Praktik Penjernihan Air Untuk Penyediaan Air Bersih

BAB I

PERCOBAAN PENJERNIHAN AIR

1.1. Deskripsi dan Tujuan Praktikum

Maksud percobaan adalah mengadakan percobaan penjernihan air untuk keperluan penyediaan air bersih. Percobaan dilakukan dengan menggunakan instalasi penjernihan air sederhana.

1.2. Dasar Teori

1.2.1. Macam Teknologi Penjernihan atau Pengolahan Air

Berkaitan dengan karakteristik air, maka teknologi pengolahan yang diterapkan akan berbeda pula. Menurut sifat-sifat pengolahannya, dapat dibedakan atas:

a. Pengolahan fisik (penyaringan bahan kasar, aerasi, pencampuran, flokulasi, sedimentasi, dan filtrasi),

b. Pengolahan kimiawi (koagulasi, desinfeksi, pelunakan air, absorbsi, oksidasi),

c. Pengolahan khusus (penghilangan bau dan rasa, pembuangan besi dan mangaan, pembuangan garam),

Sedangkan bila ditinjau maksudnya, maka pengolahan air dimaksudkan untuk:

a. Penghilangan kekeruhan, warna, rasa, dan bau, b. Penghilangan unsur Fe dan Mn,

c. Penghilangan karbon dioksida agresif, d. Penghilangan kesadahan,

e. Penghilangan kadar garam, f. Penghilangan bakteri patogen.

1.2.2. Prinsip Instalasi Penjernihan Air Sederhana

Instalasi ini menggunakan peralatan dan bangunan yang sederhana sehingga biaya pembangunannya relatip murah.

Instalasi ini sesuai untuk penduduk pedesaan di dataran rendah,

apabila sulit didapatkan air bersih. Debit air bersih yang dihasilkan 1 - 2 liter/detik, sehingga satu instalasi dapat mensuplai air untuk 1000 - 2000 orang (asumsi 1 liter/detik untuk 1000 orang).

Instalasi yang dimaksud berupa bangunan yang terdiri dari bak pengendap pendahuluan, saluran pencampur, saluran pengendap, saringan pasir cepat, dan bak tando (lihat gambar).

Adapun perlengkapan yang diperlukan adalah bak larutan tawas dan pompa air.

1.3. Alat dan Bahan

1.3.1. Denah Instalasi

Gambar 1.1 Denah Instalasi

keterangan:

I = Bak pengendap Pendahuluan Ia = Bak kontrol

Ib = Bak kontrol debit Ic = Drum larutan tawas II = Saluran pencampur III = Bak pengendap akhir IIIa = Bak antara

IV = Bak saringan pasir cepat

1.3.2. Di Instalasi

Tabel 1.1 Alat dan Bahan di Instalasi

No Gambar Nama Fungsi

1. Pompa air dan

selang

Menaikkan air sungai ke bak

pengendapan pendahuluan

2. Drum larutan

tawas

Wadah untuk larutan tawas

3. Mistar ukur

Menukur dimensi bagian

instalasi penjernihan air

4. Pelampung

Sebagai media observasi pengukuran kecepatan aliran

5. Stopwatch

Menghitung waktu untuk mengukur kecepatan aliran

6. Air sungai

atau selokan

Bahan baku proses penjernihan air

7. Tawas (25

mg/ml)

Koagulan proses penjernihan air

1.3.3. Di Laboratorium

Tabel 1.2 Alat dan Bahan di Laboratorium

No Gambar Nama Fungsi

1. Flokulator

Menentukan dosis optimum

tawas

2. pH – meter

Mengidentifikasi pH larutan

contoh uji

3. Turbidimeter

Mengukur kadar kekeruhan larutan contoh

uji

4. Botol sampel Wadah larutan

contoh uji

5. Tabung reaksi

Untuk percobaan tral

dan error

6. Gelas ukur

Untuk percobaan Jar

Test

7. Rak tabung

reaksi

Wadah pengujian kadar

Fe

8. Pipet tetes Meneteskan

larutan reagen

9. Breaker glass

Wadah pembilasan alat

uji atau wadah larutan yang sudah digunakan

10. Pengaduk Mengaduk

contoh uji

11. DHL – meter

Menguji daya hanar listrik dan

TDS

12. Aquades Pembilas atau

pencuci alat uji

13. Larutan

standar Fe

Reagensia pengujian kadar

Fe

14.

Larutan Asan Sulfat 4 N (H2SO4 4N)

Reagensia pengujian kadar

Fe

15.

Larutan Kalium Permanganat

(KMnO4

0,1N)

Reagensia pengujian kadar

Fe

16.

Larutan Ammonium

Rodanida (NH4CNS

20 %)

Reagensia pengujian kadar

Fe

1.4. Prosedur pelaksanaan 1.4.1. Uraian Pelaksanaan

Pelaksanaan percobaan dibagi dalam empat bagian, yaitu:

Jar test, pengoperasian instalasi penjernihan air dan pemeriksaan kualitas air baik di instalasi (pH, DHL, kekeruhan), maupun di laboratorium (kadar Fe).

1.4.1.1. Jar – Test

Percobaan ini bertujuan untuk menentukan dosis optimum dari larutan tawas yang akan diberikan pada air sungai/selokan yang akan dijernihkan.

1. Air sampel diisikan masing-masing sebanyak 1000 ml ke dalam 6 gelas piala dan pasang pada Flokulator,

2. Tawas ditambahkan berturut-turut sejumlah : 0; 2;

4; 6, 8 dan 10 ml ke dalam masing-masing gelas piala,

3. Air sampel diaduk secara serentak dengan mengoperasikan Flokulator (lihat petunjuk pengoperasian terlampir) pada pengadukan cepat (150 rpm) selama 3 menit dan pengadukan perlahan-lahan (75 rpm) selama 5 menit,

4. Air sampel didiamkan selama 20 menit dan amati flok/jonjot jonjot yang terbentuk,

5. Kekeruhan air diukur di setiap gelas piala dan catat nilainya,

6. Dosis optimum dapat ditentukan dari gelas yang paling banyak terbentuk flok/ jonjot, atau air yang nilai kekeruhannya paling rendah.

1.4.1.2. Pengoperasian Instalasi Penjernihan Air

1. Air sungai/selokan dipompa ke bak pengendap awal,

2. Debit aliran ditentukan pada saluran pengaduk dan saluran pengendapan, dengan cara mengukur dimensi (luas tampang basah) saluran dan mengukur waktu tempuh pelampung untuk jarak 1 m sepanjang saluran,

3. Debit larutan tawas ditentukan dari hasil pengukuran debit aliran pada saluran dan dosis optimum larutan tawas pada jar test,

4. Kran pada drum tawas diatur sedemikian rupa dengan “trial and error” dengan cara mengukur waktu pengisian larutan ke dalam gelas ukur, sehingga diperoleh debit larutan tawas yang diinginkan,

5. Proses pengadukan akan terjadi di saluran pencampur, dan diendapkan di saluran pengendapan,

6. Dalam selang waktu sepuluh menit (menit ke 0, 10, 20, 30) sampel diambil pada tempat-tempat yang telah ditentukan,

7. PH, DHL dan kekeruhan air diukur pada tiap-tiap sampel berturut-turut dengan menggunakan pH- meter (atau pH-stick), DHL meter dan Turbidimeter.

1.4.1.3. Pembuatan Larutan Standar Fe

1. 5 tabung reaksi diisi masing-masing dengan 10 ml aquadest,

2. Larutan Fe standar ditambahkan berturut-turut sebanyak 0, 1, 2, 3, 4, tetes ke dalam tiap tabung reaksi,

3. Lima tetes larutan H2SO4 4 N dan lima tetes larutan KMnO4 0,1 N ditambahkan ke dalam tiap tabung reaksi sehingga berwarna merah muda,

4. Lima tetes larutan NH4CNS 20 % ditambahkan pada tiap tabung, sehingga warna merah muda hilang, dan timbul deretan larutan yang warnanya dari jernih ke coklat kekuningan, yang bergradasi sesuai dengan kandungan Fe yang ditambahkan.

1.4.1.4. Pemeriksaan Sampel

1. Tabung reaksi disiapkan sesuai jumlah sampel yang akan diperiksa, dan isi tiap tabung reaksi dengan 10 ml sampel,

2. 5 tetes larutan H2SO4 4 N dan lima tetes larutan KMnO4 0,1 N ditambahkan ke dalam tiap tabung reaksi sehingga berwarna merah muda. Jika warna merah muda hilang tambahkan beberapa tetes KMnO4 0,1 N hingga warna menjadi stabil,

3. 5 tetes larutan NH4CNS 20 % ditambahkan pada tiap tabung, sehingga timbul warna kuning atau coklat atau jernih, dan bandingkan dengan larutan standar,

4. Kandungan Fe dalam larutan dapat diketahui dari perbandingan dengan larutan standar, hitung kandungan Fe dalam satuan mg/l.

BAB II

PERCOBAAN PENGOLAHAN AIR LIMBAH

2.1. Deskripsi dan Tujuan Praktikum

Tujuan dilakukannya percobaan ini adalah untuk mengadakan percobaan pengolahan air limbah domestik dengan menggunakan instalasi Tripikon-S. Tripikon-S dapat dipakai untuk menangani limbah organik dari rumah tangga, maupun limbah organik lainnya. Dari analisa laboratorium dapat diketahui perbedaan antara kandungan organik limbah yang masuk dan keluar sehingga dapat digunakan untuk menilai efektifitas alat tersebut.

2.2. Dasar Teori

Dalam Kehidupan sehari-hari penanganan limbah rumah tangga adalah hal yang cukup di angap sepele oleh Sebagian orang. Hal ini disebabkan oleh penanganan limbah rumah tangga saat ini dirasakan semakin sulit terutama di daerah pemukiman padat. Tangki septik konvensional yang cukup efisien sebagai prasarana penyehatan lingkungan sulit dibuat untuk daerah-daerah tersebut karena tiadanya lahan atau karena lahan yang selalu tergenang air. Bertempat di laboratorium Teknologi Tradisional Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Prof. Ir. Hardjoso Prodjopangarso telah menemukan salah satu alternatif teknik penanganan limbah domestik dan limbah rumah tangga yang murah dan mudah pembuatannya yang disebut dengan “TRIPIKON-S” singkatan dari Tri (tiga) Pi (pipa) Kon (konsentris) - S (septik).

Konstruksi Tripikon-S terdiri dari tiga buah pipa konsentris dengan prinsip kerja proses perombakan yang serupa dengan tangki septik konvensional. Limbah padat dan cair masuk melalui pipa kecil dan mengalami perombakan di dalam pipa sedang. Bagian atas dari pipa sedang merupakan tempat terjadinya proses aerobik, bagian tengah

merupakan lintasan, dan bagian bawah merupakan tempat terjadinya proses anaerobik. Selama melintas di pipa tengah, limbah akan terurai menjadi gas, air, dan lumpur mineral. Pada tangki septik konvensional, lintasan terjadi secara horizontal, sedangkan pada Tripikon-S lintasan terjadi secara vertikal. Bagian pertama lintasan adalah ke bawah dan bagian kedua adalah di atas. Waktu melintas sekurang-kurangnya 3 hari.

2.3. Alat dan Bahan

2.3.1. Denah Instalasi

Gambar 2.1 Denah Instalasi

2.3.2. Di Instalasi

Tabel 2.1 Alat dan Bahan di Instalasi

No Gambar Nama Fungsi

1. Ember limbah

Mengambil dan menampung

limbah

2.3.3. Di Laboratorium

Tabel 2.2 Alat dan Bahan di Laboratorium

No Gambar Nama Fungsi

1. Breaker wadah

sampel

Sebagai wadah larutan

2. Termometer Mengukur suhu

3. pH – meter Mengukur pH

4. DHL – meter Mengukur daya hantar listrik

5. Gayung Mengambil air

limbah

6. Gelas ukur Sebagai wadah

pengencer

7. Buret dan statif Untuk titrasi

larutan KMnO4

0,1N

8. Pipet tetes Mengambil

contoh uji dan larutan

9. Pengukur waktu

Mengukur waktu

10. Kompor Sebagai

pemanas

11. Air simulasi

limbah

Bahan sampel percobaan

12. Aquades

Mengencerkan larutan dan membersihkan

alat laboratorium

13. Larutan H2SO4

4N

Senyawa kimia untuk percobaan

14. Larutan KMnO4 0,1N

Senyawa kimia untuk percobaan

15. Larutan Asam

Oksalat 0,01N

Senyawa kimia untuk percobaan

2.4. Prosedur pelaksanaan 2.4.1. Uraian Pelaksanaan

2.4.1.1. Pengoperasian Alat atau Instalasi 1. Pemasukan Limbah

Limbah dimasukkan sebanyak 1/3 dari volume Tripikon-S ke Tripikon-S melewati bowl.

Lalu limbah yang sudah dimasukkan akan keluar karena adanya limbah baru yang telah dimasukkan ke dalam.

2. Pengambilan Sampel

Limbah yang nanti akan dimasukkan ke dalam disebut sebagai inlet dan limbah yang telah keluar dari Tripikon-S diambil sebagai outlet.

Parameter-parameter dari sampel yang didapat nantinya akan diukur nilai dan kandungannya sebagai berikut.

a. PH.

b. Suhu.

c. Bau.

d. DHL.

e. Total Dissolved Solids.

f. Warna

2.4.1.2. Pemeriksaan di Laboratorium

1. 2 ml sampel diambil dari sampel inlet, lalu dimasukkan ke dalam gelas ukur 100 ml.

Tambahkan aquades hingga 100 ml (pengenceran 50 kali).

2. Sampel masukkan yang telah diencerkan ke labu erlenmeyer yang bebas dari bahan organik. Lalu tambahkan 5 ml H2SO4 4N.

3. Larutan ditambahkan KMnO4 0,01N hingga larutan berubah menjadi warna merah muda.

4. Larutan yang sudah berubah warna dipanaskan menggunakan kompor dan tunggu hingga mendidih.

5. 10 ml KMnO4 0,01 N ditambahkan dan panaskan lagi selama 10 menit.

6. 10 ml Asam oksalat 0,01 N ditambahkan sampai larutan berubah warna menjadi bening.

7. Dalam kondisi masih panas, titrasi dilakukan dengan KMnO4 0,01 N.

Alir Porakardar

Mulai)

Limbah dimasuKKAn % volume Tre

Lor-S te dalzm aiat helalui howl Limbah akan koluar fetelah 3 hari

Limbah gang dinasixan sega

Sampel inet

Jang keluar der Tnp

Outlet

NIai pH,DHL, Suhu, Warna, bu, dan T0S samgel diukir den diatat

Seesai

62mbar 2.1 Bagzn ir Yengopusan Alat/ Lns ta1a i 2. YenenikS2an ^d Labratoriun

Muai

2 ml imel iniet dan outter dambil

Auades ditambahkan Pada geas vkur myga mnjad

^{i0O m}

Sumgel yag teah dienertch dinagua

ke

labu

er

l e r

ken-S danil Sebagt sampel

(antahkan dengan wree higga her

wdma meah mu

Sampel dhfarasean hrgga nen ddih

Sampel ditanbahran (0m yunOu

0,0l N lalu dpaasKan Selruma

Dtanbah wan to at asam oKSalat

o/ol N hngga menadi belerong

|Dakwlan btrasi degan tHalu

hnga sampet borena

Jumah tetes lantun KNmo4 di (atat dn dilaukan Peroban yang sama unu Samet autet

Selesi

ambar 2.2 Ba42n ir Veneriksaan d (abuzytew