BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Air - Efektivitas Koagulan Pac(Poly Aluminium Chloride) Dan Tawas (Alum)Terhadap Logam Besi (Fe) Pada Air Baku Pdam Tirtanadi Hamparan Perak

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Air

  air).Dimana air merupakan satu- satunya zat yang secara alami terdapat di permukaan bumi dalam ketiga wujudnya tersebut.Air adalah substansi kimia dengan rumus H

2 O yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat

  kimia lainnya, seperti garam, gula, asam dan banyak molekul organik lainnya.Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia (Achmad, 2004).

  Air juga merupakan salah satu dari ketiga komponen yang membentuk bumi (zat padat, air dan atmosfer). Bumi dilingkupi air sebanyak 70% sedangkan sisanya 30% berupa daratan (dilihat dari permukaan bumi). Udara mengandung uap air sebanyak 15% di dalam atmosfer (Gabriel, 2001).Sedangkan menurut Linsley (1986), air memegang peranan penting dalam suatu komunitas, karena penyediaan air merupakan suatu persyaratan penting bagi terbentuknya suatu komunitas yang permanen. Air murni adalah berupa zat cair yang tidak mempunyai rasa, warna dan bau yang terdiri dari unsur hidrogen dan unsur oksigen dengan rumus kimia H O. Sedangkan air bersih adalah salah satu jenis

  2

  sumber daya berbasis air yang bermutu baik dan biasa dimanfaatkan oleh manusia untuk dikonsumsi atau dalam melakukan aktifitas mereka sehari-hari.

  Peningkatan kualitas air minum dengan jalan mengadakan pengelolaan terhadap air yang akan diperlukan sebagai air minum dengan mutlak diperlukan terutama apabila air tersebut berasal dari air permukaan. Pengolahan yang dimaksud bisa dimulai dari yang sangat sederhana sampai yang pada pengolahan tersebut.Semakin kotor semakin berat pengolahan yang dibutuhkan dan semakin banyak pula teknik-teknik yang diperlukan untuk mengolah air tersebut, agar bisa dimanfaatkan sebagai air minum.Oleh karena itu dalam praktek sehari-hari maka pengolahan air adalah menjadi pertimbangan yang utama untuk menentukan apakah sumber tersebut bisa dipakai sebagai sumber persediaan atau tidak (Sutrisno, 1987).

2.2 Pencemaran Air

  Berdasarkan keputusan menteri negara kependudukan dan lingkungan hidup No 02/MENKLH/1998 yang dimaksud pencemaran adalah masuknya atau dimasukkannya makluk hidup, zat energi dan komponen lain ke dalam air dan udara atau berubahnya tatanan atau komposisi air dan udara oleh kegiatan manusia atau proses alam sehingga kualitas udara dan air menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai peruntukannya (Kristanto, 2002).

  Pencemaran air adalah adanya suatu penyimpangan dari sifat-sifat air dari keadaan normal, bukan dari kemurniannya. Air yang tersebar di alam semesta ini tidak pernah terdapat dalam bentuk murni, namun bukan berarti bahwa semua air sudah tercemar.Misalnya, walaupun di daerah pegunungan atau hutan yang terpencil dengan udara yang bersih dan bebas dari pencemaran, air hujan yang turun di atasnya selalu mengandung bahan-bahan terlarut, seperti karbondioksida, oksigen dan nitrogen serta bahan-bahan tersuspensi lainya seperti debu dan partikel-partikel lainnya yang terbawa air hujan dari atmosfer (Kristanto, 2002).

  Meskipun rumus kimia air murni di lingkungan laboratorium adalah H

  2 O

• 2

  X dalam hal ini, X merupakan komponen-komponen yang masuk atau di masukkan ke dalam badan air sehingga menyebabkan perairan menurun kualitasnya (Mcgraw-Hill, inc, 1979).

  Air yang tidak tercemar tidak selalu merupakan air murni, tetapi merupakan air yang tidak mengandung bahan-bahan asing tertentu dalam jumlah melebihi batas yang telah di tetapkan sehingga air tersebut dapat digunakan secara normal untuk keperluan tertentu, misalnya untuk air minum (air ledeng atau air sumur), berenang, rekreasi, mandi, kehidupan hewan air, pengairan dan keperluan industri. Karena kebutuhan mahluk hidup akan air sangat bervariasi, maka batas pencemaran untuk berbagai jenis air juga berbeda-beda (Kristanto, 2002).

  Selain itu menurut Sasongko (1985), ada lima pencemaran yang terdapat di dalam air. Pencemaran-pencemaran tersebut diklasifikasikan atas 1.ionik dan terlarut, 2.Non ionik dan tak terlarut dan 3.Gas-gas. Pencemar terlarut di klasifikasikan lebih lanjut menjadi dua golongan, tergantung pada ionnya apakah positif dan negatif. Pencemaran non ionik yang tak terlarut sering di kategorikan menurut ukurannya dan dianggap sebagai terapung jika mereka dapat mengendap atau sebagai koloid jika tidak dapat mengendap.Warna dan bahan-bahan dapat di klasifikasikan baik secara ionik dan terlarut, maupun ionik-ionik tak terlarut tergantung pada sifat molekulnya.

  Pencemaran ini dapat menyebabkan berkurangnya keaneragaman atau punahnya populasi mikrorganisme perairan.Dengan menurunnya atau punahnya Inc, 1979).

2.3 Air Sungai

  Sebagianbesar air hujan yang turun kepermukaan tanah, mengalir ketempat- tempat yang lebih rendah dan setelah mengalami bermacam-macam perlawanan akibat gaya barat, akhirnya melimpah ke danau atau ke laut. Suatu alur yang panjang di atas permukaan bumi tempat mengalirnya air yang berasal dari hujan.

  Menurut undang-undang persungaian mengenai air sungai adalah suatu daerah yang terdapat di dalamnya air yang mengalir secara terus menerus (Suyono, 1994).

  Sungai mempunyai fungsi mengumpulkan curah hujan dalam suatu daerah tertentu dan mengalirkannya ke laut. Selain itu dapat digunakan juga untuk berjenis-jenis aspek seperti pembangkit tenaga listrik, pelayaran, pariwisata dan pengelolah air dan lain-lain (Suyono,1983).

  Air sungai dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umumnya mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali. Debit yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan akan air minum pada umumnya dapat mencukupi (Sutrisno, 1987),

2.4 Logam besi

  Besi adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemui pada hampir setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologis dan semua badan bumi. Pada air permukaan jarang ditemui kadar besi lebih besar dari 1 mg/L, tetapi di dalam dinding pipa, pertumbuhan bakteri besi dan kekeruhan. Zat besi merupakan suatu komponen dari berbagai enzim yang mempengaruhi seluruh reaksi kimia yang terpenting di dalam tubuh.Besi juga merupakan komponen dari hemoglobin, yang memungkinkan sel darah merah membawa oksigen dan menghantarkan ke jaringan tubuh (Nainggolan, 2011).

  Besi merupakan logam transisi dan memiliki nomor atom 26.Bilangan

• 3 +2

  oksidasi Fe adalah dan . Fe memiliki berat atom 55,845 g/mol, titik leleh 1.538

  C, dan titik didih 2.861

  C. Fe menempati urutan sepuluh besar sebagai unsur bumi. Fe menyusun 5 – 5,6% dari kerak bumi dan menyusun 35% dari masa bumi. Fe menempati berbagai lapisan bumi.Konsentrasi tertinggi terdapat pada lapisan terluar kerak bumi.Beberapa tempat di bumi bisa mengandung Fe mencapai 70% (Widowati, 2008).

  Pada umumnya besi yang ada dalam air dapat bersifat:

  2+ 3+

  (Fero) atau Fe (Feri)

• Terlarut sebagai Fe • Tersuspensi sebagai butir koloidal (diameter < 1 µm) atau lebih besar
• Tergabung dengan zat organik atau zat padat yang inorganik (seperti tanah liat) (Kusnaedi, 2006).

  Pada air permukaan jarang ditemui kadar Fe lebih besar dari 1 mg/l, tetapi dalam air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi. Konsentrasi Fe yang tinggi ini dapat dirasakan dan dapat menodai kain dan perkakas dapur.Dalam air minum Fe menimbulkan rasa, warna (kuning), pengendapan pada dinding pipa, dari berbagai enzim yang mempengaruhi seluruh reaksi kimia yang penting di dalam tubuh. Besi juga merupakan komponen dari hemoglobin, yang memungkinkan sel darah merah membawa oksigen dan menghantarkannya ke jaringan tubuh (Widowati, 2008).

2.5 Koagulan Poly Aluminium Cloride (PAC) dan Tawas

  Koagulan adalah zat kimia yang digunakan untuk pembentukan flok pada proses pencampuran (koagulasi-flokulasi). Koagulan menyebabkan destabilisasi muatan negative partikel di dalam suspensi. Secara umum koagulan berfungsi untuk: Mengurangi kekeruhan akibat adanya partikel koloid anorganik maupun organik Mengurangi warnayang diakibatkan oleh partikel koloid di dalam air mengurangi rasadan bauyang diakibatkan oleh partikel koloid di dalam air menurun atau menaikkan pH (Rifaii, 2007).

  Sedangkan menurut sutrisno (1987), Koagulan adalah bahan kimia yang dibutuhkan pada air untuk membantu proses pengendapan partikel-partikel kecil yang tak dapat mengendapkan dengan sendirinya (secara gravimetris).

2.5.1 Koagulan PAC (Poly Aluminium Clorida)

  PAC (PolyAluminium Chloride) adalah polimer komplek berantai panjang Koagulan polimer adalah zat yang bias terlarut dalam air dengan berat molekul relative (Mr) antara1.000 –5.000.000gr/mol (Rifa’i, 2007).

  Sifat–sifatPAC (PolyAluminium Chloride) :

  1. Titik beku= -18 ˚C

  ˚C

3. Spesific grafity= 1,19 (20 ˚C) (Firra, 2013).

  Bahan kimia flokulan polimer sering dipakai sebagai koagulan pembantu dalam proses flokulasi di Instalasi Pengolahan Air, polimer berfungsi membantu membentuk makroflok yang akan menahan abrasi setelah terjadi destabilisasi dan pembentukan mikroflok disebabkan oleh koagulan. Adsorbsi koagulan pembantu pada mikroflok penting, supaya makro flok dapat terbentuk. Hal ini sangat dipengaruhi oleh karakteristik batas permukaan antara molekul dan hal ini sangat tergantung dari komposisi air (Rifa’i, 2007).

  Beberapa keunggulan yang dimiliki PAC (PolyAluminium Chloride) dibandingkan dengan koagulan lainnya:

  1. Dapat bekerja di tingkat pH yang lebih luas sehingga tidak diperlukan pengkoreksian terhadap pH

  2. Tidak menjadi keruh bila pemakaiaanya berlebihan

  3. Tidak perlu bahan pembantu karena mengandung polimer khusus dengan struktur polielektrolit

  4. Kandungan basa yang cukup akan menambah gugus hidroksil dalam air sehingga penurunan ph tidak terlalu ekstrim dan hemat dalam penggunaan bahan

  5. Lebih cepat membentuk flog dari pada koagulan biasa, diakibatkan gugus aktif aluminat bekerja efektif mengikat koloid yang diperkuat rantai polimer dari gugus polieletrolit sehingga gumpalan floknya menjadi lebih pada (Rumapea, 2009).

2.5.2 Koagulan Tawas

  2

  4

  2

  atau 14H

  2 O atau 18H

  2 O, umumnya yang digunakan adalah 18H

  2 O.Tawas

  merupakan bahan koagulan yang paling banyak digunakan, karena bahan ini paling ekonomis, mudah diperoleh di pasaran serta mudah penyimpanannya.Bahan ini dapat berfungsi efektif pada pH antara 4-8. Jumlah pemakaian tawas tergantung turbidity (kekeruhan) air baku. Semakin tinggi turbidity air baku maka semakin besar jumlah tawas yang dibutuhkan. Pemakaian tawas juga tidak terlepas dari sifat-sifat kimia yang terkandung oleh air baku tersebut. Semakin banyak dosis tawas yang di tambahkan maka pH akan semakin turun, karena di hasilkan asam sulfat sehingga di perlukan pencarian dosis tawas yang efektif antara pH 5,8-7,4 (Nainggolan, 2011).

  Sedangkan menurut Effendi (2003), Tawas (Aluminium Sulfat) merupakan Koagulan yang digunakan dalam pengolahan air dengan rumus kimia Al

  2 (SO 4 ) 3 .14 H

2 O dengan berat molekul 594. Produk yang di pasarkan memiliki

  kandungan Al

2 O 3 sebesar 15%. Sedangkan menurut Sutrisno (1987), Bahan ini paling ekonomis (murah) dan mudah didapat di pasaran serta mudah di simpan.

  Bentuk tawas seperti: serbuk, kristal dan koral.

  Koagulan yang berbasis aluminium seperti aluminium sulfat digunakan pada pengolahan air minum untuk memperkuat penghilangan materi partikulat, koloidal dan bahan-bahan terlarut lainnya melalui air, sehingga menimbulkan konsentrasi aluminium yang lebih tinggi dalam air yang diolah dari pada dalam air mentah itu sendiri (Nainggolan, 2011).

2.6 Metode Jar Test

  untuk menguji proses koagulasi. Data yang didapat dengan melakukan jartest antara lain dosis optimum penambahan koagulan, lama pengendapan serta volume endapan yang terbentuk. Jartest yang dilakukan adalah untuk membandingkan kinerja koagulan yang digunakan untuk mengendapkan padatan tersuspensi yang terdapat pada air sungai. Koagulan yang digunakan adalah Tawas dan PAC (PolyAluminium Chloride).

  Jartest biasanya berfungsi untuk menentukan dosis optimum dari koagulan

  yang digunakan dalam proses pengolahan air bersih. Apabila percobaan dilakuakan secara tepat, informasi yang berguna akan diperoleh untuk membantuo perator instalasi dalam mengoptimalkan proses-proseskoagulasi- flokulasi dan penjernihan (Rifa’i, 2007).

  Berdasarkan instruksi kerja yang ada di Hamparan Perak prosedur kerja dari jar test adalah:

  1. Disiapkan seluruh bahan yang akan digunakan.

  2. Dicek dan dicatat turbidity serta pH awal dari air sampel sebelum di jartest 3.

  Disediakan 6 buah beaker gelas dan masing-masing disisi dengan 1000 ml air sampel.

  4. konsentrasi 1% dan dengan dosis tawas atau koagulan lain untuk tiap beaker gelas. Untuk tiap beaker gelas penentuan dosis yang ditambahkan diambil dari tabel estimasi alum untuk turbidity tertentu (range atas dan range bawah).

  Meletakkan beaker gelas pada alat flokulator 6. Turunkan agilator jar test, aktifkan alat dan atur putaran pada 140 rpm untuk putaran cepat selama 5 meni, setelah lima menit atur putaran 50 rpm untuk putaran lambat selama 10 menit matikan alat. Angkat agilator, diamkan selama 20 menit untuk proses pengendapan.

  7. Setelah 20 menit periksa dan catat kekeruhan serta pH air pada masing- masing beaker gelas, tentukan dosis berdasarkan kekeruhan dan pH optimum

  8. Cara penghitungan dosis ml koagulan= (ppm koagulan x ml sampel)/ konsentrasi

2.7 Keungulan dan Kekurangan KoagulanPACDariPadaKoagulan AlumDariPengamatanJar Tes

  Menurut Rifa’i (2007), Ada beberapa keungulan dan kekurangan PACdibandingAlum dari pengamatanJartes, antaralain :

  a. Dengan koagulanPAC pengendapan flok yang dihasilkan lebih cepat, sehinggamemudahkan operatoruntuk menentukan dosis optimum.

  b. Dengan koagulan PAC setelah proses koagulasi pH air yang dihasilkan tidak terjadi pH ekstrim sehingga tidak perlu koagulan pembantu untuk menurunkan pH. dari pada dengan koagulan Alum.

  d. Dipasaran PAC juga mudah didapatkan,bahkan koagulan PAC ada yang berupa cair dan operator akan lebih mudah dalam pengoperasian diIPA.

  Beberapa kekurangan-kekurangan yang harus diperhatikan bila menggun akan koagulanPAC, antara lain: a.

  Operator harus lebih sering melakukan Jartes,karena efektivitas PAC lebih panjang disbanding menggunakan alum.Sehingga kelebihan koagulan PAC perlu dipantau agar menghemat biaya produksi IPA.

  b.

  Harga koagulan PAC cukup tinggi dibandingkan koagulan Tawas c. Perlu pemakaian optimaldosis PAC (Rifa’i, 2007).

2.8 Spektrophotometer

  Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu contoh sebagai fungsi panjang gelombang, pengukuran terhadap suatu deret juga dapat dilakukan. Alat-alat demikian dapat dikelompokkan baik sebagai manual atau perekam, maupun sebagai sinar tunggal atau sinar rangkap (Day dan Underwood, 1980).

  Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontiniu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan antara sampel dan blanko ataupun pembanding (Khopkar, 1990).

  Pada metode spektro (foto) metris, sampel menyerap radiasi (pemancaran) elektromagnetis, yang pada panjang gelombang tertentu dapat terlihat.Larutan komplementer, yaitu kuning.Semakin banyak molekul tembaga per satuan volume, semakin banyak cahaya kuning diserap, dan semakin tua warna biru larutannya.Spektrofotometri memanfaatkan peristiwa ini.Sebetulnya, semua larutan kecuali yang tidak bewarna, menyerap sinar cahaya pada panjang campuran sinar yang berwarna, yaitu yang bersifat 1 panjang gelombang yang tertentu begitu juga dengan logam besi pemanfaatan cahaya kekuningan sampai jingga (Santika, 1987).

  Pesawat spektrofotometer selalu terdiri dari lampu dengan sinar cahaya putih, sebuah kisi untuk memilih salah satu dari panjang gelombang saja sekaligus menghindari yang lain (monokromator), satu atau dua pemegang sel bagi sampel dan/atau blanko (jika 2 pemegang perlu pesawat sinar ganda atau “double beam” sebuah foto sel yang peka terhadap sinar cahaya yang menembus sel larutan, serta elektronika yang perlu untuk membandingkan beraapa tenaga sinar cahaya tembus blanko yang tidak bewarna dengan berapa yang tembus larutan yang bewarna (Santika, 1987).