BAB I PENDAHULUAN 1
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.5 Koagulasi
Koagulan ditambahkan pada air untuk membantu penghilangan partikel halus atau koloid yang mebutuhkan aglomerasi sebelum dapat dihilangkan secara efektif dengan pengendapan dan penyaringan. Koagulasi berarti penggumpalan atau pembentukan flok dari partikel yang lebih kecil menjadi lebih besar. Dalam pengolahan air, istilah ini biasanya digunakan untuk semua proses yang berlangsung dari penambahan bahan kimia hingga pembentukan flok.
Yang paling penting dari proses ini adalah pembentukan endapan koloid, netralisasi muatan partikel koloid, flokulasipartikel dengan gerakan brown diikuti pengadukan dan penyrapan oleh flok dalam air. Dalam banyak kasus, flok dibentuk dari pengendapan bahan kimia yang ditambahkan dengan interaksi atau dengan reaksi dengan komponen terlarut air. Dalam beberapa hal, bagaimanapun, flok dihasilkan oleh koagulasi partikel koloid. Seperti bahan dari tanaman yang berwarna, yang sudah ada dalam air. Sebagian proses pelunakan air terdiri dari koagulasi, sebab endapan dibentuk pada penghilangan kesadahan harus diflokulasi sebelum dapat dihilangkan dari air (Davis, 1952).
2.5.1 Mekanisme Pembentukan Flok
Air yang keruh mengandung zat padat terlarut, terendap dan koloid yang bermuatan listrik. Muatan menyebabkan pembentukan lapisan ganda listrik, dan kestabilan sistem koloid yang tidak dapat dipungkiri oleh gaya tolak yang ada pada interaksi diantara lapisan ganda.
Segera setelah penamabahan aluminium atau besi keair, reaksi dengan air dan ion lain terjadi, menghasilkan senyawa multi positif hidrokso dan polinuklear. Koagulan dengan cepat diserap pada permukaan partikel-partikel kekeruhan, yang
ditutupi dengan koagulan. Tarikan elektrostatik diantara partikel bermuatan negatif dan bermuatan positif menghidrolisis hasil menambah endapan. Hasilnya muatan listrik pada partikel berkurang. Bergantung pada pH dan dosis koagulan, muatan pada partikel diukur oleh zeta potensial yang beragam dari negatif ke netral ke positif. Sekarang suspensi dianggap destabil dan proses flokulasi, dimana partikel dapat bergumpal keukuran terendap, dapat dihasilkan tanpa penghalang. Pengadukan meningkatkan tumbukan, dan karena partikel sekarang telah didestabilkan, tiap tumbukan menghasilkan penyatuan yang tetap.
Disamping proses diatas, yang bergenatung pada gaya elektrostatik untuk adsorpsi dan penarikan, ada proses fisik atau mekanik yang dapat terjadi bersamaan. Dibawah kondisi yang tepat untuk koagulasi, dan bahkan kurangnya kekeruhan, koagulan akan menghidrolisa dan membentuk massa yang makin besar dari flok. Pada proses pembentukan ini dan selama flok terendap ketika ukuran yang cukup dicapai, flok juga secara fisik menangkap partikel kekeruhan ketika terendap. Metode elektrostatik dan penangkapan, dalam sistem koagulasi dan flokulasi, memiliki peranan penting (Cohen, 1971).
2.5.2 Faktor yang Mempengaruhi koagulasi
Faktor-faktor yang mempengaruhi koagulasi adalah : 1. Pengaruh pH
Proses koagulasi pada pengolahan air menunjukkan pH adalah variabel yang penting yang harus dipertimbangkan. Tingkat pH dipengaruhi oleh jenis koagulan yang digunakan dan komposisi air serta konsentrasi koagulan. Koagulasi akan terjadi pada konsentrasi pH optimum. Kegagalan pelaksanaan pada daerah pH optimum akan memboroskan bahan kimia dan menggambarkan kualitas yang rendah dari efluen
pengolahan air. Untuk air tertentu dibutuhkan pengaturan pH dengan asam, kapur, soda abu, dll., untuk memperoleh kondisi yang tepat.
2. Pengaruh Garam
Air tidak pernah murni tapi larutan encer garam anorganik dengan beragam konsentrasi dan komposisi. Pengaruh garam pada proses koagulasi menunjukkan pengaruh penting, bergantung pada ion spesifik dan konsnterasinya. Pengaruh dasar adanya ion teretentu adalah untuk mengubah (1) pH optimum koagulan, (2) waktu untuk flokulasi, (3) dosis optimum koagulan dan (4) residu koagulan diefluen.
3. Pengaruh Kekeruhan
Kekeruhan juga harus dipertimbangkan. Seperti dijelaskan sebelumnnya, kekeruhan pada air permukaan sebagian besar terdiri dari lumpur dan partikel mineral lainnya. Ukuran partikel ini sekitar 0,2 hingga 0,5 μ, yang menempatkannya diatas ukuran koloid sejati dan pada ukuran dimana akan terendap oleh gravitasi pada waktu tertentu. Perumusan berikut dapat dibuat sehubungan dengan kekeruhan :
a. Koagulan yang minimum harus ditambahkan untuk kekeruhan karena tanah liat agar tersedia pengumpulan dari berat flok
b. Koagulan tambahan (coagulant aids) dibutuhkan pada kekeruhan tinggi, tapi dosis koagulan tidak akan meningkat secara linier dengan meningkatnya kekeruhan
c. Kekeruhan yang sangat tinggi membutuhkan dosis koagulan yang sedikit karena terjadi tumbukan yang tinggi, untuk alasan yang sama kekeruhan yang sangat rendah sering lebih sulit untuk koagualasi
d. Zat organik sering diserap tanah liat dari air, tidak meningkatkan penggunaan koagulan.
4. Pengaruh koagulan
Salah satu faktor yang mempengaruhi koagulasi adalah pemilihan koagulan. Alum adalah koagulan yang sering digunakan, garam besi dapat digunakan dimana memiliki kelebihan daripada alum. Kelebihannya adalah bekerja pada range pH yang luas, dapat juga untuk penghilang warna. Pemilihan koagulan untuk digunakan akan didasarkan pada perbandingan percobaan, dengan pilihan akhir dipengaruhi ekonomi. 5. Pengaruh Faktor Fisik
Saat suhu air menurun, viskositas air meningkat dan kecepatan flok mengendap menurun. Penurunan suhu diketahui menurunkan kecepatan reaksi kimia, pH optimum menurun dengan menurunnya suhu.
6. Pengaruh Pengadukan
Pengadukan cepat penting untuk menyeragamkan penyebaran koagulan dan meningkatkan tumbukan partikel koagulan dengan partikel kekeruhan. Kondisi ini harus dipertahankan selama 30 sampai 60 detik, akhirnya koagulan dihidrolisa dan diserap partikel kekeruhan. Tahap kedua adalah pengadukan lambat, dimana terjadi pertumbuah flok dan juga meningkatkan jumlah dan kesempatan partikel bertumbukan. Proses ini disebut flokulasi, waktunya biasa 30 hingga 60 menit, cukup menghasilkan flok yang akan mengendap dalam waktu yang tidak terlalu lama.
2.5.3 Jar Test
Koagulasi bukanlah ilmu pasti, walaupun perkembangan baru-baru ini menjelaskan mekanisme prosesnya. Pemilihan dosis optimum koagulan ditentukan secara percobaan dengan jar test. Jar test menggunakan enam wadah 1L yang bentuk dan ukurannya sama. Biasanya enam jar digunakan dengan alat pengaduk yang secara simultan mengaduk isi tiap jar dengan kekuatan yang sama. Hasil uji digunakan untuk
menghitung jenis dan jumlah koagulan yang dibutuhkan dalam pengolahan air. Jar test juga menggambarkan mekanisme koagulasi (Peavy, 1985).