ABSTRAK
Sedimentasi merupakan proses pengolahan air dengan menggunakan proses pengendapan partikel-partikel zat padat dalam suatu cairan sebagai akibat gaya gravitasi baik individu atau bersama-sama sehingga menghasilkan cairan yang lebih jernih dan suspensi yang lebih kental. Pada percobaan kali ini, praktikan menggunakan air gambut. Percobaan ini bertujuan untuk menjernihkan air gambut dengan memanfaatkan tawas dan variasi laju alir sedimentasi serta menghitung efisiensi Total Suspended Solid (TSS), Total Dissolved Solid (TDS), dan Massa Zat Organik yang terdapat dalam air. Berat TSS pada sample air tanpa penambahan tawas adalah 7.10-4 gr/ml, sedangkan untuk sample air yang sudah di beri tawas dengan debit 10 cm3/s dan 15 cm3/s berturut-turut adalah 2.10-4 gr/ml dan 3.10-4 gr/ml. Nilai effesiensi pada debit 10 cm3/s adalah 71%, dan pada debit 15 cm3/s adalah 57%. Nilai TDS pada Sample air tanpa penambahan tawas adalah 24 ppm, sedangkan untuk sample air yang sudah di beri tawas dengan debit 10 cm3/s dan 15 cm3/s berturut-turut adalah 446 ppm dan 450 ppm. Massa zat organik yang teruapkan pada sample air tanpa penambahan tawas adalah 5.10-4 gr/ml, sedangkan untuk sample air yang sudah di beri tawas dengan debit 10 cm3/s dan 15 cm3/s adalah 2.10-4 gr/ml.
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Air merupakan salah satu kebutuhan bagi kehidupan manusia. Tubuh manusia terdiri dari air kira-kira 70 % dari berat badannya. Untuk kelangsungan hidup, manusia membutuhkan air yang jumlahnya tergantung pada berat badan.
Orang dewasa kira-kira membutuhkan air 2200 gram tiap harinya. Selain dibutuhkan oleh manusia, air diperlukan untuk keperluan pertanian, perikanan, peternakan dan industri. Pada industri-industri, air biasanya digunakan sebagai bahan baku untuk diolah menjadi air bersih yang digunakan untuk keperluan kantor, pabrik dan kantin.
Menurut kandungan mineral, air dikelompokkan dalam beberapa jenis yaitu air lunak dan air sadah. Air sadah adalah air yang mengandung ion-ion kalsium, magnesium, klorida, sulfat dan besi. Air lunak adalah air yang sedikit sekali mengandung garam-garam kalsium dan magnesium. Air sadah dibagi atas 2 yaitu air sadah sementara dan air sadah tetap dimana air sadah sementara disebabkan oleh bikarbonat dan dapat dihilangkan dengan cara pemanasan, sedangkan air sadah permanen yaitu disebabkan oleh ion klorida atau sulfat yang bersenyawa dengan kalsium ataupun magnesium. Jumlah antara kesadahan tetap dan kesadahan sementara disebut kesadahan total.
1.2. Tujuan Percobaan
1. Menjelaskan proses pengolahan air bersih
2. Menghitung efisiensi penyisihan bahan pencemar dari sumber air 3. Menganalisa hubungan variabel perlakuan terhadap penyisihan bahan
pencemar
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
Air merupakan suatu sarana utama untuk meningkatkan derajat kesehatan masyarakat, karena air merupakan salah satu media dari berbagai macam penularan, terutama penyakit perut. Peningkatan kualitas air minum dengan jalan mengadakan pengelolaan terhadap air yang akan diperlukan sebagai air minum dengan mutlak diperlukan. Oleh karena itu dalam praktek sehari-hari maka pengolahan air adalah menjadi pertimbangan yang utama untuk menentukan apakah sumber tersebut bisa dipakai sebagai sumber persediaan atau tidak.
Pada prinsipnya, jumlah air di alam ini tetap dan mengikuti suatu aliran yang dinamakan “Cyclus Hydrologie”. Dengan adanya penyinaran matahari, maka semua air yang ada di permukaan bumi akan bersatu dan berada ditempat yang tinggi yang sering dikenal dengan nama awan. Oleh angin, awan ini akan terbawa, makin lama makin tinggi dimana temperatur diatas semakin rendah, yang menyebabkan titik-titik air akan jatuh kebumi sebagai hujan. Air hujan ini sebagian mengalir kedalam tanah, jika menjumpai lapisan rapat air, maka perserapan akan berkurang, dan sebagian air akan mengalir diatas lapisan rapat air ini. Jika air ini keluar pada permukaan bumi, umumnya berbentuk sungai-sungai dan jika melalui suatu tempat rendah (cekung) maka air akan berkumpal, membentuk suatu danau atau telaga. Tetapi banyak diantaranya yang mengalir ke laut kembali dan kemudian akan mengikuti siklus hidrologi ini (Banurea, 2008).
Pengendalian Pencemaran Air mendefenisikan kualitas air sebagai sifat air dan kandungan makhluk hidup, zat, energi, atau komponen lain didalam air. Kualitas air dinyatakan dengan beberapa parameter, yaitu parameter fisika (suhu, kekeruhan, padatan terlarut dan sebagainya), parameter kimia (pH, BOD, COD, kadar logam, dan sebagainya). Dan parameter biologi (keberadaan plankton, bakteri, dan sebagainya).
Berdasarkan peraturan Pemerintah No. 20 tahun 1990 mengelompokkan kualitas air menjadi beberapa golongan menurut peruntukkannya. Adapun pengolonggan air menurut (Banurea, 2008) adalah sebagai berikut:
1. Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung, tanpa pengolahan terlebih dahulu.
2. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum.
3. GolonganC, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan pertenakan.
4. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha di perkotaan, industri, dan pembangkit tenaga listrik.
2.2. Sumber Air
Secara garis besar air dapat dikatakan bersumber dari : 1. Laut : air laut
2. Darat : air tanah dan air permukaan 3. Udara : air hujan dan air atmosfer Masing-masing sumber air diatas yaitu :
1. Air laut
Air yang dijumpai didalam alam berupa air laut sebanyak 80%, sedangkan sisanya berupa air tanah/daratan, es, salju, dan hujan. Air laut turut menentukan iklim dan kehidupan didunia. Kadar garam pada air laut bervariasi dari setiap tempat (Banurea, 2008).
2. Air tanah
Air tanah terbagi atas : a. Air tanah dangkal
melalui lapisan tanah yang mengandung unsur-unsur kimia tertentu untuk masing-masing lapisan tanah.
b. Air tanah dalam
Terdapat setelah lapis rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah dalam, tidak semudah padaair tanah dangkal, dan harus menggunakan bor dan memasukkan pipa kedalamnya sehingga dengan kedalaman tertentu akan didapatkan lapisan air.
c. Mata air
Adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya kepermukaan tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam, hampir tidak terpengaruhi oleh musim dan kualitasnya sama dengan air dalam. d. Air permukaan
Adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya seperti lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, kotoran industri kota dan sebagainya.
e. Air hujan
Dalam keadaan murni, sangat bersih, karena dengan adanya pengotoran udara yang disebabkan oleh kotoran-kotoran industri/debu dan lain sebagainya. Selain itu air hujan mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun bak-bak reservoir, sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi. Juga air hujan ini mempunyai sifat lunak, sehingga akan boros terhadap penggunaan sabun.
Berdasarkan analisis air maka air digolongkan dalam 3 yaitu;
1. Air kotor/air tercemar
Air yang bercampur dengan satu atau berbagai campuran hasil buangan yang disebut air tercemar/air kotor.
2. Air bersih
Air bersih adalah air yang sudah terpenuhi syarat fisik, kimia namun bakteriologi belum terpenuhi. Air bersih ini diperoleh dari sumur gali, sumur bor, air hujan, air dari sumber mata ai.
3. Air siap diminum/air minum
kekeruhan dan bakteri coliform yang diperkenankan dalam batas-batas aman.
2.3 Proses Pengolahan Air
Air baku belum tentu memenuhi standar, maka sering kali dilakukan pengolahan air untuk memenuhi standar air bersih. Tergantung kualitas air bakunya, pengolahan air bersih dapat sangat sederhana sampai sangat kompleks. Apabila air bakunya baik, maka mungkin tidak diperlukan pengolahan sama sekali. Apabila hanya ada kontaminasi kuman, maka desinfeksi saja sudah cukup. Dan apabila air baku semakin jelek kualitasnya, maka pengolahan harus lengkap, yaitu melalui proses prasedimentasi, koagulasi dan flokulasi, sedimentasi, filtrasi,
ion exchange dan desinfeksi (Tim Penyusun, 2014).
a. Prasedimentasi
Pengendapan memanfaatkan gravitasi bumi dan tanpa pembubuhan zat kimia. Unit ini dibutuhkan bila turbidity air tinggi, besar dari 7 NTU.
b. Koagulasi dan flokulasi
Aliran air yang telah melewati unit prasedimentasi selanjutnya akan dibubuhi zat kimia Aluminium sulfat (Al2(SO4)3). Pada unit ini terjadi satuan
proses. Fungsi kimiawi tersebut untuk menjadikan partikel koloid bermuatan. Kondisi aliran pada koagulasi biasanya turbulen, sedangkan pada flokulasi terjadi aliran laminer.
c. Sedimentasi
Sedimentasi merupakan proses pengendapan partikel-partikel zat padat dalam suatu cairan sebagai akibat gaya gravitasi baik individu atau bersama-sama sehingga menghasilkan cairan yang lebih jernih dan suspensi yang lebih kental. Flok yang terbentuk pada proses flokulasi diharapkan akan mengendap akibat gaya beratnya sendiri pada unit sedimentasi ini. Sehingga bila terjadi pengendapan lebih dahulu pada unit sebelumnya atau sesudah unit ini maka perlu dipertanyakan perencanaan proses flokulasi dan sedimentasinya. Klasifikasi sedimentasi didasarkan pada konsentrasi partikel dan kemampuan partikel untuk berinteraksi. Klasifikasi ini dapat dibagi kedalam empat tipe, yaitu:
1. Settling tipe I: pengendapan partikel diskrit, partikel mengendap secara
2. Settling tipe II: pengendapan partikel flokulen, terjadi interaksi
antar-partikel sehingga ukuran meningkat dan kecepatan pengendapan bertambah.
3. Settling tipe III: pengendapan pada lumpur biologis, dimana gaya antar
partikel saling menahan partikel lainnya untuk mengendap.
4. Settling tipe IV: terjadi pemampatan partikel yang telah mengendap yang
terjadi karena berat partikel.
d. Filtrasi
Air akan melewati lapisan/media berbutir sehingga diharapkan partikel yang mungkin masih ada terbawa air olahan pada unit ini akan tersangkut pada butiran media filter.
e. Ion Exchange
Merupakan salah satu metoda penghilangan mineral air yang berfungsi untuk menukar ion dan menghilangkan ion-ion yang berbahaya. Air yang telah melewati filtrasi yang masih mengandung kesadahan, akan dilewatkan melalui kolom penukar ion. Sebagai media penukar ion, maka resin penukar ion harus memenuhi syarat sebagai berikut :
Memiliki kapasitas penukaran ion yang tinggi
Kelarutan yang rendah dalam berbagai larutan
Memiliki kestabilan kimia yang tinggi
Memiliki kestabilan fisik yang tinggi
Ada 2 macam resin penukar ion, yaitu resin penukar anion (anion exchange resin) yaitu kemampuan menyerap/menukar anion-anion yang ada dalam air dan resin penukar kation (kation exchange resin) yaitu kemampuan menyerap/menukar kation-kation seperti Ca, Mg, Na yang ada dalam air.
2.5 Tawas
Tawas adalah garam sulfat terhidrat dengan formula M+,
M3+ (SO
4)2.12H2O. M+ merupakan kation univalen, umumnya Na+, Fe+, Cr+,
Ti3+atau Co3+. Aluminium sulfat biasanya dihasilkan oleh reaksi antara aluminium
hidroksida (atau bahan baku aluminium lainnya seperti bauksit atau kaolin) dan asam sulfat, produk yang dihasilkan berupa padatan terhidrat dan larutan. Ada dua macam prosedur untuk reaksi, yaitu reaksi terus menerus dan batch.
menghasilkan emisi udara dan air. Untuk pembuatan aluminium sulfat sebagai padatan, campuran yang keluar dari reaktor dikirim tabung pendingin, flaker atau kotak pembekuan sesuai dengan bentuk yang diperlukan. Perawatan lebih lanjut mungkin termasuk penghancuran, penggilingan, penyaringan sebelum dilakukannya pengemasan. Proses ini menghasilkan air limbah dan emisi udara yang mengandung partikulat.
Tawas ada 4 macam, yaitu:
1. Natrium aluminium sulfat dodekahidrat (tawas natrium) dengan formula NaAl(SO4)2. 12H2O
2. Kalium aluminium sulfat dodekahidrat (tawas kalium) dengan rumus KAl(SO4)2. 12H2OAmonium aluminium sulfat dodekahidrat (tawas
amonium) dengan formula NH4Al(SO4)2.12H2O.
3. Kalium kromium(III) sulfat dodekahidrat (tawas kromium) dengan formula KCr(SO4)2.12H2O
4. Amonium besi(III) sulfat dodekahidrat (tawas besi(II)) dengan formula NH4Fe(SO4)2.12H2O
5.
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
1. Bak pengendapan/sedimentasi Rectangular
2. Desikator 3. Oven 4. Alat furnace 5. Gelas ukur 25 ml 6. Tanki rerata 7. Kertas saring 8. Cawan porselen 9. TDS meter
10. Beaker 50 ml, 100 ml dan 120 ml.
3.1.2 Bahan
1. Aquades 2. Tawas 3. Air gambut
1. Siapkan alat dan air gambut, alat dipastikan dapat mengalirkan air ke bak pengendapan, mudah diamati dan dioperasikan.
2. Kemudian air gambut diberi tawas sebanyak ½ kg. Lalu diaduk merata selama 10 menit dan kemudian didiamkan setengah jam agar endapannya turun.
3. Sebelum sampel air dialirkan ke bak pengendapan ukur nilai TSS dan TDS sampel.
4. Alirkan sampel air ke dalam bak equalisasi dengan variasi perlakuan, yaitu dengan debit aliran 10 cm3/s dan 15 cm3/s.
5. Periksa TSS dan TDS air yang keluar dari bak sedimentasi.
6. Lalu sampel di furnace untuk mengetahui kadar zat organik pada sampel.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil
Tabel 4.1 Kadar TSS, TDS, Effisiensi dan Massa Zat Organik
Parameter Sampel air gambut
Sample air gambut + tawas Debit 15 cm3/s Debit 10 cm3/s
TDS 24 ppm 450 ppm 446 ppm
TSS 7.10-4 gr/ml 3.10-4 gr/ml 2.10-4 gr/ml
Effisiensi TSS - 57% 71%
Massa Zat Organik
5.10-4 gr/ml 2.10-4 gr/ml 2.10.4 gr/ml
Warna Keruh Bening Bening
4.2. Pembahasan
Pada percobaan ini dilakukan proses sedimentasi terhadap 200 liter air gambut dengan penambahan 500 gr tawas menggunakan bak sedimentasi. Proses sedimentasi dilakukan dengan variasi laju alir pengendapan air dan waktu detensi 30 menit. Air gambut di alirkan dengan debit 15 cm3/s dan 10 cm3/s. Setelah
setelah penambahan tawas debit 15 cm3/s dan 10 ml air gambut setelah
penambahan tawas debit 10 cm3/s.
2.4.1 Analisa Total Suspended Solid (TSS) Air Gambut Variasi Laju Alir Sedimentasi
Analisa TSS dilakukan dengan menghitung selisih berat kertas saring setelah penyaringan dan berat kertas saring sebelum penyaringan berbanding volume sampel air. Data yang diperoleh dari percobaan ini dapat dilihat pada gambar 4.2.
Gambar 4.1. Grafik Konsentrasi TSS Air Gambut Sebelum dan Sesudah Penambahan Tawas Variasi Laju Alir Sedimentasi
Gambar 4.1 menunjukkan bahwa terjadi penurunan padatan tersuspensi dari jumlah TSS air gambut sebelum pemberian tawas sebesar 7.10-4 gr/ml
menjadi 3.10-4 gr/ml setelah pemberian tawas pada laju alir 15 cm3/ml dan 2.10
gr/ml pada laju alir 10 cm3/ml. Effisiensi penurunan kadar TSS disajikan pada
Gambar 4.2. Grafik Effisiensi Kadar TSS Setelah Penambahan Tawas Gambar 4.2 menunjukkan besarnya effisiensi penurunan kadar TSS. Effisiensi TSS untuk laju alir 15 cm3/s sebesar 57%, dan laju alir 10 cm3/s sebesar
71%. Berdasarkan gambar 4.2, maka dapat dinyatakan semakin kecil laju alir pengendapan air maka akan semakin besar jumlah suspense yang mengendap. Sehingga effisiensi penurunan kadar TSS meningkat.
2.4.2 Analisa Total Dissolved Solid (TDS) Air Gambut Variasi Laju Alir Sedimentasi
Gambar 4.4. Grafik Konsentrasi TDS Air Gambut Sebelum dan Sesudah Penambahan Tawas Variasi Laju Alir Sedimentasi
Berdasakan gambar 4.4, kadar padatan terlarut meningkat setelah penambahan tawas, hal ini menunjukkan semakin banyaknya total padatan yang terlarut akibat dari penambahan tawas sebanyak 500 gr.
2.4.3 Analisa Massa Zat Organik Air Gambut Variasi Laju Alir Sedimentasi
Massa zat organik dapat dihitung berdasarkan selisih anatara berat kertas
saring penyaringan air gambut setelah furnace pada temperature 550oC dengan
Gambar 4.5 Grafik Massa Zat Organik Air Gambut Sebelum dan Sesudah Penambahan Tawas Variasi Laju Alir Sedimentasi
Air gambut yang dijadikan sampel mengandung banyak zat organik, hal ini terbukti dari grafik pada gambar 4.5 yang menunjukkan banyaknya zat organik
yang teruapkan pada saat furnace pada temperature 550oC. Penambahan tawas dan
variasi laju alir menyebabkan terendapnya suspensi yang terkandung pada air gambut, hal ini akan mempengaruhi banyaknya zat organik yang tidak ikut teruapkan.
Sifat fisik sampel air yang sudah di beri tawas dan diendapkan akan sangat jauh berbeda dengan sifat fisik sampel air semula. Sampel air sebelum di beri tawas berwarna hijau. Sedangkan setelah pemberian tawas, air akan berubah menjadi bening. Hal ini membuktikan bahwa tawas dapat mengurangi kekurahan air dengan cara pembentukan flok pada suspens, sehingga flok tersebut akan mengendap akibat dari adanya gaya gravitasi.
BAB IV KESIMPULAN
Berdasarkan praktikum yang dilakukan, maka dapat disimpulkan:
Effisiensi TSS air gambut setelah penambahan tawas pada laju alir 15 cm3/s adalah 57% sedangkan pada laju alir 10 cm3/s adalah 71%
Semakin kecil laju alir sedimentasi, maka akan semakin besar effisiensi
penurunan kadar padatan tersuspensi (TSS)
DAFTAR PUSTAKA
Anonim.2010. http://sisni.bsn.go.id/.php/sni/Sni/download diakses 10 Oktober 2014.
Anonim. 2010. http://www.docstoc.com.Analisa Zat Padat.docs.Diakses 10
Oktober 2014.
Anonim. 2011. Analisa Kimia sampel air sungai.
http://chemistryismyworld.blogspot.com. di akses pada 10 Oktober 2014.
Banurea, Irmaliasari. 2008. “Penentuan Kadar Kesadahan Total Air Baku dan Air
Bersih Dengan Titrasi Kompleksometri di PT Inalum Kuala Tanjung”. http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/13928/1/09E00336.pdf. diakses 10 Oktober 2014.
DOKUMENTASI PRAKTIKUM
Pengaliran Air Penyaringan Sample Air
