Penentuan Kondisi Pengendapan Optimum

PENENTUAN KONDISI PENGENDAPAN OPTIMUM DARI KOAGULASI DAN FLOKULASI

1. Tujuan Percobaan

- Menentukan kondisi optimum endapan dari koagulasi dan flokkulasi dengan metode jar tes

- Mendapatkan dosis optimum dari kougulasi

2. Alat dan Bahan

2.1 Alat alat yang digunakan  Jar tes kit

 Gelas kimia 500 ml  pH meter  turbiditimeter  stopwatch  pipet ukur  bola karet

2.2 Bahan yang di gunakan - Tawas

- Aquadest - Air Limbah

3. Dasar Teori KOAGULASI

Koagulasi merupakan proses destabilisasi muatan partikel koloid, suspended solidhalus dengan penambahan koagulan disertai dengan pengadukan cepat untuk mendispersikan bahan kimia secara merata. Dalam suatu suspensi, koloid tidak mengendap (bersifat stabil)

dan terpelihara dalam keadaan terdispersi, karena mempunyai gaya elektrostatis yang diperolehnya dari ionisasi bagian permukaan serta adsorpsi ion-ion dari larutan sekitar. Pada dasarnya koloid terbagi dua, yakni koloid hidrofilik yang bersifat mudah larut dalam air (soluble) dan koloid hidrofobik yang bersifat sukar larut dalam air (insoluble). Bila koagulan ditambahkan ke dalam air, reaksi yang terjadi antara lain adalah:

 Pengurangan zeta potensial (potensial elektrostatis) hingga suatu titik di mana gaya van der walls dan agitasi yang diberikan menyebabkan partikel yang tidak stabil bergabung serta membentuk flok;

 Agregasi partikel melalui rangkaian inter partikulat antara grup-grup reaktif pada koloid;

 Penangkapan partikel koloid negatif oleh flok-flok hidroksida yang mengendap.

Untuk suspensi encer laju koagulasi rendah karena konsentrasi koloid yang rendah sehingga kontak antar partikel tidak memadai, bila digunakan dosis koagulan yang terlalu besar akan mengakibatkan restabilisasi koloid. Untuk mengatasi hal ini, agar konsentrasi koloid berada pada titik dimana flok-flok dapat terbentuk dengan baik, maka dilakukan proses recycle sejumlah settled sludge sebelum atau sesudah rapid mixing dilakukan. Tindakan ini sudah umum dilakukan pada banyak instalasi untuk meningkatkan efektifitas pengolahan. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses koagulasi antara lain:

1. Kualitas air meliputi gas-gas terlarut, warna, kekeruhan, rasa, bau, dan kesadahan;

2. Jumlah dan karakteristik koloid; 3. Derajat keasaman air (pH);

4. Pengadukan cepat, dan kecepatan paddle; 5. Temperatur air;

6. Alkalinitas air, bila terlalu rendah ditambah dengan pembubuhan kapur;

7. Karakteristik ion-ion dalam air.

Koagulan yang paling banyak digunakan dalam praktek di lapangan adalah alumunium sulfat [Al2(SO4)3], karena mudah diperoleh dan

harganya relatif lebih murah dibandingkan dengan jenis koagulan lain. Sedangkan kapur untuk pengontrol pH air yang paling lazim dipakai adalah kapur tohor (CaCO3). Agar proses pencampuran koagulan

berlangsung efektif dibutuhkan derajat pengadukan > 500/detik, nilai ini disebut dengan gradien kecepatan (G).

Untuk mencapai derajat pengadukan yang memadai, berbagai cara pengadukan dapat dilakukan, diantaranya:

1. Pengadukan Mekanis

Dapat dilakukan menggunakan turbine impeller, propeller, atau paddle impeller.

2. Pengadukan Pneumatis

Sistem ini menggunakan penginjeksian udara dengan kompresor pada bagian bawah bak koagulasi. Gradien kecepatan diperoleh dengan pengaturan flow rateudara yang diinjeksikan.

3. Pengadukan hidrolis

Pengadukan cepat menggunakan sistem hidrolis dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya melalui terjunan air, aliran air dalam pipa, dan aliran dalam saluran. Nilai gradien kecepatan dihitung berdasarkan

persamaan sebelumnya. Sementara besar headloss masing-masing tipe pengadukan hidrolis berbeda-beda tergantung pada sistem hidrolis yang dipakai. Untuk pengadukan secara hidrolis, besar nilai headloss yang digunakan sangat mempengaruhi efektifitas pengadukan. Nilai headloss ditentukan menurut tipe pengadukan yang digunakan, yaitu terjunan air, aliran dalam pipa, atau aliran dalam saluran (baffle).

FLOKULASI

Proses flokulasi dalam pengolahan air bertujuan untuk mempercepat proses penggabungan flok-flok yang telah dibibitkan pada proses koagulasi. Partikel-partikel yang telah distabilkan selanjutnya saling bertumbukan serta melakukan proses tarik-menarik dan membentuk flok yang ukurannya makin lama makin besar serta mudah mengendap. Gradien kecepatan merupakan faktor penting dalam desain bak flokulasi. Jika nilai gradien terlalu besar maka gaya geser yang timbul akan mencegah pembentukan flok, sebaliknya jika nilai gradien terlalu rendah/tidak memadai maka proses penggabungan antar partikulat tidak akan terjadi dan flok besar serta mudah mengendap akan sulit dihasilkan. Untuk itu nilai gradien kecepatan proses flokulasi dianjurkan berkisar antara 90/detik hingga 30/detik. Untuk mendapatkan flok yang besar dan mudah mengendap maka bak flokulasi dibagi atas tiga kompartemen, dimana pada kompertemen pertama terjadi proses pendewasaan flok, pada kompartemen kedua terjadi proses penggabungan flok, dan pada kompartemen ketiga terjadi pemadatan flok.

Pengadukan lambat (agitasi) pada proses flokulasi dapat dilakukan dengan metoda yang sama dengan pengadukan cepat pada proses koagulasi, perbedaannya terletak pada nilai gradien kecepatan di mana pada proses flokulasi nilai gradien jauh lebih kecil dibanding gradien kecepatan koagulasi.

4. Prosedur Kerja

1. Menyiapkan gelas kimia 500 ml sebanyak 3 buah.

2. Menyiapkan contoh air lalu mengukur pH dan kekeruhannya.

3. Kedalam masing-masing gelas diisi contoh air sebanyak 400 ml. jika pH awal tambah tidak netral,atur pH limba hingga mencapai kisaran 6– 8, kemudian meletakannya dibawah alat jar tes.

4. Menambahkan larutan tawas 30% secara bertingkat mulai 15 ml, 30 ml, dan 45 ml. Kedalam masing – masing gelas kimia.

5. Mengaduk dengan kecepatan 40,7 rpm selama 15 menit dan Melanjutkannya dengan pengadukan yang kecepatanya 6,3 rpm selama 15 menit.

6. Membiarkan flok – flok yang terjadi mengendap.

7. Mengamati bentuk flok yang terjadi, waktu pengendapan, dan volume flok yang terbentuk.

8. Mengukur dan mencatat pH, kekeruhan dan warna dari supernatan yang ada. 5. Data Pengamatan 5.1 Contoh Air pH : 6 Kekeruhan : 1000 mg/l. SiO2 5.2 Air Olahan No Tawas 30% (ml) pH Kekeruhan (mg/l. SiO2) Waktu pengendapan Volume flok (ml) 1 15 4 131 48 menit 1,5 2 30 3 141 1 jam, 5 menit 1 3 45 3 149 1 jam, 20 menit 0,3

6. Analisa Percobaan

Dari percobaan mengenai titik optimum dari koagulasi dan flokulasi dapat dianalisa bahwa terjadi perbedaan kecepatan pengendapan dan volume flok yang terbentukn untuk masing-masing gelas kimia yang berbeda pula volume penambahan tawasnya.

Untuk gelas pertama 400 ml air limbah (sumur) ditambahkan 15 ml tawas dengan konsentrasi 30 liter . Gelas kedua 400 ml air sumur ditambahkan 30 ml tawas dengan konsentrasi yang sama begitu pula dengan gelas kimia yang ketiga 400 ml air sumur ditambah 45 ml tawas. Diketahui untuk masing-masing gelas kimia yang telah ditambahkan tawas, gelas kimia pertamalah yang hanya membutuhkan waktu yang paling singkat 48 menit dengan volume flok mencapai 1,5 ml. Sedangkan gelas kimia kedua dan ketiga membutuhkan untuk masing-masing 1 jam 15 menit dan 1jam 20 menit dan volume flok masing-masing 1 ml dan 0,3 ml.

Dari percobaan tersebut dapat dianalisa bahwa titik optimum pengendapan yaitu pada penambahan 30% tawas, 15 ml tawas pada gelas kimia pertama.

Diketahui juga kekeruhan yang didapat setelah percobaan semakin banyak tawas yang ditambahkan akan semakin tinggi pula tingkat kekeruhannya untuk 15 ml, 30 ml dan 45 ml secara berturut-turut ( 131 mg/l. SiO2) , (141 mg/l. SiO2), (149 mg/l. SiO2).

7. Kesimpulan

 Pencapaian titik optimum koagulasi dan flokulasi dari percobaan diketahui pada gelas kimia pertama dengan penambahan 30% tawas sebanyak 15 ml dalam waktu 48 menit.

 Semakin banyak penambahan tawas (ml) pada percobaan ternyata tidak mampu secara maksimal mengurangi kekeruhannya, karena ada banyak tawas yang mengendap.

 Kekeruhan pada :

Gelas kimia pertama 15 ml tawas = 131 mg/l. SiO2 Gelas kimia pertama 30 ml tawas = 141 mg/l. SiO2 Gelas kimia pertama 45 ml tawas = 145 mg/l. SiO2  Waktu dan volume flok (ml)

15 ml tawas = 48 menit dengan volume flok =1,5 ml 30 ml tawas = 1 jam, 5 menit dengan volume flok = 1 ml 45 ml tawas = 1jam, 20 menit dengan volume flok = 0,3 ml

TUGAS

1. Tentukan dosis optimum dari koagulasi yang digunakan ? Jawab :

Pada percobaan dosis optimum darikoagolasi yang digunakan adalah 15 ml tawas.

2. Uraian proses mengenai koagulasi dan flokulasi. Jawab :  Proses Kimia  Netralisasi  Koagulasi  Flokulasi  Aerasi  Proses Fisika  Proses flotasi  Penyaringan (screening)  Penyerapan (absorpsi)

3. Uraian jenis-jenis pengelolahan air secara fisik?  Proses Fisika

 Proses flotasi

Proses flotasi banyak digunakan untuk menyisihkan

bahan-bahan yang mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak meng ganggu proses pengolahan berikutnya.Flotasi juga dapat digunakan sebagai cara penyisihan

bahan-bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpur endapan ( sludge thickening) dengan memberikanaliran udara ke atas (air flotation).

 Penyaringan (filtrasi)

Proses filtrasi di dalam pengolahan air buangan, biasanya dilakuka n untuk mendahului proses adsorbsi atau proses reverse osmosis-nya, akan dilaksanakan untukmenyisihkan sebanyak mungkin parti

kel tersuspensi dari dalam air

agar tidak mengganggu proses adsorbsi atau menyumbat membran yang dipergunakan dalam prosesosmosa.

 Penyerapan (absorpsi)

Proses adsorbsi, biasanya dengan karbon aktif, dilakukan untuk me nyisihkan senyawa aromatik (misalnya: fenol) dan senyawa organi k terlarut lainnya, terutama jikadiinginkan untuk menggunakan ke mbali air buangan tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Joobseet.Praktikum Teknik Pengelolahan Limbah .2012.Politeknik Negeri Sriwijaya .Palembang

http://bulekbasandiang.wordpress.com/2009/03/26/koagulasi-dan-flokulasi/ http://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5. htm