MACAM-MACAM KOAGULANKoagulasi merupakan proses destabilisasi muatan partikel koloid,suspended solid halus dengan penambahan koagulan disertai dengan pengadukan cepat untuk mendispersikan bahan kimia secara merata. Dalam suatu suspensi, koloid tidak mengendap (bersifat stabil) dan terpelihara dalam keadaan terdispersi, karena mempunyai gaya elektrostatis yang diperolehnya dari ionisasi bagian permukaan serta adsorpsi ion-ion dari larutan sekitar. Pada dasarnya koloid terbagi dua, yakni koloid hidrofilik yang bersifat mudah larut dalam air (soluble) dan koloid hidrofobik yang bersifat sukar larut dalam air (insoluble).Koagulan adalah bahan kimia yang mempunyai kemampuan menetralisasi muatan partikel koloid dan mampu untuk mengikat partikel koloid tersebut membentuk gumpalan atau flok. Efektifitas dari kerja koagulan tergantung dari pH dan dosis dari pemakaian serta tergantung pula dari sifat air limbah yang diolah. Pemilihan zat koagulan harus berdasarkan pertimbangan antara lain jumlah dan kualitas air yang akan diolah, kekeruhan air baku, metode filtrasi serta sistem pembuangan lumpur endapan (Alaerts, 1984, 52).a) Aluminium sulfat Garam Aluminium Sulfat jika ditambahkan dalam air dengan mudah akan larut dan bereaksi dengan HCO3- menghasilkan Aluminium Hidroksida Dengan adanya hidroksida aluminium yang bermuatan positip maka akan terjadi tarik menarik antara partikel koloid yang bermuatan negatif dengan partikel aluminium hidroksida sehingga terbentuk gumpalan partikel yang makin lama makin besar dan berat serta cepat mengendap. Selain itu juga partikel zat organik tersuspensi, zat anorganik, bakteri dan mikro organisme yang lain dapat bersama-sama membentuk gumpalan partikel atau flok yang akan mengendap bersama-sama. Jika alkalinitas air tidak cukup untuk dapat bereaksi dengan Alum, maka dapat ditambahkan kapur atau soda abu agar reaksi dapat berjalan dengan baik. Reaksi yang terjadi :Al2(SO4)3.18H2O + 3Ca(HCO3)2 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4 + 6 CO2 + 18 H2O EndapanAl2(SO4)3.18.H2O + 3 Ca(OH)2 2 Al (OH)3 + CaSO4 + 18 H2OEndapan Al2(SO4)3.18H2O+3Na2CO3+3H2O 2 Al(OH)3 +3Na2SO4 +3CO2 +18H2OEndapan Al2(SO4)3.18H2O + 6 NaOH 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 3CO2 + 18 H2O EndapanAluminium Sulfat atau Alum, diproduksi dalam dalam bentuk padatan atau cairan. Banyak dipakai karena harganya relatif murah dan efektif untuk mengolah air dengan kekeruhan yang tinggi dan baik dipakai bersama-sama dengan zat koagulan pembantu. Dibandingkan dengan garam besi Alum tidak menimbulkan pengotoran yang serius pada dinding bak. Salah satu kekurangannya flok yang terjadi lebih ringan dibanding flok koagulan garam besi dan selang pH lebih sempit yaitu 5,5 8,5. Alum padat umumnya dipakai dalam bentuk larutan dengan konsentrasi 5 10 % untuk skala kecil dan untuk skala besar 20 30 %. Alum cair cara pengerjaan dan transportasi mudah tetapi pada suhu rendah dan konsentrasi tinggi akan terjadi pengkristalan Al2O3 yang menyebabkan pada penyumbatan pada perpipan (Tchobanoglous, dkk, 2003, 267). Gambar.1.aluminium sulfat padat Gambar.2. aluminium sulfat cairAluminium sulfat sering digunakan dalam pemurnian air dan sebagai mordan di dalam zat warna dan tekstil cetak. Apabila terlarut dalam jumlah yang lebih besar daripada air netral atau air sedikit basa, maka aluminium sulfat akan menghasilkan endapan gelatin dari aluminium hidroksida, Al(OH)3. Aluminium sulfat memiliki sifat-sifat seperti berikut :1) Rumus molekul: Al2(SO4)32) Berat molekul: 342,15gr/mol (anhidrat) 666,42 gr/mol (oktadekahidrat)3) Penampilan: Kristal padat putih, higroskopik4) Densitas: 2,672 gr/cm3 (anhidrat) 1,62 gr/cm3(oktadekahidrat)5) Titik leleh: 77,0C (anhidrat) 86,5C (oktadekahidrat)6) Kelarutan dalam air : 31,2 gr/100 mL (0C) 36,4 gr/100 mL (20C) 89,0 gr/100 mL (100C)7) Kelarutan dalam pelarut lain: Sedikit larut di dalam alkohol dan asam mineral encer8) Keasaman (pKa): 3,3-3,69) Indeks Refraksi (nD): 1,4710) Struktur Kristal: Monoklin (hidrat)11) Entalpi pembentukan standar: fHo298: -3440 kJ/molb) Poly Aluminium Chloride (PAC) PAC merupakan bentuk polimerisasi kondensasi dari garam aluminium, berbentuk cair dan merupakan koagulan yang sangat baik. PAC mempunyai daya koagulasi lebih besar daripada alum dan dapat menghasilkan flok yang stabil walaupun pada suhu yang rendah dan pengerjaannya pun mudah (Alaerts, 1984, 56). PAC ini memiliki banyak keunggulan sebagai bahan koagulan. Berikut ini beberapa keunggulan yang dimiliki PAC dibanding koagulan lainnya adalah:1) PAC dapat bekerja di tingkat pH yang lebih luas, dengan demikian tidak diperlukan pengoreksian terhadap pH, terkecuali bagi air tertentu.2) Kandungan belerang dengan dosis cukup akan mengoksidasi senyawa karboksilat rantai siklik membentuk alifatik dan gugusan rantai hidrokarbon yang lebih pendek dan sederhana sehingga mudah untuk diikat membentuk flok-flok.3) Kadar khlorida yang optimal dalam fasa cair yang bermuatan negatif akan cepat bereaksi dan merusak ikatan zat organik terutama ikatan karbon nitrogen yang umumnya dalam truktur ekuatik membentuk suatau makromolekul terutama gugusan protein, amina, amida dan penyusun minyak dan lipida.4) PAC tidak menjadi keruh bila pemakaiannya berlebihan, sedangkan koagulan yang lain (seperti alumunium sulfat, besi klorida dan fero sulfat) bila dosis berlebihan bagi air yang mempunyai kekeruhan yang rendah akan bertambah keruh. Jika digambarkan dengan suatu grafik untuk PAC adalah membentuk garis linier artinya jika dosis berlebih maka akan didapatkan hasil kekeruhan yang relatif sama dengan dosis optimum sehingga penghematan bahan kimia dapat dilakukan. Sedangkan untuk koagulan selain PAC memberikan grafik parabola terbuka artinya jika kelebihan atau kekurangan dosis akan menaikkan kekeruhan hasil akhir, hal ini perlu ketepatan dosis.5) PAC mengandung suatu polimer khusus dengan struktur polielektrolite yang dapat mengurangi atau tidak perlu sama sekali dalam pemakaian bahan pembantu, ini berarti disamping penyederhanaan juga penghematan untuk penjernihan air6) Kandungan basa yang cukup akan menambah gugus hidroksil dalam air sehingga penurunan pH tidak terlalu ekstrim sehingga penghematan dalam penggunaan bahan untuk netralisasi dapat dilakukan.7) PAC lebih cepat membentuk flok daripada koagulan biasa ini diakibatkan dari gugus aktif aluminat yang bekerja efektif dalam mengikat koloid yang ikatan ini diperkuat dengan rantai polimer dari gugus polielektrolite sehingga gumpalan floknya menjadi lebih padat, penambahan gugus hidroksil kedalam rantai koloid yang hidrofobik akan menambah berat molekul, dengan demikian walaupun ukuran kolam pengendapan lebih kecil atau terjadi over-load bagi instalasi yang ada, kapasitas produksi relatif tidak terpengaruh.Dengan demikian PAC menggabungkan netralisasi dan kemampuan menjembatani partikel-partikel koloid sehingga koagulasi berlangsung efisien. Namun terdapat kendala dalam menggunakan PAC sebagai koagulan aids yaitu perlu pengarahan dalam pemakaiannya karena bersifat higroskopis.d) Ferro Sulfat Dikenal sebagai Copperas, bentuk umumnya adalah granular. Ferrous Sulfate dan lime sangat efektif untuk proses penjernihan air dengan pH > 10. Ferro sulfat adalah senyawa dari besi dan sulfat (terdiri dari atom sulfur dan oksigen). Ferro sulfat diproduksi secara besar dengan mereaksikan asam sulfat dengan larutan panas Ferro sulfat, digunakan aoxidizing agent seperti hydrogen peroksida atau asam nitrat. Dalam instalasi pengolahan buangan, Ferro sulfat biasanya digunakan untuk membantu dalam mengendapkan partikel dalam air. Ferro Sulfat diproduksi dalam bentuk kristal bewarna hijau atau butiran untuk pembubuhan kering dengan kandungan FeSO4 kira-kira 55 %. Biasanya digunakan bersama-sama dengan kapur untuk menaikan pH sehingga ion Ferro terendapkan dalam bentuk Feri hidroksida Fe(OH)3. Ferro Sulfat kurang sesuai untuk menghilangkan warna akan tetapi sangat baik untuk pengolahan air yang mempunyai alkalinitas, kekeruhan dan DO yang tinggi. Kondisi pH yang sesuai antara 9 11. Ferro Sulfat lebih murah dibanding Aluminium sulfat tetapi pengolahan air dengan menggunakan Ferro Sulfat memperbesar kesadahan air. Reaksi pemurnian air dengan ferro sulfat :FeSO4.7H2O + Ca(OH)2 Fe(OH)2 + CaSO4 + 7 H2O 4 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4 Fe(OH)3Endapan e) Ferri Chlorida Ferri Chlorida atau Besi (III) Klorida adalah salah satu komoditas senyawa kimia berskala industry. Warna dari Kristal Besi (III) Klorida ini tergantung dari sudut penglihatan, denganreflected lightkristal akan terlihat hijau gelap, namun lewattransmitted lightakan terlihat ungu kemerahan. Ferri Khlorida dan ferri Sulfat merupakan bahan koagulan dengan nama dagang bermacam-macam. Dapat bereaksi dengan bikarbonat (alkalinitas) atau kapur. Reaksi yang terjadi adalah :2 FeCl3 + 3 Ca( HCO3)2 2 Fe(OH)3 + CaCl2 + 21 H2O2 FeCl3 + 3 Ca(OH)2 2 Fe(OH)3 + 3 CaCl2Keuntungan dari koagulan garam ferri antara lain proses koagulasi dapat dilakukan pada selang pH yang lebih besar, biasanya antara pH 4 - 9. Flok yang terjadi lebih berat sehingga cepat mengendap serta efektif untuk menghilangkan warna , bau serta rasa.f) Karbon aktifKarbon aktif merupakan suatu bentuk arang yang telah melalui aktifasi dengan menggunakan gas CO2, uap air atau bahan-bahan kimia sehingga pori-porinya terbuka dan dengan demikian daya absorpsinya menjadi lebih tinggi terhadap zat warna dan bau. Karbon aktif biasanya dapat berasal dari tempurung kelapa dan batu bara yang sudah diolah menjadi karbon aktif. Kegunaan karbon aktif sangat banyak dan dibutuhkan di industri-industri besar. Untuk pemurnian gas, misalnya, karbon aktif diperlukan untuk menghilangkan belerang, gas beracun, bau busuk, asap dan pencegahan racun. Kemudian dipakai juga pada industri pengolahan gas alam cair (LNG), katalisator untuk mengangkut vinil klorida dan vinil asetat.Karbon aktif yang berwarna hitam, tidak berbau, tidak terasa dan mempunyai daya serap yang jauh lebih besar dibandingkan dengan kabon aktif yang belum menjalani proses aktivasi, serta mempunyai permukaan yang luas, yaitu memiliki luas antara 300 sampai 2000 m/gram. Karbon aktif ini mempunyai dua bentuk sesuai ukuran butirannya, yaitu karbon aktif bubuk dan karbon aktif granular (butiran). Karbon aktif bubuk ukuran diameter butirannya kurang dari atau sama dengan 325 mesh. Sedangkan karbon aktif granular ukuran diameter butirannya lebih besar dari 325 mesh.Karbon aktif juga digunakan di industri obat dan makanan sebagai penyaring, penghilang warna, bau dan rasa tidak enak pada makanan. Di bidang perminyakan juga karbon aktif dipakai sebagai bahan penyulingan bahan mentah dan zat perantara. Dalam industri pembersihan air dipakai juga sebagai bahan penghilang bau, warna dan logam berat, menghilangkan ammonia, nitrit, fenol. Bahkan dalam industri pulp (bahan kertas) dan tambang emas, karbon aktif digunakan sebagai bahan pemurnian.Karbon aktif mengandung 5 sampai 15 persen air, 2 sampai 3 persen abu dan sisanya terdiri dari karbon. Karbon aktif berbentuk amorf terdiri dari pelat-pelat datar, disusun oleh atom-atom C yang terikat secara kovalen dalam suatu kisi heksagonal datar dengan satu atom C pada setiap sudutnya. Pelat-pelat tersebut bertumpuk-tumpuk satu sama lain membentuk kristal-kristal dengan sisa hidrokarbon, ter dan senyawa organik lain yang tertinggal pada permukaannya.Ada 2 tahap utama proses pembuatan karbon aktif yakni proses karbonasi dan proses aktifasi. Secara umum proses karbonisasi sempurna adalah pemanasan bahan baku tanpa adanya udara sampai temperatur yang cukup tinggi untuk mengeringkan dan menguapkan senyawa dalam karbon. Pada proses ini terjadi dekomposisi termal dari bahan yang mengandung karbon, dan menghilangkan spesies non karbonnya. Pada umumnya karbon aktif dapat di aktifasi dengan 2 (dua) cara, yaitu:1. Aktifasi kimiaArang hasil karbonisasi direndam dalam larutan aktifasi sebelum dipanaskan. Pada proses aktifasi kimia, arang direndam dalam larutan pengaktifasi selama 24 jam lalu ditiriskan dan dipanaskan pada suhu 600oC 9000oC selama 1 2 jam.2. Aktifasi fisikaProses menggunakan gas aktifasi misalnya uap air atau CO2 yang dialirkan pada arang hasil karbonisasi. Proses ini biasanya berlangsung pada temperatur 800 11000C.Aktivasi karbon bertujuan untuk memperbesar luas permukaan arang dengan membuka pori-pori yang tertutup sehingga memperbesar kapasitas adsorbsi. Pori-pori arang biasanya diisi oleh hidrokarbon dan zat-zat organik lainnya yang terdiri dari persenyawaan kimia yang ditambahkan akan meresap dalam arang dan membuka permukaan yang mula-mula tertutup oleh komponen kimia sehingga luas permukaan yang aktif bertambah besar. Efisiensi adsorbsi karbon aktif tergantung dari perbedaan muatan listrik antara arang dengan zat atau ion yang diserap. Bahan yang bermuatan listrik positif akan diserap lebih efektif oleh arang aktif dalam larutan yang bersifat basa. Jumlah karbon aktif yang digunakan untuk menyerap warna berpengaruh terhadap jumlah warna yang diserap. Untuk mengurangi kesadahan (Hardness) pada air dapat digunakan filtrasi (penyaringan) dengan media karbon aktif yang memiliki sifat kimia dan fisika, di antaranya mampu menyerap zat organik maupun anorganik, dapat berlaku sebagai penukar kation, dan sebagai katalis untuk berbagai reaksi. Karbon aktif adalah sejenis adsorbent (penyerap), berwarna hitam, berbentuk granule, bulat, pellet ataupun bubuk. Jenis karbon aktif tempurung kelapa ini sering digunakan dalam proses penyerap rasa dan bau dari air, dan juga penghilang senyawa-senyawa organik dalam air. Air sadah adalah air yang mengandung ion Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg). Ion-ion ini terdapat dalam air dalam bentuk sulfat, klorida, dan hidrogenkarbonat. Kesadahan air alam biasanya disebabkan garam karbonat atau garam asamnya. Kesadahan merupakkan petunjuk kemampuan air untuk membentuk busa apabila dicampur dengan sabun. Pada air berkesadahan rendah, air dapat membentuk busa apabila dicampur dengan sabun, sedangkan air yang berkesadahan tinggi tidak akan membentuk busa. Kesadahan atau Hardness adalah salah satu sifat kimia yang dimiliki oleh air.Penyebab air menjadi sadah adalah karena adanya ion-ion Ca2+, Mg2+. Atau dapat juga disebabkan karena adanya ion-ion lain dari polyvalent metal (logam bervalensi banyak) seperti Al, Fe, Mn, Sr dan Zn dalam bentuk garam sulfat, klorida dan bikarbonat dalam jumlah kecil.

Gambar.3. karbon aktifg) Activated silicaActivated silica merupakan sodium silicate yang telah direaksikan dengan sulfuric acid, alumunium sulfate, carbondioxide, atau klorida. Sebagai koagulan aid, activated silica memberikan keuntungan antara lain meningkatkan laju reaksi kimia, menurunkan dosis koagulan, memperluas jangkauan pH optimum dan mempercepat serta memperkeras flok yang terbentuk. Umumnya digunakan dengan koagulan alumunium dengan dosis 7 11% dari dosis alum.Di dalam pasir silikaterdapat tiga bentuk kristalinsilika utama yang meliputikuarsa, tridimit dan kirbolite sangat stabil dan tidak mengalami perubahan meskipun berada dalam temperatur yang berbeda-beda. Disamping itu, Ketiganya yaknikuarsa, tridimit dan kribolite memiliki sub bagian. Misalnya, para ahli geologi(geologist)membedakan yang merupakan bentuk kristalinsilikaantarakuarsaalpha dan beta. Ketika berada pada temperature rendahkuarsaalpha terpukul pada tekanan atmosfir, ini memberikan pengaruh padakuarsabeta sehinggakuarsabeta mengalami perubahan pada 5730C. Sedangkan jika memperhatikan perubahan pada bentuk kristalin tridimite, ia akan terbentuk pada temperature suhu 8700C. Berbeda halnya dengan bentuk kristalin krisbolite yang akan terbentuk pada suhu 14700C. Perlu diketahui, titik peleburan padasilikaadalah 16100C,hal ini menunjukan titik peleburansilikayang lebih tinggi dari pada titik peleburan baja/besi, tembaga dan alumunium. Namun, hal ini adalah satu alasan mengapaperbedaan temperatur digunakan untuk menghasilkan cetakan dan bagian inti untuk peroduksi metal atau logam.Struktur kristalinkwarsadarisilikaberdasar pada empat atom oksigen yang terhubung bersama ke bentuk sebuah three-demensional (3 dimensi). Bentuk ini disebut sebagai tetrahedron dengan satusiliconatom di bagian tengahnya. Bila dihitung, jumlahnya sangat banyak hingga beribu-ribu tetradrons yang tergabung bersama, dengan membagikan satu ujung ke ujung atom oksigen lainnya menuju kristalkwarsa.h) Sodium aluminateSodium aluminat adalah kimia anorganik komersial yang penting. Ia bekerja sebagai sumber yang efektif dari aluminium hidroksida untuk banyak aplikasi industri dan teknis. Natrium Murni aluminat (anhidrat) adalah kristal putih solid memiliki formula dengan berbagai diberikan sebagai NaAlO2, Naal (OH) 4 (terhidrasi), Na2O Al2O3, atau Na2Al2O4. Komersial natrium aluminat tersedia sebagai solusi atau padat.Sodium aluminat diproduksi oleh pelarutan aluminium hidroksida dalam soda kaustik (NaOH) larutan. Aluminium hidroksida (gibbsite) dapat dilarutkan dalam 20-25% larutan NaOH berair pada suhu dekat titik didih. Penggunaan larutan NaOH lebih terkonsentrasi mengarah ke produk semi-padat. Proses harus dilakukan dengan steam panas di vessel dari nikel atau baja, dan aluminium hidroksida harus direbus dengan sekitar 50% soda kaustik cair sampai bentuk bubur. Campuran akhir harus dituangkan ke dalam tangki dan didinginkan. Massa padat yang mengandung sekitar 70% NaAlO2 maka bentuk. Setelah hancur, produk ini mengalami dehidrasi dalam oven rotary dipanaskan baik secara langsung maupun tidak langsung dengan membakar hidrogen. Produk yang dihasilkan mengandung 90% NaAlO2 dan 1% air, bersama-sama dengan 1% NaOH bebas.Sodium aluminat digunakan dalam kondisi khusus karena harganya yang relatif mahal. Biasanya digunakan sebagai koagulan sekunder untuk menghilangkan warna dan dalam proses pelunakan air dengan lime soda ash. Sodium aluminate tersedia di pasaran dalam bentuk cair maupun padat ( powder). Sodium bentuk cair aluminat biasanya berupa larutan dalam air dengan berbagai konsentrasi. Sodium aluminate bentuk padat biasanya terdapat impurities berupa sodium carbonate dan caustic soda ( sodium hydroxide ).Sodium aluminate berfungsi sebagai koagulan digunakan bersama aluminium sulfate. Flok yang dihasilkan sama dengan flok hasil koagulasi oleh aluminium sulfate sendiri. Yang berbeda adalah bahwa aluminium sulfate adalah koagulan asam, sedangkan sodium aluminate merupakan koagulan basa.6 NaAlO2 + Al2(SO4)3.18 H2O 8 Al (OH)3 + 3 Na2SO4 + 2O ( larut ) ( larut ) ( tidak larut ) ( larut )2 NaAlO2 + CO2 + 3 H2O Na2CO3 + 2 Al(OH)3 ( larut )( larut ) ( larut ) ( tidak larut )DAFTAR PUSTAKA

Alif.2011.Koagulasi dan Flokulasi. http: // alifcenter.wordpress.com/ 2011/03/ 10/ koagulasi-dan-flokulasi/. Diakses tanggal 2 september 2014Anonim.2010.Koagulan.http://squidgoblog.blogspot.com/2010/02/tugas-tl3102-unit-proses-koagulan.html. diakses tanggal 4 september 2014Bonar.2012.Karbon Aktif.http://karbonaktif-bonar.blogspot.com/. Diakses tanggal 3 september 2014Bulek.2010.Koagulasi dan Flokulasi.http://bulekbasandiang. wordpress.com/. diakses tanggal 3 september 2014Sumanda,Ketut.2012.PENGOLAHAN AIR LIMBAH SECARA KIMIA. http://ketutsumada.blogspot.com/2012/04/pengolahan-air-limbah-secara-kimia.html. diakses tanggal 2 september 2014