LAPORAN PRAKTIKUMPENGENDALIAN LIMBAH INDUSTRI(TPI 3304)ACARA IIKOAGULASI DAN FLOKULASITAHUN AJARAN 2015/2016

Nama: Hesti Novita Sari NIM: 12/329573/TP/10347Hari/Tanggal: Kamis, 2 April 2015Kel: C4/VIIAsisten Ins:

LABORATORIUM REKA INDUSTRI DANPENGENDALIAN PRODUK SAMPINGJURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIANUNIVERSITAS GADJAH MADAYOGYAKARTA2015BAB 1 LATAR BELAKANG

Limbah yang dihasilkan oleh suatu industri saat ini semakin banyak, baik dalam bentuk limbah cair, padat, maupun limbah gas. Limbah cair yang semakin banyak, mengakibatkan adanya konsumsi air limbah yang semakin banyak. Limbah cair tidak dapat dimanfaatkan lagi karena tingkat kekeruhan limbah.Suatu metode diperlukan untuk mengembalikan tingkat kejernihan air dalam limbah agar saat limbah dibuang ke lingkungan, limbah tersebut tidak akan mengganggu lingkungan, terutama dalam mengakibatkan kekkeruhan air di lingkungan. Salah satu metode yang dapat digunakan adalah dengan metode koagulasi dan flokulasi.Pada metode tersebut, adanya padatan-padatan yang mengakibatkan air limbah mengalami kekeruhan dibentuk menjadi sebuah flok-flok tertentu agar dapat diendapkan/dibersihkan. Adanya pembentukan flok mampu membuat permukaan air menjadi jernih dan air limbah dapat dibuang ke lingkungan tanpa mengurangi tingkat kejernihan air yang ada di lingkungan. Metode koagulasi dan flokulasi perlu dijadikan suatu kompetensi bagi seorang akademisi dari agroindustri. Ahl itu dikarenakan industri di bidang pertanian tidak akan pernah dapat terlepas dari limbah, terutama untuk limbah cair. Oleh karena itu, dilakukan kegiatan praktikum pengendalian limbah industri dengan acara Koagulasi dan Flokulasi.

BAB IIMETODOLOGI PENELITIANA. Alat dan BahanAlat1. Gelas beker 500 mL2. Spatula3. Gelas ukur 100 mL4. Neraca5. Kipas angin6. Baskom7. Loyang8. Kompor9. Oven10. Baskom11. Panci dan Tutup12. Cetakan BriketBahan1. Sampah organik (kulit ari kedelai)2. Tepung kanji3. AirB. Prosedur PraktikumNoProsedurHasil

1

2

3

4

5

6

7

8

9 Sampah organik yang telah kering disiapkan

Sampah dimasukkan dalam panci tertutup dan dibakar

Ketika pengarangan selesai, api dimatikan

Arang yang terbentuk dikumpulkan dalam wadah

Arang dihaluskan hingga menjadi bubuk arang lalu dikumpulkan dalam ember

lem kanji diencerkan dengan air panas

lem kanji dicampur dengan bubuk arang

Cetakan briket disiapkan lalu briket dicetak

Briket dikeluarkan dari cetakan

Sampah organik (kulit ari kedelai) telah kering dan dalam bentuk halus

Sampah organik berubah warna menjadi hitam. Warna hitam yang rata dikarenakan sampah telah berbentuk arang.

Kulit ari berwarna hitam dan tidak terdapat adanya kulit ari yang memiliki warna kuning kecoklatan.

Arang telah berada di dalam baskom.

Arang berubah menjadi bubuk arang halus.

Lem kanji berhasil terbentuk dengan ditandai adanya peningkatan viskositas cairan kanji.

Lem kanji tercampur dengan bubuk arang secara merata.

Briket telah dimasukkan ke dalam cetakan

Briket tercetak rapi dan bentuknya sesuai dengan bentuk cetakan briket

BAB IIIHASIL DAN PEMBAHASAN

A. HasilpH sampel = 6.2NoSampelNaOH (mL)Tawas (mL)Tingkat Kekeruhan

1Kontrol001

210102

320303

430504

Keterangan : 1 = paling keruhB. Pembahasan Judul dari kegiatan praktikum pengendalian limbah yang dilakukan adalah Koagulasi dan Flokulasi. Tujuan dari dilakukannya kegiatan praktikum tersebut adalah agar dapat diketahui metode dan proses koagulasi dan flokulasi. Tujuan lainnya adalah agar dapat diketahui pemberian dosis koagulan yang optimum pada sampel limbah cair. Koagulasi adalah proses penambahan zat kimia (koagulan) yang memiliki kemampuan untuk menjadikan partikel koloid tidak stabil sehingga partikel siap membentuk flok (gabungan partikel-partikel kecil). Koagulasi bertujuan untuk membuat gumpalan-gumpalan yang lebih besar dengan penambahan bahan-bahan kimia seperti Al2S2O4, Fe2Cl3, Fe2SO4, PAC, dan sebagainya (Siregar, 2005).Flokulasi adalah proses pembentukan dan pengabungan flok dari partikel-partikel tersebut yang menjadikan ukurna dan beratnya lebih besar sehingga mudah untuk mengendap. Flokulasi bergantung pada proses pencampuran yang terjadi di dalam tempat flokulasi. Sebuah objek di dalam perlakuan air distabilkan dan dikondisikan secara kimia dan fisika baik dengan atau tidak adanya proses filtrasi (AWWA, 2000).Flokulasi bertujuan untuk membuat gumpalan yang lebih besar daripada gumpalan yang terbentuk selama koagulasi dengan penambahan polimer misalnya polimer kationik dan anionik yang beredar di pasaran dengan nama allied colloid, praestol, kurifloc, dan diafloc. Senyawa koagulan adalah senyawa yang ditambahkan di dalam proses koagulasi air atau limbah cair. Terdapat banyak senyawa yang digunakan sebagai koagulan. Diantaranya adalah polialuminum klorida, polialuminum sulfat, polialuminum silikat klorida, polivinil alkohol, dll. Tidak setiap senyawa koagulan dapat digunakan untuk semua jenis limbah cair atau air yang hendak dijernihkan. Senyawa koagulan sangat bergantung dengan jenis senyawa atau padatan yang hendak dibentuk flok. Jar test adalah suatu metode pengujian yang digunakan dalam proses koagulasi dan flokulasi untuk menentukan jenis koagulan dan dosis yang tepat pada suatu limbah cair atau air yang hendak mengalami penjernihan. Prinsip kerja jar test adalah menentukan jenis senyawa dan dosis yang tepat sehingga proses koagulasi dan flokulasi dapat berjalan secara efektif. Jar test mampu mensimulasikan proses koagulasi/flokulasi dalam bentuk batch dan seri batch tersebut menggunakan parameter tertentu seperti pH, tipe koagulan, dan dosis (dengan atau tidak adanya bantuan koagulan/flokulan) agar mampu mendapatkan performa terbaik dalam penggunaan dosis koagulan, pH, penyelesaian terbaik, sifat lumpur (volume lumpur minimum), dan sebagainya. Selanjutnya, dapat ditemukan analisis ekonomi untuk menentukan performa terbaik dalam pemilihan jenis koagulan yang akan digunakan dan parameter proses yang optimum (Ranade dan Bandari, 2014).Pada kegiatan praktikum yang dilakukan, terdapat adanya langkah kerja yang harus dilakukan. Di dalam setiap langkah kerja yang dilakukan, terdapat adanya fungsi perlakuan tertentu. Pada tahap pertama, sebelum dilakukan jar test, perlu dilakukan adanya pengecekan pH larutan air limbah terlebih dahulu. Larutan limbah terlebih dahulu ditambahkan tawas lalu dapat dilakukan pengeceka pH. Hal itu dilakukan karena tawas hanya dapat bekerja pada pH 6-8. Apabila pH berada dalam kondisi asam, maka larutan limbah yang akan digunakan harus dititrasi dengan larutan basa agar pH larutan menjadi 7 dan sebaliknya. Apabila larutan limbah telah memiliki pH diantara 6-8 maka pengujian jar test dapat langsung dilakukan.Setelah larutan limbah memiliki pH yang cocok dengan tawas, disiapkan sebanyak empat buah larutan limbah masing masing 600 mL ke dalam gelas beker ukuran 1000 mL. Empat buah larutan dipilih dengan tiga buah larutan digunakan sebagai sampel sedangkan satu larutan digunakan sebagai kontrol. Larutan yang digunakan sebagai kontrol tidak dilakukan penambahan tawas sedangkan larutan lainnya akan diberikan penambahan tawas pada dosis yang bervariasi. Larutan kontrol diperlukan untuk membandingkan hasil koagulasi dan flokulasi pada tingkat kekeruhan yang dimiliki. Sampel yang telah siap kemudian diletakkan di dalam alat jar test. Selain larutan kontrol, masing-masing larutan dilakukan penambahan larutan tawas pada dosis 10 mL, 30 mL, dan 50 mL. Adanya dosis yang bervariasi dilakukan untuk mengetahui dosis pemberian koagulan yang tepat dalam limbah tersebut. Selanjutnya, disiapkan stopwatch untuk mencatat waktu yang akan digunakan dalam proses koagulasi. Alat jar test lalu dinyalakan lalu diset pada putaran 100 rpm dan stopwatch dinyalakan selama 1 menit. Hal itu dilakukan agar koagulan dapat tercampur secara merata di dalam larutan yang diuji.Selanjutnya, dilakukan perubahan kecepatan putaran pada putaran 20 rpm. Stopwatch dinyalakan selama 15 menit. Hal itu dilakukan karena pada tahap tersebut diharapkan dapat terbentuk adanya flok-flok di dalam larutan. Flok hanya dapat terbentuk apabila larutan dilakukan pengadukan dalam kecepatan rendah seperti pada 20 rpm. Setelah dilakuka flokulasi, selanjutnya larutan didiamkan selama 15 menit agar dapat terjadi sedimentasi dan terbentuk adanya lapisan. Padatan akan terkumpul pada lapisan bagian bawah. Seluruh larutan yang diuji diamati dan dibandingkan dengan kontrol untuk dilihat perbedaannya dan dilakukan pengurutan larutan dari larutan yang paling keruh. Berdasarkan pengamatan, dapat disimpulkan jumlah dosis penambahan tawas yang paling tepat untuk proses koagulasi dan flokulasi cairan limbah yang sedang diuji. Berdasarkan kegiatan praktikum yang telah dilakukan, diperoleh hasil berupa urutan larutan yang paling keruh hingga sampel yang paling jernih. Adapun dari tingkat kekeruhan yang paling keruh adalah larutan kontrol, sampel 1, sampel 2, dan sampel 3. Oleh karena itu, terlihat bahwa sampel tiga dengan pemberian dosis tawas paling tinggi memiliki tingkat kekeruhan yang paling jernih. Hal itu menunjukkan bahwa dosis yang paling tepat untuk jar test pada percobaan tersebut adalah pada 50 mL.Pada proses koagulasi dan flokulasi, pemilihan koagulan dan flokulan yang cocok dilakukan menggunakan jar test. Dilakukan berbagai perulangan percobaan pada larutan limbah menggunakan koagulan dan flokulan pada dosis yang bervariasi. Limbah yang dihasilkan oleh suatu industri tentu memiliki sifat yang bervariasi bergantung dengan proses produksi, bahan baku, produk yang dihasilkan, dan metode yang digunakan. Pemilihan jenis koagulan dan flokulan limbah dapat mengacu pada tipe limbah yang dihasilkan oleh suatu industri. Adapun pemilihan koagulan dan flokulan tersebut adalah sebagai berikut (Ranade dan Bhandari, 2014).TipeFungsi / KarakteristikContoh

Inorganik

Garam aluminum (Alumi)

Garam besi dan besiKapurPolimetrikAl 3+

Fe2+/Fe3+Ca2+Rasio Al/OH; MW Al3+;MW Al/OH rasioMW Al/Si RasioAl2(SO4)3.14H2O atauAl2(SO4)3.18H2OFeCl3.Fe2(SO4)3, FeSO4.7H2OCa(OH)2Poli alimunim kloridaPoli aluminum sulfatPoli aluminum silikat klorida

Organik (Polielektrolit)

Kationik

Non- ionik

AnionikAmina

KuartenerPolialkoholAmidaKarboksilikSulfonikPolietilen amino dihidro kloridaFungsional poliakrilamidPoli dailimetillamonium kloridaPolivinil alkoholPolikrilamidaPolimethakrilik asampolivinilsulfonat

Polimer alam

PatiGumKitin/kitosanKelompok karbonil/polisakarida skeleton, kationik/anionikMol tinggi, non ionikKationik polielektrolit

Koagulan hibrid

Inorganik-inorganikInorganik-organikInorganik-polimer alamOrganik-organikOrganik-polimer alamMol. Dicampur secara fungsional. Perbandingan fungsional, dllMol. Dicampur secara fungsional. Perbandingan fungsional, dllMol. Dicampur secara fungsional. Perbandingan fungsional, dllMol. Dicampur secara fungsional. Perbandingan fungsional, dllMol. Dicampur secara fungsional. Perbandingan fungsional, dll

Penggunaan tawas sebagai koagulan memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan yang dimiliki adalah harganya yang sangat terjangkau, mudah didapatkan, penggunaannya mudah, dan tidak bersifat toksik maupun berbahaya. Kekurangan dari tawas sebagai koagulan adalah tidak setiap limbah cair mampu menggunakan tawas sebagai koagulannya, proses pembentuan flok cukup lambat, dan memerlukan adanya penambahan tawas dalam jumlah tinggi. Jar test yang telah dilakukan memiliki hubungan yang besar terhadap tingkat kekeruhan suatu bahan limbah cair. Semakin tinggi tingkat kekeruhan maka pengujian perlu dilakukan dengan dosis koagulan yang cukup tinggi. Semakin tinggi tingkat kekeruhan maka pengujian jar test akan dilakukan secara berulang-ulang karena dosis yang tepat akan lebih sulit ditemukan. Pengujian jar test dapat diaplikasikan pada suatu industri, khususnya industri yang memiliki kebutuhan akan cairan atau menghasilkan limbah cair. Salah satu industri yang menggunakanya adalah pada Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Surabaya. Penelitian dilakukan dengan menggunakan jar test dan memanfaatkan adanya gelombang listrik (Lukismanto dan Assumadi, 2015).Elektrokoagulasi dilakukan dengan diberikan adanya beberapa variasi kuat arus listrik yang diberikan dan waktu koagulasi dan flokulasi yang dilakukan. Pemberian arus listrik diharapkan akan adanya pertukaran antara ion kation dan anion di dalam anoda dan katoda yang digunakan. Elektroda tersebut diharapkan mampu memperbaiki proses koagulasi dan flokulasi yang dilakukan di PDAM Surabaya (Lukismanto dan Assumadi, 2015).Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, diperoleh variasi yang terbaik ialah pada waktu kontak selama 33.33 menit dengan kuat arus sebesar 2 A. Variasi tersebut dikatakan terbaik karena mampu menghemat biaya proses koagulasi dan flokulasi di industri tersebut sehingga mampu mencapai efisiensi perusahaan (Lukismanto dan Assumadi, 2015).Pada kegiatan praktikum yang dilakukan, tidak dilakukan kegiatan pengukuran nilai TSS. Hal itu dikarenakan perhitungan nilai TSS sanga bergantung pada banyaknya padatan yang ada di dalam limbah. Banyaknya padatan hanya dapat diukur dengan menggunakan spektofotometer. Akan tetapi, spektofotometer yang ada di laboratorium mengalami kerusakan. TSS (Total Suspended Solid) adalah jumlah padatan yang dapat disaring di dalam air limbah. Sampel yang ada disaring ke dalam kertas filter lalu kertas filter dikeringkan dan dilakukan penimbangan untuk menentukan banyaknya padatan di dalam suatu larutan limbah tersebut (Spellman, 2005).Selain menggunakan metode padatan tersebut, nilai TSS juga dapat dihitung menggunakan spektofotometer. Melalui sebuah spektofotometer, akan dapat diketahui jumlah padatan secara langsunh tanpa harus memerlukan waktu yang lebih lama. Spektrofotometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu pada suatu obyek kaca atau kuarsa yang disebutkuvet. Sebagian dari cahaya tersebut akan diserap dan sisanya akan dilewatkan. Alat ini memiliki prinsip kerja hasil penggabungan dari alat spektrometer dan fotometer. Spektrometer adalah alat yang menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu. Sedangkan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsikan. Spektrometer memiliki alat pengurai seperti prisma yang dapat menyeleksi panjang gelombang dari sinar putih. Pada fotometer terdapat filter dari berbagai warna yang memiliki spesifikasi melewatkan trayek panjang gelombang tertentu (Anonim, 2015).Spektrofotometer dibagi menjadi dua jenis yaitu spektrofotometersingle beam dan spektrofotometer double-beam. Perbedaan kedua jenis spektrofotometer ini hanya pada pemberian cahaya, dimana pada single-beam, cahaya hanya melewati satu arah sehingga nilai yang diperoleh hanya nilai absorbansi dari larutan yang dimasukan. Berbeda dengan single-beam, pada spektrofotometerdouble-beam, nilai blankodapat langsung diukur bersamaan dengan larutan yang diinginkan dalam satu kali proses yang sama. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorbsi antara sampel dan blanko ataupun pembanding. Alur prinsip kerja dari suatu spektrofotometer adalah sebagai berikut (Anonim, 2015)

BAB IVKESIMPULAN DAN SARAN

A. KesimpulanBerdasarkan kegiatan praktikum yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan sebagai berikut. 1. Metode koagulasi dan flokulasi yang dilakukan adalah menggunakan metode jar test. Pada metode tersebut, dilakukan percoban dengan berbagai variasi pemberian koagulan dan flokulan pada limbah cair untuk menentukan dosis yang tepat pada suatu limbah cair.2. Pemberian dosis yang tepat pada limba cair yang diteliti adalah sebesar 30 mL tawas untuk 600 mL. Dosis tersebut dirasa tepat karena pad larutan tesebut selama jar test memberikan hasil koagulasi dan flokulasi yang paling jernih.B. SaranSaran bagi kegiatan praktikum kali ini adalah agar dosis yang diberikan selama jar test dapat mendekati dosis optimal sehingga praktikan dapat dengan jelas membedakan pemberian variasi dosis koagulan dan flokulan

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2015. Mengenal Spektofotometer. Dalam http://biosmlabindustri.blogspot.com/2013/01/v-behaviorurldefaultvmlo.html. Diakses pada tanggal 04/04/2015 pukul 2.46 WIB.AWWA. 2000. Operational Control of Coagulation and Filtration Process. American Water Work Associations. United States of America.Ranade, Viviek, dan Bhandari, Vinay. 2014. Industrial Wastewater Treatment, Recycling, and Reuse. Elsevier. United KingdomSiregar, Sakti, A. 2005. Instalasi Pengolahan Air Limbah. Yogyakarta: Kanisius. Spellman, Frank, R. 2004. Water and Wastewater Teratment Plant Operators. CRC Press. United States of America.

LAMPIRAN