KEKERUHAN

Teori Untuk Menentukan Parameter

Kekeruhan disebabkan oleh adanya partikel-partikel kecil dan koloid yang berukuran 10 nm sampai 10 m. Partikel-partikel kecil dan koloid tersebut tidak lain adalah : Pasir/kwarts, tanah liat/lempung/lumpur, zat organik, sisa tanaman, plankton, ganggang,dan sebagainya.

Kekeruhan dihilangkan melalui pembubuhan sejenis bahan kimia dengan sifat-sifat tertentu yang disebut Koagulan. Umumnya koagulan tersebut adalah tawas, dan dapat pula garam. Fe (III), polielelektrolit organic.

Kekeruhan merupakan sifat optis dari suatu larutan, yaitu hamburan dan absorpsi cahaya yang melaluinya, dan tidak dapat dihubungkan secara langsung antara kekeruhan dengan zat padat tersuspensi, karena tergantung juga kepada ukuran dan bentuk butir . Ada 3 metoda pengukuran kekeruhan:a. Metoda nefelometrik (unit kekeruhan nefeloimetrik Ftu atau Ntu),b. Metoda Hellige Turbidimetri (unit kekeruhan silika),c. Metoda visual (unit kekeruhan Jackson). Metoda visual adalah cara kuno dan lebih sesuai untuk nilai kekeruhan yang tinggi, yaitu lebih dari 25 unit, sedangkan metoda nefelometrik lebih sensitif dan dapat digunakan untuk segala tingkat kekeruhan. Metoda yang akan dijelaskan di bawah adalah metoda nefelometrik.

Gambar 1. . Hubungan antara nilai kekeruhan dan kadar zat terlarut

a. suspensi kwarts halus,

b. suspensi hwarts kasar,

c, air sungai,

Prinsip Metoda Nefelometrik.

Prinsip metoda nefelometrik adalah perbandingan antara intensitas cahaya yang dihamburkan dari suatu sampel air dengan intensitas cabaya yang dfhablurkan oleh sesuatu larutan keruh standard pada kondisi yang sama

Semakin tinggi intensitas cahaya yang dihamburkan, makin tinggi pula kekeruhannya. Sebagai standard kekeruhan dipergunakan suspensi polimer furmazin (make satuan penentuan adalah Formazin Turbidity Unit Ftu/Ntu).

2.MEKANISME REAKSI

Mekanisme reaksi :

Hidrolisa atom Al dalam air menurut reaksi umum, ditunjukkan sebagai reaksi yang bolak balik :

Al2 (SO4)3 + 6 H20 <=> 2AL(OH)3 +6H++S042

Reaksi bolak balik

Reaksi ini menyebabkan pembebasan ion H+ yang bereaksi dengan SO4 dan menbentuk asam sulfat, sehingga pH larutan berkurang dan berakibat terjadi efek pengasaman.

Proses flokulasi tidak dapat berlangsung dengan baik dalam air yang mengandung kadar Al yang tinggi, karena H terlalu rendah, sedang untuk membentuk Al(OH)3 dibutuhkan pH 6 sampai 8. Asam yang terjadi dapat dinetralkan dengan bufer alkali.

Pada proses flokulasi selain zat padat berupa partikel dan koloid, maka warna (pH < 7), sedikit fosfat dan logam terlarut akan terendapkan oleh flok-flok AI(OH)3

Supaya proses tersebut efisien, flok-flok harus terbentuk dengan baik. Yaitu melalui pengadukan yang cukup lama kira-kira 16 menit. Proses pembentukan flok-flok ini akan optimal apabila proses flokulasi yang berlangsung pada pH 6 sampai 8

Langkah-langkah proses Koagulasi:

1. Pelarutan reagen (limbah + koagulant) dengan pengadukan cepat (1 menit; 100 rpm; bila perlu juga tambahkan bahan kimia untuk koreksi pH.

2. Pengadukan lambat untuk membentuk flok-flok (15 menit; 20 rpm). Pengadukan yang terlalu cepat dapat merusak flok yang telah terbentuk.

3. Pengendapan flok-flok dengan koloid yang terkurung dari larutan me lalui sedimentasi (15 menit atau 30 menit; 0 rpm).

Tawas (bahasa Inggris: alum) dapat terdiri dari:

Al2(S04)3 - 11H20, atau -14 H20, atau -18H20;

komposisi tawas sebagai hasil tambang adalah

Al2 (S04)3 ± 14 H20,. kristal dengan mutu, p.a. bersifat 18 H20

Al2 (SO4 )3 - XH2 0-

flok-flok AI(OH)3 yang mengendap dan berwarna putih.

3. BANGUNGAN PENGOLAHAN

3.1.Sedimentasi

Sedimentasi adalah pemisahan padatan dan cairan dengan menggunakan pengendapan

secara gravitasi untuk memisahkan pertikel tersuspensi yang terdapat dalam cairan tersebut.

(Reynold, 1982)

Pada pengolahan air minum, aplikasi utama sedimentasi adalah :

1. Pengendapan awal dari air permukaan sebelum pengolahan oleh unit saringan pasir cepat.

2. Pengendapan flok hasil koagulasi-flokulasi, khususnya sebelum disaring dengan filter

pasir cepat.

3. Pengendapan flok hasil penurunan kesadahan menggunakan soda-kapur.

4. Pengendapan lumpur pada penyisihan besi dan mangan.

Pengendapan yang terjadi pada bak sedimentasi bisa dibagi menjadi empat klas/tipe yang

didasarkan pada konsentrasi partikel dan kemampuan partikel untuk berinteraksi, yaitu ;

1. Klas/Tipe I, Free Setling :

Pengendapan dari partikel-partikel diskrit yang bukan merupakan flok pada suatu

suspense. Partikel terendapkan sebagai unit terpisah dan tidak terlihat flokulasi atau

interaksi antara partikel-partikel tersebut. Contoh pengendapan kelas/tipe I adalah

prasedimentasi dan pengendapan pasir pada grit chamber.

2. Klas/Tipe II, Flocculent Settling :

Pengendapan dari partikel-partikel yang berupa flok pada suatu suspense. Partikel-

partikel tersebut akan membentuk flok selama pengendapan terjadi, sehingga ukurannya

akan membesar dan mengendap dengan laju yang lebih cepat. Contoh pengendapan tipe

II adalah pengendapan primer pada air buangan dan pengendapan pada air yang telah

memalului proses koagulasi dan flokulasi.

3. Klas/Tipe III, Zone/Hindered Settling :

Pengendapan dari partikel dengan konsentrasi sedang, dimana partikel-partikel tersebut

sangat berdekatan sehingga gaya antar partikel mencegah pengendapan dari partikel di

sekelilingnya. Partikel-partikel tersebut berada pada posisi yang tetap satu sama lain dan

semua mengendap dalam satu zona. Pada bagian atas dari massa yang mengendap akan

terdapat batasan yang jelas antara paddatan dan cairan.

4. Klas/Tipe IV, Compression Settling :

Pengendapan dari partikel yang memiliki konsentrasi tinggi dimana partikel-partikel

bersentuhan satu sama lain dan pengendapan bisa terjadi hanya dengan melakukan

kompresi terhadap massa tersebut.

Sumber : Masduqi & Assomadi, 2012

Gambar 2.7 Empat klas/tipe sedimantasi

Dalam proses pengolahan air dengan sistem lengkap, pengendapan umumnya difokuskan

pada pengendapan klas/tipe 1 dan klas/tipe 2.

Menurut Darmasetiawan (2004), secara umum ada beberapa hal yang perlu direncanakan

dalam sistem bak sedimentasi, yaitu :

1. Perencanaan bidang pengendapan

2. Perencanaan inlet dan outlet

3. Perencanaan ruang lumpur

Untuk perencanaan bidang pengendapan, ada dua jenis bak pengendapan yang dikenal,

yaitu:

1. Bak pengendap dengan aliran batch

2. Bak pengendap dengan aliran kontinu, meliputi :

a. Bak pengendap dengan aliran horizontal

b. Bak dengan plat settler

c. Bak pengendap dengan aliran ke atas

Beberapa parameter penting yang perlu diperhatikan dalam perencanaan bak pengendap adalah waktu pengendapan dan karakteristik aliran, yang ditunjukkan dalam bilangan Reynold dan bilangan Fraude.

4. CARA KERJA

Sedimentasi adalah pemisahan padatan dan cairan (solid-liquid) dengan menggunakan

gaya gravitasi untuk mengendapkan partikel suspensi, baik dalam pengolahan air bersih (IPAM),

maupun dalam pengolahan air limbah (IPAL). Ada empat kelas atau jenis pengendapan partikel

secara umum yang didasarkan pada konsentrasi dari partikel yang saling berhubungan. Kriteria

ini secara langsung mempengaruhi konstruksi dan disain sedimentasi. Empat jenis Pengendapan

tersebut adalah :Masing-Masing terjadi pada pengolahan air bersih maupun pengolahan air

limbah. Pertama adalah Discrete settling adalah pengendapan yang memerlukan konsentrasi

suspended solid yang paling rendah, sehingga analisisnya menjadi yang paling sederhana. Di

dalam Discrete settling, partikel secara individu mengendap dengan bebas dan tidak

mengganggu atau tidak mencampuri pengendapan dari partikel lainnya. Contoh aplikasi dari

Discrete settling adalah grit chambers. Jenis pengendapan kedua adalah flocculant settling. Pada

flocculant settling inilah konsentrasi partikel cukup tinggi terjadi pada penggumpalan

(agglomeration). Peningkatan rata-rata massa partikel ini menyebabkan partikel karam lebih

cepat. Flocculant settling banyak digunakan pada primary clarifier primary_tank.gifJenis yang

ketiga adalah Hindred Settling. Di dalam Hindred Settling, atau Zone Settling, konsentrasi

partikel adalah tidak terlalu tinggi (cukup) kemudian partikel bercampur dengan partikel

lainnya dan kemudian mereka karam bersama-sama. Hindred Settling sebagian besar digunakan

di dalam secondary clarifiers. Jenis terakhir adalah Compression Settling. Compression Settling

berada pada konsentrasi yang paling tinggi pada suspended solid dan terjadi pada jangkauan

yang paling rendah dari clarifiers. Pengendapan partikel dengan cara memampatkan

(compressing) massa partikel dari bawah. Tekanan (compression) terjadi tidak hanya di dalam

zone yang paling rendah dari secondary clarifiers tetapi juga di dalam tangki sludge thickening.

Secara aktual sedimentasi terdiri dari rectangular dan circular. Bak single-rectangular akan

lebih ekonomis dibandingkan dengan bak circular pada ukuran yang sama; bagaimanapun, jika

banyak tangki diperlukan, unit rectangular dapat dibangun dengan dinding.