Buku Modul Labling 2013

MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM LINGKUNGAN PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK, JANUARI 2013

TIM PENYUSUN versi orisinil Tahun 2011: Irma Gusniani Setyo Sarwanto Moersidik Gabriel Andari Kristanto

EDITOR versi revisi Januari 2013: Cindy Rianti Priadi Gabriel Andari Kristanto R.M. Sandyanto Adityosulindro Thanti Octavianti Licka Kamadewi

Modul Praktikum Laboratorium Lingkungan Lab PSTL

i

MANUAL KESEHATAN DAN KESELAMATAN KERJA (K3)

DI LABORATORIUM LINGKUNGAN

Keselamatan menjadi yang utama Keamanan dalam bekerja (praktikum) di laboratorium kimia

adalah hal yang sangat penting dan merupakan tanggung jawab setiap orang. Beberapa bahan kimia ada yang beracun, mudah terbakar, dan bahan peledak karsinogenik sehingga setiap orang harus memiliki pengetahuan dasar dan memahami sifat-sifat bahan kimia dan peralatan yang berada di laboratorium. Semua orang harus menyadari jenis risiko dan kecelakaan yang mungkin akan terjadi serta kerugian atau luka-luka yang dapat diakibatkan oleh ketidaktahuan atau rasa tidak bertanggung jawab dari tiap mahasiswa atau akibat perencanaan yang tidak baik, ketidaktahuan akibat sikap acuh tak acuh dan kurang peduli.

Peraturan umum yang harus diketahui oleh semua yang bekerja di laboratorium adalah: 1. Tiap mahasiswa, sebelum memulai praktikum harus MEMBACA

DAN MENYETUJUI peraturan laboratorium. 2. Harap diperhatikan bahwa keselamatan bekerja di laboratorium

merupakan suatu hal yang sangat serius. Mahasiswa tidak diperbolehkan melakukan praktikum jika tidak mau mematuhi peraturan laboratorium.

A. Peraturan Keselamatan 1. Lepaskan lensa kontak sebelum memulai pekerjaan

laboratorium. 2. Gunakan sarung tangan selama melakukan praktikum yang

mengharuskan penggunaan sarung tangan. 3. Bekerjalah dengan hati-hati saat bekerja dengan bahan

kimia untuk mencegah terjadinya kontak bahan kimia dengan kulit atau pakaian.

4. Perhatikan aturan pemakaian asam. Asam memiliki tekanan uap yang tinggi sehingga mudah menguap dan berbahaya. Lakukan langkah berikut jika bekerja dengan menggunakan asam:


ii

- Jika menggunakan asam pekat, maka semua kegiatan yang berhubungan dengan asam dilakukan di dalam ruang asam.

- Dalam pencampuran atau dilusi asam, masukan pelarut terlebih dahulu (misal air), kemudian asam. PERHATIAN: Jangan lakukan sebaliknya (asam terlebih dahulu kemudian pelarut) karena akan menyebabkan reaksi eksplosif dan menyebabkan cipratan korosif.

5. Jangan pernah meninggalkan pekerjaaan yang belum selesai tanpa pengawasan. Beritahu petugas atau asisten laboratorium jika terpaksa harus meninggalkan laboratorium.

6. Bersihkan bahan-bahan kimia yang tumpah atau tercecer secepatnya.

7. Jangan gunakan peralatan yang sama untuk bahan kimia yang berbeda dan tutup kembali bahan kimia setelah selesai menggunakannya untuk menghindari terjadinya kontaminasi.

8. Lakukan praktikum sesuai dengan prosedur yang telah ditetapkan, misal jangan memipet bahan kimia atau sampel dengan cara menghisap.

9. Tanyakan pada asisten atau petugas laboratorium jika ragu-ragu dalam melakukan prosedur praktikum.

10. Gunakan semua peralatan listrik dan pemanas secara hati-hati untuk mencegah bahaya kebakaran atau hubungan arus pendek.

11. Setiap orang harus mengetahui letak alat pemadam api (fire extinguisher), pintu keluar (exit door) dan pintu darurat (emergency exit door).

12. Jangan membersihkan atau menangani pecahan peralatan gelas dengan tangan tetapi gunakan sapu atau penghisap debu.

13. Matikan seluruh peralatan yang berhubungan dengan listrik jika pekerjaan/praktikum selesai dilakukan, simpan alat tersebut pada tempatnya semula dan bersihkan area bekerja masing-masing.


iii

14. Cucilah tangan setelah selesai praktikum. 15. Laporkan seluruh kecelakaan mayor atau minor kepada

asisten atau petugas laboratorium secepatnya.

B. Fasilitas Keselamatan Laboratorium dilengkapi dengan beberapa peralatan atau

fasilitas keselamatan. Mahasiswa yang bekerja di laboratorium harus mengenal lokasi penyimpanan dan cara menggunakannya dengan baik. 1. Fire extinguisher

Gunakan CO2 fire extinguisher untuk memadamkan api kecil yang terjadi akibat kecelakaan kebakaran oleh bahan kimia. Pemadam api halohydrocarbon hanya digunakan bila tidak ada bahan kimia.

2. Kotak P3K Dapat digunakan jika terjadi kecelakaan kecil (minor) pada saat bekerja di laboratorium.

C. Pakaian Personal 1. Gunakan jas laboratorium yang berfungsi untuk melindungi

pakaian dan tubuh agar tidak berkontak dengan bahan kimia atau bahan lainnya selama melakukan praktikum.

2. Hindari memakai pakaian yang terlalu panjang untuk menghindari kontak dengan bahan-bahan kimia.

3. Bagi mahasiswa/i yang berambut panjang agar mengikat rambutnya ke belakang sehingga tidak mengganggu pada saat bekerja/praktikum.

4. Sebaiknya tidak menggunakan perhiasan di tangan, selain mengganggu saat bekerja, perhiasan tersebut dapat rusak jika berkontak dengan bahan kimia.

5. Gunakan sepatu yang menutupi jari-jari kaki sehingga melindungi tumpahan atau ceceran kimia. Tidak diizinkan menggunakan sandal atau sepatu hak tinggi di dalam laboratorium.


iv

D. Peralatan dan Alat-alat Gelas 1. Perlakukan peralatan yang terbuat dari gelas dengan baik

dan hati-hati karena mudah pecah dan tempatkan di lokasi yang aman. Jangan letakkan peralatan di pinggir meja.

2. Peralatan gelas yang pecah dapat mengakibatkan luka jika tidak diperlakukan secara hati-hati dan jangan gunakan peralatan dari gelas yang sudah pecah atau rusak.

3. Apabila pekerjaan/praktikum telah selesai dilakukan, kosongkan peralatan gelas yang dipergunakan selanjutnya dicuci dan dibilas sampai bersih dan kembalikan kepada petugas/asisten laboratorium.

E. Benda Milik Perseorangan Barang-barang milik pribadi tidak dibenarkan diletakkan atau

ditempatkan di lantai atau meja kerja laboratorium. Simpanlah di tempat yang telah disediakan.

Kepala Laboratorium Program Studi Teknik Lingkungan Sub-Lab Laboratorium Lingkungan

Departemen Teknik Sipil-FTUI


v

TATA TERTIB PRAKTIKUM LABORATORIUM LINGKUNGAN (ENEV 600007)

Praktikum Laboratorium Lingkungan merupakan bagian dari mata ajaran Laboratorium Lingkungan (ENEV 600007) yang wajib diikuti oleh seluruh mahasiswa/i Program Studi Teknik Lingkungan, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Indonesia.

Selama mengikuti praktikum mahasiswa akan selalu berhubungan dengan bahan kimia. Untuk mencegah hal-hal yang tidak diinginkan, mahasiswa diharuskan mentaati tata tertib praktikum yang telah ditetapkan dan menjalankan petunjuk yang diberikan oleh asisten laboratorium.

A. Tata Tertib Umum Praktikum 1. Selama praktikum berlangsung, seluruh praktikan :

Dilarang makan, minum, merokok, atau memasukkan benda-benda ke dalam mulut

Dilarang meninggalkan laboratorium tanpa seijin asisten Dilarang melakukan suatu prosedur tanpa

sepengetahuan dan persetujuan asisten Dilarang berbuat gaduh, bercanda, membahayakan, dan

mengganggu jalannya praktikum 2. Praktikan harus mengisi dan menandatangani formulir

peminjaman alat sesuai dengan kebutuhan sebelum memulai kegiatan praktikum.

3. Praktikan harus mengembalikan peralatan dan formulir peminjaman alat setelah selesai praktikum yang selanjutnya akan dicek kelengkapan dan kondisinya terlebih dahulu oleh asisten atau petugas laboratorium.

4. Apabila praktikan melakukan kelalaian seperti merusak atau memecahkan alat, maka praktikan tersebut wajib menggantinya dengan alat yang sesuai dengan spesifikasi aslinya dan sebelum penggantian terlaksana maka nilai mata kuliah Laboratorium Lingkungan praktikan tersebut akan ditangguhkan.


vi

5. Seluruh praktikan bertanggung jawab terhadap kebersihan dan keamanan ruangan praktikum serta alat-alat yang digunakan. Setelah praktikum, praktikan diharuskan membersihkan meja dan merapihkan meja praktikum masing-masing.

6. Praktikan yang tidak mematuhi aturan tata tertib praktikum ini tidak akan diperkenankan melanjutkan kegiatan praktikum.

B. Teknis Penyelenggaraan Praktikum Setiap penyelenggaraan praktikum akan memiliki komponen

kegiatan sebagai berikut : Penyerahan Bagan Praktikum (perorangan) dan mindmap

(perorangan): diserahkan H-2 praktikum ke asisten kelompok Pengarahan awal praktikum: dilakukan oleh asisten terhadap

praktikan H-2 (pada saat penyerahan bagan dan mindmap) Tes Pendahuluan dan pengarahan akhir: dilakukan sebelum

penyelenggaraan tiap bab Kegiatan Praktikum (KP): dilakukan selama penyelenggaraan tiap

bab Penjelasan Laporan: dilakukan setelah penyelenggaraan tiap bab Pembuatan Laporan (perkelompok): dilakukan setelah proses-

proses diatas selesai Presentasi Laporan: dilakukan di akhir penyelenggaraan

praktikum, dimana satu kelompok akan mempresentasikan satu bab yang ditentukan oleh staf pengajar

Berikut adalah penjelasan untuk masing-masing komponen kegiatan praktikum Laboratorium Lingkungan: 1. Setiap peserta praktikum wajib membuat dan mengumpulkan

Bagan Praktikum dan mindmap H-2 praktikum yang diserahkan ke asisten kelompok.

Garis Besar Bagan Praktikum untuk tiap Bab a. Tujuan Praktikum b. Teori Dasar (1/2 halaman)


vii

c. Alat dan Bahan d. Cara Kerja (dalam bentuk gambar) e. Tabel Pengamatan (data hasil pengamatan ditulis

pada tabel tersebut) f. Tanda tangan persetujuan dari asisten/petugas

laboratorium

Sedangkan, mindmap merupakan ringkasan dalam bentuk skema untuk setiap Bab yang bahannya telah ditetapkan oleh staf pengajar (pada butir terakhir di tiap Bab). Mindmap yang baik memuat secara rinci informasi yang terdapat di referensi, dilengkapi gambar/ simbol untuk memudahkan pemahaman, dan berwarna. Mindmap tidak harus diketik, melainkan boleh ditulis tangan dan dibuat semenarik mungkin dengan informasi yang padat.

2. Teknis Pelaksanaan Tes Pendahuluan : Dilakukan sebelum memulai setiap Bab Praktikum dan wajib

diikuti oleh seluruh praktikan tanpa kecuali Terdiri atas 2 - 4 soal dengan durasi 10 - 15 menit tiap tes

dengan sifat ujian tutup-buku Materi tes meliputi: tujuan praktikum, alat dan bahan,

prosedur praktikum, rumus-rumus yang mendasari praktikum serta teori dasar kimia yang berhubungan dengan modul tersebut. Tes tidak ditekankan pada soal yang menggunakan perhitungan (tergolong rumit) mengingat keterbatasan waktu

3. Teknis Pelaksanaan Pengarahan : Pengarahan diberikan oleh asisten penanggung jawab

kelompok yang bersangkutan sebelum praktikum dilakukan tepat setelah tes pendahuluan dilaksanakan

Pengarahan wajib diikuti oleh seluruh anggota kelompok, atau dalam keadaan terpaksa diperbolehkan dengan izin asisten penanggung jawab hanya perwakilan tiap kelompok


viii

Materi Pengarahan meliputi: pengenalan alat dan bahan, prosedur lengkap praktikum, proses pengambilan data serta bila perlu tindakan antisipasi terhadap kemungkinan kerusakan alat, kegagalan prosedur dan hal lain yang dipandang perlu

Apabila dirasakan perlu, pengarahan akan dilakukan sebelum praktikum oleh staf pengajar/penanggung jawab praktikum

4. Teknis Pelaksanaan Kegiatan Praktikum : Dilakukan selama pelaksanaan setiap modul dan wajib diikuti

oleh seluruh praktikan tanpa kecuali Seluruh prosedur yang dilakukan oleh praktikan harus

sepengetahuan dan sesuai dengan instruksi asisten penanggung jawab modul tersebut

Setiap kali melakukan kegiatan praktikum, setiap kelompok praktikan wajib membawa peralatan sebagai berikut : ~ Tisu atau kain lap ~ Alas titar untuk titrasi

Tidak diperkenankan saling meminjam peralatan dengan kelompok praktikan lain

C. Teknis Pembuatan Laporan 1. Laporan harus dibuat di atas kertas A4 (8.27 x 11.69 atau

210 x 297 mm) dengan dicetak bolak-balik atau dicetak pada kertas bekas.

2. Diketik rapi 1 spasi dengan menggunakan standar pengetikan Microsoft Word.

3. Huruf yang boleh digunakan harus salah satu dari dua jenis berikut : Times New Roman - 12 points Arial - 11 points

4. Laporan tidak perlu dijilid lakban, melainkan cukup di stapler dengan rapi.

5. Masing-masing laporan berisi hasil dari masing-masing Bab dimana kerangka dan isi laporan dibuat sesuai


ix

kegiatan setiap Bab praktikum yang harus sesuai dengan ketentuan berikut : Judul Bab Praktikum 1. Tujuan Praktikum (keseluruhan Bab Praktikum) 2. Teori Dasar (2-3 halaman) 3. Alat dan Bahan (keseluruhan Bab Praktikum) 4. Cara Kerja (dalam kalimat pasif) 5. Pengolahan Data (keseluruhan Bab Praktikum) 6. Analisis/Pembahasan (keseluruhan Bab Praktikum) 7. Kesimpulan dan Saran (keseluruhan Bab Praktikum) 8. Lampiran-lampiran (keseluruhan Bab Praktikum)

6. Laporan harus diserahkan ke asisten penanggung jawab sebelum dilaksanakan Tes Pendahuluan praktikum selanjutnya.

7. Laporan menjadi persyaratan keikutsertaan praktikan dalam kegiatan praktikum selanjutnya. Laporan yang terlambat atau tidak memenuhi syarat dapat ditolak.

8. Praktikan dilarang melakukan kecurangan seperti menjiplak laporan, kecurangan saat ujian tertulis atau memalsukan data. Kecurangan berakibat pembatalan nilai praktikum (sama dengan nol)!

D. Keterlambatan Atau Ketidakhadiran Praktikan yang terlambat mengikuti suatu modul sampai dengan

sebelum tes awal berakhir hanya dapat mengikuti praktikum tersebut dengan persetujuan dosen penanggung jawab mata kuliah.

Apabila ada praktikan yang berhalangan karena sebab khusus (sakit, kecelakaan, dll.) dapat mengikuti modul yang tidak diikutinya dengan terlebih dahulu melaporkan diri kepada kepala laboratorium TPL, dosen penanggung jawab mata kuliah atau koordinator asisten serta kepada asisten penanggung jawab modul yang bersangkutan dengan melampirkan surat keterangan resmi (asli). Jadwal susulan akan dibuat kemudian dengan izin dari kepala laboratorium. Begitu pula jika peserta berhalangan hadir pada saat pelaksanaan ujian akhir, peserta tersebut harus melaporkan diri kepada kepala


x

laboratorium, koordinator asisten, dan asisten penanggung jawab kelompok dengan melampirkan surat keterangan resmi (asli). Ujian susulan beserta teknis pelaksanaannya akan diadakan dan diatur dengan izin kepala laboratorium.

Kepala Laboratorium Program Studi Teknik Lingkungan Sub-Lab Laboratorium Lingkungan

Departemen Teknik Sipil-FTUI


xi

DAFTAR ISI

MANUAL KESEHATAN DAN KESELAMATAN KERJA (K3) .........i TATA TERTIB PRAKTIKUM ............................................................... v DAFTAR ISI ..........................................................................................xi BAB 1 PENGAMBILAN DAN PENGUKURAN CONTOH TIMBULAN DAN KOMPOSISI SAMPAH .......................................... 1 MODUL 1.1: Timbulan dan Komposisi Sampah .................................... 4 MODUL 1.2: Pengukuran Nilai Kalori Sampah ..................................... 6

BAB 2 ZAT PADAT BERDASARKAN METODE GRAVIMETRI .. 11 MODUL 2.1: Sedimentasi Diskrit dan Total Solid (TS) ....................... 14 MODUL 2.2: Total Suspended Solid (TSS) dan Total Dissolved Solid (TDS) ..................................................................................................... 16 MODUL 2.3: Volatile Suspended Solid (VSS)...................................... 18

BAB 3 PENGAMBILAN CONTOH AIR ............................................ 22 MODUL 3.1: Pengambilan Contoh Air Danau ..................................... 26

BAB 4 JAR TEST ................................................................................. 31 MODUL 4.1: Penentuan Rentang Dosis Koagulasi .............................. 36 MODUL 4.2: Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi ........................... 36

BAB 5 SEDIMENTASI TIPE 2 ............................................................ 42 MODUL 5.1: Pengukuran Kekeruhan dan TSS .................................... 47 MODUL 5.2: Pembuatan Kurva Pengendapan ..................................... 50

BAB 6 PENGOLAHAN BIOLOGIS DALAM TEKNIK LINGKUNGAN .................................................................................... 56 MODUL 6.1: Pengolahan Zat Organik (BOD dan COD) ..................... 61 MODUL 6.2: Perhitungan Produksi Lumpur (TSS dan VSS) .............. 62

BAB 7 ANALISIS KLOR AKTIF ........................................................ 69 MODUL 7.1: Penentuan Breakpoint Chlorination (BPC) .................... 73 MODUL 7.2: Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Desinfeksi ............... 75


1

BAB 1 PENGAMBILAN DAN PENGUKURAN CONTOH

TIMBULAN DAN KOMPOSISI SAMPAH

1. Maksud dan Tujuan Metode Pengambilan dan Pengukuran Contoh Timbulan dan

Komposisi Sampah ini dimaksudkan sebagai pegangan bagi penyelenggara pembangunan dalam melakukan pengambilan dan pengukuran contoh timbulan dan komposisi sampah untuk suatu bangunan. Tujuan dari metode ini adalah untuk mendapatkan besaran timbulan sampah yang digunakan dalam perencanaan pengelolaan sampah.

2. Ruang Lingkup Metode ini berisi cara pelaksanaan pengambilan dan

pengukuran contoh timbulan dan komposisi sampah untuk suatu gedung/fasilitas.

3. Dasar Teori Menurut UU Nomor 18 Tahun 2008 tentang Pengelolaan

Sampah, limbah padat didefinisikan sebagai sisa kegiatan sehari-hari manusia dan/atau proses alam yang berbentuk padat. Sedangkan, timbulan limbah padat adalah jumlah atau banyaknya limbah padat yang dihasilkan oleh manusia pada suatu daerah. Limbah padat yang dihasilkan dapat dibedakan berdasarkan komposisi dan sumbernya. Hal ini dinyatakan dengan persentase (%) berat atau volume dari limbah padat tersebut.

Sedangkan bila dilihat dari sumbernya, limbah padat perkotaan dikategorikan dalam beberapa kelompok, yaitu (Tchobanoglous et al., 1993): 1. Limbah padat pemukiman

Limbah padat pemukiman berasal dari hasil kegiatan rumah tangga. Kelompok ini meliputi rumah tinggal yang ditempati oleh sebuah keluarga atau sekelompok rumah yang berada


2

dalam suatu kawasan pemukiman, maupun unit rumah tinggal yang berupa rumah susun.

2. Limbah padat komersial Limbah padat komersial berasal dari hasil aktivitas pusat kota, seperti kantor, toko, restoran, pasar, hotel, motel, dan bengkel. Pada umumnya limbah padat dari sumber ini mirip dengan limbah padat domestik, namun memiliki komposisi yang berbeda.

3. Limbah padat institusional Limbah padat institusional berasal dari hasil aktivitas institusi, seperti pusat pemerintahan, sekolah, penjara, dan rumah sakit. Khusus untuk limbah padat rumah sakit ditangani dan diproses secara terpisah dengan limbah padat lain.

4. Limbah padat konstruksi Limbah padat konstruksi berasal dari hasil aktivitas konstruksi, seperti limbah padat dari lokasi pembangunan konstruksi, perbaikan jalan, dan perbaikan bangunan.

5. Limbah padat pelayanan umum Limbah padat pelayanan umum berasal dari hasil aktivitas pelayanan umum, seperti pembersihan dan penyapuan jalan, tempat rekreasi, tempat olah raga, tempat ibadah, tempat parkir, taman, dan saluran drainase kota.

6. Limbah padat instalasi pengolahan Limbah padat instalasi pengolahan berasal dari hasil aktivitas instalasi pengolahan, seperti instalasi pengolahan air bersih, air kotor, dan limbah industri yang menghasilkan lumpur. Karakteristik dari instalasi pengolahan tergantung pada proses pengolahannya.

7. Limbah padat industri Limbah padat industri berasal dari hasil aktivitas pabrik, konstruksi, industri ringan dan berat, instalasi kimia, dan pusat pembangkit tenaga.


3

8. Limbah padat pertanian dan peternakan Limbah padat pertanian dan peternakan berasal dari hasil aktivitas pertanian dan peternakan, seperti kegiatan penanaman dan pemanenan serta kegiatan pemotongan hewan.

Tabel 1. Sumber dan jenis limbah padat Sumber Penghasil

Limbah Padat Jenis Limbah Padat

Pemukiman Sisa makanan, kertas, karton/kardus, plastik, tekstil, limbah padat taman, kayu, kaca, kaleng, aluminium, logam lainnya, dan debu

Komersial Kertas, karton/kardus, plastik, kayu, sisa makanan, kaca, logam, dan limbah berbahaya

Institusional Kertas, karton/kardus, plastik, kayu, sisa makanan, kaca, logam, dan limbah berbahaya

Konstruksi Kayu, baja, beton, dan tanah Pelayanan Umum Penyapuan jalan, tempat parkir, pantai, dan tempat rekreasi

Instalasi Pengolahan Lumpur hasil pengolahan

Industri Sisa material, sisa makanan, debu, limbah padat konstruksi, dan limbah berbahaya

Pertanian dan Peternakan

Limbah padat pertanian dan peternakan, serta limbah berbahaya

Sumber: Tchobanoglous et al., 1993

4. Alat Timbangan 100 kg, 20 kg, dan 5 kg. Timbangan 100 kg

diperlukan untuk menimbang limbah padat kotak pengukur kayu. Sedangkan timbangan 20 kg dan 5 kg diperlukan untuk mengukur limbah padat yang telah dipilah berdasarkan komposisinya.

Kotak kayu berukuran 0,5 m x 0,5 m x 0,5 m. Kotak kayu digunakan untuk mengukur volume limbah padat.


4

Terpal berukuran 2 m x 3 m sebanyak 2 buah. Terpal digunakan sebagai alas saat melakukan pemilahan masing-masing sumber.

Wadah plastik sebanyak 6 buah. Wadah plastik digunakan untuk menampung limbah padat yang telah dipilah berdasarkan komposisinya.

Gambar 1. Kotak pengukur kayu

5. Cara Kerja Praktikum pengambilan dan pengukuran contoh timbulan dan komposisi sampah ini terdiri dari 2 modul.

MODUL 1.1: Timbulan dan Komposisi Sampah Tujuan: Untuk menentukan berat jenis, timbulan, dan komposisi sampah suatu institusi.

Penentuan timbulan sampah: 1. Tentukan lokasi dan waktu pengambilan sampah pada

suatu gedung/ fasilitas. Penentuan lokasi dan waktu pengambilan sampel sampah harus disesuaikan sehingga dapat mewakili kegiatan pada institusi tersebut. Jika pada pengambilan sampel, tidak dapat ditemukan lokasi yang mewakili sampah yang dihasilkan pada institusi tersebut


5

secara keseluruhan, maka timbulan sampah tidak dapat dihitung.

Catatan: Sampling sesuai dengan SNI 19.3964.1994 dilakukan 8 hari berturut-turut secara bergantian. Setiap kelompok hanya akan melakukan sampling sampah satu hari dan pada satu lokasi. 16 kelompok praktikum ditugaskan untuk melakukan sampling sampah di 2 lokasi yang berbeda jenis aktivitasnya. Contoh: perpustakaan pusat UI sebagai penghasil limbah institusi dan asrama UI sebagai penghasil limbah domestik.

Survei pendahuluan dilakukan oleh asisten dan praktikan untuk mengetahui lokasi dan waktu pengambilan sampel yang representatif.

2. Kotak pengukur kayu yang akan dijadikan sebagai wadah sampah ditimbang.

3. Masukkan sampah yang berasal dari lokasi terpilih ke kotak pengukur.

4. Hentakkan kotak pengukur kayu 3 kali dengan mengangkatnya setinggi 20 cm lalu dijatuhkan ke tanah. Dengan demikian sampah terpadatkan dan dapat diukur volumenya

5. Ukur dan catat volume limbah padat (Vs). 6. Timbang dan catat berat limbah padat (Bs). 7. Hitung berat jenis sampah dan timbulan sampah.

Penentuan komposisi sampah: 1. Sampah yang berada dalam kotak pengukur dituang keatas

terpal yang telah dibentangkan. Pastikan bahwa berat sampah tersebut 91 sampai 136 kg agar mewakili kegiatan gedung/ fasilitas tersebut.


6

2. Pilah sampel berdasarkan komposisi sampah (jenis sampah yang dipilah dapat dlihat pada formulir pengambilan contoh).

3. Timbang dan catat berat setiap komposisi sampah. 4. Hitung komposisi sampah dalam % berat basah.

MODUL 1.2: Pengukuran Nilai Kalori Sampah Tujuan: Untuk menentukan nilai kalori sampah dengan mengukur jumlah panas yang dihasilkan oleh suatu bahan akibat terjadinya reaksi/proses pembakaran.

1. Padatkan dan potong sampah kecil-kecil seperti ukuran pellet.

2. Pastikan bomb calorimeter yang akan digunakan dalam keadaan bersih dan kering.

3. Setelah bomb calorimeter siap, hidupkan alat bomb calorimeter tersebut.

4. Masukkan sampel yang akan diukur nilai kalornya pada cawan bomb calorimeter. Kemudian pasang potongan kawat pijar yang terukur panjangnya dan pastikan menempel dengan sampel.

5. Nilai kalor diketahui dengan membaca setiap kenaikan temperatur air yang ada dalam alat bomb calorimeter.

6. Ukur temperatur setiap lima menit setelah bomb dihidupkan. Data temperatur diambil setiap menitnya.

7. Hentikan pengambilan data bila dalam enam kali pencatatan menunjukkan angka yang sama. Pada kondisi tersebut diduga sudah tidak terjadi lagi proses pelepasan kalor dari sampel.

8. Setelah data temperatur sudah konstan, bongkar bomb calorimeter dan ukur sisa kawat pijar. Kawat pijar yang terbakar dapat diketahui dengan mengurangkan kawat yang


7

terbakar dengan panjang kawat mula -mula. Setiap 1 cm kawat yang terbakar membutuhkan energi 2,3 kalori.

6. Perhitungan

Beratjenissampah(BJ) =W

V

Timbulansampah =BJxV

n

Keterangan: BJ = Berat jenis sampah (kg/L) W = Berat sampah pada kotak pengukur (kg) V = Volume sampah pada kotak pengukur (L) V = Volume sampah yang dihasilkan pada satu fasilitas,

misalnya dilihat dari volume kontainer (L/hari) n = Jumlah orang yang beraktivitas pada fasilitas tersebut

(orang)

Komposisisampah =A

Wx100%

Keterangan: A = Berat komponen sampah tertentu, misal: kertas (kg) W = Berat sampah pada kotak pengukur (kg)


8

7. Pelaporan Tabel 2. Formulir pengambilan contoh

Identifikasi contoh Petugas pengambil contoh Tanggal Waktu Lokasi Kriteria lokasi Kondisi cuaca (A) Berat sampah (kg) (B) Volume sampah (L) (C) Berat jenis sampah (kg/L) (A/B) (D) Volume sampah satu

institusi (L/hari)

(E) Jumlah orang yang beraktivitas (orang)

(F) Timbulan sampah (kg/orang/hari)

(CxD/E)

Komposisi sampah: Berat (kg) Persentase (%) 1. Kardus 2. Koran/majalah 3. Hvs dan kertas yang

dihancurkan 4. Kertas lain selain kardus,

koran/majalah dan HVS (termasuk map coklat, kemasan minuman kertas, tisu)

5. Botol/gelas plastik 6. Plastik selain botol/gelas

plastik (termasuk kemasan pembungkus


9

makanan (coklat, mika plastik, kresek, ember)

7. Logam 8. Kaleng 9. Kaca/gelas 10. Styrofoam 11. Kayu 12. Tekstil 13. Karet 14. Gabus 15. B3 dan lainnya

TOTAL

8. Diskusi dan Pembahasan Laporan praktikum mencakup hasil pengamatan (formulir

pengambilan contoh) disertai diskusi dan pembahasan mengenai: 1. Perbandingan data dengan kelompok lain pada lokasi yang

sama. Lakukan analisis variasi data dari rata-rata 8 hari (berat jenis, timbulan, dan komposisi sampah) yang terjadi dan penyebabnya.

2. Perbandingan data (berat jenis, timbulan, dan komposisi sampah) antara dua lokasi pengambilan contoh yang berlainan yang dikerjakan oleh kelompok lain. Lakukan analisis perbedaan yang terjadi.

9. Kesalahan yang sering terjadi 1. Pemilihan lokasi yang tidak representatif. 2. Berat jenis sampah menjadi bias akibat terkena hujan atau

kondisi eksternal lainnya. 3. Pengambilan contoh tidak disesuaikan dengan jadwal

pengangkutan. 4. Pengambilan contoh dari hari ke hari tidak seragam

jadwalnya.


10

10. Daftar Pustaka ASTM International (2003). Standard Test Method for

Determination of the Composition of Unprocessed Municipal Solid Waste. In: ASTM D 5231 92. American Society for Testing and Materials. US.

Badan Standardisasi Nasional (BSN). (1994). SNI 19.3964.1994: Metode Pengambilan dan Pengukuran Contoh Timbulan dan Komposisi Sampah Perkotaan.

Tchobanoglous, G., Theisen, H. & Vigil, A. A. (1993). Integrated Solid Waste Management: Engineering Principles and Management Issues. Singapore: McGraw-Hill Co.

Tugas: Mindmap Bab 3 (hal. 39-67) dan Bab 4 (hal. 69-97) Tchobanoglous, G., Theisen, H. & Vigil, A. A. (1993). Integrated Solid Waste Management: Engineering Principles and Management Issues. Singapore: McGraw-Hill Co.


11

BAB 2 ZAT PADAT BERDASARKAN METODE GRAVIMETRI

1. Ruang Lingkup Metode ini digunakan untuk menentukan konsentrasi total solid

(TS), total suspended solid (TSS), total dissolved solid (TDS), dan volatile suspended solid (VSS) secara gravimetri.

2. Istilah dan definisi Total solid (total padatan) adalah semua bahan yang

terdapat dalam contoh air setelah dipanaskan pada suhu 103o-105oC selama tidak kurang dari 1 jam.

Total suspended solid (total padatan tersuspensi) adalah residu dari padatan total yang tertahan oleh saringan dengan ukuran partikel maksimal 2,0 m atau lebih besar dari ukuran partikel koloid.

Total dissolved solid (total padatan terlarut) adalah semua bahan dalam contoh air yang lolos melalui saringan membran yang berpori 2,0 m atau lebih kecil dan dipanaskan 180o C selama 1 jam.

Volatile suspended solid (VSS) adalah jumlah padatan yang menguap dari TSS yang sudah dipanaskan pada suhu 550o C.


12

Berikut merupakan gambar hubungan antara TS, TSS, TDS, dan VSS.

Gambar 2. Bagan hubungan antara TS, TSS, TDS, dan VSS

3. Prinsip pengukuran Prinsip analisis total solid (TS)

Sampel dalam cawan diuapkan dan dikeringkan dalam oven pada suhu 105o C, sampai beratnya konstan. di dalam cawan adalah zat padat total. Prinsip analisis total suspended solid (TSS)

Bila zat padat dalam sampel dipisahkan dengan menggunakan filter kertas atau filter fiber glass (serabut kaca) dan kemudian zat padat yang tertahan pada filter dikeringkan pada suhu 105o C. Maka berat residu sesudah pengeringan adalah zat padat tersuspensi.

Prinsip analisis total suspended solid (TDS) Zat padat terlarut yaitu zat padat yang lolos

analisis zat padat tersuspensi sehingga analisis zat padat dapat merupakan kelanjutan analisis zat padat Larutan yang mengandung zat terlarut, yang lolos filter ~ m tersebut, kemudian diuapkan dan dikeringkan pada suhu

Lab PSTL

TSS, TDS, dan

, TSS, TDS, dan VSS

Sampel dalam cawan diuapkan dan dikeringkan dalam C, sampai beratnya konstan. Berat residu

dipisahkan dengan (serabut kaca)

dan kemudian zat padat yang tertahan pada filter dikeringkan C. Maka berat residu sesudah pengeringan

erlarut yaitu zat padat yang lolos filter pada at padat terlarut

at padat tersuspensi. Larutan yang mengandung zat terlarut, yang lolos filter ~ 2.0

diuapkan dan dikeringkan pada suhu


13

105oC. Residu yang tertinggal merupakan garam-garam yang lebih dulu terlarut dan juga sedikit zat padat koloidal. Prinsip padatan volatile suspended solid (VSS)

Apabila zat padat tersuspensi yang ditetapkan sesuai metode yang diuraikan pada bagian diatas, dibakar pada suhu 550o C, maka bagian yang habis terbakar dinyatakan sebagai zat padat tersuspensi organis, dan residu yang tersisa dinyatakan sebagai zat padat tersuspensi inorganis.

4. Alat dan Bahan Alat: Desikator yang berisi silika gel Oven Saringan vakum Timbangan analitik Imhoff cone Pipet volum Gelas ukur Cawan porselen/cawan gooch Penjepit Pompa vacuum Tungku Pembakar (furnace)

Bahan: Kertas saring (glass-fiber filter) dengan beberapa jenis:

Whatman Grade 934 AH, dengan ukuran pori (particle retention) 1,5 m ( Standard for TSS in water analysis)

Gambar 4. Desikator Gambar 3. Cawan porselen


14

Gelman type A/E, dengan ukuran pori (particle retention) 1,0 m ( Standard filter for TSS/TDS testing in sanitary water analysis procedures)

E-D Scientific Specialities grade 161 (VWR brand grade 161) dengan ukuran pori (particle retention)1,1 m ( Recommended for use in TSS/TDS testing in water and wastewater)

Saringan dengan ukuran pori 0,45 m Air suling Sampel air

5. Cara Kerja dan Perhitungan Praktikum pengujian zat padat dengan metode gravimetri ini terdiri dari 3 modul.

MODUL 2.1: Sedimentasi Diskrit dan Total Solid (TS) Tujuan: Untuk menentukan jumlah settleable solids dan konsentrasi total solid pada sampel.

Sedimentasi Diskrit 1. Siapkan sampel sebanyak 1000 mL. 2. Tuangkan 1000 ml contoh ke dalam imhoff cone. 3. Jalankan stopwatch, catat perolehan partikel dalam mL solid/

L yang terkumpul didasar tabung setiap menit ke- 5, 10, 15, 20, 30, 45.

4. Setelah 45 menit, aduk perlahan sisi tabung dengan pengaduk kaca atau putar perlahan tabung.

5. Diamkan sampel selama 15 menit (menit ke-60). 6. Catat volume partikel pada dasar tabung untuk menit ke-60.

Jika ada rongga yang terbentuk pada kumpulan partikel di dasar kerucut maka volumenya harus diperkirakan.

7. Ambil 50-100 mL sampel pada bagian permukaan imhoff cone, untuk pengukuran TS.


15

8. Ambil 100 ml sampel untuk pengukuran TSS, TDS, dan VSS.

Total Solid Persiapan untuk penguapan 1. Panaskan cawan penguapan yang bersih selama 103o-105o C

1 jam. 2. Diamkan dan dinginkan cawan dalam desikator, kemudian

timbang hingga berat tetap.

Analisis Contoh 1. Masukan 50-100 mL sampel yang telah dipipet dari imhoff

cone ke dalam cawan volume contoh uji. Volume sampel disesuaikan agar padatan tersuspensi yang ditimbang tidak lebih besar dari 200 mg.

2. Uapkan contoh uji yang ada dalam cawan sehingga kering pada penangas air.

3. Masukkan cawan yang berisi padatan total yang sudah kering ke dalam oven pada suhu 103oC-105oC selama 1 jam.

4. Pindahkan cawan dari oven dengan penjepit, dinginkan dalam desikator.

5. Timbang sampai diperoleh berat tetap.

Perhitungan

mg TS per liter =

dimana: A = berat cawan + residu sesudah pemanasan 105oC (mg) B = berat cawan kosong sesudah pemanasan 105oC (mg)

(A-B) x 1000 volume contoh / sample (mL)


16

MODUL 2.2: Total Suspended Solid (TSS) dan Total Dissolved Solid (TDS) Tujuan: Untuk menentukan konsentrasi total suspended solid dan total dissolved solid pada sampel.

Persiapan untuk Penguapan 1. Untuk TSS, panaskan cawan dan filter kosong pada 105oC

selama minimal 1 jam. 2. Diamkan dan dinginkan cawan dalam desikator, kemudian

timbang hingga berat tetap. 3. Untuk TDS, panaskan cawan penguapan yang bersih pada

180oC selama minimal 1 jam. 4. Diamkan dan dinginkan cawan dalam desikator, kemudian

timbang hingga berat tetap.

Pemilihan Saringan dan Volume Contoh Penimbangan padatan terlarut total tidak boleh lebih dari

200 mg. Residu yang berlebihan dalam saringan dapat mengering, membentuk kerak dan dapat menjebak air, untuk itu perlu dibatasi contoh uji agar tidak menghasilkan residu lebih dari 200 mg.

Oleh karena itu, perkirakan volume contoh yang akan menghasilkan residu kering sebanyak 2,5-200 mg. Jika lebih dari 10 menit penyaringan belum selesai, gunakan saringan yang lebih besar atau dikurangi volume contohnya.

Analisis Contoh 1. Pasang filter yang telah dipanaskan pada saringan vakum. 2. Masukan 100 mL sampel yang telah dipipet dari imhoff

cone ke dalam saringan vakum fiber glass. Apabila penyaringan berlangsung dengan lambat, nyalakan pompa vakum untuk mempercepat penyaringan.

3. Bilas dinding saringan vakum sebanyak tiga kali dengan masing-masing 10 mL air destilasi, biarkan penyaringan


17

selesai terlebih dahulu sebelum membilas dan biarkan selama 3 menit setelah pembilasan selesai.

4. Filter fiber glass dengan zat tersuspensi yang tertahan diambil dengan hati-hati dari saringan dengan penjepit bersih, pindahkan pada cawan porselen kemudian panaskan dalam oven pada suhu 105oC selama 1 jam.

5. Dinginkan dalam desikator, timbang sampai bobot tetap untuk menghitung nilai TSS.

6. Untuk menghitung total suspended solid (TDS), tuangkan sampel yang lolos dari filter kertas ke dalam cawan penguapan. Volum sampel diatur sehingga akan dihasilkan tidak lebih dari 200 mg Zat Padat Terlarut.

7. Cawan yang berisi sampel tersebut, uapkan dan keringkan dalam oven pada suhu 180oC selama 1 jam sampai semua air telah menguap.

8. Dinginkan dalam desikator hingga suhu ruang, kemudian timbang.

Perhitungan mg TSS per liter =

dimana: A = berat cawan + filter + residu setelah pemanasan 105oC (mg) B = berat cawan + filter kosong sesudah pemanasan 105oC (mg)

mg TDS per liter =

dimana: A = berat cawan + residu kering setelah pemanasan 180oC (mg) B = berat cawan kosong sesudah pemanasan 180oC (mg)

(A-B) x 1000 volume sampel (mL)



18

MODUL 2.3: Volatile Suspended Solid (VSS) Tujuan: Untuk menentukan konsentrasi volatile suspended solid pada sampel.

Pengukuran VSS 1. Cawan dan filter yang telah ditimbang pada percobaan TSS

dibakar dalam tungku (furnace) pada temperatur 550o C selama 15 - 20 menit.

2. Keluarkan cawan dari furnace dan diamkan sekitar 10 menit, kemudian masukkan ke dalam desikator hingga panasnya benar-benar hilang, kemudian timbang.

Perhitungan mg VSS per liter = dimana : A = berat residu + filter + cawan sebelum pembakaran pada

suhu 550oC, sesudah pemanasan 105oC (mg) B = berat residu + filter + cawan setelah pembakaran pada

suhu 550oC (mg)

Catatan: Pada semua analisis padatan, siklus pengeringan, pendinginan, dan penimbangan harus dilakukan hingga tercapai berat tetap atau hingga berat penimbangan lebih kecil dari 4% atau 0,0005 g (diambil yang terkecil) jika dibandingkan dengan penimbangan sebelumnya. Apabila ini belum tercapai, maka siklus terus dilanjutkan. Biasanya dibutuhkan 2 kali siklus untuk mencapai kestabilan.



19

6. Diskusi dan Pembahasan 1. Hitunglah nilai TS, TSS, TDS, dan VSS sesuai dengan

rumus diatas! Berat yang diambil adalah berat tetap (berat dari penimbangan terakhir).

2. Diketahui bahwa: TS = TSS + TDS (Total Solids = Total Suspended Solids + Total Dissolved Solids) Buktikan hubungan ini dengan data pengamatan yang Anda miliki! TSS = VSS+FSS (Total Suspended Solids=Volatile Suspended Solids+Fixed Suspended Solids) Hitunglah berapa nilai FSS!

3. Hitunglah berapa persen proporsi TSS, TDS, VSS, dan FSS pada sampel Anda! Bandingkan proporsi ini (dalam bentuk diagram) dengan data dari kelompok lain!

4. Analisis keakuratan pengukuran TDS yang diukur dengan TDS meter dan dengan TDS yang diukur dengan metode gravimetri!

5. Analisis signifikansi parameter pengujian pada praktikum zat padat ini dengan parameter air bersih dan air limbah, serta aplikasinya pada unit pengolahan air bersih dan air limbah!

7. Kesalahan yang sering terjadi 1. Cawan dan kertas saring harus dijaga kemurniannya, oleh

karena itu cawan dan kertas saring tidak boleh disentuh dengan tangan. Selalu gunakan penjepit untuk memindahkan cawan dan pinset untuk memindahkan kertas saring.

2. Jangan melabeli cawan dengan stiker karena stiker tersebut dapat terbakar di furnace. Untuk memudahkan identifikasi cawan, sebelum cawan dan filter kosong dioven, terlebih dahulu cawan ditandai dengan pensil (tanpa dilabeli dengan stiker). Penandaan ini harus dihapus jika praktikum selesai dilakukan.


20

3. Jika dilakukan praktikum dengan prinsip berat tetap, maka cawan tidak dapat ditinggal di desikator di tengah-tengah perhitungan TSS, TDS, atau VSS. Jika praktikum akan dilanjutkan keesokan hari, maka lebih baik berat tetap telah didapatkan. Misal: karena keterbatasan waktu, praktikum zat padat tidak dapat diselesaikan pada satu hari. Maka pada hari tersebut lebih baik nilai berat TSS telah didapatkan, agar esok harinya hanya tinggal melakukan percobaan VSS. Namun jika berat tetap TSS belum didapatkan, maka keesokan harinya berat TSS yang disimpan di desikator harus ditimbang lagi dan dicari berat tetap TSS nya, baru dapat melanjutkan praktikum VSS.

4. Selalu siapkan cawan dan filter kosong berlebih mengingat potensi terjadinya kesalahan pada praktikum cukup besar. Cawan dan filter kosong harus terlebih dahulu dioven untuk mendapat berat tetapnya sebelum praktikum dimulai. Pengovenan dapat dilakukan satu hari sebelum praktikum. Namun pada hari praktikum, cawan dan filter kosong sebaiknya dioven lagi minimal 1 jam. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan berat kosong yang valid sehingga tidak mempengaruhi data praktikum yang didapatkan.

5. Pendinginan pada desikator harus dilakukan sampai cawan benar-benar dingin, umumnya 30 menit hingga 1 jam.

6. Perbandingan data TS, TSS, TDS, dan VSS dengan kelompok lain hanya bisa dilakukan secara keseluruhan (tidak hanya satu parameter) dan dalam bentuk proporsi (persentase). Perbandingan harus dilakukan dengan mempertimbangkan keakuratan metode dengan alat (misal: error yang mungkin terjadi 10-15% seperti error umum pada pengukuran di lingkungan).


21

8. Daftar Pustaka Alaerts, G. dan Santika, S. S. (1984). Metode Penelitian Air.

Surabaya: Usaha Nasional. Badan Standardisasi Nasional (BSN). (2004). SNI 06-6989.3-2004: Cara uji padatan tersuspensi total

(Total Suspended Solid, TSS) secara gravimetri Badan Standardisasi Nasional (BSN). (2005).

SNI 06-6989.26-2005: Cara uji kadar padatan total secara gravimetri

American Public Health Association, American Water Works Association, and Water Environment Federation. (2005). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21st ed. Section 2540 Solids. Washington: American Public Health Association.

Tugas: Mindmap Bab 2, 2.3 (hal. 42-51) Metcalf dan Eddy. (2003). Wastewater Engineering Treatment and Reuse. New York: McGraw-Hill.


22

BAB 3 PENGAMBILAN CONTOH AIR

1. Maksud dan Tujuan Metoda ini digunakan untuk pengambilan contoh air guna

keperluan pengujian kandungan padatan air danau.

2. Dasar Teori Pengambilan contoh (sampling) adalah kegiatan mengumpulkan

bagian material tertentu untuk tujuan analisis yang secara akurat mewakili material yang diambil contohnya. Contoh yang representatif adalah contoh yang mewakili ruang dan waktu suatu sistem badan air yang diteliti dan dibatasi dengan tujuan dan ruang lingkup penelitian. Pendekatan dalam pengambilan contoh: Pendekatan sistem

Untuk merepresentasikan badan air secara keseluruhan Pendekatan modifikasi

Untuk mewakili bagian spesifik atau aspek tertentu pada sistem (contoh: pada studi tentang tumpahan minyak, pengambilan contoh dapat dilakukan hanya pada bagian permukaan badan air)

Ada dua jenis pengambilan contoh air yang umumnya dilakukan, pengambilan contoh grab dan komposit. Pengambilan contoh grab

Sampel air diambil pada suatu waktu tertentu. Karena hanya diambil pada titik dan waktu tertentu, sampel ini tidak dapat mewakili sistem yang ada namun kelebihannya adalah cara pengambilan yang relatif sederhana. Pengambilan contoh komposit

Sampel ini terdiri dari gabungan beberapa sampel grab yang diambil pada suatu titik dengan periode waktu tertentu atau pada beberapa titik pada suatu waktu. Sampel jenis ini dapat mewakili variasi yang ada di sistem. Untuk sampel komposit yang diambil dari sampel grab pada kisaran waktu yang panjang, sampel tersebut tidak bisa digunakan untuk pengujian parameter yang dapat berubah dengan cepat seperti oksigen terlarut.


23

Badan air yang arusnya relatif tenang (still-water) merujuk pada berbagai ukuran dan bentuk danau, reservoir, kolam, rawa, atau air permukaan lainnya dimana air secara umum tidak bergerak searah. Dalam pengambilan contoh dari badan air relatif tenang, dalam hal ini air danau, hal-hal yang harus diperhatikan adalah sebagai berikut. a. Persiapan pengambilan contoh

Pada tahap ini kegiatan meliputi persiapan alat pengambilan contoh, alat penyimpan contoh, alat ukur parameter lapangan, dan alat pendingin untuk pengawetan contoh. Alat tersebut tidak boleh terbuat dari bahan yang dapat mengubah sifat fisik dan kimia dari contoh. Alat pengambil contoh harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: terbuat dari bahan yang tidak mempengaruhi sifat contoh mudah dicuci dari bekas contoh sebelumnya contoh mudah dipindahkan ke dalam wadah penampung tanpa

ada sisa bahan tersuspensi di dalamnya mudah dan aman dibawa kapasitas alat tergantung dari tujuan pengujian

Wadah penampung contoh digunakan untuk menyimpan contoh dan harus memenuhi persyaratan berikut: terbuat dari bahan gelas atau plastik Poli Etilen (PE) atau Poli

Propilen (PP) atau teflon (Poli Tetra Fluoro Etilen, PTFE) dapat ditutup dengan kuat dan rapat bersih dan bebas kontaminan tidak mudah pecah tidak berinteraksi dengan contoh Catatan: Kegiatan persiapan wadah contoh disesuaikan dengan pengujian yang akan dilakukan.

Alat pengukur parameter lapangan yang umumnya digunakan adalah DO meter, pH meter, termometer, turbidimeter, konduktimeter, dan alat pengukur debit.

Semua alat diuji terlebih dahulu untuk memastikan semua berfungsi dengan baik, khususnya untuk alat pengambil sampel dan alat pengukur parameter lapangan. Apabila dibutuhkan, alat-alat dikalibrasi terlebih dahulu dengan larutan standar.


24

b. Penentuan lokasi pengambilan contoh Lokasi pengambilan contoh air danau atau waduk disesuaikan

dengan tujuan pengambilan contohnya, paling tidak diambil di lokasi berikut: tempat masuknya sungai ke waduk atau danau ditengah waduk atau danau lokasi penyadapan air untuk pemanfaatan tempat keluarnya air dari waduk atau danau

c. Penentuan kedalaman pengambilan contoh Kedalaman pengambilan contoh sebenarnya ditentukan oleh

tujuan penelitian, namun umumnya titik pengambilan contoh disesuaikan dengan kedalaman danau, yaitu: danau atau waduk yang kedalamannya kurang dari 10 m, contoh

diambil di 2 titik yaitu permukaan dan bagian dasar, kemudian dicampurkan (komposit kedalaman)

danau atau waduk yang kedalamannya 10 m 30 m, contoh diambil di 3 titik yaitu permukaan, lapisan termoklin dan bagian dasar, kemudian dicampurkan (komposit kedalaman)

danau atau waduk yang kedalamannya 31 m 100 m, contoh diambil di 4 titik yaitu permukaan, lapisan termoklin, di atas lapisan hipolimnion, dan bagian dasar, kemudian dicampurkan (komposit kedalaman)

danau atau waduk yang kedalamannya lebih dari 100 m, titik pengambilan contoh ditambah sesuai keperluan, kemudian dicampurkan (komposit kedalaman)

d. Persiapan sampel praanalisis Sampel kemudian dibawa langsung ke laboratorium untuk

dianalisis. Apabila jarak dari lokasi sampling ke laboratorium cukup jauh (perjalanan lebih dari 1 jam) atau jeda antara waktu sampling dan analisis cukup lama (lebih dari 2 jam), maka sampel diawetkan di suhu 4oC dengan terhindarkan dari sinar matahari.


25

Gambar 5. Titik kedalaman pengambilan contoh air danau

3. Alat dan Bahan Alat: 1 alat pengambil contoh kedalaman tertentu dengan

kapasitas 1000 mL (water sampler Sibata) wadah penampung contoh dengan kapasitas 60

sesuai kebutuhan Alat ukur parameter lapangan (DO meter,

termometer, konduktimeter, turbidimeter, dan TDS meter 2 gelas beaker ukuran 100 mL Peralatan pengukur kedalaman (kayu/tongkat dan Alat pendingin, dibutuhkan jika waktu tempuh dari

lapangan ke laboratorium cukup jauh Tali tambang, dibutuhkan jika tali sampler tidak memenuhi

kedalaman danau yang diinginkan Spidol tahan air

Bahan: Air bebas analit (aquades)

Lab PSTL

Titik kedalaman pengambilan contoh air danau

1 alat pengambil contoh kedalaman tertentu dengan

6000 mL atau

(DO meter, pH meter, , turbidimeter, dan TDS meter)

Peralatan pengukur kedalaman (kayu/tongkat dan meteran) Alat pendingin, dibutuhkan jika waktu tempuh dari

tidak memenuhi


26

4. Cara Kerja Praktikum pengambilan contoh air ini terdiri dari 1 modul.

Pembersihan alat pengambil contoh dan wadah penampung contoh: 1. Untuk menghindari kontaminasi contoh di lapangan,

seluruh wadah contoh harus benar-benar dibersihkan di laboratorium sebelum dilakukan pengambilan contoh.

2. Wadah yang disiapkan jumlahnya harus selalu dilebihkan dari yang dibutuhkan.

3. Jenis wadah contoh dan tingkat pembersihan yang diperlukan tergantung dari jeniscontoh yang akan diambil. Pengambilan contoh ini dilakukan untuk pengujian Jar Test, sehingga metode pembersihan wadah adalah sebagai berikut: wadah contoh harus dicuci dengan sabun dan disikat

untuk menghilangkan partikel yang menempel di permukaan

bilas wadah contoh dengan air bersih dan aquades hingga seluruh deterjen hilang

biarkan wadah contoh mengering di udara terbuka wadah contoh yang telah dibersihkan dilabeli dan siap

untuk pengambilan contoh

MODUL 3.1: Pengambilan Contoh Air Danau Tujuan: Untuk mengetahui teknik pengambilan contoh/ sampel air di danau. Contoh tersebut akan digunakan untuk praktikum Jar Test.

Pengambilan contoh (untuk H


27

4. Ambil contoh pada kedalaman 30 cm dibawah permukaan danau dengan alat pengambil contoh dan bilas wadah penampung contoh dengan air tersebut, pastikan bahwa air bilasan tidak dibuang ke titik pengambilan contoh.

5. Ambil contoh pada kedalaman 30 cm dibawah permukaan danau dengan alat pengambil contoh, pastikan bahwa sampel diambil tidak pada titik dilakukannya penentuan kedalaman danau.

6. Masukkan contoh ke wadah penampung contoh, lakukan langkah (5) hingga volume air di wadah mencapai 3000 mL.

7. Ambil contoh pada kedalaman 30 cm diatas dasar danau dengan alat pengambil contoh.

8. Masukkan contoh ke wadah penampung contoh tadi, lakukan langkah (7) hingga volume air di wadah mencapai 6000 mL.

9. Homogenkan sampel pada wadah penampung contoh. 10. Tuang 50 mL sampel ke gelas beaker dan 50 mL air suling

ke gelas beaker kedua. 11. Lakukan segera pengujian untuk parameter suhu, daya

hantar listrik, pH, oksigen terlarut, kekeruhan, dan total padatan terlarut pada sampel di gelas beaker.

12. Jika botol belum dilabeli, maka beri label pada botol sampel untuk identifikasi dan lakukan pengisian formulir pelaporan.

13. Masukan contoh ke alat pendingin untuk pengawetan contoh, jika diperlukan.


28

Cara kerja water sampler Sibata: 1. Tentukan kedalaman sampel yang akan diambil untuk

mengetahui panjang tali yang dibutuhkan. 2. Buat simpul atau label penanda kedalaman pada tali

sampler. 3. Masukkan sampler ke dalam badan air dengan memegang

tali a dan c. Pastikan bahwa saat memasukkan sampler ke badan air, tali a dan c tidak terbelit karena akan mempersulit penarikan tali b, terutama jika jarak antara tempat pengambilan sampel dan permukaan air jauh.

4. Jika kedalaman pengambilan sampel telah dicapai, tarik tali b sehingga air masuk ke dalam sampler.

5. Jika gelembung udara pada permukaan danau sudah tidak ada maka sampler telah penuh terisi air, segera kendurkan tali b untuk menutup tutup sampler.

6. Tarik tali a dan c untuk membawa sampler kembali ke permukaan.

7. Pindahkan contoh ke wadah penampung contoh.

a b c

Gambar 6. Water sampler SIBATA


29

5. Pelaporan Tabel 3. Formulir pengambilan contoh

Identifikasi contoh Tanggal Waktu Nama danau Petugas pengambil contoh Kedalaman danau Pengukuran lapangan

Temperatur pH Konduktivitas DO Kekeruhan TDS

Analisis yang diperlukan Jenis contoh (grab/komposit) Kondisi cuaca (saat dan sebelum pengambilan contoh):

Komentar dan pengamatan:

6. Diskusi dan Pembahasan Sampel yang diambil pada modul ini akan digunakan untuk

praktikum Jar Test. Pada laporan modul Jar Test sertakan formulir pengambilan contoh air disertakan dengan analisis tentang: 1. Berdasarkan data pH dan kekeruhan sampel, tentukan kisaran

dosis optimum kogulan yang diketahui dari literatur! Apakah sampel air perlu ditambah sedimen dasar danau untuk mempermudah penentuan dosis koagulan optimum? Berikan


30

pendapat Anda dengan mempertimbangkan tujuan untuk menyerupai karakteristik air baku pada umumnya di Indonesia.

2. Apakah prosedur pengawetan mempengaruhi kinerja Jar Test? 3. Jika praktikum Jar Test digunakan untuk mengetahui dosis

koagulan optimum pada pengolahan air minum, apakah contoh yang diambil pada praktikum ini dapat digunakan sebagai air baku air minum? Tinjau dari segi kualitas, kuantitas, dan kontinuitas badan air.

4. Apakah ada prosedur pengambilan contoh yang berpotensi mempengaruhi hasil Jar Test? Analisis kaitannya dengan proses pengambilan contoh pada suatu instalasi pengolahan air bersih.

5. Jelaskan faktor-faktor apa saja yang harus dipertimbangkan dalam penentuan lokasi dan kedalaman pengambilan contoh, jika ditinjau dari tujuan pengamatan parameter, hidrolika badan air, dan kondisi sekitar badan air!

7. Daftar Pustaka Badan Standardisasi Nasional (BSN). (2008).

SNI 6989.57.2008: Metode pengambilan contoh air permukaan.

U.S.Geological Survey. (2005). Handbooks for Water-Resources Investigations: National field manual for the collection of water-quality data, Book 9. 3 September 2012. http://pubs.water.usgs.gov/twri9A/

Tugas: Mindmap Part 1000 Introduction, 1060 (hal. 1-27 1-34) American Public Health Association, American Water Works Association, and Water Environment Federation. (2005). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21st ed. Washington: American Public Health Association.


31

BAB 4 JAR TEST

1. Maksud dan Tujuan Menentukan rentang dosis koagulan optimum berdasarkan

kualitas air sampel, terutama pH dan kekeruhan Melakukan percobaan proses koagulasi dan flokulasi skala

laboratorium untuk menurunkan kekeruhan dengan menggunakan metoda Jar Test.

Mengamati ukuran flok yang terbentuk selama berlangsungnya proses flokulasi.

Menentukan dosis optimum dan jenis koagulan tertentu untuk menurunkan kekeruhan sehingga baku mutu tercapai, serta mengamati faktor faktor yang mempengaruhinya (pH, temperatur).

2. Ruang Lingkup Percobaan menggunakan alat Jar Test untuk

mensimulasikan pengadukan cepat dan pengadukan lambat. Sedimentasi dilakukan untuk mengukur kecepatan

pengendapan terkait dengan jenis partikel flokulan.

3. Dasar Teori Jar Test adalah tes yang biasa dilakukan di laboratorium untuk

menentukan kondisi operasi optimum pada sistem pengolahan air bersih atau air limbah. Selain itu, Jar Test juga berguna untuk menentukan koagulan yang tepat dan koagulan pembantu, dan jika dibutuhkan dosis kimia yang dibutuhkan untuk koagulasi pada air tertentu. Prinsip dari Jar Test adalah proses koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi. Selama proses berlangsung dilakukan penyesuaian pH, jenis dan dosis koagulan, serta kecepatan pengadukan. Dengan Jar Test dapat ditentukan dosis optimum dari bahan-bahan kimia yang dibubuhkan ke dalam air baku. Jar Test pada umumnya digunakan untuk mengurangi/ menghilangkan koloid tersuspensi dan zat organik penyebab kekeruhan, bau, rasa dan warna pada sistem


32

pengolahan air bersih maupun air limbah. Jar Test juga digunakan untuk mengetahui proses koagulasi - flokulasi dalam sistem pengolahan air limbah dan menentukan dosis zat kimia yang tepat untuk mengolah air limbah tersebut sehingga dapat dikatakan layak dalam pengolahannya atau memenuhi baku mutu yang berlaku dalam pengolahan air limbah.

Penambahan bahan kimia (koagulan) pada proses koagulasi dengan pengadukan cepat, memberikan kesempatan kepada koagulan untuk membentuk inti flok yang berasal dari partikel koloid yang ada dalam contoh air. Proses koagulasi kemudian dilanjutkan dengan proses pengadukan lambat (flokulasi), dengan tujuan memberikan kesempatan bagi inti flok untuk saling bersentuhan sehingga terbentuk flok yang lebih besar yang siap untuk diendapkan. Proses berikutnya adalah pengendapan (sedimentasi) yang bertujuan untuk mengendapkan flok yang sudah terbentuk.

Gambar 7. Proses koagulasi dan flokulasi


33

Pada dasarnya koagulan adalah zat kimia yang mempunyai kemampuan untuk menetralisir muatan partikel koloid dan mempunyai kemampuan untuk mengikat partikel-partikel tersebut. Jenis koagulan yang banyak digunakan dalam pengolahan air bersih dan air limbah, antara lain: Alumunium Sulphat

Dibutuhkan alkalinitas yang cukup untuk bereaksi dengan alumunium sulphat untuk menghasilkan flok hidroksida. Reaksi untuk menghasilkan flok tersebut adalah :

( ) ( ) ( ) 2243232342 61432314 COCaSOAlCCaSOAl ++++

Meskipun demikian jika air baku tidak memiliki alkalinitas yang cukup untuk direaksikan dengan alumunium, maka alkalinitas harus ditambahkan. Biasanya alkalinitas yang ditambahkan berada dalam bentuk ion hidroksida seperti kalsium hidroksida. Reaksi koagulasi dengan kalsium hidroksida adalah :

( ) ( ) ( ) ( ) ++++ 2432232342 14323314 CaSOAlCaCCaSOAl

Rentang pH optimum untuk alumunium sulphat adalah 4,58. Pada rentang pH tersebut hidroksida relatif dapat larut.

Ferrous Sulphat Penggunaan ferrous sulphat sebagai koagulan memerlukan

alkalinitas dalam bentuk ion hidroksida dalam air baku untuk menghasilkan reaksi yang cepat. Oleh sebab itu Ca(OH)2 biasanya ditambahkan untuk meningkatkan pH sehingga ion besi dapat mengendap sebagai ferric hidroksida dalam reaksi berikut:

( ) ( ) ++

+++ 2432

224 132221272 CaSOFeCaFeSO


34

Agar reaksi dapat berlangsung pH harus ditingkatkan hingga mencapai 9,5. Sebagai perbandingan penggunaan ferrous sulphate dan kapur sebagai koagulan lebih mahal dibandingkan dengan penggunaan alumunium sulphat.

Ferric Sulfat Reaksi sederhana dari ferric sulphat dengan alkalinitas

bikarbonat alami untuk menjadi bentuk ferric hydroksida adalah :

( ) ( ) ( ) 24323342 6323 +++ CCaSOFeCCaSOFe

Reaksi ini menghasilkan flok yang besar dan cepat mengendap. Jika alkalinitas alam tidak mencukupi untuk reaksi ini, maka dipergunakan kapur sebagai tambahan.

Ferric Chlorida Reaksi sederhana dari ferric chlorida dengan alkalinitas

bikarbonat alami untuk membentuk ferric hydroksida adalah : ( ) ( ) 243233 63232 +++ CCaSOFeCCaFeCl

Jika alkalinitas yang ada di alam tidak mencukupi, maka ditambahkan kapur mati untuk membentuk hidroksida, sehingga berlangsung reaksi berikut:

( ) ( ) 23233 3232 CaClFeCCaFeCl ++

Rentang pH optimum untuk ferric chlorida sama dengan ferric sulaphat, yaitu sekitar 412. Bentuk flok yang dihasilkan biasanya tebal dan merupakan pembentukan flok yang cepat.


35

4. Alat dan Bahan Alat : Alat Jar Test Gelas beaker 1000 ml Pipet 25 mL pH meter Thermometer Turbidimeter Stop watch

Gambar 8. Peralatan Jar Test

Bahan: Sampel air danau Koagulan: FeCl3, Al2(SO4)3.18H2O, dan PAC (Poly

Aluminium Chloride)

water containers mixing paddles

rpm gage


36

5. Cara Kerja Praktikum Jar Test ini terdiri dari 2 modul.

MODUL 4.1: Penentuan Rentang Dosis Koagulasi Tujuan: Untuk menentukan rentang dosis koagulan untuk sampel dengan kualitas air tertentu, khususnya untuk parameter pH dan kekeruhan.

Penentuan rentang dosis koagulasi dilakukan berdasarkan pada kondisi air baku dan jenis koagulan yang dipakai. 1. Keluarkan sampel yang berasal dari praktikum modul

sebelumnya (pengambilan contoh air danau) dari lemari pendingin dan tunggu sampai suhunya mencapai suhu ruang.

2. Siapkan 5 gelas beaker dan masukkan volume sampel uji yang sama (1000 mL) kedalam masing-masing gelas beaker. Sampel uji harus dipastikan homogen ketika dimasukkan ke gelas beaker.

3. Ukur dan catat kekeruhan, pH dan temperatur awal. Sesuaikan pH dengan kondisi optimal koagulan.

4. Berdasarkan kekeruhan dan pH tentukan rentang koagulan berdasarkan jenis koagulan yang akan dipakai berdasarkan literatur textbook dan jurnal ilmiah.

5. Tentukan 5 variasi dosis koagulan dari rentang yang telah ditentukan berdasarkan studi pustaka.

MODUL 4.2: Koagulasi, Flokulasi, dan Sedimentasi Tujuan: Untuk menentukan dosis optimum dengan simulasi kogulasi dan flokulasi pada praktikum Jar Test dan penghilangan kekeruhan dengan sedimentasi.


37

Setelah mendapatkan variasi dosis koagulan dari Modul sebelumnya maka Jar Test dapat dilakukan dengan langkah sebagai berikut: 1. Timbang koagulan yang variasi dosisnya telah ditentukan

sebelumnya. 2. Masukkan koagulan pada masing-masing gelas beaker. 3. Operasikan Jar Test pada pengadukan cepat dengan

kecepatan 100 rpm selama 60 detik. 4. Kurangi kecepatan sampai pada kecepatan 40 rpm,

pengadukan lambat ini dilakukan selama 20 menit. 5. Amati ukuran dan bentuk flok pada proses pengadukan. 6. Setelah proses pengadukan selesai, pindahkan gelas beaker

dari alat Jar Test. 7. Pada proses pengendapan sampel, ukur dan catat

kekeruhan, pH, temperatur setiap10 menit, 20 menit, 30 menit.

8. Buat grafik hubungan antara dosis penambahan koagulan dan nilai kekeruhan untuk t pengendapan 10 menit, 20 menit, 30 menit (lihat hasil pengamatan 6.1).

9. Perkirakan sampel mana yang paling jernih untuk waktu tertentu (t menit), lalu buat variasi penambahan koagulan, lakukan langkah (1) hingga (9) dengan jenis koagulan yang sama. Perhatikan penambahan dosis koagulan tahap ke dua ini dengan variasi penambahan setiap 5 mg. Contoh: dosis koagulan dengan kekeruhan terkecil pada proses pertama adalah 20 mg/L, maka penambahan koagulan pada proses kedua adalah 10 mg, 15 mg, 20 mg, 25 mg, 30 mg (lihat hasil pengamatan tahap 2 pada bagian 6.3)


38

6. Hasil Pengamatan 1. Tabel pengamatan pH versus kekeruhan tahap 1

Jenis koagulan ......................................... Beaker

No. Waktu

pengendapan (menit ke ...)

Dosis koagulan (mg/L)

pH Temperatur (oC)

Kekeruhan (NTU)

1 10 10 2 20 3 30 4 40 5 50

1 20 10 2 20 3 30 4 40 5 50

1 30 10 2 20 3 30 4 40 5 50

2. Buat grafik hubungan antara nilai kekeruhan versus dosis koagulan yang dibubuhkan untuk t = 10, 20, 30 menit kemudian bandingkan dengan kelompok lainnya yang menggunakan koagulan berbeda.


39

3. Tabel pengamatan pH versus kekeruhan tahap 2

Jenis koagulan ......................................... Beaker

No.

Waktu pengendapan (menit ke ...)

Dosis Koagulan

(mg/L) pH Temperatur (oC)

Kekeruhan (NTU)

1 10 10

2

15

3

20

4

25

5

30

1 20 10

2

15

3

20

4

25

5

30

1 30 10

2

15

3

20

4

25

5

30

4. Buat grafik hubungan antara nilai kekeruhan versus dosis koagulan yang dibubuhkan untuk t = 10, 20, 30 menit tahap 2 kemudian bandingkan dengan kelompok lainnya yang menggunakan koagulan berbeda


40

Contoh hasil pengamatan:

Gambar 9. Grafik dosis koagulan vs kekeruhan

7. Diskusi dan Pembahasan Laporan praktikum mencakup hasil pengamatan disertai diskusi

dan pembahasan mengenai: 1. Apa fungsi dari pemutaran 100 rpm dan 40 rpm dengan waktu

yang berbeda pada praktikum Jar Test ini? Kaitkan dengan proses terbentuknya flok.

2. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi proses terbentuknya flok!

3. Tentukan koagulan mana yang paling tepat ditinjau dari penurunan kekeruhan yang dihasilkan, dosis optimum koagulan, jenis flok yang terbentuk, keperluan justifikasi pH dan temperatur optimum!


41

4. Bagaimana kesesuaian Jar Test dengan proses koagulasi dan flokulasi yang dilakukan pada suatu instalasi pengolahan air bersih? Tinjau dari bentuk alat yang digunakan, waktu, dan kecepatan impeller.

5. Dari koagulan yang Anda pilih sebagai koagulan yang paling tepat, bagaimana proses pemberian koagulan (dosing) pada suatu instalasi pengolah air bersih? Tinjau dari bentuk fisik koagulan, alat yang digunakan, dan potensi permasalahan.

6. Apa pengaruh dari bentuk flok terhadap unit sedimentasi dan unit pengolahan lumpur dari suatu pengolahan air bersih?

8. Kesalahan yang sering terjadi 1. Perhatikan untuk selalu konsisten melakukan pengukuran

pada bagian permukaan gelas beaker. 2. Selama proses pengendapan setelah Jar Test, harus

dipastikan tidak ada flok yang terangkat akibat teraduk pipet atau probe. Pipet yang akan digunakan harus dalam keadaan siap menghisap ketika dimasukan ke gelas beaker (tidak boleh mengosongkan udara pada bulb di dalam air yang menyebabkan flok terangkat).

3. Perbandingan data pengamatan dengan kelompok lain hanya dapat dilakukan jika kondisi awal sampel sama, terutama untuk nilai kekeruhan

9. Daftar Pustaka Reynold, T. D. dan Richard, P. A. (1996). Unit Operation and

Process In Environmental Engineering, 2nded. Boston: PWS Publishing Company.

Tugas: Mindmap Bab 8 (hal 166-190) Reynold, T. D. dan Richard, P. A. (1996). Unit Operation and Process In Environmental Engineering, 2nded. Boston: PWS Publishing Company.


42

BAB 5 SEDIMENTASI TIPE 2

1. Maksud dan Tujuan Maksud dari praktikum ini adalah untuk memahami proses

pemisahan zat padat - cair dari flokulen tersuspensi yang terdapat dalam proses pengolahan air minum dan air limbah. Sedangkan tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui karakteristik pengendapan / sedimentasi dari sampel air yang direpresentasikan dalam grafik penghilangan padatan tersuspensi (suspended solids removal) terhadap waktu detensi (detention time) dan beban permukaan (overflow rate).

2. Ruang Lingkup Batch settling test umumnya digunakan untuk mengevaluasi

karakteristik pengendapan dari flokulen tersuspensi yang terdapat di badan air maupun dalam proses pengolahan air.

3. Dasar Teori Aliran pada kondisi yang relatif tenang akan membuat padatan

mengendap akibat gaya gravitasi. Sedimentasi merupakan proses pemisahan material tersuspensi dalam air melalui gravitasi. Berdasarkan konsentrasi dan kemampuan partikel untuk saling berinteraksi, proses pengendapan dibagi menjasi 4 yaitu pengendapan diskrit (tipe 1 - discrete settling), pengendapan flokulen (tipe 2 - flocculant settling), pengendapan zona (tipe 3 - zone settling) dan pengendapan terkompresi (tipe 4 - compression settling).

Parameter kunci dalam analisis pengendapan partikel adalah kecepatan pengendapan yang dirumuskan berdasarkan Hukum ketiga Newton tentang aksi dan reaksi :

.(1)


43

Diasumsikan partikel berbentuk bola, maka kecepatan pengendapan (vs):

(2) Kemudian berdasarkan hukum Stokes untuk aliran laminar (Re < 1), subtitusikan nilai Cd ke persamaan diatas, diperoleh

(3)

Partikel akan dapat mengendap jika kecepatan pengendapan (vs) lebih besar dari beban permukaan yang disebut surface loading atau overflow rate (OR). Karena waktu detensi dari pengendapan partikel sama dengan waktu yang dibutuhkan aliran air yang mengalir dari inlet bak sedimentasi menuju outlet maka overflow rate data dinyatakan dengan :

OR = H/t = Q / A (4) dimana H : kedalaman bak sedimentasi (m) t : waktu detensi (hari) Q : debit (m3/hari) A : luas permukaan bak (m2)

Jika OR > vs, maka waktu yang dibutuhkan partikel untuk mengendap (mencapai zona lumpur di dasar bak sedimentasi) lebih lama daripada waktu yang dibutuhkan partikel air untuk mencapai outlet bak. Sehingga hanya sebagian partikel yang akan mengendap. Menurut Droste (1997) karena diasumsikan semua partikel terdistribusi sempurna di kedalaman inlet bak sedimentasi, maka hanya partikel yang memasuki zona pengendapan pada kedalaman


44

H yang akan mengendap, dimana H


45

kurva iso-concentration yang berbanding lurus dengan kecepatan pengendapan. Kemudian menurut Droste (1997), total removal untuk setiap iso-concentration curves dapat dihitung dengan persamaan berikut:

(7) dimana R : total removal (%) FR 0 : fraksi yang tersisihkan sepenuhnya (%); misalkan untuk iso-

concentration curves 40% maka FR 0 = 40% FRi : fraksi yang tersisihkan sebagian (%); ditinjau dari garis

vertikal yang ditarik dari titik dimana iso-concentration curves memotong sb-x

hi : kedalaman rata-rata yang dicapai fraksi partikel pada waktu t H : kedalaman efektif unit sedimentasi

4. Alat dan Bahan Alat: Batch settling test (kolom transparan yang dilengkapi

dengan lubang lubang pengambilan sampel) dengan ketinggian minimal 2 meter

Pengaduk magnetik atau alat pengaduk lainnya Pengukur waktu (stop watch) Pompa Alat alat lain yang dibutuhkan untuk pengukuran TSS

(lihat bab yang berkaitan) Alat alat lain yang dibutuhkan praktikum Jar test (lihat

bab yang berkaitan) 1 buah tangki besar dengan volume + 65 liter 1 buah tangki besar dengan volume + 60 liter 6 buah jerigen dengan volume 10 liter Tangga setinggi 1,5 meter atau lebih Mistar


46

Bahan: Sampel air + 65 liter (untuk proses Jar Test dan untuk

mengisi kolom sedimentasi). Sampel tersebut harus cukup keruh (kekeruhan minimum 30 NTU) untuk memastikan terbentuk flok yang mudah diamati

Koagulan Bahan - bahan lain yang dibutuhkan untuk pengukuran

kekeruhan dan TSS (lihat bab yang berkaitan)

Gambar 11. Skema Batch Settling Test


47

5. Cara Kerja Praktikum sedimentasi tipe 2 ini terdiri dari 2 modul.

MODUL 5.1: Pengukuran Kekeruhan dan TSS Tujuan: Untuk melakukan pengukuran perubahan kekeruhan dan TSS pada simulasi tipe 2 di kolom Batch Settling Test.

1. Tempatkan sampel air yang akan diuji di dalam sebuah tangki dengan volume + 65 liter (60 liter untuk batch settling test dan 5 liter untuk Jar Test) kemudian diamkan terlebih dahulu selama 20 menit sampai seluruh partikel diskrit mengendap. Ukur konsentrasi TSS dan kekeruhan sebelum dan sesudah pengendapan.

2. Ambil supernatan dan lakukan Jar Test untuk mendapatkan dosis optimum dari koagulan yang digunakan. Sebaiknya Jar Test dilakukan untuk beberapa jenis koagulan sehingga dapat dipilih koagulan yang menghasilkan flok yang mudah diamati.

3. Siapkan 6 buah jerigen berukuran masing masing 10 liter. Setiap jerigen diisi setengahnya (5 liter) dan ditambahkan beberapa miligram koagulan (dosis sesuai hasil Jar Test untuk volume 10 liter atau sesuai volume jerigen yang digunakan). Tambahkan lagi 5 liter sampel (atau sesuai kapasitas jerigen yang digunakan) kemudian jerigen di kocok selama 5 detik.

4. Siapkan tangki kosong dengan volume + 60 liter. Tuangkan sampel yang sudah diberikan koagulan (enam buah jerigen tersebut) kedalam tangki kosong tersebut. PERHATIAN: Saat melakukan penuangan dari jerigen ke dalam tangki kosong, posisi mulut jerigen tempat air keluar harus berada sekitar 54 cm dari dasar tangki kosong.

5. Setelah semua sampel dari jerigen dituangkan ke dalam tangki, tunggu sesaat (+ 45 detik) kemudian aduk sampel perlahan dengan sekop atau alat pengaduk lainnya yang


48

sesuai selama 30 menit. Lalu kekeruhan dan TSS setelah proses koagulasi dan flokulasi diukur.

6. Setelah itu, masukan pompa ke dalam tangki tersebut dan pompa sampel ke dalam kolom pengendapan. Setelah kolom pengendapan terisi penuh, ambil sampel 100 ml dari setiap keran secara bersamaan dan ukur konsentrasi kekeruhan dan TSS (konsentrasi pada t=0).

7. Aktifkan stopwatch, setelah 10 menit, ambil sampel + 100 mL pada setiap titik lubang sampling secara bersamaan dan ukur konsentrasi kekeruhan dan TSS (konsentrasi kekeruhan dan TSS pada t = 10 menit). Ukur juga tinggi endapan flok (mm) pada dasar kolom dengan menggunakan mistar.

8. Langkah diatas diulangi pada : a. t=20 menit : ukur kekeruhan, TSS, dan tinggi endapan b. t=30 menit : ukur kekeruhan, dan tinggi endapan c. t=40 menit : ukur kekeruhan, TSS, dan tinggi endapan d. t=50 menit : ukur kekeruhan, dan tinggi endapan e. t=60 menit : ukur kekeruhan, TSS, dan tinggi endapan f. t=70 menit : ukur kekeruhan, dan tinggi endapan g. t=80 menit : ukur kekeruhan, TSS, dan tinggi endapan h. t=90 menit : ukur kekeruhan, dan tinggi endapan i. t=100 menit : ukur kekeruhan, TSS, dan tinggi endapan j. t=110 menit : ukur kekeruhan, dan tinggi endapan k. t=120 menit : ukur kekeruhan, TSS, dan tinggi endapan

9. Dokumentasikan bentuk flok pada ketinggian kolom keran 2, 3, 4, dan dasar kolom untuk menit 9, 19, 29, 39, 49, 59, 69, 79, 89, 99, 109, dan 119

Catatan: Pada saat pengambilan sampel, tangan kiri memegang pipa dan

tangan kanan memegang gelas beaker atau sebaliknya.Posisi tangan yang membuka katub pada saat pengambilan sampel juga harus memegang pipa dengan tujuan untuk menahan pipa pada saat jari membuka katup pipa (Gambar 12). Hal ini bertujuan agar tidak


49

terjadi gaya geser yang berlebihan yang dapat membuat sambungan antara pipa dan kolom sedimentasi rusak.

Gambar 12. Cara pengambilan sampel


50

MODUL 5.2: Pembuatan Kurva Pengendapan Tujuan: Untuk membuat kurva pengendapan iso curve untuk melihat persentase penghilangan yang terjadi di kolom Batch Settling Test.

1. Konversi nilai kekeruhan menjadi TSS menggunakan grafik pada Gambar 13 atau rumus (8) dan bandingkan nilainya dengan konsentrasi TSS yang diperoleh dari pengujian langsung.

CTSS = 3.7 x (CNTU 14) (8) Catatan: Rumus diatas hanya berlaku untuk CNTU > 20

Gambar 13. Hubungan suspended solid dengan kekeruhan


51

2. Hitung persentase penyisihan pada setiap kedalaman dan waktu. Persentase penyisihan (R): R(%) = [(C0 Cti,d)/ C0] x 100% (9) dimana, C0 = Konsentrasi TSS awal (mg/l) Cti,d = Konsentrasi TSS pada waktu t dan kedalaman d (mg/l)

3. Plot kurva persentase penyisihan terhadap waktu pengendapan untuk setiap titik keran sampling.

4. Dengan menggunakan interpolasi, hitung waktu pengendapan pada setiap kedalaman (setiap keran sampling) untuk persentase penyisihan R = 20%.

5. Langkah (4) diulangi untuk R = 30%, R = 40%, R = 50%, R = 60%, R = 70%, kemudian plot kurva untuk masing masing persentase penyisihan (iso-concentration removal) terhadap waktu pengendapan dan kedalaman. Gunakan kertas grafik atau millimeter block sheet!

6. Tarik garis vertikal untuk setiap titik dimana iso-concentration curves memotong sb-x. Tinjau median dari setiap dua iso-concentration curves yang terpotong oleh garis vertikal dan hitung fraksi yang tersisihkan sebagian (FRi).

7. Nilai total persentase penyisihan (fraction removed) atau RT dan overflow rate (OR) dihitung untuk setiap waktu pengendapan (pada saat t memotong sb-x).

8. Plot kurva penyisihan TSS terhadap waktu detensi dan overflow rate.


52

6. Hasil Pengamatan Tabel 1

Waktu Konsentrasi TSS (mg/l) (Menit) 20 cm 60 cm 100 cm 140 cm 180 cm

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

100 110 120

Tabel 2 Waktu Tingkat Penyisihan TSS (%) (Menit) 20 cm 60 cm 100 cm 140 cm 180 cm

0 0 0 0 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

100 110 120


53

Tabel 3 Penyisihan Interpolasi waktu pengendapan (menit)

(%) 20 cm 60 cm 100 cm 140 cm 180 cm 20 30 40 50 60 70

Tabel 4 Penyisihan Kedalaman rata-rata antara dua iso-concentration curve (cm)

(%) 20% - 30% 30% - 40%

40% - 50%

50% - 60%

60% - 70%

20 30 40 50 60 70

Tabel 5 Waktu OR R (menit) (m3/hari-m2) (%)


54

7. Diskusi dan Pembahasan 1. Jelaskan secara singkat empat tipe sedimentasi dan

aplikasinya dalam proses pengolahan air! 2. Jelaskan secara singkat alasan mengapa sedimentasi tipe 2

tidak bisa dimodelkan dengan persamaan matematis! 3. Menurut Qasim et al (2000), 1 NTU sebanding dengan 0,5

2 mg TSS/liter. Tinjau hasil yang anda dapatkan dari praktikum, apakah sesuai dengan rentang nilai tersebut? Kemudian cari dan temukan (dari text book atau jurnal) minimal satu buah persamaan yang menunjukan hubungan antara kekeruhan dan konsentrasi TSS!

4. Karena waktu detensi dari pengendapan partikel sama dengan waktu yang dibutuhkan aliran air yang mengalir dari inlet bak sedimentasi menuju outlet, buktikan bahwa OR = Q/A!

5. Sebutkan kriteria desain bak sedimentasi dan juga faktor faktor lain yang mempengaruhi kinerja proses sedimentasi!

6. Berdasarkan kurva hasil praktikum, berapa overflow rate dan waktu detensi yang diperlukan untuk mencapai tingkat kinerja penyisihan TSS sebesar 60%? Apakah nilai overflow rate dan waktu detensi sesuai dengan kriteria desain unit sedimentasi pada instalasi pengolahan air minum?

7. Berdasarkan nilai overflow rate dan waktu detensi pada poin (5), buat rancangan unit sedimentasi untuk sebuah instalasi pengolahan air minum skala kecil (debit 50 liter/detik).

8. Ulangi pertanyaan (5) dan (6) untuk tingkat kinerja penyisihan TSS sebesar 30%. Bandingkan hasilnya dan buat kesimpulan dari analisis Anda.


55

8. Kesalahan yang sering terjadi 1. Pembukaan katub yang terlalu besar menyebabkan

turbulensi dan memecah flok yang sudah terbentuk. Sebaiknya, pembukaan katub cukup hingga mencapai setengah debit penuh dan dilakukan dengan satu tangan. Pada kondisi tertentu katub memang sulit dibuka, oleh karena itu, sebaiknya dilakukan latihan pembukaan katub saat kolom tidak berisi air.

9. Daftar Pustaka Droste. R. L. (1997). Theory and Practice of Water and

Wastewater Treatment. Canada: John Willey & Sons. Reynold, T. D. dan Richard, P. A. (1996). Unit Operation and

Process In Environmental Engineering, 2nded. Boston: PWS Publishing Company.

Qasim S.R, Montley M.W., dan Zhu G. (2000). Water Works Engineering. USA: Prentice-Hall Inc.

TU Delft. (n.d.) Sedimentation Flocculent Settling. http://ocw.tudelft.nl//fileadmin/ocw/courses/DrinkingWater

Treatment1/~.pdf. Diakses 6 Oktober 2012.

Tugas: Mindmap Bab 9 (hal. 219-239) Reynold, T. D. dan Richard, P. A. (1996). Unit Operation and Process In Environmental Engineering, 2nded. Boston: PWS Publishing Company.


56

BAB 6 PENGOLAHAN BIOLOGIS

DALAM TEKNIK LINGKUNGAN

1. Maksud dan Tujuan Memahami fungsi reaktor biologis dalam pengolahan air

limbah Menggunakan prinsip keseimbangan massa untuk

mengestimasi produksi lumpur Menggunakan prinsip keseimbangan massa untuk

mengetahui rasio resirkulasi lumpur ke reaktor

2. Ruang lingkup Metoda ini digunakan untuk mensimulasikan penurunan

kandungan BOD, COD TSS, dan VSS limbah cair pada reaktor pengolahan biologis yang dilengkapi dengan bak sedimentasi skala laboratorium.

3. Dasar Teori 3.1. Keseimbangan Massa

Massa sesuatu zat tidak dapat diciptakan atau dihancurkan. Massa yang terakumulasi sama dengan massa yang mengalir masuk dikurangi massa yang berubah dikurangi massa yang mengalir keluar.

Accumulation" = Input" Decreaseduetoreaction" Output"

Apabila dalam sistem tidak terjadi reaksi/proses seperti unit operasi maka tidak ada pengurangan akibat reaksi dan persamaan kesetimbangan massa menjadi

Accumulation" = Input" Output"

Gambar 14 merupakan suatu reaktor, garis putus putus menggambarkan batas sistem yang harus dipertahankan sehingga


57

semua aliran massa yang masuk dan yang keluar sistem dapat diperhatikan

Gambar 14. Aplikasi keseimbangan massa pada sebuah reaktor

Keseimbangan massa komponen A yang dipelajari adalah :

dC)V = QC+dt Vrdt QC)dt dimana, dC1 = perubahan komponen A di reaktor, massa/volume V = volume reaktor, volume Q = debit, volume/ waktu Co = konsentrasi awal, massa/volume C1 = konsentrasi akhir, massa/volume dt = perubahan waktu, waktu r = laju reaksi komponen A, massa/volume-waktu

3.2. Reaktor Biofilter Suatu unit pengolahan biologis akan memanfaatkan

mikroorganisme yang tumbuh secara melekat (attached growth) untuk mengolah zat organik yang merupakan polutan dengan menjadikan zat organik tersebut sebagai bahan makanan.

C6H12O6 + O2 + mikroorganisme CO2 + H2O + biomassa


58

Reaktor biofilter mengadaptasi pengolahan trickling filter dalam pengolahan limbah dengan penggunaan media filter sebagai tempat tumbuh mikroorganisme.

Reaktor yang terbuat dari kaca dengan tebal 8 mm ini memiliki kapasitas 32 L dengan dimensi (30 x 30 x 40) cm. Media filter yang digunakan sebagai tempat tumbuh mikroorganisme adalah bioball (Gambar 15) yang terbuat dari PVC dengan ukuran 7,5 cm, luas spesifik 230 m2/m3, dan porositas rongga 0,92.

Gambar 15. Tampak samping reaktor biofilter

Gambar 16. Bioball


59

Beberapa istilah dalam unit pengolahan biologis secara umum: - Mixed Liquor suspended solids (MLSS) yaitu campuran lumpur

biologis. Konsentrasi zat padat tersuspensi dari MLSS ideal dari lumpur biologis tergantung dari jenis aliran dan kondisi aerobik reaktor namun berkisar antara 2000-4000 mg/L.

- Tingkat pemakaian kembali (recycle rate/R) dari lumpur biologis yang didesain berdasarkan indeks densitas lumpur (sludge density index/SDI). Sampel dari hilir reaktor diambil dan diendapkan selama 30 menit di tabung. Volume dari lumpur terendapkan dibaca di tabung, disampel menggunakan pipet dan ditimbang beratnya, sehingga didapatkan massa jenis lumpur yaitu mg/volume lumpur yang terendapkan. Perbandingan SDI dan MLSS menentukan tingkat pemakaian kembali dari lumpur aktif.

- Indeks volume lumpur (sludge volume index/SVI) adalah kebalikan dari indeks densitas lumpur dimana indeks volume lumpur adalah volume dari tiap gram lumpur aktif terendapkan. Kisaran nilai SVI untuk lumpur biologis adalah 50-150 mL/g.

4. Alat dan Bahan Alat: 1 reaktor biofilter skala lab 1 pompa untuk pengatur debit reaktor Imhoff cone yang difungsikan sebagai clarifier dengan

format batch flow Gelas beaker

Bahan: Air limbah cucian perut sapi (rumen) untuk proses seeding Limbah cair batik yang akan diolah dengan rasio

BOD:COD = 0,65


60

5. Cara Kerja Praktikum pengolahan biologis dalam teknik lingkungan ini terdiri dari 2 modul.

a. Proses pengembangbiakan mikroorganisme (seeding) Dalam tahapan ini dilakukan upaya untuk menumbuhkan

mikroorganisme pada media filter dengan bakteri yang berasal dari perut sapi. Limbah perut sapi diresirkulasi dengan waktu tinggal 8 jam sehingga, dengan volume reaktor sebesar 32 liter maka didapat debit sebesar 4 liter per jam setara dengan 1,1 ml per detik.

b. Adaptasi atau aklimatisasi Aklimatisasi adalah pengadaptasian mikroorganisme

terhadap air buangan yang akan diolah. Pengadaptasian dilakukan dengan cara mengganti air limbah cucian perut sapi secara perlahan dengan air limbah batik. Waktu pentahapan dilakukan selama 3 hari sebelum dilanjutkan ke tahap berikutnya. Setiap pergantian tahap akan dilakukan pengecekan COD sebagai verifikasi bahwa proses adaptasi berjalan baik. Pada proses adaptasi ini, efluen akan diresirkulasikan ke influen menggunakan pompa.

Tabel 4. Tahapan proses aklimatisasi

Tahapan Air limbah cucian perut sapi (%) Air limbah batik (%)

Tahap I 90 10 Tahap II 80 20 Tahap III 70 30 Tahap IV 60 40 Tahap V 50 50 Tahap VI 40 60 Tahap VII 30 70 Tahap VIII 20 80 Tahap IX 10 90 Tahap X 0 100


61

c. Feeding Akhir dari aklimatisasi adal

Buku Modul Labling 2013

Documents

Transcript of Buku Modul Labling 2013