LABORATORIUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI

SMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2012/2013

PRAKTIKUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI

MODUL : Aerasi & Oksidasi

PEMBIMBING : Dra. Dewi Widyabudiningsih, MT

Tanggal Praktikum : 27 Februari 2013

Tanggal Penyerahan laporan : 6 Maret 2013

Oleh :

Kelompok : 3

Nama : Fauzi Ramadhan NIM. 11143010

Firstiselanisa NIM. 11143011

Fuji Surya Gumilar NIM. 11143012

Kelas : 2A

PROGRAM STUDI DIPLOMA III ANALIS KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2013

A. Judul Praktikum

Aerasi dan Oksidasi

B. Tanggal Praktikum

Rabu, 27 Februari 2013

C. Pembimbing

Dra. Dewi Widyabudiningsih, MT

D. Tujuan

a. Memahami tentang proses oksidasi dengan penambahan udara

b. Menentukan kadar oksigen terlarut (DO) pada air setelah di aerasi

c. Menentukan kadar Fe3+ pada air limbah sebelum dan setelah di aerasi

E. Dasar Teori

Secara umum, aerasi merupakan proses yang bertujuan untuk

meningkatkan kontak antara udara dengan air. Tujaun dari proses aerasi

terutama yaitu untuk meningkatkan konsentrasi oksigen di dalam air limbah.

Peningkatan konsentrasi oksigen di dalam air ini akan memberikan berbagai

manfaat dalam pengolahan limbah. Proses aerasi sangat penting terutama pada

pengolahan limbah yang proses pengolahan biologinya memanfaatkan bakteri

aerob. Bakteri aerob adalah kelompok bakteri yang mutlak memerlukan oksigen

bebas untuk proses metabolismenya. Dengan tersedianya oksigen yang

mencukupi selama proses biologi, maka bakteri-bakteri tersebut dapat bekerja

dengan optimal. Hal ini akan bermanfaat dalam penurunan konsentrasi zat

organik di dalam air limbah. Selain diperlukan untuk proses metabolisme bakteri

aerob, kehadiran oksigen juga bermanfaat untuk proses oksidasi senyawa-

senyawa kimia di dalam air limbah serta untuk menghilangkan bau. Aerasi dapat

dilakukan secara alami, difusi, maupun mekanik.

Aerasi merupakan proses pengolahan air dengan cara mengontakkan ke

udara. Pada prinsipnya dapat dibedakan menjadi proses absorpsi (penyerapan

gas) dan desorbsi (pelepasan gas). Sedangkan fungsi dari aerasi adalah:

Penambahan julah oksigen

Penurunan jumlah karbon dioksida

Menghilangkan hidrogen sulfida (Hws), metana (CH4), dan berbagai senyawa

organik yang bersifat volatile (menguap) yang berkaitan dengan rasa dan

bau.

Proses ini telah digunakan secara luas untuk pengolahan air yang

mempunyai kandungan jumlah besi dan mangan terlalu tinggi (mengurangi

kandungan konsentrasi zat terlarut). Zat-zat tersebut memberikan rasa pahit

pada air, menghitamkan pemasakan beras, dan memberikan noda hitam

kecoklat-coklatan pada pakaian yang dicuci.

Aerasi alami merupakan kontak antara air dan udara yang terjadi karena

pergerakan air secara alami.  Beberapa metode yang cukup populer digunakan

untuk meningkatkan aerasi alami antara lain menggunakan cascade aerator,

waterfalls, maupun cone tray aerator.

Cascade Aerator (sumber: www.pub.gov.sg)

Pada aerasi secara difusi, sejumlah udara dialirkan ke dalam air limbah

melalui diffuser.  Udara yang masuk ke dalam air limbah nantinya akan

berbentuk gelembung-gelembung (bubbles). Gelembung yang terbentuk dapat

berupa gelembung halus (fine bubbles) atau kasar (coarse bubbles). Hal ini

tergantung dari jenis diffuser yang digunakan.

Fine bubble diffuser (sumber : web.deu.edu.tr)

Aerasi secara mekanik atau dikenal juga dengan istilah mechanical

agitation menggunakan proses pengadukan dengan suatu alat sehingga

memungkinkan terjadinya kontak antara air dengan udara. Proses aerasi pada

umumnya digunakan pada proses pengolahan air (water treatment) maupun

pengolahan air buangan (waste water treatment). Untuk pengolahan air, proses

aerasi dilakukan dengan cara mengalirkan udara ke dalam air untuk menambahn

kelarutan oksigen (dissolved oxygen/DO) dalam air. Kelarutan oksigen dalam air

dipengaruhi oleh temperatur, kenaikan temperatur menyebabkan kelarutan

oksigen semakin berkurang atau sebaliknya. Untuk air buangan, proses aerasi

dilakukan untuk menurunkan kadar BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan

COD (Chemical Oxygen Demand), sehingga air buangan tersebut memiliki kadar

COD dan BOD lebih kecil dari baku mutu yang telah ditetapkan oleh pemerintah.

Persamaan Aerasi dan Oksidasi

Dalam percobaan ini, dilakukan reaksi oksidasi Fe2+ dalam larutan menjadi

Fe3+.

Kebutuhan oksigen (O2) tergantung jumlah dan konsentrasi dapat

diukur/ditentukan dengan alat DO-meter (DO-analyzer). Konsentrasi atau kadar

Fe3+ yang terbentuk dinyatakan dalam mg/l atau ppm.

Untuk menentukan kelarutan oksigen, Cm* di kedalaman tertentu dalam bak

dinyatakan dengan persamaan :

Cm* = 12.C∗[ Pbwh+O 2atas

760+21 ]Cm* = konsentrasi O2 di kedalaman tertentu

C* = konsentrasi O2 jenuh (saturated) pada temperatur tersebut

Pbwh = tekanan di kedalaman tersebut (mmHg)

O2atas = kadar O2 bagian atas (%)

F. Alat dan Bahan

Alat :

- Bak aerasi

- Batang pengaduk

- Botol sampel

- Corong pendek

- DO-meter

- Gelas kimia 250 mL

- Kuvet kuarsa

- Labu takar 25 mL

- Pipet tetes

- Pipet ukur 10 mL dan 1 mL

- Pompa dan selang aliran

udara

- Spektrofotometer labo

- Tissue

Bahan :

- Aquadest

- Larutan Fe2+ 100 ppm

- Larutan HNO3 4 N

- Larutan KSCN 1%

- Sampel (air limbah)

G. Langkah Kerja

(*) lakukan prosedur diatas, dengan mengganti sampel dengan air kran

H. Pengolahan Data

Kelarutan oksigen (DO)

Waktu

samplingDO

(menit)Air

Keran

Sampe

l

30

60

90

120

150

180

210

240

Kadar Fe

Waktu

samplingKadar

Fe(menit)

30

60

90

120

150

180

210

240

I. Pembahasan

Praktikum yang dilakukan kali ini yaitu mengenai aerasi, dimana aerasi

merupakan proses pengolahan air dengan cara mengontakkan ke udara. Proses

aerasi pada umumnya digunakan pada proses pengolahan air (water treatment)

maupun pengolahan air buangan (waste water treatment). Untuk pengolahan

air, proses aerasi dilakukan dengan cara mengalirkan udara ke dalam air untuk

menambahn kelarutan oksigen (dissolved oxygen/DO) dalam air.

Pada praktikum yang dilakukan, proses aerasi dilakukan pada sampel

sampel (air limbah) dan air keran, dimana kedua air tersebut disimpan dalam

bak aerasi dan dialiri gas oksigen dengan laju 70 … pada tiap masing-masing bak

aerasi. Tujuan dari pengukuran kedua larutan ini adalah untuk membandingkan

kadar oksigen terlarut dari air limbah dan air keran selama proses aerasi.

Selama proses aerasi berlangsung, sampel (air limbah) di ambil setiap 30

menit sekali selama 4 jam (diperoleh 8 data) untuk diperiksa kadar Fe. Yang

kemudian didiamkan selama satu hari supaya endapan yang terlarut dalam air

mengendap sehingga tidak mengganggu saat air akan diperiksa kadar Fe nya.

Dilakukan pengukuran kadar Fe ini adalah karena pada sampel (air limbah)

tersebut mengandung kadar Fe2+ , dimana Fe2+ yang terkandung dalam sampel

tersebut akan teroksidasi oleh O2 yang dialirkan selama proses aerasi menjadi

Fe3+.

Kandungan Fe2+ dalam air tanah tersebut tidak stabil sehingga Fe2+ dapat

teroksidasi menjadi Fe3+ yang lebih stabil. Proses aerasi dapat berlangsung dan

nilai DO (Dissolved Oxygen) dapat meningkat. Ketika air tanah dalam bak dialiri

gas oksigen, maka air tanah yang mengandung unsur Fe2+ teroksidasi menjadi

Fe3+ karena Fe2+ tidak stabil, dan akan terbentuk pula endapan dengan

membentuk reaksi sebagai berikut :

Fe3+ + O2 → Fe2O3(endapan)

Dari persamaan reaksi kimia di atas terlihat bahwa pada saat air dalam

bak dialiri gas oksigen, maka akan terbentuk endapan Fe2O3. Setiap 30 menit

dilakukan pengukuran DO untuk membuktikan bahwa semakin banyak oksigen

yang dialirkan, maka nila DO akan semakin besar. Dari hasil terbukti bahwa

semakin banyak oksigen yang dialirkan, maka semakin tinggi pula nilai DO yang

terukur.

J. Kesimpulan

Dari hasil praktikum, diperoleh hasil :

- Kadar DO

- Semakin lama waktu aerasi maka kadar okigen terlarut (DO) semakin …

- Kadar Fe3+

- Semakin lama waktu aerasi maka kadar okigen terlarut Fe3+ semakin …

K. Daftar Pustaka

http://reflectionofgreen.blogspot.com/2012/01/aerasi.html

http://eprints.undip.ac.id/16676/2/LAMPIRAN.pdf