chapter ii

18
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Besi Keberadaan besi pada kerak bumi menempati posisi keempat terbesar. Besi ditemukan dalam bentuk kation ferro (Fe 2+ ) dan ferri (Fe 3+ ). Pada perairan alami dengan pH sekitar 7 dan kadar oksigen terlarut yang cukup, ion ferro yang bersifat mudah larut dioksidasi menjadi ion ferri. Pada oksidasi ini terjadi pelepasan elektron. Sebaliknya. pada reduksi ferri menjadi ferro terjadi penangkapan elektron. Proses oksidasi dan reduksi besi tidak melibatkan oksigen dan hidrogen (Eckenfelder, 1989; Mackereth et al, 1989). Reaksi oksidasi ion ferro menjadi ion ferri ditunjukkan dalam persamaan. Fe ++ Î Fe +++ + e - Proses oksidasi dan reduksi besi biasanya melibatkan bakteri sebagai mediator, Bakteri kemosintesis Thiobacillus dan Ferrobacillus memiliki sistem enzim yang dapat mentransfer elektron dari ion ferro kepada oksigen. Transfer elektron ini menghasilkan ion ferri, air dan energi bebas yang digunakan untuk sintesis bahan organik dari karbondioksida. Bakteri kemosintetis bekerja secara optimum pada pH rendah (sekitar 5). Metabolisme bakteri Desulfovibrio menghasilkan H 2 SO 4 yang dapat melarutkan besi (ferri) (Cole, 1988). 5 Universitas Sumatera Utara

Upload: boedi-doank

Post on 27-Oct-2015

20 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

reaksi ferri menjadi ferro

TRANSCRIPT

Page 1: Chapter II

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Besi

Keberadaan besi pada kerak bumi menempati posisi keempat terbesar. Besi

ditemukan dalam bentuk kation ferro (Fe2+) dan ferri (Fe3+). Pada perairan alami

dengan pH sekitar 7 dan kadar oksigen terlarut yang cukup, ion ferro yang bersifat

mudah larut dioksidasi menjadi ion ferri. Pada oksidasi ini terjadi pelepasan elektron.

Sebaliknya. pada reduksi ferri menjadi ferro terjadi penangkapan elektron. Proses

oksidasi dan reduksi besi tidak melibatkan oksigen dan hidrogen (Eckenfelder, 1989;

Mackereth et al, 1989). Reaksi oksidasi ion ferro menjadi ion ferri ditunjukkan dalam

persamaan.

Fe++ Fe+++ + e-

Proses oksidasi dan reduksi besi biasanya melibatkan bakteri sebagai

mediator, Bakteri kemosintesis Thiobacillus dan Ferrobacillus memiliki sistem

enzim yang dapat mentransfer elektron dari ion ferro kepada oksigen. Transfer

elektron ini menghasilkan ion ferri, air dan energi bebas yang digunakan untuk

sintesis bahan organik dari karbondioksida. Bakteri kemosintetis bekerja secara

optimum pada pH rendah (sekitar 5). Metabolisme bakteri Desulfovibrio

menghasilkan H2SO4 yang dapat melarutkan besi (ferri) (Cole, 1988).

5

Universitas Sumatera Utara

Page 2: Chapter II

Pada pH sekitar 7,5 - 7,7 ion ferri mengalami oksidasi dan berikatan dengan

hidroksida membentuk Fe(OH)3 yang bersifat tidak larut dan mengendap (presipitasi)

di dasar perairan, membentuk warna kemerahan pada substrat dasar. Oleh karena itu,

besi hanya ditemukan pada perairan yang berada dalam kondisi anaerob (anoksik)

dan suasana asam (Cole, 1988).

Fenomena serupa terjadi pada badan sungai yang menerima aliran air asam

dengan kandungan besi (ferro) cukup tinggi, yang berasal dari daerah pertambangan.

Sebagai petanda terjadinya pemulihan (recovery) kualitas air, pada bagian hilir sungai

dasar perairan berwarna kemerahan karena terbentuknya Fe(OH)3 sebagai

konsekuensi dari meningkatnya pH dan terjadinya proses oksidasi besi (ferro) (Cole,

1988).

Perairan alam, besi berikatan dengan anion membentuk senyawa FeCl2,

Fe(HCO3), dan Fe(SO4). Pada perairan yang diperuntukkan bagi keperluan domestik,

pengendapan ion ferri dapat mengakibatkan wama kemerahan pada porselin, bak

mandi, pipa air, dan pakaian. Kelarutan besi meningkat dengan menurunnya pH.

Sumber besi di alam adalah pyrite (FeS2), hematite (Fe2O3), magnetite

(Fe3O4), limonite [FeO(OH)], goethite (HFeO2), dan ochre [Fe(OH)3] (Cole, 1988

dan Moore, 1991). Senyawa besi pada umumnya bersifat sukar larut dan cukup

banyak terdapat di dalam tanah. Kadang-kadang besi juga terdapat sebagai senyawa

siderite (FeCO3) yang bersifat mudah larut dalam air (Cole, 1988).

Universitas Sumatera Utara

Page 3: Chapter II

Air tanah dalam biasanya memiliki karbondioksida dengan jumlah yang

relatif banyak, dicirikan dengan rendahnya pH, dan biasanya disertai dengan kadar

oksigen terlarut yang rendah atau bahkan terbentuk suasana anaerob. Pada kondisi ini,

sejumlah ferri karbonat akan larut sehingga terjadi peningkatan kadar besi ferro (Fe2+)

di perairan. Pelarutan ferri karbonat ditunjukkan dalam persamaan reaksi.

FeCO3 + CO2 + H2O Fe2+ + 2 HCO3-

Reaksi di atas juga terjadi pada perairan anaerob. Dengan kata lain, besi (Fe2+)

hanya ditemukan pada perairan yang bersifat anaerob, akibat proses dekomposisi

bahan organik yang berlebihan. Jadi, di perairan kadar besi (Fe2+) yang tinggi

berkorelasi dengan kadar bahan organik yang tinggi, atau kadar besi yang tinggi

terdapat pada air yang berasal dari air tanah dalam yang bersuasana anaerob atau dari

lapisan dasar perairan yang sudah tidak mengandung oksigen.

Kadar besi pada perairan yang mendapat cukup aerasi (aerob) hampir tidak

pernah lebih dari 0,3 mg/1 (Rump dan Krist, 1992). Kadar besi pada perairan alami

berkisar antara 0,05 - 0,2 mg/1 (Boyd, 1988). Pada air tanah dalam dengan kadar

oksigen yang rendah, kadar besi dapat mencapai 10 - 100 mg/1, sedangkan pada

perairan laut sekitar 0,01 mg/liter. Air hujan mengandung besi sekitar 0,05 mg/liter

(McNeely et a/., 1979). Kadar besi > 1,0 mg/1 dianggap membahayakan kehidupan

organisme akuatik (Moore, 1991). Air yang diperuntukkan bagi air minum sebaiknya

memiliki kadar besi kurang dari 0,3 mg/1 (Moore, 1991; Sawyer dan McCarty, 1978)

Universitas Sumatera Utara

Page 4: Chapter II

dan perairan yang diperuntukkan bagi keperluan pertanian sebaiknya memiliki kadar

besi tidak lebih dari 20 mg/1 (McNeely et al, 1979).

Besi termasuk unsur yang esensial bagi makhluk hidup. Pada tumbuhan,

termasuk algae, besi berperan sebagai penyusun sitokrom dan klorofil. Kadar besi

yang berlebihan selain dapat mengakibatkan timbulnya warna merah juga dapat

mengakibatkan karat pada peralatan yang terbuat dari logam, serta dapat memudarkan

bahan celupan (dyes) dan tekstil. Pada tumbuhan, besi berperan dalam sistem enzim

dan transfer elektron pada proses fotosintesis. Namun, kadar besi yang berlebihan

dapat menghambat fiksasi unsur lainnya.

Toksisitas besi (LC50) terhadap Lemna minor adalah 3,7 mg/1 (Wang, 1986

dalam Moore, 1991), sedangkan terhadap avertebrata air Asellus aquaticus (Isopoda)

dan Crangonyx pseudogracilis (Amphipoda) berturut-turut 95 mg/1 dan 160 mg/1

(Martin dan Holdich, 1986 dalam Moore, 1991). Nilai LCso besi terhadap ikan

berkisar antara 0,3-10 mg/1. Toksisitas besi (LCso) terhadap Daphnia magna adalah

5,9 mg/1 (Biesinger dan Christensen, 1972 dalam Canadian Council of Resource and

Environment Ministers, 1987).

2.2. Keberadaan Besi Dalam Air

Unsur besi (Fe) terdapat pada hampir semua air tanah. Air tanah umumnya

mempunyai konsentrasi karbon dioksida yang tinggi dan mempunyai konsentrasi

oksigen terlarut yang rendah, kondisi ini menyebabkan konsentrasi besi (Fe) yang

Universitas Sumatera Utara

Page 5: Chapter II

tidak terlarut menjadi besi tereduksi (yang larut) dalam bentuk ion bervalensi dua

(Fe2+).

Meskipun besi pada umumnya terdapat dalam bentuk terlarut bersenyawa

dengan bikarbonat dan sulfat, besi (Fe) juga ditemukan bersenyawa dengan hidrogen

sulfida (H2S), Selain itu besi ditemukan pula pada air tanah yang mengandung asam

yang berasal dari humus yang mengalami penguraian dari tanaman atau tumbuhan

yang bereaksi dengan unsur besi untuk membentuk ikatan kompleks organik.

Konsentrasi besi pada air tanah bervariasi mulai dari 0,01 mg/1 sampai dengan ± 25

mg/1.

Penyediaan air bersih dari permukaan yang membutuhkan pengolahan

penghilangan kandungan besi, biasanya air tersebut berasal dari hypolimnion (lapisan

bagian bawah) dari danau yang dalam atau dari danau yang eutrop (kaya nutrien),

dimana kondisi reaksi reduksi berlangsung untuk selanjutnya deposit endapan besi

akan berubah kembali ke dalam bentuk larutan.

Besi pada air permukaan terdapat dalam beberapa bentuk, antara lain bentuk

suspensi dari lumpur, tanah liat dan partikel (dispersi) halus dari besi (III) hidroksida,

[Fe(OH)3] dalam bentuk koloid dan organik kompleks.

Universitas Sumatera Utara

Page 6: Chapter II

Bentuk besi di dalam air digambarkan dalam bagan seperti di bawah ini

Besi Total

Besi II (Fero) Besi III (Ferri)

Bebas Bebas Kompleks Bebas

terlarut / terdipersi halus ( Lolos dari Saringan )

Besi endapan (tertahan pada saringan)

Gambar 1 Skema bentuk besi dalam air (BPPT, 2004)

2.3. Efek Besi di Dalam Air

Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan RI. Nomor : 416

/MENKES/PER/IX/90 tentang baku mutu air bersih, kadar besi (Fe) yang diizinkan

untuk air bersih adalah 1,0 mg/1.

Endapan - FeS2 - FeCO2 - Fe(OH)2

Terlarut - Fe2+ - FeOH+

Kompleks Mineral - silikat - fosfat

Kompleks Endapan Organik - Fe(OH)3 - asam humus

- Fe(OH)CO3

- Asam fulfik

Universitas Sumatera Utara

Page 7: Chapter II

Jika konsentrasi besi di dalam air relatif besar, akan memberikan dampak sebagai

berikut:

1. Menimbulkan penyumbatan pada pipa disebabkan

a. Secara langsung oleh deposit (tubercule) yang disebabkan oleh endapan besi

b. Secara tidak langsung, disebabkan oleh kumpulan bakteri besi yang hidup di

dalam pipa, karena air yang mengandung besi, disukai oleh bakteri besi.

Selain itu kumpulan bakteri ini dapat meninggikan gaya gesek (losses) yang juga

berakibat meningkatnya kebutuhan energi. Selain itu pula apabila bakteri tersebut

mengalami degradasi dapat menyebabkan bau dan rasa tidak enak pada air.

2. Besi sendiri dalam konsentrasi yang lebih besar dan beberapa mg/1, akan

memberikan suatu rasa pada air yang menggambarkan rasa metalik, astringent,

atau obat.

3. Keberadaan besi juga dapat memberikan penampakan keruh dan berwarna pada

air, oleh karena sangat tidak diharapkan pada industri kertas, pencelupan/textil

dan pabrik minuman.

4. Meninggalkan noda pada pakaian yang dicuci oleh air yang mengandung besi.

5. Meninggalkan noda pada bak-bak kamar mandi dan peralatan lainnya (noda

kecoklatan disebabkan oleh besi).

Universitas Sumatera Utara

Page 8: Chapter II

6. Endapan logam ini juga yang dapat memberikan masalah pada sistem penyediaan

air secara individu (sumur).

7. Pada ion exchanger endapan besi yang terbentuk, seringkali mengakibatkan

penyumbatan atau menyelubungi media pertukaran ion (resin), yang

mengakibatkan hilangnya kapasitas pertukaran ion.

8. Menyebabkan keluhan pada konsumen (seperti kasus "red water") bila endapan

besi yang terakumulasi di dalam pipa, tersuspensi kembali disebabkan oleh

adanya kenaikan debit atau kenaikan tekanan dan akan dibawa ke konsumen.

2.4. Efek besi Terhadap Kesehatan.

Besi (Fe) adalah metal berwarna putih kecoklatan, liat dan dapat dibentuk, di

alam didapat sebagai hematite, di dalam air minum besi menimbulkan rasa, warna

kuning, pengendapan pada dinding pipa, pertumbuhan bakteri besi dan kekeruhan.

Besi dibutuhkan oleh tubuh manusia dalam pembentukan haemoglobin,

banyaknya besi di dalam tubuh dikendalikan pada fase absorbsi, tubuh manusia tidak

dapat mengekskresikan besi, karenanya bagi mereka yang sering mendapat transpusi

darah, warna kulitnya menjadi hitam karena akumulasi besi (Fe).

Sekalipun besi (Fe) diperlukan oleh tubuh manusia, tetapi dalam dosis besar

dapat merusak dinding usus, kematian sering kali disebabkan oleh rusaknya dinding

usus ini, debu besi juga dapat terakumulasi di dalam alveoli dan dapat menyebabkan

berkurangnya rungsi paru-paru (Soemirat; 2004)

Universitas Sumatera Utara

Page 9: Chapter II

2.5. Prinsip Penghilangan Besi

Proses penghilangan besi pada prinsipnya adalah proses oksidasi, yaitu

menaikan tingkat oksidasi oleh suatu oksidator dengan tujuan merubah bentuk besi

terlarut menjadi bentuk besi tidak larut (endapan). Endapan yang terbentuk

dihilangkan dengan proses sedimentasi dan atau filtrasi.

2.5.1. Proses Oksidasi dan Adsorpsi

Besi dapat diendapkan sebagai senyawanya dengan karbonat pada air yang

mengandung karbonat (alkalinitas), dengan penambahan kapur atau soda.

Pengendapan ini berlangsung pada kondisi anaerobik. Kelarutan Fe (II) ditentukan

oleh konsentrasi total karbonik (Cr), dimana

CT = H2CO3 + HCO3- + CO3

2- = 10-3 M

Pada kondisi tersebut, Fe (II) karbonat dapat diharapkan mengendap

seluruhnya pada pH > 8 dan 8,5. Pengendapan Fe (II) hidroksida pada pH ± 11.

Besi akan lebih baik bila diendapkan dengan jalan oksidasi oleh oksidator

seperti O2; O3; Klor / senyawa Klor; KMnO4, karena kelarutan dari bentuk Fe (III)

trihidroksida adalah lebih rendah dibandingkan dengan senyawa Fe (II) karbonat.

Kecepatan oksidasi Fe (II) oleh oksigen sangat rendah dalam kondisi nilai pH

rendah. Dalam hal ini pH perlu dinaikkan dengan mengurangi konsentrasi CO2 atau

dengan penambahan alkali (kapur).

Universitas Sumatera Utara

Page 10: Chapter II

Sebaliknya kecepatan oksidasi dapat ditingkatkan dengan menggunakan

katalisator. Peranan akumulasi endapan besi, bakteria besi yang tumbuh pada media

penyaring seperti arang, koral atau butiran pasir, pada unit "Aerator kontak dan Filter

kontak" diduga berlaku sebagai katalis bagi reaksi oksidasi.

Agak sulit dalam mengukur kecepatan oksidasi besi (II) menjadi bentuk yang

dapat disaring, karena kehadiran zat pereduksi lainnya. Walaupun demikian

kecepatan pengendapan dan aglomerasi Fe (II) yang terkandung di dalam air alam,

lebih lambat dari perkiraan teoritis. Hal ini memberi gambaran bahwa ada rintangan

seperti reduksi besi (III) oleh zat organik dan zat pereduksi lainnya. Rintangan ini

tetap ada sampai seluruh zat organik teroksidasi dan endapan yang terbentuk akan

stabil.

Waktu oksidasi pada beberapa instalasi dapat dipersingkat akibat efek katalis

seperti :

1. Deposit yang ada

2. Keberadaan anion-anion tertentu (terutama silikat dan fosfat)

3. Katalis logam yang digunakan pada air yang diolah, sebagai contoh sedikit kupri

sulfat akan sangat berpengaruh terhadap oksidasi besi oleh oksigen atau oksidator

kimia lainnya

4. beberapa proses biologis

5. Keberadaan asam humus akan memperlambat oksidasi besi.

Penyerapan atas Fe (II) dilaporkan memegang peranan dalam penghilangan

besi dari air. Endapan Fe (III) hidroksida, mempunyai kapasitas adsorpsi

Universitas Sumatera Utara

Page 11: Chapter II

(penyerapan) yang tinggi. Proses adsorpsi terjadi pada filter kontak (filter kering),

dimana pada filter ini media penyaring terlapisi oleh endapannya.

Suatu periode waktu dibutuhkan filter bagi pemasangan dan bagi

berlangsungnya pengendapan tersebut. Penambahan MgO pada air yang mempunyai

pH rendah dapat menaikkan kecepatan oksidasi Fe (II) tanpa menaikkan pH yang

berarti bagi air yang dihasilkan (hasil olahan).

2.5.2. Oksidator dan Reaksi Oksidasi Besi

Oksidator dan reaksi yang digunakan dalam mengoksidasi besi (II) dan antara

lain:

1. Oksigen :

4 Fe2+ + 8 H2O 4 Fe(OH)2 + 8 H++

4Fe2+ + O2 + 8 OH- + 2H2O 4Fe(OH)3

Pembentukan besi (III) dipengaruhi oleh pH, pada pH antara 6,9 - 7,2, reaksi

pembentukan Fe (III) dapat terjadi dengan cepat.

2. Klor dan Senyawa Klor:

2Fe2+ + C12 2 Fe3+ + 2 Cl-

2Fe2+ + HOCl + H- 2 Fe3+ + Cl- + H2O

Pada pH normal hidrolisa terjadi:

2Fe3+ + 6H2O ———> 2 Fe (OH)3 + 6H+

Universitas Sumatera Utara

Page 12: Chapter II

Penggunaan klor sebagai oksidator biasanya untuk mengolah air dengan

kandungan besi (II) kurang dari 2 mg/1. Pembentukan Fe (III) tergantung pada pH.

Pada pH 7,5, klor berbentuk 50% asam hipoklorit (HOCI) dan 50% ion hipoklorit

(OCl-).

3. KMnO4 :

5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O

5Fe3+ + 15 H2O 5 Fe(OH)2 + 15 H+

3 Fe2" t MnO4" + 8 H+ 3 Fe3+ + Mn4+ + 4 H2

4. ClO2 (Klor Dioksida) :

Pertama kali diterapkan untuk menghilangkan bau dan rasa pada air bersih,

kemudian dipergunakan untuk menghilangkan warna (orgnik) dan terakhir

dipergunakan untuk mengurangi unsur besi, dimana untuk pembentukan besi (III)

terjadi pada pH lebih dan 7.

5. Ozon(O3):

2 Fe + 3 O3 + 5 H2O 2 Fe (OH)3 + 4 O2 + 4 H+

2.5.3. Dosis Pembubuhan Oksidator

Berdasarkan reaksi oksidasi di atas maka dapat di hitung secara stoikhiometri

kebutuhan teoritis setiap 1 mg/1 oksidator. Dosis secara teoritis dikonversikan

menjadi dosis (kebutuhan) secara teknis, yang dinyatakan dalam mg/1, seperti terlihat

pada tabel 2.1.

Universitas Sumatera Utara

Page 13: Chapter II

Kebutuhan secara teknis ini dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti

1. pH

2. Keberadaan zat-zat pereduksi

3. Kandungan zat organik

4. Waktu kontak

5. Keberadaan deposit.

Tabel 2.1. Dosis Teoritis dan Teknis Oksidan

JENIS

OKSIDATOR

DOSIS TEORITIS (mg/l / mg/l Oksidator)

untuk

DOSIS TEKNIS*) (mg/l / mg/l Oksidator)

untuk Besi Mangan Besi Mangan Oksigen (O2) 0,14 - - - Gas klor 0,63 1,29 - - Senyawa klor **) 0,47 0,48 1)

0,95 2) - -

Klor dioksida (ClO2) - 2,5 - 1,5 – 10 x KMnO4 (MnO4

-) 0,57 1,92 - 1 – 6 x Ozon (O3) 1,87 9,87 - 1 – 5 x

Sumber: Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (2004)

*) sebagai kelipatan dosis teoritis **) dihitung sebagai HOCl 1) reaksi 1) 2) reaksi 2)

Universitas Sumatera Utara

Page 14: Chapter II

2.5.4. Penghilangan Yang Digabungkan Dengan Penghilangan Karbonat

Penghilangan karbonat dengan menggunakan kapur mengahasilkan pH yang

tinggi. Dimana kondisi mi sesuai untuk penghilangan besi. Pada pH 8.2 hampir

seluruh ferro karbonat terendapkan dan endapan ferro hidroksida [Fe(OH)2] terjadi

pada ph 10,5 (lihat gambar 2.2). Dengan adanya potensi redoks yang tinggi, maka

besi (II) dalam air akan terendapkan menjadi bentuk Fe(OH)3 seperti ditunjukkan

oleh reaksi di bawah ini:

Fe2+ + 3 H2O Fe (OH)3 + 3 H + e-

⎯ 560010-1 ⎯

5 10 pH

Gambar 2. Solubilitas Besi Didalam Air

Sebagai Fungsi pH Pada Nilai Alkalinitas Rata-rata (Soemirat, 2004)

⎯ 560 10-2 ⎯

10-3 ⎯

10-4 ⎯

10-5 ⎯

10-6 ⎯

10-7 ⎯

10-8 ⎯

⎯ 56

⎯ 5,6

⎯ 0,56

⎯ 0,056

⎯ 0,0056

Fe(OH

)2

Bes

i Ter

alar

ut (m

g/l)

Bes

i Ter

alar

ut

FeCO3

Fe2+

Fe(OH)2

Fe2++ ⎯ 0,00056

Universitas Sumatera Utara

Page 15: Chapter II

Penghilangan sebagian karbonat terjadi pada pH 8, menghasilkan

penghilangan besi secara sempurna. Pada kasus yang sama seperti penghilangan

karbonat katalitik, dimana secara teoritis proses digabung dengan penghilangan

karbonat pada pH 9,5 - 10.

2.6. Operasi Penghilangan Besi

2.6.1. Aplikasi Proses

Seperti diterangkan terdahulu bahwa prinsip penghilangan besi yang sudah

umum dilakukan adalah merubah bentuk besi terlarut menjadi besi

endapan/suspensi/dispersi halus, dengan cara mengoksidasi menggunakan oksidator

yang dapat dipilih seperti yang tersebut diatas. Kemudian proses dilanjutkan dengan

pemisahan endapan/suspensi/dispersi yang dihasilkan proses oksidasi. Umumnya

pemisahan ini dilakukan dengan penyaringan. Akan tetapi untuk meningkatkan

efisiensi penghilangan endapan ada beberapa cara antara lain:

1. Pengendapan (sedimentasi) dilanjutkan dengan penyaringan (filtrasi).

2. Pengendapan saja jika endapan yang terbentuk relatif besar untuk dapat

mengendap dengan sempurna dan tidak terdapat partikel-partikel halus serta

waktu pengolahan cukup lama.

3. Filtrasi saja jika proses oksidasi terjadi dengan sempurna dengan waktu yang

relatif pendek dan jenis oksidan serta kondisi operasi sangat mendukung

keberhasilan proses oksidasi.

Universitas Sumatera Utara

Page 16: Chapter II

4. Koagulasi - Flokulasi Sedimentasi Filtrasi. Hal ini dilakukan jika

kandungan besi cukup tinggi dan bentuk besi teroksidasi merupakan dispersi

halus yang tidak efisien untuk diendapkan/disaring.

5. Menggunakan proses penyaringan dengan pasir aktif atau zeolite sebagai media

penyaring, dimana kedua media penyaring ini berfungsi ganda, dapat dijelaskan

sebagai berikut:

a. Pasir aktif disamping sebagai media penyaring, berfungsi pula sebagai

oksidator karena permukaannya dilapisi zat aktif (MnO2) sebagai oksidan.

b. Zeolite, disamping sebagai media penyaring juga berfungsi sebagai resin

kationik alami yang bisa menukar ion besi (II) penghilangan besi dengan

cara pertukaran ion (ion exchange) atau digabungkan dengan proses

"Pelunakan" (Softening).

Pada air permukaan, warna yang timbul dan zat organik biasanya bercampur

dengan air lunak yang mengandung sedikit alkalinitas, apabila dalam proses

pengolahan air bersih akan menggunakan koagulan maka dari hasil suatu percobaan

di dapat bahwa penurunan warna dapat dihasilkan lebih baik jika dalam air tersebut

kandungan unsur besinya meningkat. Jika air permukaan mengalami proses

pelunakan dengan proses kapur soda, sejumlah unsur besi (yang terlarut dan tidak

terlarut) akan hilang bersama dengan kesadahannya.

Pada air tanah, dimana dijumpai unsur besi (II) dan warna yang berupa ikatan

kompleks dengan besi jika konsentrasinya antara 5-10 mg/1, maka air tersebut diolah

Universitas Sumatera Utara

Page 17: Chapter II

dengan menggunakan pengolahan pendahuluan (aerasi) untuk merubah bentuk besi

terlarut menjadi bentuk tersuspensi/terdispersi halus, kemudian dilanjutkan dengan

proses pengolahan lengkap (konvensional).

Pengolahan lainnya dapat dilakukan dengan menggunakan pengolahan

pendahuluan yaitu oksidasi dengan menggunakan klor/senyawa klor (Pra Klorinasi),

atau ozon atau koagulasi, flokulasi, pengendapan dengan penambahan besi (III) sulfat

sebagai koagulan, untuk pemisahan endapan, jika perlu digunakan "Sludge blanket

clarifier".

Khlorinasi banyak diguakan pada penyediaan air domestik yang memperoleh

air baku dari air permukaan atau air tanah, disamping itu sering pula digunakan pada

air bersih yang telah diolah. Zat khlor merupakan zat pengoksidasi, oleh karena itu

jumlah khlor yang dibutuhkan tergantung pada konsentrasi organic dan zat NH3-N

dalam air yang diolah. (BPPT,2004)

Pada umumnya zat Khlor dimasukan ke dalam air dalam bentuk gas Cl2,

Khlor dioksida (ClO2), sodium hipokhlorit (NaOCl) dan calsium hipokhlorit

Ca(OCl)2- Khlor bentuk calsium hipokhlorit lebih banyak digunakan dari pada bentuk

gas, karena penggunaannya lebih mudah (BPPT, 2004).

Universitas Sumatera Utara

Page 18: Chapter II

2.7. Kerangka Konsep

Kerangka konsep dalam penelitian ini satu variabel dependen yaitu penurunan

kadar besi (Fe) dengan tiga faktor yang berperan didalam oksidasi yaitu Aerasi

Betingkat, Aerator dan Oksidator (KMnO4)

AERASI

Gambar 3. Kerangka Konsep penelitian

BERTINGKAT

AERATOR

OKSIDATOR (KMnO4)

AIR SUMUR Kadar Fe

Universitas Sumatera Utara