WATER TREATMENT
1.
TUJUAN PERCOBAAN
a. Minggu I
Ø Dapat
mengoperasikan Jarr Test
Ø Dapat
menentukan dosis optimum koagulan yang digunakan
b. Minggu
II
Ø Mahasiswa
dapat memahami dan menggambarkan proses pwngolahan air baku menjadi air bersih.
Ø Mahasiswa
dapat menghitunglaju alir koagulan yang digunakan.
Ø Mahasiswa
mampu menganalisa air disetiap bak.
2.
BAHAN YANG DIGUNAKAN
Ø Air
Ø Koagulan
(tawas)
3.
ALAT YANG DIGUNAKAN
Ø Hot
plate : 2 buah
Ø Turbidity
Meter : 1 buah
Ø Magnetic
stirrer : 2 buah
Ø Erlenmenyer
400 ml :
4 buah
Ø Gelas
Ukur 100 ml : 2 buah
Ø 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 à
Mg (HCO3)2 ßà
Mg 2+ + 2( HCO3- )
H2O
+ CO2 + CaCO3 à Mg (HCO3)2 ßà 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- ßà
H2O
H+
+ CO32- ßà
HC3-
H+
+ HCO3- ßà
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 :
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
(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
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 dissolved oxygen as a
function of temperature and chloride
|
Temperature
oC
|
Chloride concentration (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
|
7,84
|
|
18
|
9,54
|
9,07
|
8,62
|
8,15
|
7,70
|
|
19
|
9,35
|
8,89
|
8,45
|
8,00
|
7,56
|
|
20
|
9,17
|
8,73
|
8,30
|
7,86
|
7,42
|
|
21
|
8,99
|
8,57
|
8,14
|
7,71
|
7,28
|
|
22
|
8,83
|
8,42
|
7,99
|
7,57
|
7,14
|
|
23
|
8,68
|
8,27
|
7,85
|
7,43
|
7,00
|
|
24
|
8,53
|
8,12
|
7,71
|
7,30
|
6,87
|
|
25
|
8,38
|
7,96
|
7,56
|
7,15
|
6,74
|
|
26
|
8,22
|
7,81
|
7,42
|
7,02
|
6,61
|
|
27
|
8,07
|
7,60
|
7,28
|
6,88
|
6,49
|
|
28
|
7,92
|
7,53
|
7,14
|
6,75
|
6,37
|
|
29
|
7,77
|
7,39
|
7,00
|
6,62
|
6,25
|
|
30
|
7,63
|
7,25
|
7,86
|
6,49
|
6,13
|
Satuan untuk
parameter kualitas air biasanya dinyatakan dalam mg/l atau ppm (part per
million). Untuk parameter kesadahan dan alkalinitas selain satuan tersebut juga
sering dinyatakan dalam satuan mg/l sebagai CaCO3. Konsentrasi senyawa
A dapat dinyatakan sebagai konsentrasi eqivalent dari senyawa B dengan rumus :
[g/l]A x
= (g/l)A
dinyatakan sebagai B
Contoh : Nyatakan
dalam konsentrasi eqivalent CaCO3 untuk :
a.
117 mg/l NaCl
Jawab :
a.
1 eqivalent CaCO3 = 40+12+3(16) = 50 g/eqivalent
1 eqivalent NaCl = 23
+ 35,5 = 58,5 g/eqivalent
117 mg/l x
= 100 mg/l NaCl sebagai CaCO3.
Faktor-faktor konversi untuk berbagai senyawa disajikan
dalam 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 KERJA
Percobaan
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 PENGAMATAN
Percobaan
1
|
Konsentrasi (gram)
|
Turbidity
|
pH
|
|
0,3
|
40,7
|
7,26
|
|
0,4
|
9,76
|
6,99
|
|
0,5
|
4,91
|
6,91
|
Percobaan
2
|
Lokasi
|
Panjang (m)
|
Lebar (m)
|
Tinggi (m)
|
|
Bak Koagulasi
|
156
|
41
|
11
|
7. PERHITUNGAN
Percobaan
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
·
Konsentrasi 200 ppm
dalam 300 ml
V1 x M1 = V2
x M2
V1 x 1000 ppm= 300 ml x
200 ppm
V1 = 60 ml
·
Konsentrasi 250 ppm
dalam 300 ml
V1 x M1 = V2
x M2
V1 x 1000 ppm= 300 ml x
250 ppm
V1 = 75 ml
Percobaan 2
Diketahui :
- 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 L
Ditanya :
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 bersih
Air 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 hari
6 hari x
x 26
x
= 224.640 L
V total =
+
+
= 140.386,96 L
Jadi volume air bersih
yang dihasilkan selama 6 hari
224.640 L - 140.386,96
L
= 84.253,04 L
= 84.253,04 dm3
x
= 84,25304 m3
9. Jumlah
koagulan selama 6 hari
Koagulan yang digunakan
sebanyak 16 kg selama 3,75 hari
=
= 4,2667
Jadi jumlah koagulan
selama 6 hari = 4,2667
x 6 hari
= 25,6002 kg
Biaya
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. 202.207,296
Keuntungan
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 :
ü Semakin
banyak koagulan maka semakin rendah nilai pH dan turbidity serta semakin banyak
flok-flok yang terbentuk.
ü 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
