putaran 140 rpm selama 5 menit kemudian kecepatannya dikurangi menjadi 50 rpm selama 10 menit, lalu agitator dihentikan sehingga flok-flok yang terbentuk mengendap setelah didiamkan selama 20 menit. Kekeruhan diukur dengan turbidimeter dan kadar logam aluminium diukur dengan spektrofotometri. Dari hasil penelitian diperoleh konsentrasi Poly Aluminium Chloride dalam air baku 19 ppm; 21 ppm dan 23 ppm pada turbiditas adalah 0,88 NTU; 0,68 NTU dan 0,74 NTU pada kadar aluminium adalah 0,059 mg/l; 0,060 mg/l dan 0,073 mg/l. Dan untuk penggunaan konsentrasi tawas dalam air baku 19 ppm; 21 ppm dan 23 ppm pada turbiditas adalah 6,71 NTU; 6,52 NTU dan 4,47 NTU pada kadar logam aluminium adalah 0,630 mg/l; 0,390 mg/l dan 0,306 mg/l.

Bila dibandingkan turbiditas dan kadar logam aluminium dari hasil yang diperoleh dengan turbiditas dan kadar logam yang sesuai dengan standar mutu air minum maka penggunaan koagulan Poly Aluminium Chloride yang lebih efektif dibandingkan dengan tawas.

THE COMPARATIVE EFFECTIVENESS STUDY OF THE USAGE OF THE POLY ALUMINIUM CHLORIDE (PAC) AND ALUM TOWARDS

THE TURBIDITY AND THE TURBIDITY AND THE ALUMINIUM LEVELS AT THE WATER TREATMENT INSTALLATION OF

PDAM HAMPARAN PERAK ABSTRACT

The comparative effectiveness study of the usage of the poly aluminium chloride (PAC) and alum towards the turbidity and the aluminium levels at the water treatment installation of PDAM Hamparan Perak has been carried out.

The concentration of aluminium chloride and alum usage compared in the raw water has initial turbidity 73,3 NTU and aluminium levels of 0,048 mg/l is respectively 19 ppm; 21 ppm and 23 ppm. And being stirred with agiator found in the Jar Test with a 140 rpm rotation speed for 5 minutes reduced to 50 rpm for 10 minutes, then the agiator is stopped to have the flocks sedimented after being soothed for 20 minutes. The turbidity is measured by the turbidimeter while the aluminium levels is by the spectrophotometry. From the research, it is found that the levels of the poly aluminium chloride in the raw water is 19 ppm; 21 ppm and 23 ppm and the turbidity is 0,88 NTU; 0,68 NTU and 0,74 NTU, and the aluminium levels is 0,059 mg/l; 0,060 mg/l and 0,073 mg/l. For the use of alum concentration in the raw water is 19 ppm; 21 ppm and 23 ppm, for the turbidity is 6,71 NTU; 6,52 NTU and 4,47 NTU and for aluminium levels is 0,630 mg/l; 0,390 mg/l and 0,306 mg/l.

Comparing between the turbidity and the aluminium levels from the obtained result of the turbidity and the metal level adequate to the standard of the drinking water quality, it is found that the use of poly aluminium chloride coagulant is more effective compared to the use of alum.

STUDI PERBANDINGAN KEEFEKTIFAN PENGGUNAAN POLY ALUMINIUM CHLORIDE (PAC) DAN TAWAS (ALUM)

TERHADAP TURBIDITAS DAN KADAR LOGAM ALUMINIUM PADA AIR BAKU INSTALASI

PENGOLAHAN AIR DI PDAM TIRTANADI HAMPARAN PERAK

KARYA ILMIAH

DESWANTI MARIANA GEA 132401035

PROGRAM STUDI D3 KIMIA DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2016

STUDI PERBANDINGAN KEEFEKTIFAN PENGGUNAAN POLY ALUMINIUM CHLORIDE (PAC) DAN TAWAS (ALUM)

TERHADAP TURBIDITAS DAN KADAR LOGAM ALUMINIUM PADA AIR BAKU INSTALASI

PENGOLAHAN AIR DI PDAM TIRTANADI HAMPARAN PERAK

KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya

DESWANTI MARIANA GEA 132401035

PROGRAM STUDI D3 KIMIA DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

PERSETUJUAN

Judul : Studi Perbandingan Keefektifan Penggunaan Poly Aluminium Chloride (PAC) dan Tawas (Alum) Terhadap Turbiditas dan Kadar Logam Aluminium Pada Air Baku Instalasi Pengolahan Air Di PDAM Tirtanadi Hamparan Perak

Kategori : Karya Ilmiah

Nama : Deswanti Mariana Gea

Nomor Induk Mahasiswa : 132401035 Program Studi : Diploma 3 Kimia

Departemen : Kimia

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara

Disetujui di

Medan, Juni 2016

Diketahui/ Disetujui Oleh:

Ketua Prog. Studi D3 Kimia Pembimbing

Dra. Emma Zaidar,M.Si Saharman Gea Ph.D NIP. 195408301985032001 NIP. 19681110199903001

Ketua Departemen Kimia FMIPA USU

Dr.Rumondang Bulan, M.Si NIP. 195408301985032001

PERNYATAAN

STUDI PERBANDINGAN KEEFEKTIFAN PENGGUNAAN POLY ALUMINIUM CHLORIDE (PAC) DAN TAWAS (ALUM)

TERHADAP TURBIDITAS DAN KADAR LOGAM ALUMINIUM PADA AIR BAKU INSTALASI

PENGOLAHAN AIR DI PDAM TIRTANADI HAMPARAN PERAK

KARYA ILMIAH

Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2016

Deswanti Mariana Gea Nim. 132401035

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia yang diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan karya ilmiah yang berjudul “Studi Perbandingan

Keefektifan Penggunaan Poly Aluminium Chloride (PAC) dan Tawas (Alum) Terhadap Turbiditas dan Kadar Logam Aluminium Pada Air Baku Instalasi Pengolahan Air DI PDAM Tirtanadi Hamparan Perak”. Karya ilmiah ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada program Diploma 3 Kimia FMIPA USU.

Selama penyusunan karya ilmiah ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Teristimewa penulis ucapkan banyak terima kasih kepada Papa Danos Gea dan Mama Lisbeth Marpaung yang tercinta dan tersayang, atas kasih sayang dan dukungan serta doa yang selalu diberikan kepada penulis, juga kepada saudara/saudiri saya Poltak Bastian Gea SE dan Magdalena Gea SE

2. Bapak Saharman Gea,Ph.D selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan dengan tulus dalam penulisan karya ilmiah ini.

3. Ibu Dr.Rumondang Bulan,MS selaku ketua Departeman Kimia FMIPA USU.

4. Bapak pimpinan, staf dan karyawan PDAM Titranadi Hamparan Perak, yang telah memberikan tempat untuk melaksanakan Praktek Kerja Lapangan.

5. Seluruh staf dan dosen Diploma 3 Kimia FMIPA USU atas ilmu yang telah diberikan selama di bangku perkuliahan.

6. Teman-teman mahasiswa/mahasiswi Diploma 3 Kimia stambuk 2013 yang telah bersama-sama berjuang dalam menyelesaikan studi pada Diploma 3 Kimia.

Penulis menyadari bahwa karya ilmiah ini jauh dari kesempurnaan, karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan karya ilmiah ini dan semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu hingga selesainya karya ilmiah ini.

Medan, Juni 2016 Penulis

ABSTRAK

Studi perbandingan keefektifan penggunaan Poly Aluminium Chloride (PAC) dan tawas (alum) terhadap turbiditas dan kadar logam aluminium pada air baku instalasi pengolahan air di PDAM Tirtanadi Hamparan Perak.

Konsentrasi penggunaan Poly Aluminium Chloride dan tawas yang dibandingkan dalam air baku memiliki turbiditas awal 73,3 NTU dan kadar logam aluminium 0,048 mg/l adalah masing-masing 19 ppm; 21 ppm; dan 23 ppm, lalu diaduk dengan agitator yang terdapat pada peralatan Jar Test dengan kecepatan putaran 140 rpm selama 5 menit kemudian kecepatannya dikurangi menjadi 50 rpm selama 10 menit, lalu agitator dihentikan sehingga flok-flok yang terbentuk mengendap setelah didiamkan selama 20 menit. Kekeruhan diukur dengan turbidimeter dan kadar logam aluminium diukur dengan spektrofotometri. Dari hasil penelitian diperoleh konsentrasi Poly Aluminium Chloride dalam air baku 19 ppm; 21 ppm dan 23 ppm pada turbiditas adalah 0,88 NTU; 0,68 NTU dan 0,74 NTU pada kadar aluminium adalah 0,059 mg/l; 0,060 mg/l dan 0,073 mg/l. Dan untuk penggunaan konsentrasi tawas dalam air baku 19 ppm; 21 ppm dan 23 ppm pada turbiditas adalah 6,71 NTU; 6,52 NTU dan 4,47 NTU pada kadar logam aluminium adalah 0,630 mg/l; 0,390 mg/l dan 0,306 mg/l.

Bila dibandingkan turbiditas dan kadar logam aluminium dari hasil yang diperoleh dengan turbiditas dan kadar logam yang sesuai dengan standar mutu air minum maka penggunaan koagulan Poly Aluminium Chloride yang lebih efektif dibandingkan dengan tawas.

THE COMPARATIVE EFFECTIVENESS STUDY OF THE USAGE OF THE POLY ALUMINIUM CHLORIDE (PAC) AND ALUM TOWARDS

THE TURBIDITY AND THE TURBIDITY AND THE ALUMINIUM LEVELS AT THE WATER TREATMENT INSTALLATION OF

PDAM HAMPARAN PERAK ABSTRACT

The comparative effectiveness study of the usage of the poly aluminium chloride (PAC) and alum towards the turbidity and the aluminium levels at the water treatment installation of PDAM Hamparan Perak has been carried out.

The concentration of aluminium chloride and alum usage compared in the raw water has initial turbidity 73,3 NTU and aluminium levels of 0,048 mg/l is respectively 19 ppm; 21 ppm and 23 ppm. And being stirred with agiator found in the Jar Test with a 140 rpm rotation speed for 5 minutes reduced to 50 rpm for 10 minutes, then the agiator is stopped to have the flocks sedimented after being soothed for 20 minutes. The turbidity is measured by the turbidimeter while the aluminium levels is by the spectrophotometry. From the research, it is found that the levels of the poly aluminium chloride in the raw water is 19 ppm; 21 ppm and 23 ppm and the turbidity is 0,88 NTU; 0,68 NTU and 0,74 NTU, and the aluminium levels is 0,059 mg/l; 0,060 mg/l and 0,073 mg/l. For the use of alum concentration in the raw water is 19 ppm; 21 ppm and 23 ppm, for the turbidity is 6,71 NTU; 6,52 NTU and 4,47 NTU and for aluminium levels is 0,630 mg/l; 0,390 mg/l and 0,306 mg/l.

Comparing between the turbidity and the aluminium levels from the obtained result of the turbidity and the metal level adequate to the standard of the drinking water quality, it is found that the use of poly aluminium chloride coagulant is more effective compared to the use of alum.

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN i

PERNYATAAN ii

KATA PENGHANTAR iii

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

DAFTAR ISI vii

BAB I : PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 3

1.3 Tujuan 3

1.4 Manfaat 4

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air 5

2.1.1 Teori Umum Tentang Air 5

2.1.2 Sumber-Sumber Air 6

2.2 Standar Kualitas Air Minum 8

2.2.1 Standar Kualitas Fisik Air Minum 8 2.2.2 Standar Kualitas Kimia Air Minum 10 2.2.3 Standar Kualitas Biologi Air Minum 11

2.3 Proses Pengolahan Air 11

2.3.1 Unit-Unit Pengolahan Air 12

2.4 Kegunaan Air 15

2.5 Alternatif Pengolahan Air 15

2.5.1 Proses Koagulasi 15

2.5.2 Proses Flokulasi 16

2.5.3 Faktor yang Mempengaruhi Koagulasi dan Flokulasi 17

2.6 Koagulan PAC 18

2.7 Koagulan TAWAS 20

2.8 Turbiditas 20

2.9 Logam Aluminium 21

2.9.1 Sifat-Sifat Logam Aluminium 22

2.9.1.1 Sifat Fisika Logam Aluminium 22 2.9.1.2 Sifat Kimia Logam Aluminium 22 2.9.3 Efek Aluminium Pada Manusia 23

BAB III : METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan yang Digunakan 24

3.1.1 Alat 24

3.2 Pembuatan Reagen 25

3.3 Prosedur Percobaan 26

3.3.1 Perlakuan PAC 26

3.3.1.1 Pengukuran Konsentrasi PAC 26

3.3.1.2 Perlakuan Jar Test PAC 27

3.3.1.3 Pengukuran Turbiditas 27

3.3.1.4 Pengukuran pH 28

3.3.1.4 Pengukuran Larutan Aluminium 28

3.3.2 Perlakuan TAWAS 29

3.3.2.1 Pengukuran Konsentrasi TAWAS 29

3.3.2.2 Perlakuan Jar Test TAWAS 30

3.3.2.3 Pengukuran Turbiditas 31

3.3.2.4 Pengukuran pH 31

3.3.2.4 Pengukuran Larutan Aluminium 32

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data 33

4.2 Pembahasan 35

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 38

5.2 Saran 38

DAFTAR PUSTAKA 39

LAMPIRAN TABEL 41

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia yang diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan karya ilmiah yang berjudul “Studi Perbandingan Keefektifan Penggunaan Poly Aluminium Chloride (PAC) dan Tawas (Alum) Terhadap Turbiditas dan Kadar Logam Aluminium Pada Air Baku Instalasi

Pengolahan Air DI PDAM Tirtanadi Hamparan Perak”. Karya ilmiah ini

disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada program Diploma 3 Kimia FMIPA USU.

Selama penyusunan karya ilmiah ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Teristimewa penulis ucapkan banyak terima kasih kepada Papa Danos Gea dan Mama Lisbeth Marpaung yang tercinta dan tersayang, atas kasih sayang dan dukungan serta doa yang selalu diberikan kepada penulis, juga kepada saudara/saudiri saya Poltak Bastian Gea SE dan Magdalena Gea SE

2. Bapak Saharman Gea,Ph.D selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan dengan tulus dalam penulisan karya ilmiah ini.

4. Bapak pimpinan, staf dan karyawan PDAM Titranadi Hamparan Perak, yang telah memberikan tempat untuk melaksanakan Praktek Kerja Lapangan.

5. Seluruh staf dan dosen Diploma 3 Kimia FMIPA USU atas ilmu yang telah diberikan selama di bangku perkuliahan.

6. Teman-teman mahasiswa/mahasiswi Diploma 3 Kimia stambuk 2013 yang telah bersama-sama berjuang dalam menyelesaikan studi pada Diploma 3 Kimia.

Penulis menyadari bahwa karya ilmiah ini jauh dari kesempurnaan, karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan karya ilmiah ini dan semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu hingga selesainya karya ilmiah ini.

Medan, Juni 2016 Penulis

ABSTRAK

Studi perbandingan keefektifan penggunaan Poly Aluminium Chloride (PAC) dan tawas (alum) terhadap turbiditas dan kadar logam aluminium pada air baku instalasi pengolahan air di PDAM Tirtanadi Hamparan Perak.

Konsentrasi penggunaan Poly Aluminium Chloride dan tawas yang dibandingkan dalam air baku memiliki turbiditas awal 73,3 NTU dan kadar logam aluminium 0,048 mg/l adalah masing-masing 19 ppm; 21 ppm; dan 23 ppm, lalu diaduk dengan agitator yang terdapat pada peralatan Jar Test dengan kecepatan putaran 140 rpm selama 5 menit kemudian kecepatannya dikurangi menjadi 50 rpm selama 10 menit, lalu agitator dihentikan sehingga flok-flok yang terbentuk mengendap setelah didiamkan selama 20 menit. Kekeruhan diukur dengan turbidimeter dan kadar logam aluminium diukur dengan spektrofotometri. Dari hasil penelitian diperoleh konsentrasi Poly Aluminium Chloride dalam air baku 19 ppm; 21 ppm dan 23 ppm pada turbiditas adalah 0,88 NTU; 0,68 NTU dan 0,74 NTU pada kadar aluminium adalah 0,059 mg/l; 0,060 mg/l dan 0,073 mg/l. Dan untuk penggunaan konsentrasi tawas dalam air baku 19 ppm; 21 ppm dan 23 ppm pada turbiditas adalah 6,71 NTU; 6,52 NTU dan 4,47 NTU pada kadar logam aluminium adalah 0,630 mg/l; 0,390 mg/l dan 0,306 mg/l.

Bila dibandingkan turbiditas dan kadar logam aluminium dari hasil yang diperoleh dengan turbiditas dan kadar logam yang sesuai dengan standar mutu air minum maka penggunaan koagulan Poly Aluminium Chloride yang lebih efektif dibandingkan dengan tawas.

THE COMPARATIVE EFFECTIVENESS STUDY OF THE USAGE OF THE POLY ALUMINIUM CHLORIDE (PAC) AND ALUM TOWARDS

THE TURBIDITY AND THE TURBIDITY AND THE ALUMINIUM LEVELS AT THE WATER TREATMENT INSTALLATION OF

PDAM HAMPARAN PERAK

ABSTRACT

The comparative effectiveness study of the usage of the poly aluminium chloride (PAC) and alum towards the turbidity and the aluminium levels at the water treatment installation of PDAM Hamparan Perak has been carried out.

The concentration of aluminium chloride and alum usage compared in the raw water has initial turbidity 73,3 NTU and aluminium levels of 0,048 mg/l is respectively 19 ppm; 21 ppm and 23 ppm. And being stirred with agiator found in the Jar Test with a 140 rpm rotation speed for 5 minutes reduced to 50 rpm for 10 minutes, then the agiator is stopped to have the flocks sedimented after being soothed for 20 minutes. The turbidity is measured by the turbidimeter while the aluminium levels is by the spectrophotometry. From the research, it is found that the levels of the poly aluminium chloride in the raw water is 19 ppm; 21 ppm and 23 ppm and the turbidity is 0,88 NTU; 0,68 NTU and 0,74 NTU, and the aluminium levels is 0,059 mg/l; 0,060 mg/l and 0,073 mg/l. For the use of alum concentration in the raw water is 19 ppm; 21 ppm and 23 ppm, for the turbidity is 6,71 NTU; 6,52 NTU and 4,47 NTU and for aluminium levels is 0,630 mg/l; 0,390 mg/l and 0,306 mg/l.

Comparing between the turbidity and the aluminium levels from the obtained result of the turbidity and the metal level adequate to the standard of the drinking water quality, it is found that the use of poly aluminium chloride coagulant is more effective compared to the use of alum.

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN i

PERNYATAAN ii

KATA PENGHANTAR iii

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

DAFTAR ISI vii

BAB I : PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 3

1.3 Tujuan 3

1.4 Manfaat 4

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air 5

2.1.1 Teori Umum Tentang Air 5

2.1.2 Sumber-Sumber Air 6

2.2 Standar Kualitas Air Minum 8 2.2.1 Standar Kualitas Fisik Air Minum 8 2.2.2 Standar Kualitas Kimia Air Minum 10 2.2.3 Standar Kualitas Biologi Air Minum 11

2.3 Proses Pengolahan Air 11

2.3.1 Unit-Unit Pengolahan Air 12

2.4 Kegunaan Air 15

2.5 Alternatif Pengolahan Air 15

2.5.1 Proses Koagulasi 15

2.5.2 Proses Flokulasi 16

2.5.3 Faktor yang Mempengaruhi Koagulasi dan Flokulasi 17

2.6 Koagulan PAC 18

2.7 Koagulan TAWAS 20

2.8 Turbiditas 20

2.9 Logam Aluminium 21

2.9.1 Sifat-Sifat Logam Aluminium 22 2.9.1.1 Sifat Fisika Logam Aluminium 22 2.9.1.2 Sifat Kimia Logam Aluminium 22 2.9.3 Efek Aluminium Pada Manusia 23 BAB III : METODOLOGI PERCOBAAN

3.2 Pembuatan Reagen 25

3.3 Prosedur Percobaan 26

3.3.1 Perlakuan PAC 26

3.3.1.1 Pengukuran Konsentrasi PAC 26 3.3.1.2 Perlakuan Jar Test PAC 27 3.3.1.3 Pengukuran Turbiditas 27

3.3.1.4 Pengukuran pH 28

3.3.1.4 Pengukuran Larutan Aluminium 28

3.3.2 Perlakuan TAWAS 29

3.3.2.1 Pengukuran Konsentrasi TAWAS 29 3.3.2.2 Perlakuan Jar Test TAWAS 30 3.3.2.3 Pengukuran Turbiditas 31

3.3.2.4 Pengukuran pH 31

3.3.2.4 Pengukuran Larutan Aluminium 32 BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data 33

4.2 Pembahasan 35

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 38

5.2 Saran 38

DAFTAR PUSTAKA 39

LAMPIRAN TABEL 41