Flokulasi

Nanda Nabilah Ubay/2B

FLOKULASI

1.1 Definisi

Flokulasi adalah proses pengadukan lambat agar campuran

koagulan dan air baku yang telah merata membentuk gumpalan

atau flok dan dapat mengendap dengan cepat.

1.2 Prinsip

Dengan pengadukan yang lambat maka flok-flok yang sudah

terbentuk dalam proses koagulasi diperbesar ukurannya, flok-flok

akan ke dalam hubungan sehingga partikel-partikel tersebut

saling bertabrakan kemudian melekat dan berubah menjadi

ukuran yang siap turun mengendap dan endapan tersimpan di

bak flokulasi.

1.3 Mekanisme Reaksi

Segera setelah terbentuk inti flok, inti flok bergabung

menjadi flok berukuran lebih besar yang memungkinkan partikel

dapat mengendap. Penggabungan flok kecil menjadi flok besar

terjadi karena adanya tumbukan antar flok. Tumbukan ini terjadi

akibat adanya pengadukan lambat. Pada bak pengaduk cepat,

dibubuhkan koagulan. Pada bak pengaduk lambat, terjadi

pembentukan flok yang berukuran besar hingga mudah

diendapkan pada bak sedimentasi.

Koagulan yang banyak digunakan dalam pengolahan air

minum adalah aluminium sulfat atau garam-garam besi. Kadang-

kadang koagulan-pembantu, seperti polielektrolit dibutuhkan

untuk memproduksi flok yang lebih besar atau lebih cepat

1

mengendap. Faktor utama yang mempengaruhi proses

koagulasi-flokulasi air adalah kekeruhan, padatan tersuspensi,

temperatur, pH, komposisi dan konsentrasi kation dan anion,

durasi dan tingkat agitasi selama koagulasi dan flokulasi, dosis

koagulan, dan jika diperlukan, koagulan-pembantu.

NAMA FORMULA BENTUKREAKSI

DENGAN AIR

pH OPTIMUM

Aluminium sulfat, Alum sulfat, Alum,

SalumA

l2(SO4)3.xH2OBongkah,

bubukAsam 6,0 – 7,8

Sodium aluminatNaAlO2

atauN

Bubuk Basa 6,0 – 7,8

PolyaluminiumChloride, PAC Aln(OH)mCl3n-

Cairan, bubuk Asam 6,0 – 7,8

Ferri sulfat FKristalhalus Asam 4 – 9

Ferri klorida FeCl3.6H2OBongkah,

cairan Asam 4 – 9

Ferro sulfat FeSO4.7H2OKristal halus Asam > 8,5

Tabel 1.1 Koagulan

Reaksi kimia untuk menghasilkan flok adalah:

Al2(SO4)3.14H2O + 3Ca(HCO3)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4 +

14H2O + 6CO2

Pada air yang mempunyai alkalinitas tidak cukup untuk

bereaksi dengan alum, maka perlu ditambahkan alkalinitas

dengan menambah kalsium hidroksida.

Al2(SO4)3.14H2O + 3Ca(OH)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 14H2O


Derajat pH yang optimum untuk alum berkisar 4,5 hingga

8, karena aluminium hidroksida relatif tidak terlarut.

Ferro sulfat membutuhkan alkalinitas dalam bentuk ion

hidroksida agar menghasilkan reaksi yang cepat. Untuk itu,

Ca(OH)2 ditambahkan untuk mendapatkan pH pada level di

mana ion besi diendapkan sebagi Fe(OH)3. Reaksi ini adalah

reaksi oksidasi-reduksi yang membutuhkan oksigen terlarut

dalam air. Dalam reaksi koagulasi, oksigen direduksi dan ion besi

dioksidasi menjadi ferri, di mana akan mengendap sebagai

Fe(OH)3.

2FeSO4.7H2O + 2Ca(OH)2 + 1/2 O2 2Fe(OH)3 + 2CaSO4 +

13H2O

Untuk berlangsungnya reaksi ini, pH harus sekitar 9,5 dan

kadang-kadang stabilisasi membutuhkan kapur berlebih.

Penggunaan ferri sulfat sebagai koagulan berlangsung

mengikuti reaksi:

Fe2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 2Fe(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

Reaksi ini biasanya menghasilkan flok yang padat dan

cepat mengendap. Jika alkalinitas alami tidak cukup untuk reaksi,

diperlukan penambahan kapur. Rentang pH optimum adalah

sekitar 4 hingga 12, karena ferri hidroksida relatif tidak larut

dalam rentang pH ini.

Reaksi ferri klorida sebagai koagulan berlangsung sebagai

berikut:

2FeCl3 + 3Ca(HCO3)2 2Fe(OH)3 + 3CaCl2 + 6CO2

3

Penambahan kapur diperlukan bila alkalinitas alami tidak

mencukupi.

2FeCl3 + 3Ca(OH)2 2Fe(OH)3 + 3CaCl2

Reaksi ferri klorida berlangsung pada pH optimum 4

sampai 12. Flok yang terbentuk umumnya padat dan cepat

mengendap.

1.4 Tujuan

Tujuan utama flokulasi adalah membawa partikel ke dalam

hubungan sehingga partikel-partikel tersebut saling bertabrakan,

kemudian melekat, dan tumbuh mejadi ukuran yang siap turun

mengendap.

Proses flokulasi dalam pengolahan air bertujuan untuk

mempercepat proses penggabungan flok-flok yang telah

dibibitkan pada proses koagulasi. Partikel-partikel yang telah

distabilkan selanjutnya saling bertumbukan serta melakukan

proses tarik-menarik dan membentuk flok yang ukurannya makin

lama makin besar serta mudah mengendap.

1.5 Manfaat

Proses flokulasi bermanfaat untuk menurunkan tingkat

kekeruhan untuk memperoleh air yang bening, namun memiliki

efek samping yaitu fraksi zat tersuspensi atau mikroorganisme

dalam air yang seringkali menyebabkan pencemaran dengan

flokulasi zat suspensi atau mikroorganisme tersebut bisa

dihilangkan dari air.

1.6 Gangguan


Waktu flokulasi

Jumlah energi yang diberikan

Jumlah koagulan

Jenis dan jumlah koagulan/flokulan pembantu

Cara pemakaian koagulan/flokulan pembantu

Resirkulasi sebagian lumpur (jika memungkinkan)

Penetapan pH pada proses koagulasi

JAR TEST

2.1 Definisi

Jar Test adalah suatu percobaan skala laboratorium untuk

menentukan kondisi operasi optimum pada proses pengolahan

air dan air limbah. Metode ini dapat menentukan nilai pH,

variasi dalam penambahan dosis koagulan atau polimer,

kecepatan putar, variasi jenis koagulan atau jenis polimer,

pada skala laboratorium untuk memprediksi kebutuhan

pengolahan air yang sebenarnya.

Metode Jar Test mensimulasikan proses koagulasi dan

flokulasi untuk menghilangkan padatan tersuspensi (suspended

solid) dan zat – zat organik yang dapat menyebabkan masalah

kekeruhan, bau, dan rasa.

(

h t t p : / /

w

w w . c e e . v t .e d u /

5

e w r / e n v i r o n m e n t a l / t e a c h/ w t p r i m e r / j a r t e s t / j a r t e s t . h t m l )

Jar Test mensimulasikan beberapa tipe pengadukandan

pengendapan yang terjadi di clarification plant pada skala

laboratorium. Dalam skala laboratorium, memungkinkan untuk

dilakukannya 6 tes individual yang dijalankan secara

bersamaan. Jar test memiliki variabel kecepatan putar

pengaduk yang dapat mengontrol energi yang diperlukan untuk

proses.

(The Nalco Water Handbook 2nd Edition, Hal 8.13)

2.2 Prinsip

Pada metode Jar Test, terdapat dua tahap proses yaitu

koagulasi dan flokulasi. Jar Test dilakukan dengan

menggunakan alat yang disebut dengan Flocculator (seperti

ditunjukkan pada Gambar 2.1).

(h t t p : / / w w w . l a b s o u rce. c o. u k / s h o p / i m ag e s / SW 6 . j pg )

Flokulator adalah alat yang digunakan untuk flokulasi.

Saat ini banyak kita menjumpai berbagai macam flokulator,

tetapi berdasarkan cara kerjanya flokulator dibedakan menjadi 3

macam: yaitu pneumatic, mekanik, dan baffle.

Flokulator pada prinsipnya bertugas untuk melakukan

pengadukan lambat agar jangan sampai mikro flok yang sudah

menggumpal pecah kembali menjadi bentuk semula, maka

perlu adanya desain khusus bentuk flokulator tersebut.


Gambar 2.1 Flocculator

Flokulator secara pneumatic misalnya, dirancang dengan

cara mensuplai udara ke dalam bak flokulasi, cara kerjanya

sama seperti yang dilakukan pada aerasi, bedanya suplai

udara yang diberikan ke bak flokulasi tidak sebesar pada

bak aerasi. Jenis flokulator ini jarang sekali kita temukan saat

ini, tetapi yang paling sering adalah flokulator secara

mekanis. Flokulator secara mekanis paling banyak kita

jumpai saat ini, bentuk serta desainnyapun bermacam-macam.

Prinsip kerja jenis flokulator ini adalah dengan cara

pengadukan (mixing), karena bentuknya yang bermacam-

macam inilah maka bentuk ini sangat familiar bagi

seorang engineer. Bentuk yang terakhir adalah dengan

Baffle, jika dibandingkan dengan 2 jenis flokulator di atas,

maka jenis flokulator ini jarang atau bahkan tidak pernah

kita jumpai sekarang ini, pasalnya sistem Baffle mempunyai

tingkat velositas G dan GT sangat terbatas.

(h t t p : / / i n f orm a s i te n der.b l o g s p o t .com / 2 0 0 8 / 04 / s i m u l a s i -

k o a g u l a s i - f l o k u l a s i - de ng an . h t ml )

Perlakuan yang dilakukan pertama kali adalah penambahan

7

koagulan pada air yang akan diuji, selanjutnya adalah tahap

koagulasi dengan pengadukan kecepatan tinggi hingga partikel

besar terentuk akibat proses netralisasi. Setelah koagulasi

dilanjutkan dengan flokulasi yang dilakukan dengan

pengadukan kecepatan rendah setelah ditambahkan flokulan

seperti yang digambarkan pada Gambar 2.2 berikut.

Gambar 2.2 Proses penambahan flokulan


2.3 Mekanisme

a. Koagulan ditambahkan pada sampel air keruh

lalu dilakukan pengadukan dengan kecepatan tinggi.

b. Setelah penambahan koagulan, pertumbuhan

partikel terjadi karena netralisasi muatan.

Penambahan koagulan atau flocculant pada molekul

tinggi dapat ditambahkan.

c. Setelah itu dilakukan proses flokulasi, yaitu pada

kecepatan rendah berkisar antara 10 – 15 rpm.

d. Kemudian supernatannya diperiksa dan diuji setelah

settling time selama 5 sampai 10 menit, dan sifat

serta volume flok yang terapung dapat dicatat.

(The Nalco Water Handbook 2nd Edition, hal 8.14)

2.4 Tujuan dan Manfaat

Jartest adalah salah satu alat laboratorium yang dapat

digunakan untuk menentukan jumlah koagulan optimum pada

proses penjernihan air.

9

Flokulasi

Documents

Transcript of Flokulasi