WATER TREATMENT Alat yang Digunakan

WATER TREATMENT

1. Tujuan Percobaana. Minggu I

- Dapat mengoperasikan Jarr Test- Dapat menentukan dosis optimum koagulan yang

digunakanb. Minggu II

- Mahasiswa dapat memahami dan menggambarkanproses pengolahan air baku menjadi air bersih

- Mahasiswa dapat menghitung laju alir koagulanyang digunakan

- Mahasiswa mampu menganalisa air disetiap bak

2. Bahan yang Digunakan- Air- Koagulan (Tawas, Kaporit, AGS, dll)- Ericrom Black T- EDTA

3. Alat yang Digunakan- Jarr Test- Turbidity Meter- Buret- Erlenmeyer- Gelas Ukur- Pipet Ukur- Pipet Tetes- Bume Meter- Labu Takar

4. Dasar TeoriProses Pengolahan Air

Proses pengolahan air bertujuan agardidapatkan air yang memenuhi syarat untuk dapatdigunakan sebagai air bersih. Pengolahan airbersih melalui beberapa tahapan proses yaitu :1. Proses Penyaringan2. Proses Koagulasi3. Proses Flokulasi4. Sedimentasi5. Aerasi6. Penyaringan7. Proses Penambahan Desinfektan

Air baku yang biasanya digunakan untukkeperluan domestik atau industri berasal dari airsungai, air danau, air laut dan air sumur.Kualitas air baku dari berbagai sumber tersebutmempunyai karakteristik kualitas dan kuantitasyang berbeda-beda. Air baku digunakan selain untukkeperluan sehari-hari seperti makan dan minum dibeberapa sektor kegiatan digunakan sebagai airpendingin. Air umpan boiler dan air untukkeperluan proses produksi. Adanya kualitas airyang berbeda-beda dari berbagai sumber air yangada, menghendaki suatu sistem pengolahan air yangberbeda pula dan tergantung dari penggunaan airtersebut.

Air yang digunakan sebagai air umpan boilermempunyai karakteristik kualitas tertentu,sehingga untuk penyediaan air biasanya dilakukan 3tahap pengolahan yaitu :

a. Pengolahan Air Bakub. Pengolahan Air Secara Externalc. Pengolahan Air Secara Internal

Jenis pengolahan air baku tergantung dariasal bakunya. Pengolahan air baku biasanya terdiri

dari pengolahan fisika seperti penyaringan dansedimentasi. Serta pengolahan secara kimia yangmeliputi flokulasi, koagulasi dan netralisasi.

Dalam makalah ini hanya akan diuraikantentang pengolahan tahap kedua dan ketiga. Karenapengolahan tahap pertama yaitu pengolahan air bakusudah banyak dibahas dalam penyediaan air bersihpada umumnya.

I. Karakteristik Kualitas Air Bakua. Air Tanah

Air tanah tersedia sebagai air tanahdangkal dan air tanah ddalam. Air tanahdangkal berada dalam lapisan pembawa airyang bagian atasnya tidak dilapisi olehlapisan yang impermeable sehingga kualitasdan kuantitas air tanah dangkal jugadipengaruhi oleh aktivitas yang adadipermukaan tanah bagian atasnya.

Air tanah dalam beberapa dalam lapisanpembawa air yang terletak lebih bawah,biasanya lebih dari 60 m permukaan tanahsetempat. Lapisan pembawa airnya dilapisioleh suatu lapisan bantuan impermeablesehingga tidak memungkinkan air daripermukaan bagian atas menyerap sampai kelapisan pembawa air tanah dalam. Kualitasmaupun kuantitas air tanah tidaktergantung pada aktivitas di permukaanatas, tetapi pada daerah catchment area(daerah tangkapan hujan) yang berhubungandengan lapian pembawa air yangbersangkutan. Kualitas air tanah banyakdipengaruhi struktur geologi setempat.

Parameter dominan yang biasanya munculadalah mineral seperti Ca, Mg, dan Feserta gas terlarut seperti CO2. Air tanahbiasanya hanya sedikit mengandung padatantersuspensi.

b. Air LautAir laut tersedia dalam jumlah yang

melimpah dengan kualitas air yang hampirsama dan tetap untuk jangka waktutertentu. Parameter dominan yang ada diair laut adalah garam mineral seperti NaCl(biasanya ditunjukkan dalam kadarsalinitas) yang sangat korosit terhadapperalatan proses produksi.

c. Air PermukaanAir permukaan yang sering dimanfaatkan

adalah air danau dan air sungai.Kualitasnya sangat tergantung dariaktifitas manusia yang berada di daerahaliran sungai. Parameter yang cukupmenonjol adalah mikroorganisme dan kadarpadatan tersuspensi atau kekeruhan.

II. Parameter Kualitas Aira. Padatan Tersuspensi (suspended solid/SS)

Sumber dari padatan tersuspensi berasaldari :

- Padatan anorganik; seperti lempung,kerikil dan padatan buangan industri

- Padatan organik; seperti serattumbuhan, mikroba, sisa buangandomestik dan industri

- Cairan tak larut seperti minyak danlemak

Pengukuran padatan tersuspensi dilakukansecara gravmetri dengan satuan mp, lt.Ukuran diameter partikel dari padatantersuspensi antara 1-100 am.

b. Kekeruhan (turbidity)Parameter kekeruhan biasa dilakukan

untuk analisis kualitas air bersih bukanair limbah. Nilai kekeruhan bisamenunjukkan tingkat atau kadar padatantersuspensi di dalam air. Pengukurankekeruhan dilakukan dengan metodephotometri dengan cara menentukanpersentase cahaya yang diserap ataudihamburkan oleh cairan jika diberikancahaya dengan intensitas tertentu 1Jackson turbidity unit (JTU) sama dengankekeruhan yang dihasilkan oleh 1 mg SiO2

dalam liter air distilasi. Satuankekeruhan yang lain adalah Nephelometriturbidity unit (NTU) yang didasarkan padaprinsip penghambatan cahaya.

c. AlkalinitasDefinisi: jumlah anion dlam air yang

akan bereaksi untuk menetralisi ion II.Merupakan suatu ukuran kemampuan airmenetralisi asam.

Parameter yang tergolong alkalinitas:- CO3

2-, HCO3-, H2BO3

-, HS-, CO2

- OH-, HsiO3-, H2PO4

-, NH3

Parameter yang pada umumnya diperhatikansebagai alkalinitas adalah sebagaibicarbonat (HCO3), carbonat (CO3) danhidroksida (OH-). Sumber alkalinitasantara lain disolusi garam bicarbonat. GasCO2 yang terlarut dalam air berasal daritransfer CO2 dari udara dan respirasimikroorganisme. Gas CO2 ini akanmelarutkan mineral magnesium dan calciumdalam bentuk CaCO3 atau MgCO3 danmenghasilkan komponen hardness danalkalinitas menurut reaksi:H2O + CO2 + MgCO3 Mg (HCO3)2

Mg2+ + 2(HCO3-)

H2O + CO2 + CaCO3 Mg (HCO3)2

Ca2+ + 2(HCO3-)

Pengukuran alkalinitas dilakukan dengantitrasi dengan asam. Jika digunakan 0.02NH2SO4 sebagai titran, maka 1 ml asam dapatmenetralisir 1 mg alkalinitas sebagaiCaCO3. Ion H+ dari asam bereaksi dengankomponen alkalinitas menurut persamaanreaksi:H+ + OH-

H2OH+ + CO3

2- HCO3-

H+ + HCO3- H2CO3

-

Jika asam sebagai titran ditambahkanperlahan-lahan ke air yang mengandungalkalinitas, maka gambaran penurunan pHair bisa dilihat di kurva berikut:

Konversi karbonat menjadi bicarbonatpada prinsipnya sempurna pada pH = 8,9.Tetapi karena bicarbonat juga merupakanspesi alkalinitas sehingga masihdibutuhkan sejumlah asam yang sama untukmenyempurnakan netralisasi. Sehingganetralisasi CO3

- pada pH = 8,3 hanyasetengahnya. Konversi OH- menjadi airerlangsung sempurna pada pH = 8,3 sehinggasemua OH- dan setengah CO3

- ikut terukurpada pH = 8,3. Pada pH 4,5 semuabicarbonat telah terkonversi menjadi asamcarbonat termasuk bicarbonat hasilnetralisasi karbonat. Sehingga jumlah asamyang diperlukan untuk menitrasi contoh airsampai pH 4,5 eqivalent dengan alkalinitastotal (CO3

2-, HCO3-, OH-) dalam air.

P-Alkalinitas adalah nilai alkalinitasyang ditunjukkan oleh jumlah asam yangdiperlukan untuk mencapai pH air contohmenjadi 8,3 sedangkan M-Alkalinitas adalahnilai alkalinitas yang ditunjukkan olehjumlah asam yang diperlukan untuk mencapaipH air contoh dari 8,3 menjadi 4,5.Hubungan umum bentuk-bentuk alkalinitas:

pH 8,3 netralisasi OH-, ½CO3

2

pH 8,3 netralisasi sisa ½CO3

2 dan HCO3 asal/murniP = M semua alkalinitasadalah OHP = ½ M semua alkalinitasCarbonatP = 0 (pH dibawah 8,3) semuaalkalinitas HCO3

d. Kesadahan (hardness)Difinisi:

- Konsentrasi kation metal valen dalamlarutan

- Dapat bereaksi dengan anion dan timbulprespitasi padatan

- Biasanya dinyatakan dalam mg lt CaCO3

Kesadahan dikenal dua macam, yaitukarbonat dan non karbonat.a. Carbonat : Bersifat sementara

karena akan hilang atau terendapkanjika mengalami pemanasan.Contoh :

- Ca bikarbonat Ca (HCO3)2

- Mg bikarbonat

b. Non Carbonat : Kesadahan tetap tidakhilang mengendap jika dipanaskan.Contoh :Ca atau Mg sulfat, clorida, nitratCa (HCO3)2 CaCO3 (S) + CO2 + H2O

Pengukuran kesadahan dilakukan dengancara titrasi oleh EDTA dengan indicator

EBT (Eriochrome Black T) membentuk komplekwarna merah. Jika digunakan 0.01 M EDTA. 1liter titran menunjukkan 1 mg kesadahansebagai CaCO3.

Klasifikasi Air Sadah :

Air Lunak 50 mg/l sebagaiCaCO3

Air Sadah Sedang 50-150 mg/lAir Sadah 150-300 mg/lAir Sangat Sadah >300 mg/l

Air sadah yang jika digunakan memerlukanlebih banyak sabun agar tetap berbusa.Menurut standar WHO kesadahan maksimumuntuk air minum adalah 500 mg/l sebagaiCaCO3. Demikian juga menurut PeraturanMenteri Kesehatan No. 416/90 untuk syaratkualitas air minum.Konversi : 1 gennan degree = 17,9 mg/l

CaCO3

e. O2 (gas oksigen)Salah satu gas yang banyak mendapat

perhatian dalam pengolahan air umpanboiler adalah gas O2 yang larut dalam airbaku. Daftar kesetimbangan nilai oksigenterlarut sebagai fungsi dari suhu dankonsentrasi CT (salinitas) disajikan ditabel berikut.

Tabel C-3 Equilibrium Concentrations (mg/L) ofdissolved oxygen *as a function of temperature

and chlorideTemperatu

reoC

Chloride Concentrations (mg/L)

0 5.000

10.000

15.000

20.000

0 14,64

13,79 12,97 12.14 11,32

1 14,23

13.41 12,61 11,82 11,03

2 13,84

13,05 12,28 11,51 10,76

3 13,48

12,72 11,98 11,24 10,50

4 13,13

12,41 11,69 10,97 10,25

5 12,80

12,09 11,39 10,70 10,01

6 12,48

11,79 11,12 10,45 9,78

7 12,17

11,51 10,85 10,21 9,57

8 11,87

11,24 10,61 9,98 9,36

9 11,59

10,97 10,36 9,76 9,17

10 11,33

10,73 10,13 9,55 8,98

11 11,08

10,49 9,92 9,35 8,80

12 10,83

10,28 9,72 9,17 8,62

13 10,60

10,05 9,52 8,98 8,46

14 10,37 9,95 9,32 8,80 8,30

15 10,15 9,65 9,14 8,63 8,14

16 9,95 9,46 8,96 8,47 7,99

17 9,74 9,26 8,78 8,30 7,8418 9,54 9,07 8,62 8,15 7,7019 9,35 8,89 8,45 8,00 7,5620 9,17 8,73 8,30 7,86 7,4221 8,99 8,57 8,14 7,71 7,2822 8,83 8,42 7,99 7,57 7,1423 8,68 8,27 7,85 7,43 7,0024 8,53 8,12 7,71 7,30 6,8725 8,38 7,96 7,56 7,15 6,7426 8,22 7,81 7,42 7,02 6,6127 8,07 7,60 7,28 6,88 6,4928 7,92 7,53 7,14 6,75 6,3729 7,77 7,39 7,00 6,62 6,2530 7,63 7,25 7,86 6,49 6,13

Satuan untuk parameter kualitas airbiasanya dinyatakan dalam mg/l atau ppm(part per million). Untuk parameterkesadahan dan alkalinitas selain satuantersebut juga sering dinyatakan dalamsatuan mg/l sebagai CaCO3. Konsentrasisenyawa A dapat dinyatakan sebagaikonsentrasi eqivalent dari senyawa Bdengan rumus:

[g/l]A x [g/eqivalent]B = [g/l]A dinyatakansebagai B

[g/eqivalent]A

Faktor Konversi

Contoh : Nyatakan dalam konsentrasieqivalent CaCO3 untuk 117 mg/l NaClJawab :1 eqivalent CaCO3 = 40 + 12 + 3 (16) = 50g/eqivalent

2

1 eqivalent NaCl = 23 + 35,5 = 58,5g/eqivalent117 mg/l x 50 g/eqivalent = 100 mg/l NaClsebagai CaCO3

58,5 g/eqivalent

Faktor-faktor konversi untuk berbagai senyawadisajikan dalam tabel berikut:

Tabel 4.2 Calcium Carbonat (CaCO2) Eqivalentof Common Substance

Formula

MolecularWeight

EquivalentWeight

Substance toCaCO3

equivalent(muluplvbv)

CaCO3

equivalent tosubstance(muluplvbv)

CompoundsAlumuniumSulfate(anhydrous)

Al2(SO4)3 342,1 37,0 0,88 1,14

AlumuniumSulfate(hydrated)

Al2(SO4)3 14H2O 600,0 100,0 0,5 2,0

AlumuniumHidroxide Al2(OH)2 78,0 26,0 1,92 0,32

Alumunium Oxide(Alumina) Al2O2 101,9 17,0 2,94 0,34

Sodium Aluminate Na2Al2O4 163,9 27,3 1,83 0,55Barium Sulfate BaSO4 233,4 116,7 0,43 2,33

CalciumBicarbonate Ca(HCO)2 162,1 81,1 0,62 1,62

CalciumCarbonate CaCO3 100,1 50,0 1,00 1,00

Calcium Chloride CaCI2 111,0 55,5 0,90 1,11

CalciumHydroxide Ca(OH)2 74,1 37,1 1,35 0,74

Calcium Oxide CaO 56,1 28,0 1,79 0,56

Calcium Sulfate(anhydrous) CaSO4 136,1 68,1 0,74 1,36

Calcium Sulfate(gypsum) CaSO4 2H2O 172,2 86,1 0,58 1,72

CalciumPhosphate Ca2(PO4)2 310,3 51,7 0,97 1,03

Ferric Sulfate Fe2(SO4)3 399,9 66,7 0,75 1,33Ferrous Sulfate(anhydrous) FeSO4 151,9 76,0 0,66 1,52

Magnesium Oxide MgO 40,3 20,2 2,48 0,40MagnesiumBicarbonate Mg (HCO3)2 146,3 73,2 0,68 1,46

MagnesiumCarbonate MgCO3 84,3 42,2 1,19 0,84

MagnesiumChloride MgCl2 95,2 47,6 1,05 0,95

MagnesiumHydroxide Mg(OH)2 58,3 29,2 1,71 0,58

MagnesiumPhosphate Mg3(PO4)2 262,9 43,8 1,14 0,88

MagnesiumSulfate(anhydrous)

MgSO4 120,4 60,2 0,83 1,20

MagnesiumSulfate(epsomsalts)

MgSO4 7H2O 246,5 123,3 0,41 2,47

ManganeseChloride MnCl2 125,8 62,9 0,80 1,26

ManganeseHydroxide Mn(OH)2 89,0 44,4 1,13 0,89

Potassium Iodide KI 166,0 166,0 0,30 3,32

Silver Chloride AgCl 143,3 143,3 0,35 2,87Silver Nitrate AgNO3 169,9 169,9 0,29 3,40Silica SiO2 60,1 30,0 1,67 0,60SodiumBicarbonate NaHCO2 84,0 84,0 0,60 1,68

Sodium Carbonate Na2CO2 106,0 53,0 0,94 1,06Sodium Chloride NaCI 58,5 58,5 0,85 1,17Sodium Hydroxide NaOH 40,0 40,0 1,25 0,80

Sodium Nitrate NaNO3 85,0 85,0 0,59 1,70

Tri-sodium Phos Na3PO4

12H2O 380,2 126,7 0,40 2,53

Tri-sodium Phos(anhydrous) Na3PO4 164,0 34,7 0,91 1,09

Disodium Phos Na2HPO4

12H2O 358,2 119,4 0,42 2,39

Disodium Phos(anhydrous) Na2HPO4 142,0 47,3 1,06 0,95

Monosodium Phos NaH2PO4H2O 138,1 46,0 1,09 0,92Monosodium Phos(anhydrous) NaH2PO4 120,0 40,0 1,25 0,80

SodiumMetaphosphate NaPO3 102,1 34,0 1,47 0,68

Sodium Sulfate Na2SO4 142,1 71,0 0,70 1,42Sodium Sulfite Na2SO3 126,1 63,0 0,70 1,26Positive LonsAluminum Al-3 27,0 9,0 5,56 0,18Ammonium NH4

- 18,0 18,0 2,78 0,36

PerhitunganMenghitung banyaknya alum yang harus ditambahkan

pada bak fakulatorDari lampiran 1, tabel 4:a. Diketahui:

D = Dosis Allum 17 mg/lK = Konsentrasi Allum pada 3, BE = 4,6% = 46mg/ccQ = Debit air pada ketinggin 32 cm = 82,1 l/dtkMakaAllum yang harus ditambahkan adalah :

P =

P =

P = 30,34

P = 303,4

Karena terdapat dua keran aliran penambahan, makaperhitungan Allum yang harus ditambahkan dibagidua.

P =

P = 151,7 cc/10 detik

b. Diketahui:

D = Dosis Allum 21 mg/lK= Konsentrasi Allum pada 3, BE = 4,6% = 46mg/lQ = Debit air pada ketinggian 32 cm = 82,1l/detikMakaAllum yang harus ditambahkan adalah :

P =

P =

P = 37,02

P = 370,2

Karena terdapat dua keran aliran penambahan, makaperhitungan Allum yang harus ditambahkan dibagidua.

P =

P = 185,2 cc/10 detik

Cara Menetukan Penambahan Allum pada BakFlokulator

A. Penentuan Dosis Allum1. Alat-alat yang digunakan :

Peralatan Jar Test

Beaker Glass 100 ml (4 buah) Pipet Ukur 10 ml (1 buah)

2. Bahan yang digunakan : Air baku 4000 ml Allum

3. Langkah Kerja : 1. Masukkan 1000 ml air baku ke dalam masing-

masing beaker glass.2. Menambahkan Allum ke dalam setiap beaker

glass dengan dosis yang berlainan.3. Menghubungkan peralatan jar-test ke sumur

listrik4. Kecepatan pengadukan :

1 menit = 100 rpm5 menit = 60 rpm15 menit = didiamkan

5. Dari percobaan ini dapat ditentukan dosisoptimum penambahan Allum

6. pH diukur setelah flok-flok mengendap

B. Pemeriksaan pHAir permukaan di daerah tropis sering keruh

dan mengandung zat-zat penyebab warna. Kekeruhandapat berasal dari erosi tanah, pertumbuhanganggang atau kotoran hewan yang terbawa airsewaktu mengalir dipermukaan bumi. Warna dapatdisebabkan oleh subtansi yang berasal daripembusukan zat-zat organik, daun atau tanahseperti gambut.

Koagulan yang umum digunakan adalah aluminiumsulfat (Al2(SO4)3) dimana ion-ion aluminium sulfatbermuatan positif tig merupakan agen netralisai.Untuk mendapatkan kogulasi yang baik, koagulandengan dosis optimum harus dibubuhkan dalam air

dan dicampurkan secara baik. Dasis optimum akanbervariasi tergantung pada sifat alamiah air bakudan komposisi keseluruhan (pH, kekeruhan,komposisi kimia) adalah tidak mungkin untukmenghitung dosis koagulan optimum untuk air bakutertentu.

C. Proses Pengolahan Air Dalam pengolahan air, agar diperoleh air

bersih maka dilakukan proses tahap demi tahap,yaitu mulai dari pengambilan air baku sampai airbersih yang sudah siap untuk didistribusi kekonsumen. Air bersih dan air buangan mempunyaikarakteristik tertentu seperti sifat fisik, kimiadan biologi. Dalam proses pengolahan air ini harusdisesuaikan dengan ketidakmurnian dari air itusendiri. Pengolahan air bersih maksudnya adalahusaha-usaha teknis yang dilakukan untuk merubahsifat-sifat suatu zat. Dengan adanya pengolahanair bersih ini maka akan didapatkan suatu airbersih yang memenuhi standar kesehatan yang telahditentukan.Dalam proses pengolahan air ini pada umumnyadikenal dengan dua cara, yaitu :1. Pengolahan Lengkap (Complete Treatment Process)

Pengolahan lengkap yaitu air akan mengalamipengolahan lengkap, baik fisik, kimiawi danbiologi. Pengolahan ini biasanya dilakukanterhadap air sungai kotor atau keruh. Padahakekatnya, pengolahan lengkap ini dibagi dalam3 lingkungan pengolahan, yaitu :a. Pengolahan Fisik

Pengolahan fisik ini untuk mengurangi ataumenghilangkan kotoran-kotoran yang kasar,

penyisihan lumpur dan pasir serta mengurangikadar organik yang ada didalam air yang akandiolah.

b. Pengolahan KimiaPengolahan kimia yaitu pengolahan denganmenggunakan zat-zat kimia untuk membantuproses selanjutnya. Misalnya denganpembubuhan alumunium sulfat.

c. Pengolahan BakteriologiPengolahan ini bertujuan memusnahkan bakteri-bakteri yang terkandung didalam air denganjalan membuktikan desinfektan. Desinfektanyang digunakan adalah kaporite.

2. Pengolahan Sebagian (Patril Treatment Process)Pengolahan sebagian ini merupakan pengolahan

air dimana hanya dilakukan pengolahan kimiawiatau pengolahan bekteriologi saja.Pengolahan ini umumnya dilakukan untuk :a. Mata air bersihb. Air sumur yang dangkal

D. Koagulan Aluminium SulfatDalam bidang pengolahan air bersih,

penambahan dari beberapa bahan kimia digunakanuntuk berbagai proses. Pada pengolahan ir bersihdi PDAM Instalasi Lahat 1 menggunakan aluminiumsulfat sebagai pembentukan koagulan yang berfungsimembentuk partikel padat lebih besar (flok) agarbisa diendapkan dari hasil reaksi partikel kecil(koloidal), selanjutnya proses pengolahan airdapat dilanjutkan.

Aluminium sulfat atau tawa mempunyai rumuskimia Al2(SO4)3 18 H2O dengan berat molekul 666,4gram/mol dan density 1,69 gram/liter. Alum larut

sempurna dalam air, daya larutnya 500 gram/literpada 15oC. Aluum lebih banyak digunakan sebagaibahan penggumpal karena :1. Berbentuk serbuk dan kristal2. Lebih efektif untuk menurunkan kadar karbonat3. Harganya murah4. Mudah disimpan

E. Pembentukan Larutan Aluminium SulfatAluminium sulfat terdapat dalam bentuk

butiran halus dalam kantong. Aluminium sulfatberwarna putih keabu-abuan sampai coklat muda yangmerupakan material asam berkristal dan bersifatkorosif, metode pembubuhan aluminium sulfat yangpaling umum adalah dalam bentuk larutan. Suatularutan dibuat dalam sebuah tangki dengankapasitas yang cukup untuk pembubuhan koagulan 10jam atau lebih. Diperlukan satu sampai dua tangkiberoperasi sementara larutan disiapkan pada yanglainnya.

Contoh :Bila kita ingin membuat 5% larutan aluminiumsulfat sebanyak 1000 liter, yaitu sebagaiberikut :1. Menimbang aluminium sulfat 5% x 1000 liter = 50

kg2. Memasukkan aluminium sulfat kedalam bak

aluminium sulfat yang telah ditimbang3. Mengisi bak dengan air sepertiga dari bak dan

mengaduk sampai homogen4. Mengisi terus bak sampai larutan menjadi 1000

liter

F. Koagulasi (Pengumpalan)Koagulasi merupakan salah satu tahapan proses

dalam pengolahan air yang menggunakan bahanpenggumpal. Koagulasi berasal dari bahasa latin“Coagulare” yang berarti bergerak bersama. Dalamproses kimia koagulasi dapat diartikan sebagaimekanisme penetralan.

Koagulasi adalah bahan kimia yang dibutuhkanpada air akan membantu pada proses pengendapanpartikel-partikel.Alat pembubuhan koagulasi ini dibedakan pada carapembubuhan, yaitu:1. Memakai pompa, pembubuhan zat kimia dengan

bantuan pompa.2. Secara gravitasi, dimana zat kimia (larutan)

mengendap dengan sendirinya karena gravitasi.Faktor-faktor yang mempengaruhi proses koagulasi:a. Dosis Koagulasib. Kecepatan Pengadukanc. pH dan Waktu

Air baku yang akan diolah ditambahkan bahankimia penggumpal. Bahan kimia penggumpal yanglebih intensif dalam pengolahan air adalahaluminium sulfat atau yang dikenal dengan tawas.

Tujuan dari penggumpalan untuk memudahkan airlebih homogen sehingga terbentuk flok-flok. Agarpengalirannya dan pembentukan flok-flok yang lebihbesar dibutuhkan pengadukan yang lambat denganadanya bantuan sekat-sekat pada bak penggumpalan.

Dengan adanya sekat-sekat ini berarti waktupengalirannya agak lama, sehingga campuran akansemakin merata dan mempercepat terbentuknyabutiran-butiran yang lebih besar agar memudahkanterjadinya pengendapan pada proses berikutnya.

G. Sedimentasi (Pengendapan)Proses ini terjadi berdasarkan gaya gravitasi

bumi terhadap flok-flok yang telah terbentuk flok-flok yang mempunyai density yang lebih besardaripada air akan mengendap dengan sendirinya.Pada bak ini sebagian besar kotoran air akandipisahkan tetapi tidak semuanya mengendap sepertikotoran-kotoran halus yang melayang akan disaringpada proses selanjutnya.

H. Filtrasi (Penyaringan)Proses penyaringan merupakan proses

pembersihan dari sisa-sisa kotoran kecil yangmasih melayang-layang di dalam air setelah prosespengendapan. Filter yang biasa terdiri dariselapis pasir atau pasir dan batu dan batu krikil.Bila air lolos melalui filter tersebut, partikel-partikel terapung dan bahan-bahan penggumpal akanbersentuhan dengan butir-butir pasir dan melekatke pasir tersebut. Hal ini akan memperkecil ukurancelah-celah yang dapat di lalui air danmenghasilkan daya penyaring. Dengan lewatnya makaakan semakin banyak bahan yang terperangkap olehtumpukan pasir. Dan air tersebut akan ditambahkanbahan kimia pada proses desinfeksi.

I. DesinfeksiDesinfeksi bertujuan membunuh kuman-kuman

yang terdapat dalam air dapat menimbulkan bibitpenyakit. Jenis bahan kimia yang dipergunakanuntuk di proses desinfeksi antara lain larutankaporit dan gas chlor.

J. Pemeriksaan Dosis Aluminium Sulfat Dengan Jar Test

Jar test adalah suatu metode untukmengevaluasi proses koagulasi. Apabila percobaandilakukan secara tepat maka akan diperolehinformasi yang dapat membantu operator instalasidalam mengoptimalkan proses penjernihan air.

Jar test memberikan data mengenai kondisioptimum untuk parameter-parameter:a. Dosis Koagulasi b. pH sebelum dan sesudah prosesc. Metode pembubuhan bahan kimia

WATER TREATMENT ver-2

1. TUJUAN PERCOBAAN

a. Minggu I

Dapat mengoperasikan Jarr Test

Dapat menentukan dosis optimum koagulan yang digunakan

b. Minggu II

Mahasiswa dapat memahami dan menggambarkan proses

pwngolahan air baku menjadi air bersih.

Mahasiswa dapat menghitunglaju alir koagulan yang

digunakan.

Mahasiswa mampu menganalisa air disetiap bak.

2. BAHAN YANG DIGUNAKAN

Air

Koagulan (tawas)

3. ALAT YANG DIGUNAKAN

Hot plate : 2 buah

Turbidity Meter : 1 buah

Magnetic stirrer : 2 buah

Erlenmenyer 400 ml : 4 buah

Gelas Ukur 100 ml : 2 buah

Pipet ukur 10 ml : 2 buah

4. DASAR TEORI

Proses Pengolahan Air

Proses pengolahan air bertujuan agar didapatkan air

yang memenuhi syarat untuk didapatkan sebagai air

bersih. Pengolahan air bersih melalui beberapa tahapan

proses yaitu :

1. Proses Penyaringan

2. Proses Koagulasi

3. Proses Flokulasi

4. Sedimentasi

5. Aerasi

6. Penyaringan

7. Proses penambahan disinfektan

Air baku yang biasanya digunakanunutk keperluan

domestik atau industri berasal dari air sungai, air

danau, air laut dan air sumur. Kualitas akir baku dari

berbagai sumber tersebut mempunyai karakteristik

kualitas dan kuntitas yang berbeda-beda.

Air baku digunakan selain untuk keperluan sehari-hari

seperti makan dan minum di beberapa sektor kegiatan

digunakan sebagai air pendingin. Air umpan boiler dan

air air untuk keperluan proses produksi. Adanya

kualitas air yang berbeda-beda dari berbagai sumber air

yang ada, menghendaki suatu system yang berbeda-beda

dari berbagai sumber air yang ada, menghendaki suatu

system pengolahan air yang berbeda pula dan tergantung

dari penggunaan air tersebut.

Air yang digunakan sebagai air umpan

boilermempunyai karakteristik kualitas tertentu,

sehingga untuk penyediaan air biasanya dilakukan 3

tahap pengolahan yaitu :

a. Pengolahan air beku

b. Pengolahan air secara external

c. Pengolahan air secara internal

Jenis pengolahan air baku tergantung dari asal air

bakunya. Pengolahan air baku biasanya terdiri dari

pengolahan fisika seperti penyaringan dan sedimentasi.

Serta pengolahan secara kimia yang meliputi flokulasi,

koagulasi, dan netralisasi.

Dalam makalah ini hanya akan diuraikan tentang

pengolahan tahap kedua dan ketiga . karena pengolahan

tahap pertama yaitu pengolahan air beku sudah banyak

dibahas dalam penyedian air bersih pada umumnya.

A. KARAKTERISTIK KUALITAS AIR BAKU

a. Air Tanah

Air tanah tersedia sebagai air tanah dangkal dan

air tanah dalam. Air tanah dangkal berada dalam lapisan

pembawa air yang bagian atasnya tidak dilapisi oleh

lapisan yang immpermeabel sehingga kualitas dan

kuantitas air tanah dangkal juga dipengaruhi oleh

aktivitas yang ada dipermukaan tanah bagian atasnya.

Air tanah dalam beberapa dalam lapisan pembawa air

yang terletak lebih bawah, biasanya lebih dari 60 m

permukaan tanah setempat. Lapisan pembawa airnya

dilapisi oleh suatu lapisan bantuan impermeable

sehingga tidak memungkinkan air dari permukaan bagian

atas menyerap sampai kelapisan pembawa air ttanah

dalam. Kualitas maupun kuantitas air tanah tidak

tergantung pada aktivitas dipermukaan atas, tetapi pada

daerah catchment area (daerah tangkapan hujan) yang

berhubungan dengan lapisan pembawa air yang

bersangkutan. Kualitas air tanah banyak dipengaruhi

struktur geologi setempat. Parameter dominan yang

biasanya muncul adalah: mineral seperti Ca, Mg, dan Fe

serta gas terlarut seperti CO2. Air tanah biasanya

hanya sedikit mengandung padatan tersuspensi.

b. Air laut

Air laut tersedia dalam jumlah yang melimpah dengan

kualitas air yang hampir sama dan tetap untuk jangka

waktu tertentu. Parameter dominan yang ada di air laut

adalah garam mineral seperti Na Cl (biasanya

ditunjukkan dalam kadar salinitas) yang sangat korosif

terhadap peralatan proses produksi.

c. Air permukaan

Air permukaan yang sering dimanfaatkan adalah air

danau dan air sungai. Kualitasnya sangat tergantung

dari aktivitas manusia yang berada di daerah aliran

sungai. Parameter yang cukup menonjol adalah

mikroorganisme dan kadar padatan tersuspensi atau

kekeruhan.

B. PARAMETER KUALITAS AIR

a. Padatan Tersuspensi ( suspended solid / SS )

Sumber dari padatan tersuspensi berasal dari :

- Padatan anorganik, seperti lempung, kerikil, dan

padatan buangan industri

- Padatan organik, seperti serat tumbuhan, mikroba,

sisa buangan domestik dan industri

- Cairan laut seperti minyak dan lemak.

Pengukuran padatan tersuspensi dilakukan secara

gravimetri dengan satuan mp, lt. Ukuran diameter

partikel dari padatan tersuspensi antara 1-100 am.

b. Kekeruhan ( turbidity )

Parameter kekeruhan biasa dilakukan untuk analisis

kualitas air bersih bukan air limbah. Nilai kekeruhan

bisa menunjukkan tingkat atau kadar padatan tersuspensi

di dalam air. Pengukuran kekeruhan dilakukan dengan

metode photometri dengan cara menetukan persentase

cahaya yang diserap atau dihamburkan oleh cairan jika

diberikan cahaya dengan intensitas tertentu. 1 Jakson

Turbidity Unit ( JTU ) sama dengan kekeruhan yang

dihasilkan oleh 1 mg SiO2 dalam liter air distilasi.

Satuan kekeruhan yang lain adalah Nephelometri

Turbidity Unit ( NTU ) yang didasarkan pada prinsip

penghambatan cahaya.

c. Alkalinitas

Definisi : julah anion dalam air yang akan bereaksi

untuk menetralisir ion II. Merupakan suatu ukuran

kemampuan air menetralisir asam. Parameter yang

tergolong alkalinitas :

- CO32-, HCO3

-, H2BO3-, CO2

- OH-, HSiO3-, H2PO4

-, NH3

Parameter yang pada umumnya diperhatikan sebagai

alkalinitas adalah sebagai bikarbonat ( HCO3 ),

carbonat ( CO3 ), dan hidroksida ( OH- ). Sumber

alkalinitas antara lain disolusi garam bicarbonat. Gas

CO2 yang terlarut dalam air berasal dari transfer CO2

dari udara dan respirasi mikroorganisme. Gas CO2 ini

akan melarutkan mineral magnesium dan calsium dalam

bentuk CaCO3 atau MgCo3, dan menghasilkan komponen

hardness dan alkalinitas menurut reaksi :

H2O + CO2 + MgCO3 Mg (HCO3)2 Mg 2+ + 2( HCO3- )

H2O + CO2 + CaCO3 Mg (HCO3)2 Ca2+ + 2(HCO3

- )

Pengukuran alkalinitas dilakukan dengan titrasi

dengan asam. Jika digunakan 0,02 N H2SO4 sebagai

titran, maka 1 ml asam dapat menetralisir 1 mg

alkalinitas sebagai CaCO3. Ion H+ dari asam bereaksi

dengan komponen alkalinitas menurut persamaan reaksi :

H+ + OH- H2O

H+ + CO32- HC3

-

H+ + HCO3- H2CO3

Jika asam sebagai titran ditambahkan perlahan-lahan

ke air yang mengandung alkalinitas, maka gambaran

penurunan pH air bis diliht di kurva berikut

Konversi karbonat menjadi bicarbonate pada

prinsipnya sempurna pada pH =8,9. Tetapi karena

bikarbonat juga merupakan spesi alkalinitas sehingga

masih dibutuhkan sejumlah asam yang sama untuk

menyempurnakan netralisasi. Sehingga netralisasi CO2

pada pH= 8,3 hanya setengahnya konversi OH- menjadi air

berlangsung sempurna pada pH =8,3 sehingga semua OH-

dan CO3- ikut terukur pada pH= 8,3. Pada pH 4,5 semua

bikarbonat telah terkonversi menjadi asam carbonat

termasuk bicatbonat hasil netralisasi karbonat.

Sehingga jumlah asam yang diperlukan untuk menitrasi

contoh air sampai pH 4,5 eqivalent dengan alkalinitas

total ( CO3- , HCO3

- , OH- ) dalam air.

P-Alkalinitas adalah nilaai alkalinitas yang

ditunjukkan oleh jumlah asam yang diperlukan untuk

mencapai pH air contoh menjadi 8,3 sedangkan M-

Alkalinitas adalah ilai alkalinitas yang ditunjukkan

oleh jumlah asam yang diperlukan untuk mencapai pH air

contoh dari 98,3 menjadi 4,5 . Hubungan umum bentuk-

bentuk alkalinitas :

pH 8,3 netralisasi

OH- , ½ CO32

pH 8,3 netralisasi

sisa ½ CO32 dan HCO3 asal/murni

P=M semua

alkalinitas adalh OH

P= ½ M semua

alkalinitas Carbonat

P= 0 (pH dibawah 8,3) semua alkalinitas HCO3

Contoh penentuan spesi Alkalinita

200 ml air ,pH awal 10, dititrasi dengan 0,02 n H2SO4

- Sampai pH 4,5 butuh 30 ml asam

- Sampai pH 8,3 butuh 11 ml asam

Tentukan spesi alkalinitas dinyatakan dalam mg 1 CaCO3

Solusi

PH 10 POH = 4

(OH)

= 10-4 mol 1

10-4 mol x 50 g eqi = 5 mg 1 sebagai

CaCO3

1 mol eqi

1 mg alkalinitas CaCO3 butuh 1 ml 0.02 N H2SO4. Untuk

mengukur OH dalam 1 liter sampai butuh 5 ml asam,

padahal volume sample 200 ml

Jadi kebutuhan asam adalah 200/1000 x 5 ml

= ml

Untuk mencapai pH 8,3 butuh 11 ml : berarti untuk ½

CO32- butuh 10 ml (sisa untuk mencapai asam yang

digunakan) dan jumlah yang sama 10 ml untuk sisa ½

CO32- yang berubah jadi bicarbonate. Jadi tinggal 9 ml

sisa titran untuk mengukur alkalinitas bicarbonate yang

berasal dari larutan asli (30 ml-11 ml-10 ml)

CO32- = 20 ml setara dengan 20 mg alkalinitas seabgai

CaCO3

20/200 X 1000 = 100

mg/l

HCO3-M=9 ml setara dengan 9 mg alaklinitas sebagai

CaCO3

9/200 X 1000 = 45

mg/l

Total = 5+10+45 = 150 mg/l seabagi CaCO3

d. Kesadahan (Hardness)

Definisi :

- Konsentrasiu kation metal multi valen dalam larutan

- Dapat bereaksi dengan anion dan timbul prespitasi

padatan

- Biasanya dinyatakan dalam mg lt CaCO3

Kesadahan dikenkal; dulu macam, yaitu kesadahan

karbonat dan non klarbonat

a. Carbonat : Bersifat sementara karena akan hilang

atau terendapkan jika mengalami pemansan

Contoh : -Ca bikarbonat Ca( HCO3)2

-Mg bikarbonat

b. Non carbonat : kesadhan tetap tidakn hilang

mengendap jika dipanaskan

contoh :Ca atau Mg sulfat ,clorida, nitrat

Ca( HCO3)2

CaCO3 (s) + CO2 + H2O

Pengukuram kesadahan dilakukan dengan cara titrasi oleh

EDTA dengan indicator EBT membentuk komplek warna

merah. Jika digunakan 0.01 M EDTA .1 1

titran menubnjukkan kesadahan sebagai CaCO3

Klasifikasi air sadah :

Air lunak 50 mg/l

sebagai CaCO3

Air sadah sedang 50-150 mg/l

Air sadah 150-300 mg/l

Air sangat sadah >300 MG/L

Air sadah yang jika digunakan memerlukan lebih baynyak

sabun agar tetap berbusa. Menurut

standar WHO kesdahan maksimum untuk air minum adalah

500 mg/l sebagai CaCO3. Demikian juga menurut peraturan

Mentri Kesehatan No.416/890 untuk syarat kualitas air

minum

konversi : 1 gennan

degree = 17,9 mg/l CaCO3

e. O2 (gas oksigen)

Salah satu gas yang bayak mendapat perhatian dalam

pengelohan air umpan boiler adalh gas O2 yang larut

dalam air baku. Daftar kesetimbangan nilai oksigen

terlarut sebagai fungsi dari suhu dan konsentrasi CT

(salinitas) disajikan di tabel berikut :

Tabel C-3 Equilibrium concentration (mg/L) of dissolvedoxygen as a function of temperature and chloride

TemperatureoC

Chloride concentration (mg/L)

05.000

10.000

15.000

20.000

014,64

13,79 12,97 12,14 11,32

114,23

13,41 12,61 11,82 11,03

213,84

13,05 12,28 11,51 10,76

313,48

12,72 11,98 11,24 10,50

413,13

12,41 11,69 10,97 10,25

512,80

12,09 11,39 10,70 10,01

612,48

11,79 11,12 10,45 9,78

712,17

11,51 10,85 10,21 9,57

811,87

11,24 10,61 9,98 9,36

911,59

10,97 10,36 9,76 9,17

1011,33

10,73 10,13 9,55 8,98

1111,08

10,49 9,92 9,35 8,80

1210,83

10,28 9,72 9,17 8,62

1310,60

10,05 9,52 8,98 8,46

1410,37 9,95 9,32 8,80 8,30

1510,15 9,65 9,14 8,63 8,14

16 9,95 9,46 8,96 8,47 7,9917 9,74 9,26 8,78 8,30 7,8418 9,54 9,07 8,62 8,15 7,7019 9,35 8,89 8,45 8,00 7,5620 9,17 8,73 8,30 7,86 7,4221 8,99 8,57 8,14 7,71 7,2822 8,83 8,42 7,99 7,57 7,1423 8,68 8,27 7,85 7,43 7,0024 8,53 8,12 7,71 7,30 6,8725 8,38 7,96 7,56 7,15 6,7426 8,22 7,81 7,42 7,02 6,6127 8,07 7,60 7,28 6,88 6,4928 7,92 7,53 7,14 6,75 6,3729 7,77 7,39 7,00 6,62 6,2530 7,63 7,25 7,86 6,49 6,13

Satuan untuk parameter kualitas air biasanya dinyatakandalam mg/l atau ppm (part per million). Untuk parameterkesadahan dan alkalinitas selain satuan tersebut jugasering dinyatakan dalam satuan mg/l sebagai CaCO3.Konsentrasi senyawa A dapat dinyatakan sebagaikonsentrasi eqivalent dari senyawa B dengan rumus :

[g/l]A x = (g/l)A

dinyatakan sebagai BContoh : Nyatakan dalam konsentrasi eqivalent CaCO3

untuk :a. 117 mg/l NaClJawab :

a. 1 eqivalent CaCO3 = 40+12+3(16) = 50 g/eqivalent1 eqivalent NaCl = 23 + 35,5 = 58,5g/eqivalent117 mg/l x = 100 mg/l NaCl sebagai CaCO3.Faktor-faktor konversi untuk berbagai senyawa disajikandalam tabel berikut :

Perhitungan

Menghitung banyaknya alum yang harus ditambahkan pada

bak fakulator.

Dari lampiran 1, tabel 4 :

a. Diketahui :

D : Dosis alum 17mg/l

K : Konsentrasi alum pada 3.BE = 4,6% mg/cc

Q : Debit air pada ketinggian 32 cm = 82,1

l/dtk

Maka alum yang harus ditambahkan adalah :

P =

P =

P = 30,34 cc/dtk

P = 303,4 cc/10dtk

Karena terdapat dua keran aliran penambahan, maka

perhitungan alum yang harus ditambahkan dibagi dua.

P =

P = 151,7 cc/10 detik

b. Diketahui

D : Dosis alum 21mg/l

K : Konsentrasi alum pada 3.BE = 4,6% = 46 mg/l

Q : Debit air pada ketinggian 32 cm = 82,1

l/dtk

Cara Menentukan Penambahan Alum pada Bak Flukolator

A. Penentuan Dosis Alum

1. Alat-alat yang digunakan

- Peralatan jar test : 1 set

- Beaker glass 1000 ml : 4 buah

- Pipet ukur 10 ml : 1 buah

2. Bahan yang digunakan

- Air baku sebanyak 4000 ml

- Aluminium sulfat secukupnya

3. Langkah kerja

- Memasukkan ke dalam masing-masing beaker glass air

baku sebanyak 1000 ml

- Menambahkan alum ke dalam beaker glass dengan dosis

yang berbeda

- Menghubungkan peralatan jas test ke arus listrik

- Mengaduk dengan kecepatan :

1 menit = 100 rpm

5 menit = 60 rpm

15 menit = didiamkan

- Menentukan dosis optimum penambahan alum dari

percobaan ini

- Mengukur pH setelah flok mengendap

B. Pemeriksaan pH

Air permukaan di daerah tropis sering keruh dan

mengandung zat-zat penyebab warna. Kekeruhan dapat

berasal dari erosi tanah, pertumbuhan ganggang atau

kotoran hewan yang terbawa air sewaktu mengalir di

permukaan bumi. Warna dapat disebabkan oleh substansi

yang berasal dari pembusukan zat-zat organik, daun atau

tanah seperti gambut.

Koagulan yang umum digunakan adalah aluminium

sulfat (Al2(SO4)3) dimana ion-ion aluminium sulfat yang

bermuatan positif tiga merupakan agen netralisasi.

Untuk mendapatkan koagulasi yang baik, koagulan dengan

dosis optimum harus dibubuhkan dalam air dan

dicampurkan secara baik. Dosis optimal akan bervariasi

tergantung pada sifat alamiah air baku dan komposisi

keseluruhan (pH, kekeruhan, komposisi kimia) adalah

tidak mungkin untuk menghitung dosis koagulan optimum

untuk air baku tertentu.

Proses Pengolahan Air

Dalam pengolahan air, agar diperoleh air bersih

maka dilakukan proses tahap demi tahap, yaitu mulai

dari pengambilan air baku sampai air bersih yang sudah

siap untuk didistribusikan ke konsumen. Air bersih dan

air buangan mempunyai karakteristik tertentu seperti

sifat fisik, kimia, dan biologi. Dalam proses

pengolahan air ini harus disesuaikan dengan

ketidakmurnian dari air itu sendiri. Pengolahan air

bersih maksudnya adalah usaha-

usaha untuk merubah sifat-sifat suatu zat. Dengan

adanya pengolahan air bersih ini maka akan didapatkan

suatu air bersih yang memenuhi standar kesehatan yang

telah ditentukan.

Dalam proses pengolahan air ini pada umumnya

dikenal dengan dua cara, yaitu :

1. Pengolahan lengkap (completed treatment process)

Pengolahan lengkap yaitu air akan mengalami

pengolahan lengkap, baik fisika, kimiawi, dan biologi.

Pengolahan ini biasanya dilakukan terhadap air sungai

kotor dan keruh. Pada hakikatnya, pengolahan lengkap

ini dibagi dalam tiga lingkungan pengolahan, yaitu :

a. Pengolahan fisik

Pengolahan fisik ini untuk mengurangi atau

menghilangkan kotoran-kotoran yang kasar, penyisihan

lumpur dan pasir serta mengurangi kadar organik yang

ada dalam air yang akan diolah.

b. Pengolahan kimia

Pengolahan kimia yaitu pengolahan dengan menggunakan

zat-zat kimia untuk membantu proses selanjutnya.

Misalnya dengan pembubuhan aluminium sulfat.

c. Pengolahan bakteriologi

Pengolahan ini bertujuan untuk memusnahkan bakteri-

bakteri yang terkandung di dalam air dengan jalan

membuktikan desikfektan. Desinfektan yang digunakan

adalah kaporite.

2. Pengolahan sebagian (patril treatment process)

Pengolahan sebagian ini merupakan pengolahan air

dimana hanya dilakukan pengolahan kimiawi atau

pengolahan bakteriologi saja. Pengolahan ini umumnya

dilakukan untuk :

a. Mata air bersih

b. Air sumur yang dangkal

3.6.4 Koagulant Aluminium Sulfat

Dalam bidang pengolahan air bersih, penambahan dari

beberapa bahan kimia digunakan untuk berbagai proses.

Pada pengolahan air bersih di PDAM Instalasi Lahat I

menggunakan aluminium sulfat sebagai pembentukan

koagulant yang berfungsi membentuk partikel padal lebih

besar (flok) agar bias diendapkan dari hasil reaksi

partikel kecil (koloidal), selanjutnya proses

pengolahan air dapat dilanjutkan.

Aluminium sulfat atau tawas mempunyai rumus kimia

Al2(SO4)3 18 H2O dengan berat molekul 666,4 gram/mold an

density 1,69 gram/liter. Alum larut sempurna dalam air,

daya larutnya 500 gram/liter pada 15 oC. Alum lebih

banyak digunakan sebagai bahan penggumpal karena :

1. Berbentuk serbuk dan Kristal

2. Lebih efektif untuk menurunkan kadar karbonat

3. Harganya murah

4. Mudah disimpan

3.6.5 Pembentukan Larutan Aluminium Sulfat

Aluminium sulfat terdapat dalam bentuk butiran

halus dalam kantong aluminium sulfat berwarna putih

keabu-abuan sampai coklat muda yang merupakan material

asam berkristal dan bersifat korosif, metode pembubuhan

aluminium sulfat yang paling umum adalah dalam bentuk

larutan. Suatu larutan dibuat dalam sebuah tangki

dengan kapasitas yang cukup untuk pembubuhan koagulan

10 jam atau lebih. Diperlukan dua tangki, satu tangki

beroperasi sementara, larrutan disiapkan pada lainnya.

Contoh :

Bila kita ingin membuat 5% larutan aluminium sulfat

sebanyak 1000 liter, yaitu sebagai berikut :

1. Menimbang aluminium sulfat 5% x 1000 liter = 50 kg

2. Memasukkan aluminium sulfat kedalam bak aluminium

sulfat yang lebih ditimbang.

3. Mengisi bak dengan air sepertiga dari bak dan

mengaduk sampai homogeny.

4. Mengisi terus bak sampai larutan menjadi 1000 liter.

3.6.6 Koagulasi (pengumpulan)

Koagulasi merupakan salah satu tahapan proses dalam

pengolahan air yang menggunakan bahan pengumpal.

Koagulasi berasal dari bahasa latin “Coagulare” yang

berarti bergerak bersama. Dalam proses kimia koagulasi

dapat diartikan sebagai mekanisme penetralan.

Koagulasi adalah bahan kimia yang dibutuhkan pada

air akan membantu pada proses pengendapan paertikel-

partikel. Alat pembubuhan koagulasi ini dibedakan pada

cara pembubuhan yaitu:

1. Memakai pompa, pembubuhan zat kimia dengan bantuan

pompa

2. Secara gravitasi, dimana zat kimia (larutan)

mengendap dengan sendirinya karena gravitasi.

Faktor- faktor yang mempengaruhi proses koagulasi :

a. Dosis koagulasi

b. Kecepatan pengadukan

c. pH dan waktu

Air baku yang akan diolah ditambahkan bahan kimia

penggumpal. Bahan kimia penggumpal yang lebih intensif

dalam pengolahan air adalah aluminium sulfat atau yang

dikenal dengan tawas.

Tujuan dari penggumpalan untuk memudahkan air lebih

homogeny sehingga terbentuk flok-flok. Agar

pengalirannya dan pembentukan flok- flok yang lebih

besar dibutuhkan pengadukan yang lambat dengan adanya

bantuan sekat-sekat pada bak penggumpalan.

Dengan adanya sekat-sekat ini berarti waktu

pengalirannya agak lama, sehingga campuran akan semakin

merata dan mempercepat terbentuknya butiran-butirran

yang lebih besar agar memudahkan terjadinya pengendapan

pada proses berikutnya.

3.6.7 Sedimentasi

Proses ini terjadi berdasarkan gaya gravitasi bumi

terhadap flok-flok yang telah terbentuk flok-flok yang

mempunyai density yang lebih besar daripada air akan

mengendap dengan sendirinya. Pada bak ini sebagian

besar kotoran air akan dipisahkan tetapi tidak semuanya

mengendap seperti kotoran-kotoran halus yang

melayang,akan disaring pada proses selanjutnya.

3.6.8 Filtrasi (penyaringan)

Proses penyaringan merupakan proses pembersihan

dari sisa-sisa kotoran kecil yang masih melayang-layang

didalam air setelah proses pengendapan. Filter yang

biasa terdiri dari selapis pasir atau pasir atau pasir

dan batu dan batu kerikil. Bila air lolos melalui

filter tersebut, partikel-partikel terapung dan bahan-

bahan penggumpal akan bersentuhan dengan butir-butir

pasir dan melekat ke pasir tersebut. Hal ini akan

memperkecil ukuran celah-celah yang dapat dilalui air

dan menghasilkan daya penyaring. Dengan lewatnya maka

akan semakin banyak bahan yang terperangkap oleh

tumpukan pasir. Dan air tersebut akan ditambahkan bahan

kimia pada proses desinfeksi.

3.6.9 Desinfeksi

Desinfeksi bertujuan membunuh kuman-kuman yang

terdapat dalam air dapat menimbulkan bibit penyakit.

Jenis bahan kimia yang dipergunakan untuk di proses

desinfeksi antara lain larutan kaporit dan gas chlor.

3.6.10 Pemeriksaan Dosis Aluminium Sulfat dengan Jar

Test

Jar test adalah suatu metode untuk mengvaluasi

proses koagulasi. Apabila percobaan dilakukan secara

tepat maka akan diperoleh informasi yang dapat membantu

operator instalasi dalam mengoptimalkan proses

penjernihan air. Jar test memberikan data mengenai

kondisi optimum untuk parameter-parameter :

a. dosis koagulasi

b. pH sebelum dan sesudah proses

c. metoda pembubuhan bahan kimia.

5. LANGKAH KERJAPercobaan 1

1. Mengambil air dari kolam.2. Membuat larutan dengan konsentrasi 100, 150, 200,

dan 250 ppm dengan air sampel.3. Melakukan pengadukan cepat selama 5 menit dengan

magnetic stirrer.4. Mengurangi kecepatan dan melakukan pengadukan selama

15 menit.5. Memberhentikan pengadukan dan mendiamkan selama 30

menit.6. Melakukan pengukuran pH dan turbidity.

Langkah 2

1. Mengukur panjang, lebar dan tinggi bak koagulasi, flokulasi, sedimentasi dan filtrasi.

2. Menjawab soal-soal yang diberikan.3. Melakukan analisis dari percobaan yang dilakukan.

6. DATA PENGAMATANPercobaan 1

Konsentrasi(gram)

Turbidity pH

0,3 40,7 7,260,4 9,76 6,990,5 4,91 6,91

Percobaan 2Lokasi Panjang (m) Lebar (m) Tinggi

(m)Bak Koagulasi 156 41 11

7. PERHITUNGANPercobaan 1

1. Pembuatan Larutan Konsentrasi 100 ppm dalam 300 ml

V1 x M1 = V2 x M2

V1 x 1000 ppm= 300 ml x 100 ppm

V1 = 30 ml

Konsentrasi 150 ppm dalam 300 ml

V1 x M1 = V2 x M2

V1 x 1000 ppm= 300 ml x 150 ppm

V1 = 45 ml


V1 x M1 = V2 x M2

V1 x 1000 ppm= 300 ml x 200 ppm

V1 = 60 ml


V1 x M1 = V2 x M2

V1 x 1000 ppm= 300 ml x 250 ppm

V1 = 75 mlPercobaan 2Diketahui :

- Debit = 26 L/min- Dosis = 150 ppm- Koagulan 16 kg/bak = 16 kg/100 listrik- 1 kwh listrik = Rp.600,-- 1 kg koagulan = Rp.500,-- 1 m3 air = Rp.2400,-- Daya pompa = 290 watt- Volume bak koagulasi = 98.787,3 cm3 = 98,7873 L- Volume bak flokulasi = 73.623,480 cm3 = 73,62348 L

- Volume bak sedimentasi = 57.982.680 cm3 = 57.982,68 L

- Volume bak filtrasi = 8.780.800 cm3 = 8.780,8 LDitanya :

1. Berapa konsentrasi koagulan ?2. Berapa debit koagulan ?3. Berapa lama menghabiskan 1 koagulan ?4. Berapa lama air memenuhi bak flokulasi ?5. Berapa lama air memenuhi bak sedimentasi ?6. Berapa lama air memenuhi bak filtrasi ?7. Berapa lama waktu total untuk mendapatkan air

bersih ?8. Berapa banyak air yangdihasilkan selama 6 hari ?9. Berapa kali harus membuat larutan koagulan selama

6 hari dan berapa biayanya ?10. Berapa kwh listrik yang digunakan selama 6 hari ?

berapa biayanya ?

11. Berapa keuntungan yang dihasilkan ?

Penyelesaian :

1. Volume Bak Koagulan = P x L x T = 156 cm x 41 cm x 11 cm

= 70.356 cm3 x = 70,356 L Konsentrasi Koagulan = x = 160.000

2. Debit Koagulan = = 0,02437

3. Lama Menghabiskan 1 bak Koagulan = = = 4.103,405 min x = 68,39 jam

4. Lama Air Memenuhi Bak Flokulasi = = = 2831,672 min x = 47,1945 jam

5. Lama Air Memenuhi Bak Sendimentasi = = = 2230,103 min x = 37,168 jam

6. Lama Air Memenuhi Bak Filtrasi = = = 337,723 min x = 5,628 jam

7. Waktu total untuk mendapatkan air bersihAir pada bak flokulasi + Air pada bak sendimentasi + Air pada bak filtrasi= 47,1945 jam + 37,168 jam + 5,628 jam= 89,9905 jam x = 3,75 hari

8. Banyak air bersih yang dihasilkan selama 6 hari6 hari x x 26 x = 224.640 L

V total = + +

= 140.386,96 L

Jadi volume air bersih yang dihasilkan selama 6 hari224.640 L - 140.386,96 L= 84.253,04 L= 84.253,04 dm3 x = 84,25304 m3

9. Jumlah koagulan selama 6 hariKoagulan yang digunakan sebanyak 16 kg selama 3,75 hari= = 4,2667 Jadi jumlah koagulan selama 6 hari = 4,2667 x 6 hari= 25,6002 kgBiaya koagulan = 25,6002 kg x Rp. 500 = Rp. 12.800,1

10. Penggunaan listrik

6 hari x 24 jam x 290 watt = 41760 watt = 41,76 kwH

Biaya listrik = Rp. 600 x 41,6 kwH

= Rp.25.056

11. Harga Air = 84,25304 m3 x Rp. 2400,-/m3

= Rp. 202.207,296Keuntungan yang didapatkan = Harga Air – Biaya Koagulan– Biaya Listrik = Rp. 202.207,296 - Rp. 12.800,1 - Rp.25.056 = Rp. 164.351,196

8. ANALISA PERCOBAAN

Setelah melakukan percobaan diatas dapat dianalisa

bahwa dalam melakukan proses pengolahan air baku

menjadi air bersih yang menjadi air baku adalah air

yang berasal dari kolam yang terletak di belakang

laboratorium Teknik Kimia. Pengolahan air baku ini

dilakukan untuk mendapatkan air yang memenuhi

syarat/karakteristik air bersih.

Langkah pertama yang dilakukan dalam percobaan ini

adalah mengambil air yang berada di kolam sebagai

sampel. Lalu dilakukan proses koagulasi dan flokulasi.

Dimana pada proses koagulasi menggunakan tawas sebagai

koagulan yang berfungsi untuk menurunkan pH air dan

juga untuk memudahkan kotoran membentuk flok-flok dan

kemudian akan mengendap. Pada proses ini juga dilakukan

dengan poengadukan cepat dengan menggunakan magnetic

stirrer yang bertujuan agar reaksi antara air dan tawas

dapat berjalan dengan baik sehingga akan terbentuk

flok. Setelah itu sampel didiamkan agar flok-flok yang

terbentuk mudah mengendap. Selanjutnya dilakukan

pengukuran nilai pH dan turbidity untuk masing-masing

sampel yang memiliki konsentrasi tawas berbeda-beda.

Dari hasil pengukuran yang didapatkan terlihat bahwa

semakin besar konsentrasinya maka nilai pH dan

tubiditinya semakin kecil.

Pada percobaan minggu kedua dilakukan analisis

perhitungan laju alir koagulan yaitu 0,037 L/min dengan

waktu total untuk mendapatkan air bersih yaitu 2,84

hari. Konsentrasi koagulan 0,7 kg tawas adalah 7000

mg/L. jumlah koagulan selama 6 hari adalah 25,6002 kg.

banyaknya air bersih yang di dapat yaitu 70,356 m3.

9. KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan maka dapat

disimpulkan bahwa :

Semakin banyak koagulan maka semakin rendah nilai pH

dan turbidity serta semakin banyak flok-flok yang

terbentuk.

Keuntungan yang di dapatkan dari pengolahan air baku

menjadi air bersih selama 6 hari adalah sebesar Rp.

164.351,196.

Daftar Pustaka

Jobsheet.2013.Petunjuk Praktikum utilitas.jurusan Teknik Kimia.Palembang: POLSRI

WATER TREATMENT Alat yang Digunakan

Documents

Transcript of WATER TREATMENT Alat yang Digunakan