jenis koagulan dan flokulan jenis koagulan dan flokulan
Koagulasi Koagulasi
Penambahan bahan kimia (koagulan) pada proses koagulasi dengan pengadukan cepat, Penambahan bahan kimia (koagulan) pada proses koagulasi dengan pengadukan cepat,
memberikan kesempatan kepada koagulan untuk membentuk inti flok yang berasal dari partikel memberikan kesempatan kepada koagulan untuk membentuk inti flok yang berasal dari partikel koloid yang ada dalam contoh air.
koloid yang ada dalam contoh air. Faktor
Faktor – – faktor yang mempengaruhi koagulasi :faktor yang mempengaruhi koagulasi : (1) Pemilihan bahan kimia
(1) Pemilihan bahan kimia
Pemilihan koagulan dan koagulan pembantu, merupakan suatu program lanjutan dari percobaan Pemilihan koagulan dan koagulan pembantu, merupakan suatu program lanjutan dari percobaan dan evaluasi yang biasanya menggunakan Jar test. Seorang operator dalam pengetesan untuk dan evaluasi yang biasanya menggunakan Jar test. Seorang operator dalam pengetesan untuk memilih bahan kimia, biasanya dilakukan di laboratorium. Untuk melaksanakan pemilihan bahan memilih bahan kimia, biasanya dilakukan di laboratorium. Untuk melaksanakan pemilihan bahan kimia, perlu pemeriksaan terhadap karakteristik air baku
kimia, perlu pemeriksaan terhadap karakteristik air baku yang akan diolah yaitu :yang akan diolah yaitu :
• Suhu • Suhu • pH • pH • Alkalinitas • Alkalinitas • Kekeruhan • Kekeruhan • Warna • Warna
(2) Penentuan dosis optimum koagulan (2) Penentuan dosis optimum koagulan
Untuk memperoleh koagulasi yang baik, dosis optimum koagulan harus ditentukan. Dosis Untuk memperoleh koagulasi yang baik, dosis optimum koagulan harus ditentukan. Dosis optimum mungkin bervariasi sesuai dengan karakteristik dan seluruh komposisi kimiawi di optimum mungkin bervariasi sesuai dengan karakteristik dan seluruh komposisi kimiawi di dalam air baku, tetapi biasanya dalam hal ini fluktuasi tidak besar, hanya pada saat-saat tertentu dalam air baku, tetapi biasanya dalam hal ini fluktuasi tidak besar, hanya pada saat-saat tertentu dimana terjadi perubahan kekeruhan
dimana terjadi perubahan kekeruhan yang drastis (waktu musim hujan/banjir) perlu penentuanyang drastis (waktu musim hujan/banjir) perlu penentuan dosis optimum berulang-ulang.
dosis optimum berulang-ulang. (3) Penentuan pH optimum (3) Penentuan pH optimum
Penambahan garam aluminium atau garam besi, akan menurunkan pH air, disebabkan oleh reaksi Penambahan garam aluminium atau garam besi, akan menurunkan pH air, disebabkan oleh reaksi hidrolisa garam tersebut, seperti yang telah diterangkan di atas. Koa
hidrolisa garam tersebut, seperti yang telah diterangkan di atas. Koa gulasi optimumgulasi optimum
bagaimanapun juga akan berlangsung pada nilai pH tertentu (pH optimum), dimana pH optimum bagaimanapun juga akan berlangsung pada nilai pH tertentu (pH optimum), dimana pH optimum
harus ditetapkan dengan jar-test. harus ditetapkan dengan jar-test. Jenis Koagulan Dan Koagulan Aid Jenis Koagulan Dan Koagulan Aid
Koagulan merupakan bahan kimia yang dibutuhkan untuk membantu proses pengendapan Koagulan merupakan bahan kimia yang dibutuhkan untuk membantu proses pengendapan partikel
Kekeruhan dan warna dapat dihilangkan melalui penambahan koagulan atau sejenis bahan – bahan kimia antara lain.
Jenis-jenis koagulan:
Alumunium sulfat (Al2(SO4)3.14H2O)
Biasanya disebut tawas, bahan ini sering dipakai karena efektif untuk menurunkan kadar karbonat. Tawas berbentuk kristal atau bubuk putih, larut dalam air, tidak larut dalam alkohol, tidak mudah terbakar, ekonomis, mudah didapat dan mudah disimpan. Penggunaan tawas memiliki keuntungan yaitu harga relatif murah dan sudah dikenal luas oleh operator water treatment. Namun Ada juga kerugiannya, yaitu umumnya dipasok dalam bentuk padatan sehingga perlu waktu yang lama untuk proses pelarutan.
Al2(SO4)3 → 2 Al+3 + 3SO4-2 Air akan mengalami
H2O → H+ + OH-Selanjutnya
2 Al+3 + 6 OH- → 2 Al (OH)3 Selain itu akan dihasilkan asam 3SO4-2 + 6 H+ → 3H2SO4 Sodium aluminate ( NaAlO2 )
Digunakan dalam kondisi khusus karena harganya yang relatif mahal. Biasanya digunakan sebagai koagulan sekunder untuk menghilangkan warna dan dalam proses pelunakan air dengan lime soda ash.
Ferrous sulfate ( FeSO4.7H2O )
Dikenal sebagai Copperas, bentuk umumnya adalah granular. Ferrous Sulfate dan lime sangat efektif untuk proses penjernihan air dengan pH tinggi (pH > 10).
Chlorinated copperas
Dibuat dengan menambahkan klorin untuk mengioksidasi Ferrous Sulfate. Keuntungan penggunaan koagulan ini adalah dapat bekerja pada jangkauan pH 4,8 hingga 11.
Mampu untuk menghilangkan warna pada pH rendah dan tinggi serta dapat menghilangkan Fe dan Mn.
Ferrie chloride ( FeCl3.6H2O)
Dalam pengolahan air penggunaannya terbatas karena bersifat korosif dan tidak tahan untuk penyimpanan yang terlalu lama.
Jenis Koagulan Aid
Kesulitan pada saat proses koagulasi kadang-kadang terjadi karena lamanya waktu pengendapan dan flok yang terbentuk lunak sehingga akan mempersulit proses pemisahan. Koagulan Aid menguntungkan proses koagulasi dengan mempersingkat waktu pengendapan dan memperkeras flok yang terbentuk. Jadi difinisi koagulan aids adalah koagulan sekunder yang ditambahkan setelah koagulan primer atau utama bertujuan untuk mempercepat pengendapan, pembentukan dan pengerasan flok.
Jenis koagulan aid diantaranya: PAC ( poly alumunium chloride )
Polimer alumunium merupakan jenis baru sebagai hasil riset dan pengembangan teknologi air sebagai dasarnya adalah alumunium yang berhubungan dengan unsur lain membentuk unit berulang dalam suatu ikatan rantai molekul yang cukup panjang, pada PAC unit berulangnya
adalah Al-OH.
Rumus empirisnya adalah Aln(OH)mCl3n-m Dimana : n = 2 2,7 <> 0
Dengan demikian PAC menggabungkan netralisasi dan kemampuan menjembatani partikel- partikel koloid sehingga koagulasi berlangsung efisien. Namun terdapat kendala dalam
menggunakan PAC sebagai koagulan aids yaitu perlu pengarahan dalam pemakaiannya karena bersifat higroskopis.
Karbon aktif
Aktivasi karbon bertujuan untuk memperbesar luas permukaan arang dengan membuka pori-pori yang tertutup sehingga memperbesar kapasitas adsorbsi. Pori-pori arang bia sanya diisi oleh hidrokarbon dan zat-zat organik lainnya yang terdiri dari persenyawaan kimia yang ditambahkan akan meresap dalam arang dan membuka permukaan yang mula-mula tertutup oleh komponen kimia sehingga luas permukaan yang aktif bertambah besar.
Efisiensi adsorbsi karbon aktif tergantung dari perbedaan muatan listrik antara arang d engan zat atau ion yang diserap. Bahan yang bermuatan listrik positif akan diserap lebih efektif oleh arang
aktif dalam larutan yang bersifat basa. Jumlah karbon aktif yang digunakan untuk menyerap warna berpengaruh terhadap jumlah warna yang diserap.
Activated silica
Merupakan sodium silicate yang telah direaksikan dengan sulfuric acid, alumunium sulfate, carbon dioxide, atau klorida. Sebagai koagulan aid, activated silica memberikan keuntungan antara lain meningkatkan laju reaksi kimia, menurunkan dosis koagulan, memperluas jangkauan pH optimum dan mempercepat serta memperkeras flok yang terbentuk. Umumnya digunakan
dengan koagulan alumunium dengan dosis 7 – 11% dari dosis alum. Bentonic clay
Digunakan pada pengolahan air yang mengandung zat warna tinggi, kekeruhan rendah dan mineral yang rendah.
Flokulasi
Flokulasi adalah suatu proses aglomerasi (penggumpalan) partikel-partikel terdestabilisasi
menjadi flok dengan ukuran yang memungkinkan dapat dipisahkan oleh sedimentasi dan filtrasi. Dengan kata lain proses flokulasi adalah proses pe rtumbuhan flok (partikel terdestabilisasi atau mikroflok) menjadi flok dengan ukuran yang lebih besar (makroflok).
Untuk mencapai kondisi flokulasi yang dibutuhkan, ada beberapa faktor yang harus diperhatikan, seperti misalnya :
1. Waktu flokulasi,
2. Jumlah energi yang diberikan 3. Jumlah koagulan
4. Jenis dan jumlah koagulan/flokulan pembantu 5. Cara pemakaian koagulan/flokulan pembantu 6. Resirkulasi sebagian lumpur (jika memungkinkan) Jenis Flokulan dalam proses flokulasi:
a. Kopolimer dari akrilamida dan N,N−dimet il amino propilen akrilat Sifat muatan elektrostatik : Ionik
Sifat : Kopolimer yang linier dan kationik kepadatan muatanelektrostatik tergantung dari status kopolomerisasi (n/m + n) dan pH,membentuk jarak yang sensitif terhadap hidrolisab.
b. Poli (Natriumakrilat)
Sifat : Polimeryang paling penting anionik dan segmen linierdalam kopolimer dengan akril amida dan anionikc.
c. Poli akrilamida
Sifat muatan elektrostatik : Nonionogen
Sifat : Molekul yang sangat panjang dan linier yang dikenalsebagai flokulan pembantu yang ionogen.
Zat polimer itu sangat cocok berdasarkan struktur kimia untuk membantudalam proses flokulasi dan untuk mempengaruhi sifat flok.Pembubuhan Koagulan/flokulan pembantu dilakukan setelah pembubuhankoagulan.
Hubungan Jar Test dengan Unit Operasi dan Proses
Secara garis besar, mekanisme koagulasi dan flokulasi adalah :
1. Destabilisasi muatan negatip partikel oleh muatan positip dari ko agulan 2. Tumbukan antar partikel
3. Adsorpsi
Contoh bahan kimia untuk pengolahan:
Koagulan (TawasAl/Fe, Al2(SO4)3, Poly Ammonium Chloride) Flokulan (Kation Polimer Elektrolit dan Anion Polimer Elektrolit)
Mekanisme kerja dari penambahan koagulan dan atau Flokulan
Prinsip pengerjaannya merupakan proses destabilisasi partikel koloid (mentidakstabilkan partikel koloid). Partikel-partikel koloid yang berukuran sangat kecil memiliki muatan negatif, interaksi antar partikel saling tolak-menolak karena memiliki muatan yang sama sehingga partikel koloid menyebar. Dengan penambahan Koagulan (misal tawas Al), maka ion Al yang berukuran lebih besar dari ukuran partikel koloid dan memiliki muatan positif akan mengikat partikel-partikel
koloid sehingga membentuk gumpalan yang lebih besar. Penambahan Flokulan bertujuan untuk mengikat gumpalan-gumpalan yang terbentuk akibat penambahan Koagulan (inti flok) sehingga gumpalan yang terbentuk lebih besar lagi dan dapat disaring. Penambahan Flokulan dan atau Flokulan harus sesuai dengan dosis, apabila kurang maka penggumpalan partikel koloid tidak sempurna, sedangkan apabila ditambahkan berlebih akibatnya akan menambah kekeruhan pada air. Sehingga ada metode yang biasa digunakan untuk menentukan takaran atau dosis dari penggunaan Koagulan atau Flokulan yaitu dengan metode J artest.
Polimer biasanya merupakan jenis koagulan/flokulan pembantu yang banyak digunakan.
Flokulan polimer adalah zat yang bisa terlarut dalam air dengan berat molekul relatif (Mr) antara 1000 – 5.000.000 gr/mol dalam proses komersil sering kali sampai 1.000.000 gr/mol yang berbentuk pola kecil dinamik dengan ukuran beberapa ratus nanometer.
Jika mekanisme flokulasi didominasi oleh jembatan polimer, efisiensi flokulasi biasa akan bertambah dengan penambahan berat molekul. Pemanfaatan senyawa molekular yang sangat besar akan menaikkan berat molekul dan akan menurunkan sifat pelarutan.
Bahan kimia polimer sering dipakai sebagai koagulan/flokulan pembantu dalam proses flokulasi di IPA, polimer berfungsi membantu membentuk makroflok yang akan menahan abrasi setelah terjadi destabilisasi dan pembentukan mikroflok disebabkan oleh koagulan.
Adsorpsi koagulan pembantu pada mikroflok penting, supaya makroflok dapat terbentuk. Hal ini sangat dipengaruhi oleh karakteristik batas permukaan antara molekul dan hal ini sangat tergantung pada komposisi air. Sesuai dengan muatan elektrostatik dalam larutan air, koagulan/flokulan pembantu dikelompokkan menjadi “non ionogen, anion aktif dan kation aktif “ .
Selain itu juga bisa dikelompokkan dari komposisi kimiawi terutama dari densitas muatan elektrostatik permukaan atas (status modifikasi ko-polimer, lihat struktur formula a) dan berat molekul (molekular medium, tinggi dan sangat tinggi).
Pada masa yang lalu, koagulan pembantu berasal dari proses alami misalnya lumpur dan gel, sekarang ini hanya ada beberapa struktur dasar monomer untuk koagulan/flokulan pembantu, kelompok/grup yang paling penting berasal dari polimerisasi akrilamida.
III.3.1 Poli Akrilamida
Poliakril amida adalah polimer dari akril amida. Definisi ini juga mencakup ko-polimer dari akrilamida atau asam akrilat (acryl acid), sejauh perbandingan akril amida lebih besar dari asam akrilat. Poliakril amida adalah koagulan/ flokulan pembantu sintetik.
Ada perbedaan diantara beberapa macam poli akril amida yaitu dalam ukuran molekul (berat molekul relatif) maupun sifat/karakter daya elektrik di permukaan atau kerapatan muatan elektrik diatas permukaan.
Poliakril amida merupakan ion ionogen, ada kelompok amida (lihat struktur formula) yang mempunyai fungsi hidrofil. Dengan derifatisasi misalnya kopolimerisasi bisa didapat senyawa anion aktif maupun kation aktif dengan batas muatan elektrostatik yang berbeda. Aktifitas kationik didapat dari penguraian Nitrogen sebagai gugus amino basa (gugus primer, sekunder, tersier, lihat struktur formula) atau gugus amino transier.
Aktifitas anionik seringkali berdasarkan gugus karboksilat (lihat struktur formula). Untuk proses air minum kelompok koagulan/flokulan pembantu harus diperhatikan dengan khusus, yaitu yang mempunyai konsentrasi monomer yang sangat kecil supaya dengan dosis yang
seringkali digunakan pada sistem pengolahan air, tidak ada konsentrasi monomer yang berbahaya terhadap kesehatan.
Tabel III.3.1. Koagulan/Flokulan Pembantu Koagulan/Flokulan Pembantu
a. Kopolimer dari akrilamida dan N,N−dimetil amino propilen akrilat Sifat muatan elektrostatik : Ionik
Sifat : Kopolimer yang linier dan kationik kepadatan muatan elektrostatik tergantung dari status kopolomerisasi (n/m + n) dan pH, membentuk jarak yang sensitif terhadap hidrolisa Koagulan/Flokulan Pembantu
b. Poli (Natriumakrilat)
Sifat muatan elektrostatik : Anionik
Sifat : Polimer yang paling penting anionik dan segmen linier dalam kopolimer dengan akril amida dan anionik
Koagulan/Flokulan Pembantu c. Poli akrilamida
Sifat muatan elektrostatik : Non ionogen
Sifat : Molekul yang sangat panjang dan linier yang dikenal sebagai flokulan pembantu yang ionogen.
Zat polimer itu sangat cocok berdasarkan struktur kimia untuk membantu dalam proses flokulasi dan untuk mempengaruhi sifat flok.
Pembubuhan Koagulan/flokulan pembantu dilakukan setelah pembubuhan koagulan. III.3.2 Produk dari Lumpur
Produk dari lumpur yang dimaksud adalah semua produk yang diproduksi dari lumpur alami, dan bersifat sebagai ion.
Bahan kimia pendukung lainnya yang dimaksud adalah zat kimia yang digunakan untuk membantu berlangsungnya proses koagulasi-flokulasi. Zat ini biasanya ditambahkan sebelum proses koagulasi dilakukan. Zat ini ditambahkan dan berfungsi :
- Untuk penetapan pH - Sebagai zat pemberat - Sebagai Oksidator - Sebagai adsorben - Elektrolit
III.4.1 Untuk penetapan pH
Penetapan pH yang dimaksud adalah penetapan pH optimum untuk koagulasi, ditetapkan untuk memenuhi persyaratan pH berada pada jangkauan yang disyaratkan untuk setiap jenis koagulan yang digunakan.
Zat kimia yang digunakan untuk penetapan pH pada pengolahan air adalah : - Kapur : CaO, Ca(OH)2Untuk menaikan pH
- Soda abu (Sodium bikarbonat) : Na2CO3 - Soda api (Sodium hidroksida) : NaOH
- Asam sulfat : H2SO4 , CO2Untuk menurunkan pH III.4.2 Sebagai zat Pemberat ( Weighing agent)
Biasa digunakan pada pengolahan air dimana kekeruhan air relatip rendah juga pada pengolahan air berwarna. Zat ini ditambahkan untuk meningkatkan efisiensi proses koagulasi – flokulasi. Dengan adanya partikel-partikel suspensi yang ditambahkan, akan terjadi tumbukan antar partikel, sehingga terjadi aglomerasi antar partikel. Disamping tumbukan antar partikel zat ini juga dapat meningkatkan daya adsorpsi partikel/flok terdestabilisasi.
Zat pemberat (weighing agent) digunakan untuk menambah partikel – partikel untuk tumbukan pada pembentukan/pertumbuhan flok (membantu proses flokulasi). Zat ini biasanya digunakan untuk mengolah air berwarna alami, karena sifat air yang relatif jernih, jadi dengan kata lain zat
ini ditambahkan untuk menaikkan kekeruhan air. Flok yang diproduksi dari air berwarna tinggi dengan menggunakan koagulan garam besi atau alumunium, ternyata terlalu ringan untuk siap diendapkan. Penambahan zat pemberat, yang mempunyai specific gravity (berat jenis) relatif besar, menghasilkan aksi pemberatan, dan flok mengendap dengan cepat.
Bahan/zat pemberat yang biasa digunakan adalah :
- pada prakteknya, diketahui bahwa banyaknya tanah liat antara 10 – 50 mg/l dapat menghasilkan flok yang baik dan cepat mengendap, berpegnaruh pada perbaikan penghilangan warna, dan memperbesar jangkauan pH yang diinginkan untuk koagulasi. Dosis yang tepat yang
diberikan pada air harus ditentukan dengan ujicoba yang tepat (jar test).Tanah liat (clay)
- biasanya digunakan lumpur sungai, atau tanah dari pinggir sungai dimana air baku diambil ( sungai sebagai sumber air baku ).Lumpur/tanah
- Bentonit sering digunakan dalam pengolahan air yang mengandung warna tinggi dan kekeruhan rendah.
- selain sebagai adsoeben juga bertindak sebagai zat pemberat, jadi pemakaian karbon aktif bubuk mempunyai dua fungsi, yaitu penyerap warna dan sebagai pemberat. Karbon aktif disamping sebagai adsorben juga dapat dianggap sebagai zat pemberat. Zat ini digunakan pada pengolahan air berwarna disamping untuk mengadsorpsi warna juga dapat menambah partikel-partikel suspensi untuk tumbukan antar partikel-partikel.Karbon aktif
III.4.3 Sebagai Oksidan
Dalam hal ini oksidan diperlukan pada air baku sebelum diolah dengan tujuan mengoksidasi senyawa-senyawa yang mengganggu kelangsungan proses koagulasi – flokulasi, seperti zat organik (senyawa pembentuk warna alami/zat humus), besi dan mangan terlarut dan lain-lain. Senyawa-senyawa tersebut harus dikonversikan menjadi bentuk yang tidak mengganggu terhadap koagulasi/flokulasi.
Zat sebagai Oksidator yang biasa digunakan pada pengolahan air adalah :
- untuk mengoksidasi besi, mangan, zat organik, tetapi dalam kasus zat organik alami pemakaian klor/senyawa klor harus dibatasiKlor / Senyawa klor dengan pertimbangan pada pembentukan THMs (Tri halo metan) yang bersifat karsinogenik.
- digunakan untuk kasus yang sama dengan penggunaan klor/senyawa klor, hanya pemakaian O3 relatif aman bila dibandingkan dengan pemakaian klor/senyawa klor.Ozon (O3)
III.4.4 Sebagai Adsorben (Penyerap)
Karbon aktif zat yang paling banyak digunakan sebagai adsorben, terutama dalam kasus penghilangan zat organik yang terkandung dalam air baku, dimana zat organik ini akan mengganggu proses koagulasi, karena dapat mengurangi efisiensi kerja koagulan. Zat ini biasa ditambahkan pada air baku sebelum proses koagulasi dengan waktu kontak yang cukup antara air dengan karbon aktip.
Disamping sebagai penghilang zat organik, karbon aktif juga dapat menghilangkan warna dengan cara adsorpsi.
Disamping karbon aktif, zat lain sebagai adsorben seperti yang tergolong sebagai zat pemberat. III.4.5 Elektrolit
Jika ada koloid dengan muatan permukaan yang sama dan zat suspensi ditambah dengan elektrolit (anion atau kation) dari garam yang terdisosiasi/terurai (larutan koagulan), kemungkinan akan terjadi akselerasi masing-masing partikel.
Efek itu disebut “indeferen” (tidak spesifik), karena elektrolit hanya menyediakan ion dengan muatan yang berlawanan atau ion dengan muatan yang sama. Jika ada ion dengan muatan yang berlawanan, akan mengakibatkan terjadi gaya tolak menolak antar partikel (double layer
compression).
Elektrolit dengan muatan berlawanan ditambahkan ke dalam suspensi, dapat berpengaruh langsung terhadap muatan dibatas kelompok partikel, jika terjadi adsorpsi partikel langsung di permukaan, akan terjadi penurunan muatan listrik atau netralisasi muatan listrik. Jika hal ini terjadi, disebut sebagai ion bermuatan berlawanan yang ditentukan oleh potensial muatannya dan koagulasi dengan mekanisme tersebut, disebut “koagulasi adsorpsi”.
jenis koagulan dan flokulan
jen is k o ag u lan d an flo k u lan
Koagulasi
Penambahan bahan kimia (koagulan) pada proses koagulasi dengan pengadukan cepat, memberikan kesempatan kepada koagulan untuk membentuk inti flok yang berasal dari partikel koloid yang ada dalam contoh air.
Faktor – faktor yang mempengaruhi koagulasi :
(1) Pemilihan bahan kimia
Pemilihan koagulan dan koagulan pembantu, merupakan suatu program lanjutan dari percobaan dan evaluasi yang biasanya menggunakan Jar test. Seorang operator dalam pengetesan untuk memilih bahan kimia, biasanya dilakukan di laboratorium. Untuk melaksanakan pemilihan bahan kimia, perlu pemeriksaan terhadap karakteristik air baku yang akan diolah yaitu :
• Suhu
• pH
• Alkalinitas
• Kekeruhan
• Warna
(2) Penentuan dosis optimum koagulan
Untuk memperoleh koagulasi yang baik, dosis optimum koagulan harus ditentukan. Dosis optimum mungkin bervariasi sesuai dengan karakteristik dan seluruh komposisi kimiawi di dalam air baku, tetapi biasanya dalam hal ini fluktuasi tidak besar, hanya pada saat-saat tertentu dimana terjadi perubahan kekeruhan yang drastis (waktu musim hujan/banjir) perlu penentuan dosis optimum berulang-ulang.
(3) Penentuan pH optimum
Penambahan garam aluminium atau garam besi, akan menurunkan pH air, disebabkan oleh reaksi hidrolisa garam tersebut, seperti yang telah diterangkan di atas. Koagulasi optimum bagaimanapun juga akan berlangsung pada nilai pH tertentu (pH optimum), dimana pH optimum harus ditetapkan
dengan jar-test.
Koagulanmerupakan bahan kimia yang dibutuhkan untuk membantu proses pengendapan partikel –
partikel kecil yang tidak dapat mengendap dengan sendirinya ( secara grafitasi ). Kekeruhan dan warna dapat dihilangkan melalui penambahan koagulan atau sejenis bahan – bahan kimia antara lain.
Jenis-jenis koagulan:
Alumunium sulfat (Al2(SO4)3.14H2O)
Biasanya disebut tawas, bahan ini sering dipakai karena efektif untuk menurunkan kadar karbonat. Tawas berbentuk kristal atau bubuk putih, larut dalam air, tidak larut dalam alkohol, tidak mudah terbakar, ekonomis, mudah didapat dan mudah disimpan. Penggunaan tawas memiliki keuntungan yaitu harga relatif murah dan sudah dikenal luas oleh operator water treatment. Namun Ada juga kerugiannya, yaitu umumnya dipasok dalam bentuk padatan sehingga perlu waktu yang lama untuk proses pelarutan.
Al 2(SO4)3→2 Al +3+ 3SO4-2
Air akan mengalami
H2O → H+ + OH
-Selanjutnya
2 Al +3+ 6 OH-→ 2 Al (OH)3
Selain itu akan dihasilkan asam
3SO4-2+ 6 H+→ 3H2SO4
Sodium aluminate ( NaAlO2 )
Digunakan dalam kondisi khusus karena harganya yang relatif mahal. Biasanya digunakan sebagai koagulan sekunder untuk menghilangkan warna dan dalam proses pelunakan air dengan lime soda ash.
Ferrous sulfate ( FeSO4.7H2O )
Dikenal sebagai Copperas, bentuk umumnya adalah granular. Ferrous Sulfate dan lime sangat efektif untuk proses penjernihan air dengan pH tinggi (pH > 10).
Chlorinated copperas
Dibuat dengan menambahkan klorin untuk mengioksidasi Ferrous Sulfate. Keuntungan penggunaan koagulan ini adalah dapat bekerja pada jangkauan pH 4,8 hingga 11.
Ferrie sulfate ( Fe2(SO4)3)
Ferrie chloride ( FeCl3.6H2O)
Dalam pengolahan air penggunaannya terbatas karena bersifat korosif dan tidak tahan untuk penyimpanan yang terlalu lama.
Jenis Koagulan Aid
Kesulitan pada saat proses koagulasi kadang-kadang terjadi karena lamanya waktu pengendapan dan flok yang terbentuk lunak sehingga akan mempersulit proses pemisahan. Koagulan Aid menguntungkan proses koagulasi dengan mempersingkat waktu pengendapan dan memperkeras flok yang terbentuk. Jadi difinisi koagulan aids adalah koagulan sekunder yang ditambahkan setelah koagulan primer atau
utama bertujuan untuk mempercepat pengendapan, pembentukan dan pengerasan flok.
Jenis koagulan aid diantaranya:
PAC ( poly alumunium chloride )
Polimer alumunium merupakan jenis baru sebagai hasil riset dan pengembangan teknologi air sebagai dasarnya adalah alumunium yang berhubungan dengan unsur lain membentuk unit berulang dalam suatu ikatan rantai molekul yang cukup panjang, pada PAC unit berulangnya adalah Al-OH.
Rumus empirisnya adalah Aln(OH)mCl3n-m
Dimana : n = 2 2,7 <> 0
Dengan demikian PAC menggabungkan netralisasi dan kemampuan menjembatani partikel-partikel koloid sehingga koagulasi berlangsung efisien. Namun terdapat kendala dalam menggunakan PAC sebagai koagulan aids yaitu perlu pengarahan dalam pemakaiannya karena bersifat higroskopis.
Karbon aktif
Aktivasi karbon bertujuan untuk memperbesar luas permukaan arang dengan membuka pori-pori yang tertutup sehingga memperbesar kapasitas adsorbsi. Pori-pori arang biasanya diisi oleh hidrokarbon dan zat-zat organik lainnya yang terdiri dari persenyawaan kimia yang ditambahkan akan meresap dalam arang dan membuka permukaan yang mula-mula tertutup oleh komponen kimia sehingga luas permukaan yang aktif bertambah besar.
Efisiensi adsorbsi karbon aktif tergantung dari perbedaan muatan listrik antara arang dengan zat atau ion yang diserap. Bahan yang bermuatan listrik positif akan diserap lebih efektif oleh arang aktif dalam larutan yang bersifat basa. Jumlah karbon aktif yang digunakan untuk menyerap warna berpengaruh terhadap jumlah warna yang diserap.
Activated silica
Merupakan sodium silicate yang telah direaksikan dengan sulfuric acid, alumunium sulfate, carbon dioxide, atau klorida. Sebagai koagulan aid, activated silica memberikan keuntungan antara lain
meningkatkan laju reaksi kimia, menurunkan dosis koagulan, memperluas jangkauan pH optimum dan mempercepat serta memperkeras flok yang terbentuk. Umumnya digunakan dengan koagulan alumunium dengan dosis 7 – 11% dari dosis alum.
Bentonic clay
Digunakan pada pengolahan air yang mengandung zat warna tinggi, kekeruhan rendah dan mineral yang rendah.
Flokulasi
Flokulasi adalah suatu proses aglomerasi (penggumpalan) partikel-partikel terdestabilisasi menjadi flok dengan ukuran yang memungkinkan dapat dipisahkan oleh sedimentasi dan filtrasi. Dengan kata lain proses flokulasi adalah proses pertumbuhan flok (partikel terdestabilisasi atau mikroflok) menjadi flok dengan ukuran yang lebih besar (makroflok).
Untuk mencapai kondisi flokulasi yang dibutuhkan, ada beberapa faktor yang harus diperhatikan,
seperti misalnya :
1. Waktu flokulasi,
2. Jumlah energi yang diberikan
3. Jumlah koagulan
4. Jenis dan jumlah koagulan/flokulan pembantu 5. Cara pemakaian koagulan/flokulan pembantu 6. Resirkulasi sebagian lumpur (jika memungkinkan)
Jenis Flokulan dalam proses flokulasi:
a. Kopolimer dari akrilamida dan N,N−dimetil amino propilen akrilat
Sifat muatan elektrostatik : Ionik
Sifat : Kopolimer yang linier dan kationik kepadatan muatanelektrostatik tergantung dari status kopolomerisasi (n/m + n) dan pH,membentuk jarak yang sensitif terhadap hidrolisab.
b. Poli (Natriumakrilat)
Sifat muatan elektrostatik : Anionik
S i f a t : P o l i m e r y a n g p a l i n g p e n t i n g a n i o n i k d a n s e g m e n l i n i e r dalam kopolimer dengan akril amida dan anionikc.
c. Poli akrilamida
S i f a t : M o l e k u l y a n g s a n g a t p a n j a n g d a n l i n i e r y a n g d i k e n a l sebagai flokulan pembantu yang ionogen.
Zat polimer itu sangat cocok berdasarkan struktur kimia untuk membantudalam proses flokulasi dan untuk mempengaruhi sifat flok.Pembubuhan Koagulan/flokulan pembantu dilakukan setelah pembubuhankoagulan.
Hubungan Jar Test dengan Unit Operasi dan Proses
Secara garis besar, mekanisme koagulasi dan flokulasi adalah : 1. Destabilisasi muatan negatip partikel oleh muatan positip dari koagulan
2. Tumbukan antar partikel
3. Adsorpsi
Contoh bahan kimia untuk pengolahan:
Koagulan (TawasAl/Fe, Al2(SO4)3, Poly Ammonium Chloride) Flokulan (Kation Polimer Elektrolit dan Anion Polimer Elektrolit)
Mekanisme kerja dari penambahan koagulan dan atau Flokulan
Prinsip pengerjaannya merupakan proses destabilisasi partikel koloid (mentidakstabilkan partikel koloid). Partikel-partikel koloid yang berukuran sangat kecil memiliki muatan
negatif, interaksi antar partikel saling tolak-menolak karena memiliki muatan yang sama sehingga partikel koloid menyebar. Dengan penambahan Koagulan (misal tawas Al), maka ion Al yang berukuran lebih besar dari ukuran partikel koloid dan memiliki muatan positif akan mengikat partikel-partikel koloid sehingga membentuk gumpalan yang lebih besar. Penambahan Flokulan bertujuan untuk mengikat gumpalan-gumpalan yang terbentuk akibat penambahan Koagulan (inti flok) sehingga gumpalan yang terbentuk lebih besar lagi dan dapat disaring. Penambahan Flokulan dan atau Flokulan harus sesuai dengan dosis, apabila kurang maka penggumpalan partikel koloid tidak sempurna, sedangkan apabila ditambahkan berlebih akibatnya akan menambah kekeruhan pada air. Sehingga ada metode yang biasa digunakan untuk menentukan takaran atau dosis dari penggunaan Koagulan atau Flokulan yaitu dengan metode Jartest.
