BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Peranan Air dalam Kehidupan
Air adalah zat yang sangat dibutuhkan oleh semua makhluk hidup termasuk manusia, hewan serta tumbuh – tumbuhan. Manfaat air bermacam – macam misalnya untuk diminum, pembawa zat makanan, zat pelarut, pembersih dan sebagainya. Oleh karena itu penyediaan air bersih merupakan salah satu kebutuhan utama bagi manusia untuk kelangsungan hidupnya dan menjadi faktor penentu dalam kesehatan dan kesejahteraan masyarakat.
Air yang bersih mutlak diperlukan, karena merupakan salah satu media dari berbagai macam penularan penyakit, terutama penyakit – penyakit perut. Dari penelitian – penelitian yang dilakukan, bahwasanya penduduk yang menggunakan air bersih mempunyai kecenderungan lebih kecil untuk menderita sakit dibandingkan dengan penduduk yang tidak menggunakan air bersih.
Melalui penyediaan air bersih, baik dari segi kaualitas dan kuantitasnya di suatu daerah, diharapkan dapat menghambat penyebaran penyakit menular. Agar air yang masuk ke dalam tubuh manusia baik berupa minuman atau makanan tidak mengandung bibit penyakit, maka pengolahan air baik yang berasal dari sumber air dan jaringan transmisi atau pun distribusi adalah sangat diperlukan.
Dalam kehidupan manusia, air dapat dipakai untuk berbagai macam kegiatan seperti :
1. Pemakaian domestik, misalnya : mandi, mencuci, minum, makan, dan lain – lain. 2. Pemakaian industri, misalnya : obat, makanan, minuman, dan lain – lain
3. Pengangkutan dan transportasi air. 4. Sumber tenaga mekanik.
5. Pertanian, irigasi, perikanan 6. Rekreasi.
7. Penguraian kotoran (Sutrisno, 1987)
2.2. Indikasi Pencemaran Air
Indikasi pencemaran air dapat kita ketahui baik secara visual maupun pengujian : 1. Perubahan pH (tingkat keasaman / konsentrasi ion hidrogen) air normal yang
memenuhi syarat untuk suatu kehidupan memiliki pH netral dengan kisaran nilai 6,5 – 7,5. Air limbah industri yang belum terolah dan memiliki pH di luar nilai pH netral, akan mengubah pH air sungai dan dapat mengganggu kehidupan organisme di dalamnya. Hal ini akan semakin parah jika daya dukung lingkungan rendah serta debit air sungai rendah. Limbah dengan pH asam / rendah bersifat korosif terhadap logam.
2. Perubahan warna, bau dan rasa air normal dan air bersih tidak akan berwarna, sehingga tampak bening / jernih. Bila kondisi air warnanya berubah maka hal tersebut merupakan salah satu indikasi bahwa air telah tercemar. Timbulnya bau pada air lingkungan merupakan indikasi kuat bahwa air telah tercemar. Air yang bau dapat bersal dari limbah industri atau dari hasil degradasi oleh mikroba. Mikroba yang hidup dalam air akan mengubah organik menjadi bahan yang mudah menguap dan berbau sehingga mengubah rasa.
3. Timbulnya endapan, koloid dan bahan terlarut endapan, koloid dan bahan terlarut berasal dari adanya limbah industri yang berbentuk padat, bila tidak larut sempurna akan mengendap di dasar sungai, dan yang larut sebagian akan menjadi koloid dan akan menghalangi bahan – bahan organik yang sulit diukur melalui uji BOD karena sulit didegedrasi melalui reaksi biokimia, namun dapat diukur melalui uji COD.
(www.rubiyah.com/index.php?option=com_content&task=view&id=12&Itemid= 27 diakses pada 8 April 2008).
2.3. Sumber Pencemaran Air
Pencemaran air pada umumnya diakibatkan oleh kegiatan manusia. Besar kecilnya pencemaran akan tergantung dari kuantitas dan kualitas limbah yang dibuang ke sungai, baik limbah padat maupun cair.
Berdasarkan jenis kegiatannya maka sumber pencemaran air dibedakan menjadi :
a. Effluent Industri Pengolahan
Effluent adalah pencurahan limbah cair yang masuk ke dalam air bersumber dari pembuangan sisa produksi, lahan pertanian, peternakan dan kegiatan domestik. Dari hasil statistik industri, sumber industri pengolahan yang menjadi sumber pencemaran air yaitu agro industri (peternakan sapi, babi dan kambing), industri pengolahan makanan, industri minuman, industri tekstil, industri kulit, industri kimia dasar, industri mineral non logam, industri logam dasar, industri hasil olahan logam dan industri listrik dan gas.
b. Sumber domestik / buangan rumah tangga
Menurut peraturan Menteri Kesehatan, yang dimaksud dengan buangan rumah tangga adalah buangan yang berasal bukan dari industri melainkan berasal dari rumah tangga, kantor, hotel, restoran, tempat ibadah, tempat hiburan, pasar, pertokoan dan rumah sakit (Sastrawijaya,A.T.,2000).
Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga), yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomis. Bila ditinjau secara kimiawi, limbah ini terdiri dari bahan kimia organik dan anorganik. Dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu, kehadiran limbah dapat
berdampak negatif terhadap lingkungan terutama bagi kesehatan manusia, sehingga perlu dilakukan penanganan terhadap limbah. Tingkat bahaya keracunan yang ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah.
2.4. Limbah Kelapa Sawit
Tandan buah sawit yang diolah pabrik akan menghasilkan minyak buah sawit, inti sawit, cangkang, serat dan tandan kosong. Dalam proses pengolahan terdapat bahan yang tidak termanfaatkan seperti tandan kosong dan air buangan pabrik. Karena kapasitas pabrik yang cukup besar yaitu antara 10 s/d 60 ton TBS/jam maka bahan buangan tersebut dapat mempengaruhi lingkungan biotik dan abiotik.
Perkembangan areal perkebunan kelapa sawit yang diikuti dengan pembangunan pabrik yang cukup pesat akan mempengaruhi lingkungan sekitar terutama lingkungan badan penerima limbah. Untuk mengurangi dampak negatif pabrik pengolah kelapa sawit yang mengacu pada undang-undang no 4 tahun 1982 dan peraturan pemerintah, maka pengendalian limbah pabrik kelapa sawit harus dilakukan dengan baik. Pengendalian limbah pabrik kelapa sawit dapat dilakukan dengan cara pemanfaatan, penguranggan volume limbah dan pengawasan mutu limbah.
Pembangunan instalasi pengendalian limbah dilakukan bersamaan dengan pembangunan pabrik kelapa sawit dengan sistem yang dilakukan kepada kapasitas dan kualitas limbah yang diinginkan.
2.5. Karekteristik Limbah Limbah Padat
Limbah padat yang dihasilkan oleh pabrik pengolah kelapa sawit ialah tandan kosong, serat dan tempurung. Limbah padat tandan kosong kadang-kadang mengandung buah tidak lepas diantara celah-celah ulir di bagian dalam. Serat yang merupakan hasil pemisahan dari fibre cyclone mempunyai kandungan cangkang, minyak dan inti. Kandungan tersebut tergantung pada proses ekstraksi di scew press dan pemisahan
pada fiber cyclone. Tempurung yang dihasilkan dari kernel plant yaitu shell separator masih mengandung biji bulat dan inti sawit. Bila bahan ini digunakan sebagai bahan bakar pada dapur ketel akan menghasilkan gas-gas yang tidak terbakar sempurna. Limbah cair yang dihasilkan pabrik pengolah kelapa sawit ialah air drab, air kondensat, air cucian pabrik, air hidrocyclone atau claybath dan sebagainya. Jumlah air buangan tergantung pada sistem pengolahan, kapasitas olah dan keadaan peralatan klarifikasi.
Air buangan sludge separator umumnya 60% terhadap TBS yang diolah, akan tetapi ini dipengaruhi oleh:
a. Jumlah air pengencer yang digunakan pada vibrating screen atau pada screw press
b. Sistem dan instalasi yang digunakan dalam stasiun klarifikasi yaitu klarifikasi yang menggunakan decanter menghasilkan air limbahnya kecil.
c. Efesiensi pengutipan minyak dan air limbah yang rendah akan mempengaruhi karakteristik limbah cair yang dihasilkan (Dr.Ir Ponten, 1998)
2.6. Pemanfaatan Limbah Kelapa Saawit
Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS), dapat dimanfaatkan sebagai sumber pupuk organik yang memiliki kandungan unsur hara yang dibutuhkan oleh tanah dan tanaman. Tandan kosong kelapa sawit mencapai 23% dari jumlah seluruh pemanfaatan limbah kelapa sawit (baik limbah cair maupun padat), dimana dipakai sebagai alternatif pupuk organik sehingga akan memberikan manfaat lain dari sisi ekonomi.
Beberapa alternatif pemanfaatan TKKS yang dapat dilakukan: a. Pupuk kompos
Merupakan bahan organik yang telah mengalami proses fermentasi atau dekomposisi yang dilakukan oleh mikroorganisme
b. Pupuk kalium
TKKS dapat dibakar dan akan menghasilkan abu tandan. Abu tandan tersebut ternyata memiliki kandungan 30-40% K2O, 7% P2O5, 9% CaO, dan 3% MgO. c. Bahan serat
TKKS juga menghasilkan serat yang kuat dapat digunakan untuk berbagai hal, diantaranya serat sebagai pengisi bahan jok mobil dan matras, polipot, dan bahan pengepak industri. (Yan Fauzi, 2002)
2.7. Koagulasi
Koagulasi adalah peristiwa destabilisasi partikel-partikel koloid dalam larutan. Partikel-partikel tersebut membentuk lapisan secara kimia yang kemudian diikuti dengan flokulasi. Zat-zat kimia yang digunakan untuk mendestabilkan partikel koloid disebut dengan koagulan.
Koagulan yang paling umum dan sering digunakan adalah alum (aluminium sulfat) dan garam-garam dari senyawa besi. Karakteristik dari kation multivalensi adalah mempunyai kemampuan menarik koagulan ke muatan partikel koloid (Proste, 1997).
Pada dasarnya koagulasi disebabkan oleh ion-ion yang muatannya berlawanan dengan partikel koloid, dalam hal ini ion-ion koagulan yang bermuatan positif akan menetralisir muatan negatif partikel koloid yang menyebabkan dapat mengurangi gaya tolak-menolak antara partikel-pertikel koloid sehingga terjadi pengendapan (Robert, 1986).
Koagulan pada umumnya dikategorikan atas dua jenis yaitu koagulan organik (senyawa polielektrolit yang larut dalam air) dan koagulan anorganik (garam-garam dari logam trivalen dan diavalen). Ferri Klorida (FeCl3) merupakan koagulan anorganik yang lebih efektif digunakan untuk mensuspensikan padatan dan pengotor lainnya dalam pengolahan limbah (Patent-6306308, 2001).
Proses Koagulasi
Destabilisasi partikel koloid di kontrol oleh repulse lapisan rangkap listrik dan antaraksi Van der Walls. Empat metode yang digunakan untuk menggambarkan proses ini adalah : penekanan lapisan rangkap listrik (double layer), netralisasi muatan, penjaringan partikel dalam endapan, dan pembentukan jembatan antar partikel.
Ketika konsentrasi dari ion pusat di dalam medium dispersi adalah kecil, ketebalan lapisan rangkap listrik adalah besar. Dua partikel koloid yang berdekatan tidak bisa bersatu dengan yang lain disebabkan adanya lapisan rangkap listrik yang tebal, oleh karena itu koloidnya stabil. Namun, ketika konsentrasi ditingkatkan, kuatnya tarikan di antara muatan pertama dan ion pusatnya ditingkatkan sehingga menyebabkan lapisan rangkapnya berrkurang. Lapisan ini kemudian ditekan secukupnya dengan dilanjutkan penambahan ion pusat.
Muatan koloid dapat dinetralkan secara langsung dengan penambahan ion yang mempunyai muatan yang berlawanan yang mempunyai kemampuan mengadsorbsi permukaan koloid.
Karakteristik beberapa kation dari garam-garam logam seperti Al (III) dan Fe (III) adalah membentuk endapan ketika ditambahkan ke dalam air. Untuk endapan yang terjadi ini, partikel koloid mengalami nukleasi yaitu pembungkusan koloid sehingga membentuk endapan.
Metode yang terakhir adalah pembentukan jembatan antar partikel. Sebuah jembatan molekul akan mengikat sebuah partikel koloid pada daerah yang aktif dan partikel koloid kedua pada daerah yang lain. Sisi yang aktif menunjukan molekul dimana partikelnya diikat dengan ikatan kimia dari koloid yang terjadi sehingga menyebabkan diikatnya koloid sehingga terjadi proses koagulasi (Sincero, 1990).
2.8. Flokulasi
Flokulasi adalah penggabungan dari partikel-partikel hasil koagulasi menjadi partikel yang lebih besar dan mempunyai kecepatan mengendap yang lebih besar, dengan cara pangadukan lambat. Dalam hal ini proses koagulasi harus diikuti flokulasi yaitu penggumpalan koloid terkoagulasi sehingga membentuk flok yang mudah terendapkan atau transportasi partikel tidak stabil, sehingga kontak antar partikel dapat terjadi (Sutrisno, 1987)
Proses Flokulasi
1. Tahap Pembentukan Inti Endapan
Pada tahap ini diperlukan zat koagulan yang berfungi untuk penggabungan antara koagulan dengan polutan yang ada dalam air limbah. Agar penggabungan dapat berlangsung diperlukan pengadukan dan pengaturan pH limbah. Pengadukan dilakukan pada kecepatan 60 s/d 100 rpm selama 1 s/d 3 menit; pengaturan pH tergantung dari jenis koagulan yang digunakan, misalnya untuk :
Alum pH 6 s/d 8
Fero Sulfat pH 8 s/d 11
Feri Sulfat pH 5 s/d 9
PAC pH 6 s/d 9
2. Tahap Flokulasi
Pada tahap ini terjadi penggabungan inti-inti endapan sehingga menjadi molekul yang lebih besar, pada tahap ini dilakukan pengadukan lambat dengan kecepatan 40 s/d 50 rpm selama 15 s/d 30 menit. Untuk mempercepat terbentuknya flok dapat ditambahkan flokulan misalnya polielektrolit. Polielektrolit digunakan secara luas, baik untuk pengolahan air proses maupun untu pengolahan air limbah industri. Polielektrolit dapat dibagi menjadi tiga jenis yaitu non ionik, kationik, dan anionik; biasanya bersifat larut air. Sifat yang menguntungkan dari penggunaan polielektrolit adalah : volume lumpur yang terbentuk relative lebih kecil, mempunyai kemampuan
untuk menghilangkan warna, dan efisien untuk proses pemisahan air dari lumpur (dewatering).
3. Tahap Pemisahan Flok dengan Cairan
Flok yang terbentuk selanjutnya harus dipisahkan dengan cairannya, yaitu dengan cara pengendapan atau pengapungan. Bila flok yang terbentuk dipisahkan dengan cara pengendapan, maka dapat digunakan alat klarifier, sedangkan bila flok yang terjadi diapungkan dengan mengguanakan gelembung udara, maka flok dapat diambil dengan menggunakan skimmer.
2.9. Sel Elektrokimia dengan Elektroda Al 2.9.1. Reaksi pada Katoda
Reaksi pada katoda adalah reduksi terhadap kation. Jadi yang diperhatikan hanya kationnya saja.
1. Jika larutan mengandung ion-ion logam alkali, ion-ion logam alkalitanah, ion logam Al3+ dan ion Mg2+, maka ion-ion logam ini tidak dapat direduksi dari larutan. Yang akan mengalami reduksi adalah pelarut (air), dan terbentuk gas Hidrogen (H2) pada katoda.
2H2O + 2e → 2OH‾‾ + H2
Dari daftar E0 diketahui bahwa reduksi terhadap air lebih mudah berlangsung dari pada reduksi terhadap ion-ion di atas.
2. Jika larutan mengandung asam, maka ion H+ dari asam akan direduksi menjadi gas Hidrogen pada katoda.
2H+ + 2e → H2
3. Jika larutan mengandung ion-ion lain, maka ion-ion logam ini akan direduksi menjadi masing-masing logamnya dan logam yang terbentuk itu diendapkan pada permukaan batang katoda.
Fe2+ + 2e → Fe Mn2+ + 2e → Mn
2.9.2. Reaksi pada Anoda
Elektroda pada anoda, dioksidasi (bereaksi) diubah menjadi ionnya. Contoh : Al → Al3+ + 3e
Zn → Zn2+ + 2e
Dalam sistem elektrokimia dengan anoda terbuat dari aluminium, beberapa kemungkinan reaksi elektroda dapat terjadi sebagai berikut :
Anoda : Al → Al3+ + 3e Katoda : 2 H2O + 2e → H2 + 2OH‾
2 H+ + 2e → H2
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O (Sunardi, 2007).
2.10. Proses Elektrokoagulasi
Elektrokoagulasi adalah suatu proses teknologi elektrokimia yang popular untuk digunakan pada pengolahan limbah. Proses elektrokoagulasi disusun meliputi proses equalisasi, elektrokimia, sedimentasi dan proses filtrasi. Proses equalisasi dimaksudkan untuk menyeragamkan limbah cair yang akan dioalah, terutama kondisi pH, pada tahap ini tidak terjadi reaksi kimia.
Pada proses elektrokimia akan terjadi pelepasan Al3+ dari plat elektroda (anoda) sehingga membentuk flok Al(OH)3 yang mampu mengikat kontaminan dan partikel-partikel dalam limbah. Proses elektrokoagulasi dilakukan pada bejana elektrolisis
yang di dalamnya terdapat dua penghantar arus listrik searah yang disebut elektroda, yang tercelup dalam larutan limbah sebagai elektrolit.
Apabila dalam suatu elektrolit ditempatkan dua elektroda dan dialiri arus listrik searah, maka akan terjadi peristiwa elektrokimia yaitu gejala dekomposisi elektrolit, yaitu ion positif (kation) bergerak kekatoda dan menerima elektron yang direduksi dan ion negatif (anion) bergerak ke anoda dan menyerahkan elektron yang dioksidasi (Ni’am,M.F.2007)
Elektrokoagulasi adalah suatu proses teknologi elektrokimia yang populer untuk digunakan pada pengolahan air limbah. Proses elektrokoagulasi disusun meliputi proses equalisasi, elektrokimia, sedimentasi dan proses filtrasi. Proses equalisai dimaksudkan unutk menyeragamkan limbah cair yang akan dioalah terutama kondisi pH, pada tahap ini tidak terjadi reaksi kimia. Pada proses elektrokimia akan terjadi pelepasan Al3+ dari plat elektroda (anoda) sehingga membentuk flok Al(OH)3 yang mampu mengikat kontaminan dan partkel-partikel dalam limbah. Proses elektrokoagulasi dilakukan pada bejana elektrolisis yang di dalamnya terdapat dua penghantar arus listrik searah yang disebut elektroda, yang tercelup dalam larutan limbah sebagai elektrolit. Apabila dalam suatu elektrolit ditempatkan dua elektroda dan dialiri arus listrik searah, maka akan terjadi peristiwa elektrokimia yaitu gejala dekomposisi elektrolit, yaitu ion positif (kation) bergerak ke katoda dan menerima elektron yang direduksi dan ion negatif (anion) bergerak ke anoda dan menyerahkan elektron yang dioksidasi. (Sunardi, 2007).
2.10.1. Keuntungan Elektrokoagulasi
- Elektrokoagulasi menggunakan peralatan yang sederhana dan mudah dioperasikan
- Pengolahan air limbah dengan elektrokoagulasi menghasilkan air yang bersih, warna dan baunya berkurang.
- Endapan yang terbentuk dari proses elektrokoagulasi lebih mudah dipisahkan dari air.
- Flok-flok yang terbentuk dengan elektrokoagulasi memiliki persamaan dengan flok-flok kimia.
- Hasil elektrokoagulasi dapat menurunkan total padatan.
- Proses elektrokoagulasi dapat memindahkan partikel-partikel koloid yang lebih kecil.
- Proses elektrokoagulasi dapat diatur arus listriknya.
2.10.2. Kerugian Elektrokoagulasi
- Elektrodanya dapat terlarut sehingga dapat mengakibatkan terjadinya oksidasi - Penggunaan arus listrik yang mahal.
- Pada berbagai sistem elektrokoagulasi, lapisan oksida dapat membentuk katoda dan pengaturan unit elektrokoagulasi kurang efisien.
(http://en.wikipedia.org./wiki/elektrocoagulation, 2008)
2.11. COD (Chemical Oxygen Demand)
Chemical Oxygen Demand (COD) atau Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK) adalah jumlah Oksigen (mg O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang ada dalam 1 L sample air, dimana pengoksidasi K2Cr2O7 digunakan sebagai sumber oksigen (oxidizing agent). Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organik yang secara alamiah dapat dioksidasikan melalui proses mikrobiologis, dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut di dalam air. (Alaerts, G. dan Santika,S.S, 1987).
Pengujian COD dipergunakan untuk mengukur padanan oksigen dari bahan organik dalam air limbah yang dapat dioksidasi secara kimiawi dengan penggunaan dikromat pada larutan asam. Meskipun diharapkan bahwa nilai BOD tertinggi akan mendekati COD, namun hal ini jarang terjadi dalam praktek. Beberapa sebab dari perbedaan itu adalah sebagai berikut :
(1) banyak zat-zat organik yang dapat dioksidasi degan dikromat saja, tetapi tidak secara biologis.
(2) zat-zat anorganik yang dioksidasi dengan dikromat menaikkan kandungan zat organik yang nampak.
(3) zat-zat organik tertentu yang mungkin merupakan racun bagi organisme mikro dipergunakan pada pengujian BOD.
(4) nilai COD yang tinggi mungkin terjadi karena adanya zat-zat pengganggu.
Dari segi pandangan operasional, salah satu keuntungan utama dari pengujian COD adalah bahwa ia dapat diselesaikan dalam waktu kira-kira 21/2 jam (bandingkan dengan pengujian BOD yang lima hari atau lebih). Untuk mengurangi waktunya lebih jauh, sudah dikembangkan pengujian COD secara tepat yang hanya memakan waktu 15 menit. (Linsley,R.K. dan Franzini,J.B. 1995).
2.12. Turbidimeter
Turbiditas merupakan sifat optik akibat dispersi sinar dan dapat dinyatakan sebagai perbandingan cahaya yang dipantulkan terhadap cahaya yang tiba. Intensitas cahaya yang dipantulkan oleh suatu suspensi adalah fungsi konsentrasi jika kondisi-kondisi lainnya konstan. Metode pengukuran turbiditas dapat dikelompokkan dalam tiga golongan , yaitu pengukuran perbandingan intensitas cahaya yang dihamburkan terhadap intensitas cahaya yang datang; pengukuran perbandingan cahaya yang diteruskan terhadap cahaya yang datang; pengukuran efek ekstingsi, yaitu kedalaman dimana cahaya mulai tidak tampak di dalam lapisan medium ynag keruh.
Instrumen pengukur perbandingan Tyndall disebut sebagai Tyndall meter. Dalam instrumen ini intensitas diukur secara langsung. Sedang pada nefelometer, intensitas cahaya diukur dengan larutan standar. Turbidimeter meliputi pengukuran cahaya yang diteruskan. Turbiditas berbanding lurus terhadap konsentrasi dan ketebalan, tetapi turbididtas tergantung juga pada warna. Untuk partikel yang lebih lecil, rasio Tyndall sebanding dengan pangkat tiga dari ukuran partikel dan berbanding terbalik terhadap pangkat empat panjang gelombangnya.
Prinsip spektroskopi absorbsi dapat digunakan pada turbidimeter dan nefelometer. Untuk turbidimeter, absorbsi akibat partikel yang partikel yang
tersuspensi diukur sedangkan pada nefelometer, hamburan cahaya oleh suspensilah yang diukur. Meskipun presisi metode ini tidak tinggi tetapi mempunyai kegunaan praktis, sedang akurasi pengukuran tergantung pada ukuran dan bentuk partikel. Setiap instrumen spektroskopi absorbsi dapat digunakan untuk turbidimeter, sedang nefelometer memerlukan reseptor pada sudut 900 terhadap lintasan cahaya. (Khopkar,S.M.,2003).
Turbiditas dalam air diukur dengan efek partikel suspensi dalam sinar lampu. Kesimpulan cahaya metoda analisis diklasifikasikan sebagai nefelometri, dan satu sistem pengukuran turbiditas menggunakan Nephelometric Turbidity Units (NTU). Metoda original nefelometri digunakan sebagai standar lilin, memberikan hasil dalam Jackson Turbidity Units (JTU), dinamakan untuk orang yang mengembangkan standar lilin. Standar turbiditas disiapkan dengan formazin untuk menentukan perbandingan pipa yang memberikan kenaikan ketiga unit turbiditas, FTU.
JTU diukur dengan transmisi sinar lampu, sedangkan NTU diukur dengan lampu yang dihamburkan, jadi tidak ada perbandingan di antara kedua unit yang berlaku untuk semua air. (Kemmer,F.N., 1979).
2.13. Zat Padat dalam Air
Dalam air alam ditemui dua kelompok zat yaitu zat terlarut seperti garam dan molekul organik, dan zat padat tersuspensi dan koloidal seperti tanah liat, kwarts. Perbedaan pokok antara kedua kelompok zat ini ditentukan melalui ukuran/diameter partikel-partikel tersebut.
Perbedaan antara kedua kelompok zat yang ada dalam air alam cukup jelas dalam praktek namun kadang-kadang batasan itu tidak dapat dipastikan secara defenitip. Dalam kenyataan sesuatu molekul organik tetap bersifat zat yang terlarut, walaupun panjangnya lebih dari 10 μm sedangkan beberapa jenis zat padat koloid mempunyai sifat dapat bereaksi seperti sifat zat-zat yang terlarut.
Analisa zat padat dalam air sangat penting bagi penentuan komponen-komponen air secara lengkap, juga untuk pengamatan serta pengawasan proses-proses pengolahan dalam bidang air minum maupun dalam bidang air buangan. Zat-zat padat
yang berada dalam suspensi dapat dibedakan menurut ukurannya sebagai partikel tersuspensi koloidal (partikel koloid) dan partikel tersuspensi biasa (partikel tersuspensi).
Jenis partkel koloid tersebut adalah penyebab kekeruhan dalam air (efek Thyndall) yang disebabkan oleh penyimpanan sinar nyata yang menembus suspensi tersebut. Partikel-partikel koloid tidak terlihat secara visual sedangkan larutannya (tanpa partikel koloid) yang terdiri dari ion-ion dan molekul-molekul tidak pernah keruh. Larutan menjadi keruh bila terjadi pengendapan (presipitasi) yang merupakan keadaan kejenuhan dan suatu senyawa kimia. Partikel-partikel tersuspensi biasa, mempunyai ukuran labih besar dari partikel koloid dan dapat menghalangi sinar yang akan menembus suspensi; sehingga suspensi tidak dapat dikatakan keruh, karena sebenarnya air di antara partikel-partikel tersuspensi tidak keruh dan sinar tidak menyimpang.
Seperti halnya ion-ion dan molekul-molekul (zat yang terlarut), zat padat koloidal dan zat padat tersuspensi dapat bersifat inorganik (tanah liat, kwarts) dan organik (protein, sisa tanaman dan ganggang, bakteri). Dalam metode analisa zat padat, pengertian Zat Padat Total adalah semua zat-zat yang tersisa sebagai residu dalam suatu bejana, bila sampel air dalam bejana tersebut dikeringkan pada suhu tertentu. Zat Padat Total terdiri dari Zat Padat Terlarut dan Zat Padat Tersuspensi.
Zat Padat Tersuspensi sendiri dapat diklasifikasikan sekali lagi menjadi antara lain zat padat terapung yang selalu bersifat organik dan zat padat terendap yang dapat bersifat organik dan inorganik. Zat padat terendap adalah zat padat dalam suspensi yang dalam keadaan tenang dapat mengendap setelah waktu tertentu karena pengaruh gaya beratnya. Penentuan zat padat terendap ini dapat melalui volumnya, disebut analisa Volum Lumpur (sludge volume), dan dapat melalui beratnya disebut analisa Lumpur Kasar atau pada umumnya disebut Zat Padat Terendap (settleable solids). (Alaerts,G. dan Santika,S.S,. 1987).
2.14.Alum(tawas)
Alum merupakan salah satu senyawa kimia yang dibuat dari dari molekul air dan dua jenis garam, salah satunya biasanya Al2(SO4)3. Alum kalium, juga sering dikenal
dengan alum, mempunyai rumus formula yaitu K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O. Alum kalium merupakan jenis alum yang paling penting. Alum kalium merupakan senyawa yang tidak berwarna dan mempunyai bentuk kristal oktahedral atau kubus ketika kalium sulfat dan aluminium sulfat keduanya dilarutkan dan didinginkan. Larutan alum kalium tersebut bersifat asam. Alum kalium sangat larut dalam air panas. Ketika kristal alum kalium dipanaskan terjadi pemisahan secara kimia, dan sebagian garam yang terdehidrasi terlarut dalam air. Alum kalium memiliki titik leleh 900ºC.
Tipe lain dari alum adalah aluminium sulfat yang mencakup alum natrium, alum amonium, dan alum perak. Alum digunakan untuk pembuatan bahan tekstil yang tahan api, obat, dan sebagainya. Aluminium sulfat padat dengan nama lain: alum, alum padat, aluminium alum, cake alum, atau aluminium salt adalah produk buatan berbentuk bubuk, butiran, atau bongkahan, dengan rumus kimiaAl2(SO4)3.xH2O.
Kekeruhan dalam air dapat dihilangkan melalui penambahan sejenis bahan kimia yang disebut koagulan. Pada umumnya bahan seperti Aluminium sulfat [Al2(SO4)3.18H2O] atau sering disebut alum atau tawas, fero sulfat, Poly Aluminium Chlorida (PAC) dan poli elektrolit organik dapat digunakan sebagai koagulan. Untuk menentukan dosis yang optimal, koagulan yang sesuai dan pH yang akan digunakan dalam proses penjernihan air, secara sederhana dapat dilakukan dalam laboratorium dengan menggunakan tes uji yang sederhana. Prinsip penjernihan air adalah dengan menggunakan stabilitas partikel-partikel bahan pencemar dalam bentuk koloid. Stabilitas partikel partikel bahan pencemaran ini disebabkan:
a. Partikel-partikel kecil ini terlalu ringan untuk mengendap dalam waktu yang pendek (beberapa jam)
b. Partikel-partikel tersebut tidak dapat menyatu, bergabung dan menjadi partikel yang lebih besar dan berat, karena muatan elektris pada permukaan, elektrostatis antara muatan partikel satu dan yang lainnya.
Stabilitas partikel-partikel bahan pencemar ini dapat diganggu dengan pembubuhan koagulan. Dalam proses penjernihan air secara kimia melibatkan dua proses yaitu koagulasi dan flokulasi.
Tawas merupakan alumunium sulfat yang dapat digunakan sebagai penjernih air seperti sedimentasi (water treatment) karena tawas yang dilarutkan dalam air mampu mengikat kotoran-kotoran dan mengendapkan kotoran dalam air sehingga menjadikan air menjadi jernih. Tawas dikenal sebagai koagulan di dalam pengolahan air limbah. Sebagai koagulan tawas sangat efektif untuk mengendapkan partikel yang melayang baik dalam bentuk koloid maupun suspensi. Selain digunakan sebagai penjernih air, tawas juga dapat digunakan sebagai zat aditif untuk antiperspirant (deodorant). (Alearts & Santika, 1984).
