OPTIMASI KOAGULASI-FLOKULASI DAN ANALISIS

KUALITAS AIR PADA INDUSTRI SEMEN

RICKY SUSANTO 103096029819

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA 2008 M/1429 H

OPTIMASI KOAGULASI-FLOKULASI DAN ANALISIS

KUALITAS AIR PADA INDUSTRI SEMEN

Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

Oleh :

RICKY SUSANTO 103096029819

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA

2008 M/1429 H

OPTIMASI KOAGULASI-FLOKULASI DAN ANALISIS

KUALITAS AIR PADA INDUSTRI SEMEN

Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

Oleh :

RICKY SUSANTO 103096029819

Menyetujui,

Pembimbing I Pembimbing II

Hendrawati, M.Si Ir. Jimmy Tjandra NIP. 150 326 904 NIP. 80 5018 3

Mengetahui,

Ketua Program Studi Kimia

Sri Yadial Chalid, M.Si NIP. 150 326 907

PENGESAHAN UJIAN

Skripsi yang berjudul Optimasi Koagulasi-Flokulasi dan Analisis Kualitas Air pada Industri Semen telah diuji dan dinyatakan lulus pada sidang Munaqosyah Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta pada hari Senin, 26 Mei 2008. Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Kimia.

Menyetujui,

Penguji I Penguji II

Dr. Thamzil Las Nurhasni, M.Si NIP. 330 001 078 NIP. 150 368 739

Pembimbing I Pembimbing II

Hendrawati, M.Si Ir. Jimmy Tjandra NIP. 150 326 904 NIP. 80 5018 3

Mengetahui,

Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Ketua Program Studi Kimia

DR. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis Sri Yadial Chalid, M.Si NIP. 150 317 956 NIP. 150 326 907

PERNYATAAN

DENGAN INI SAYA MENYATAKAN BAHWA SKRIPSI INI ADALAH HASIL KARYA SENDIRI YANG BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI SKRIPSI ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU LEMBAGA MANAPUN

Jakarta, Mei 2008

Ricky Susanto 103096029819

ABSTRAK

Ricky Susanto, Optimasi Koagulasi-Flokulasi dan Analisis Kualitas Air pada Industri Semen (dibawah bimbingan Hendrawati dan Jimmy Tjandra).

Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan optimasi penggunaan koagulan dan flokulan pada proses penjernihan air dan untuk mengetahui kualitas air baku yang digunakan sebagai sumber air dan kualitas air hasil penjernihan. Penjernihan air di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk menggunakan bahan baku sumber air berasal dari sungai Cileungsi. Penjernihan dilakukan dengan menambahkan Poli Aluminium Klorida sebagai koagulan dan Poli Akril Amida sebagai flokulan. Parameter yang diukur meliputi kekeruhan, pH, warna, zat organik, kesadahan total, kesadahan Ca, kesadahan Mg, kadar Fe dan kadar Mn. Penetapan optimasi koagulan dan flokulan diukur berdasarkan parameter kekeruhan. Nilai kekeruhan terkecil air baku adalah 13,5 NTU dengan pemakaian koagulan dan flokulan sebesar 140 ppm dan 0 ppm (tanpa penambahan flokulan) sedangkan nilai kekeruhan air baku terbesar adalah 215 NTU dengan pemakaian koagulan dan flokulan sebesar 230 ppm dan 0,3 ppm. Nilai tersebut menunjukkan optimasi penggunaan koagulan dan flokulan dan hasilnya telah sesuai dengan standar air bersih berdasarkan peraturan pemerintah No. 416/MENKES/PER/IX/1990.

Kata kunci : Penjernihan Air, PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk, Koagulasi-Flokulasi, PAC, PAA.

ABSRACT

Ricky Susanto, Optimation Coagulation-Flocculation and Analysis of Water Quality in Cement Industries (Advisor Hendrawati and Jimmy Tjandra).

The aim of this study is dicide optimation in coagulant and flocculant function on water purify process and knowed of raw water qualities as source and water purify qualities. Purify water at PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk it uses raw material water from Cileungsi river. The purify was done by added Poly Alumunium Chloride as coagulant and Polyacrylamide as flocculant. The measured of parameters are turbidity, pH, colour, organik substance, all hardness, Ca hardness, Mg hardness, Fe degree and Mn degree. The permanent of optimation coagulant and flocculant was measured based parameter of turbidity. The smallest turbidity score is 13,5 NTU by using coagulant and flocculant are 140 ppm and 0 ppm (without add flocculant) but the biggest turbidity is 215 NTU by using coagulant and flocculant are 230 ppm and 0,3 ppm. Those score showed optimation the function of coagulant and flocculant and the result was based on clear water standardization on Government Arrangement No. 416/MENKES/PER/IX/1990.

Key Words : Water Purify, PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk, Coagulation-Flocculation, PAC, PAA.

KATA PENGANTAR

Bismillahirohman nirohim

Assalamualaikum Wr. Wb.

Segala puji hanya milik Allah SWT, puji syukur penulis panjatkan ke

hadirat Tuhan yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang atas terselesaikannya

skripsi yang berjudul Optimasi Koagulasi-Flokulasi dan Analisis Kualitas

Air pada Industri Semen. Laporan ini merupakan hasil dari penelitian yang

dilakukan pada bulan Agustus 2007 sampai dengan bulan Desember 2007.

Skripsi ini di susun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar

Sarjana Sains pada Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi UIN

Syarif Hidayatullah Jakarta. Dalam pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan

skripsi ini banyak pihak-pihak yang membantu, oleh karena itu penulis

bermaksud mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak DR. Syopiansyah Jaya Putra M.Sis selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi

2. Ibu Sri Yadial Chalid, M.Si selaku Ketua Prodi Kimia, Fakultas Sains dan

Teknologi.

3. Ibu Hendrawati M.Si selaku pembimbing I dan selaku pembimbing

akademik yang telah memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis.

4. Bapak Ir. Jimmy Tjandra selaku pembimbing II yang telah membantu penulis

selama melakukan penelitian.

5. Bapak Dr. Thamzil Las selaku penguji I dan Nurhasni, M.Si selaku penguji II

yang telah memberikan kritik serta saran kepada penulis.

v

6. Dosen-dosen program studi kimia yang tidak bisa disebutkan satu-persatu,

terima kasih banyak atas ilmunya semoga ilmu yang diberikan bermanfaat.

7. Kedua orang tua serta seluruh keluarga penulis yang senantiasa memberikan

dorongan baik moril maupun materil.

8. Bapak Tatang selaku Pembimbing Teknis yang telah memberikan

kesempatan kepada penulis untuk melaksanakan tugas akhir serta

membimbing penulis selama penelitian.

9. Bapak Eko, Bapak Junaedi dan Bapak Sartono yang telah memberikan

pengarahan yang tiada henti-hentinya.

10. Kepala Bagian Tata Usaha serta staf Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.

11. Seluruh teman-teman kimia terutama angkatan 2003 yang selalu menemani

dalam mengikuti perkuliahan baik duka maupun suka.

Tak ada gading yang tak retak, begitu pula dengan penulisan skripsi ini

oleh karena itu penulis mohon maaf atas kesalahan yang terdapat pada laporan

ini. Semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada

khususnya dan pembaca pada umumnya.

Jakarta, Mei 2008

Penulis

vi

DAFTAR ISI

Hal

KATA PENGANTAR............................................................................................... v

DAFTAR ISI ............................................................................................................. vii

DAFTAR TABEL ..................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ ix

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................. xii

BAB I PENDAHULUAN................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ................................................................................................... 1

1.2. Identifikasi Masalah ........................................................................................... 2

1.3. Tujuan Penelitian................................................................................................ 2

1.4. Manfaat Penelitian.............................................................................................. 3

1.5. Pembatasan Masalah .......................................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.......................................................................... 4

2.1. Air....................................................................................................................... 4

2.2. Penjernihan Air di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk ................................ 8

2.3. Koagulasi dan Koagulan Poli Aluminium Klorida (PAC)................................. 10

2.3.1. Koagulasi................................................................................................ 10

2.3.2. Koagulan Poli Aluminium Klorida (PAC) ............................................. 14

2.4 Flokulasi dan Flokulan Poli Akril Amida (PAA)................................................ 16

2.4.1. Flokulasi ................................................................................................. 16

2.4.2. Flokulan Poli Akril Amida (PAA) ......................................................... 17

2.5 Faktor Yang Mempengaruhi Koagulasi-Flokulasi .............................................. 18

2.6. Jar Tes ................................................................................................................ 19

vii

2.7. Beberapa Parameter Kualitas Air ....................................................................... 20

2.7.1. Kekeruhan (Turbidity)............................................................................ 20

2.7.2. Derajat Keasaman (pH) .......................................................................... 20

2.7.3. Warna ..................................................................................................... 21

2.7.4. Zat Organik ............................................................................................ 22

2.7.5. Kesadahan .............................................................................................. 22

2.7.6. Besi Dalam Air....................................................................................... 23

2.7.7. Mangan Dalam Air................................................................................. 24

2.8. Spektrofotometer UV-Vis .................................................................................. 24

2.9. pH Meter ............................................................................................................ 26

2.10. Turbidimeter..................................................................................................... 27

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .............................................................. 28

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................................ 28

3.2. Alat dan Bahan ................................................................................................... 28

3.2.1. Alat ......................................................................................................... 28

3.2.2. Bahan...................................................................................................... 28

3.3. Cara Kerja .......................................................................................................... 29

3.3.1. Persiapan Sampel ................................................................................... 29

3.3.2. Jar-Tes .................................................................................................... 29

3.3.3. Pengukuran Kekeruhan .......................................................................... 31

3.3.4. Pengukuran pH ....................................................................................... 31

3.3.5. Pengukuran Warna ................................................................................. 32

3.3.6. Pengukuran zat organik .......................................................................... 32

3.3.7. Pengukuran Kesadahan Total, Ca dan Mg ............................................. 33

3.3.8. Pengukuran Fe dan Mn .......................................................................... 35

viii

3.4. Alur Kerja........................................................................................................... 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 39

4.1. Hasil ................................................................................................................... 39

4.2. Pembahasan ........................................................................................................ 40

4.2.1. Kekeruhan .............................................................................................. 40

4.2.2. Derajat Keasaman (pH) .......................................................................... 42

4.2.3. Warna ..................................................................................................... 43

4.2.4. Zat Organik ............................................................................................ 45

4.2.5. Kesadahan .............................................................................................. 47

4.2.6. Besi (Fe) ................................................................................................. 50

4.2.7. Mangan (Mn).......................................................................................... 52

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 54

5.1. Kesimpulan......................................................................................................... 54

5.2. Saran ................................................................................................................... 54

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 55

LAMPIRAN

ix

DAFTAR TABEL

Tabel Hal

Tabel 1. Air bersih menurut peraturan pemerintah No. 416/MENKES/PER/IX/1990............................................................... 7

Tabel 2. Spesifikasi PAC .......................................................................................... 14

Tabel 3. Nilai kekeruhan air baku dan air hasil penjernihan..................................... 40

Tabel 4. Nilai pH air baku dan air hasil penjernihan ................................................ 42

Tabel 5. Nilai warna air baku dan air hasil penjernihan............................................ 44

Tabel 6. Nilai zat organik air baku dan air hasil penjernihan ................................... 46

Tabel 7. Nilai kesadahan total, Ca dan Mg air baku dan air hasil penjernihan. ........ 47

Tabel 8. Nilai Fe air baku dan air hasil penjernihan ................................................. 50

Tabel 9. Nilai Mn air baku dan air hasil penjernihan ................................................ 52

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar Hal

Gambar 1. Molekul air .............................................................................................. 4

Gambar 2. Proses Koagulasi ..................................................................................... 10

Gambar 3. Distribusi muatan lapisan ganda (HAMMER dan VIESSMAN, 1985).. 12

Gambar 4. Netralisasi muatan setelah penambahan koagulan (KEMMER, 1985) ... 13

Gambar 5. Proses Flokulasi....................................................................................... 16

Gambar 6.Poli Akril Amida ...................................................................................... 18

Gambar 7. Komponen-komponen penting spektrofotometer.................................... 25

Gambar 8. Skema alat turbidimeter........................................................................... 27

Gambar 9. Grafik kekeruhan air baku dan air hasil penjernihan .............................. 41

Gambar 10. Grafik pH air baku dan air hasil penjernihan ........................................ 43

Gambar 11. Grafik warna air baku dan air hasil penjernihan ................................... 45

Gambar 12. Grafik zat organik air baku dan air hasil penjernihan ........................... 46

Gambar 13. Grafik kesadahan total air baku dan air hasil penjernihan .................... 48

Gambar 14. Grafik kesadahan Ca air baku dan air hasil penjernihan ....................... 49

Gambar 15. Grafik kesadahan Mg air baku dan air hasil penjernihan ...................... 49

Gambar 16. Grafik Fe air baku dan air hasil penjernihan ......................................... 51

Gambar 17. Grafik Mn air baku dan air hasil penjernihan........................................ 52

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Hal

Lampiran 1. Dosis koagulan-flokulan ....................................................................... 57

Lampiran 2. Perhitungan ........................................................................................... 58

Lampiran 3. Skema Pengolahan Air PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk ........... 59

Lampiran 4. Gambar instrumen Jar Tester dan pH meter ......................................... 60

Lampiran 5. Gambar instrumen Turbidimeter dan Spektrofotometer....................... 61

xii

an ki

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat

manusia dan makhluk hidup lainnya dan fungsinya bagi kehidupan tersebut tidak akan

dapat digantikan oleh senyawa lainnya. Hampir semua kegiatan yang dilakukan

manusia membutuhkan air, mulai dari membersihkan diri, membersihkan ruangan

tempat tinggal, menyiapkan makanan dan minuman dan aktivitas-aktivitas lainnya

Dalam industri kebutuhan akan air tidak kalah penting terutama digunakan

sebagai pendingin pada mesin-mesin produksi dan kualitas air pun harus memenuhi

syarat tertentu agar mesin-mesin yang digunakan tetap terpelihara secara baik.

Di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk air digunakan sebagai pendingin

di setiap plant ( 85%) serta untuk memenuhi keperluan perusahaan-perusahaan

group yang berada di lingkungan PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk tersebut.

Water treatment section merupakan sub-sistem dari PT Indocement Tunggal Prakarsa

Tbk yang berfungsi sebagai penyediaan air. Air yang digunakan berasal dari sungai

Cileungsi yang diolah sedemikian rupa sehingga mencapai kejernihan tertentu sesuai

dengan standar yang ditentukan.

Proses penjernihan air yang dilakukan menggunakan Poli Alumunium Klorida

(PAC) sebagai pengikat kotoran berupa lumpur dan zat organik dan Poli Akril Amida

(PAA) sebagai bahan pembantu yang dapat memperbesar lumpur agar lumpur mudah

dan cepat turun menuju pembuangan.

Pemberian bahan kimia dalam proses penjernihan air harus sesuai

dengan kondisi air. Penambahan bah 1 mia harus sesuai kebutuhan. Jika

1

pemberian terlalu sedikit maka kotoran-kotoran yang ada dalam air tidak terikat

secara sempurna begitu juga sebaliknya jika pemberian terlalu banyak maka lumpur

yang terbentuk cenderung terapung berada pada badan air yang akhirnya mengotori

badan air. Oleh karena itu pemberian bahan kimia harus efisien dan menghasilkan

produk air bersih seoptimal mungkin.

Untuk mengetahui pemberian bahan kimia tersebut optimal, maka dilakukan

analisis kualitas air baku dan air hasil penjernihan. Parameter utama yang diukur

adalah kekeruhan dan parameter pendukung yang diukur meliputi pH, warna, zat

organik, kesadahan total, kesadahan Ca2+, kesadahan Mg2+, kadar Fe dan kadar Mn.

1.2. Identifikasi Masalah

Prinsip ekonomi dalam bidang industri merupakan hal yang utama yaitu

dengan prinsip pengeluaran yang sekecil mungkin dan pendapatan yang sebesar

mungkin dengan hasil produk yang berkualitas baik. Oleh karena itu pemakaian bahan

kimia harus se-efisien mungkin mengingat bahan kimia merupakan salah satu beban

pengeluaran dari proses industri.

1.3. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menetapkan jumlah bahan kimia yang optimal

untuk digunakan pada proses penjernihan air dan untuk mengetahui kualitas air baku

dan kualitas air hasil penjernihan serta untuk menyelesaikan studi S1 pada fakultas

sains dan teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

1.4 Manfaat Penelitian

Penelitian tentang penetapan bahan kimia yang digunakan dalam proses

penjernihan air bermanfaat untuk :

2

1. Memberikan informasi bahwa produk air yang dihasilkan dibandingkan

dengan standar air bersih berdasarkan peraturan pemerintah

No. 416/MENKES/PER/IX/1990.

2. Memperkaya referensi ilmu pengetahuan terutama dibidang hidrologi.

1.5 Pembatasan Masalah

Bahan kimia yang digunakan pada proses penjernihan air adalah Poli

Aluminium Klorida (PAC) sebagai koagulan dan Poli Akril Amida (PAA) sebagai

flokulan. Parameter yang diukur meliputi : kekeruhan, pH, warna, zat organik,

kesadahan total, kesadahan Ca2+, kesadahan Mg2+, kadar Fe dan kadar Mn.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Air

Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O, satu molekul air tersusun

atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Secara

fisik air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar,

yaitu pada tekanan 1 atm dan temperatur 273,15 K (0 C). Air merupakan suatu

pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia

lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam

molekul organik. Karena sifatnya ini air sering disebut sebagai pelarut universal. Air

berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan

temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion

hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH-). Air

memiliki jarak antara atom H dengan atom O sebesar 0,958 dan 2 atom H yang

berikatan dengan atom O membentuk sudut 104,450 ini disebabkan oleh atom O yang

berikatan dengan 2 atom H memiliki 2 pasang elektron yang tidak berpasangan yang

dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Molekul air.

Air adalah suatu zat kimia yang penting bagi semua makhluk, tetapi tidak di

planet lain. Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Air sebagian besar terdapat

4

4

4

di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung),

akan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap

air, dan lautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus

air, yaitu melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (meliputi

mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia. Di

banyak tempat di dunia terjadi kekurangan persediaan air. Air dapat berwujud padatan

(es), cairan (air) dan gas (uap air). Air merupakan satu-satunya zat yang secara alami

terdapat di permukaan bumi dalam ketiga wujudnya tersebut.

Air merupakan unsur utama bagi hidup kita. Kita mampu bertahan hidup tanpa

makan dalam beberapa minggu, namun tanpa air kita akan mati dalam beberapa hari

saja. Dalam bidang kehidupan ekonomi modern, air merupakan hal utama untuk

budidaya pertanian, industri, pembangkit tenaga listrik, dan transportasi.

Sepanjang sejarah, kuantitas dan kualitas air yang sesuai dengan kebutuhan

manusia merupakan faktor penting yang menentukan kesehatan hidupnya. Kuantitas

air berhubungan dengan adanya bahan-bahan lain terutama senyawa-senyawa kimia

baik dalam bentuk senyawa organik maupun anorganik juga adanya mikroorganisme

yang memegang peranan penting dalam menentukan komposisi air.

Air merupakan pelarut yang baik, oleh karena itu air alam tidak pernah murni,

air alam banyak mengandung berbagai macam zat terlarut maupun tidak larut dan air

alam juga mengandung mikroorganisme. Apabila kandungan air itu tidak

mengganggu kesehatan manusia, maka air itu dianggap bersih. Sementara itu, air yang

tidak layak diminum masih dapat digunakan untuk keperluan industri.

Air dinyatakan tercemar apabila terdapat gangguan terhadap kualitas air

sehingga air tidak dapat digunakan lagi. Air menjadi tercemar karena masuknya

mahluk hidup, zat atau energi di dalam air sehingga kualitas air turun sampai ke

5

tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak berfungsi lagi sesuai dengan

peruntukannya.

Berdasarkan peruntukannya, menurut Surat Keputusan Menteri Negara

Kependudukan dan Lingkungan Hidup Nomor : KEP-02/MENKLH/I/1988 Tentang

Penetapan Baku Mutu Lingkungan Pasal 2 air dibagi dalam empat golongan, yaitu:

1. Golongan A

Air golongan A yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara

langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu.

2. Golongan B

Air golongan B yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku untuk air

minum.

3. Golongan C

Air golongan C yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan

peternakan.

4. Golongan D

Air golongan D yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian

dan dapat dimanfaatkan untuk usaha perkotaan, industri, dan pembangkit listrik

tenaga air (Achmad, R 2004).

Sebagian besar air yang digunakan oleh manusia adalah air bersih yang

berasal dari air permukaan tawar dan air tanah murni. Air Bersih adalah air yang

digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan

dan dapat diminum setelah dimasak. Pada daerah kering sebagian kebutuhan air

berasal dari lautan, suatu sumber yang akan menjadi penting setelah persediaan air

tawar relatif berkurang dibandingkan kebutuhan. Meningkatnya kebutuhan air

terutama air bersih bukan hanya disebabkan oleh jumlah penduduk yang semakin

6

bertambah juga sebagai akibat dari peningkatan taraf hidup yang diikuti oleh

peningkatan kebutuhan air untuk keperluan rumah tangga dan industri. Syarat air

bersih menurut peraturan pemerintah No. 416/MENKES/PER/IX/1990 dapat dilihat

pada Tabel 1.

Tabel 1. Air bersih menurut peraturan pemerintah No. 416/MENKES/PER/IX/1990

NO

PARAMETER

SATUAN

SYARAT

I

FISIKA

1 Suhu 0C Suhu Udara 2 Kekeruhan NTU 25,0 3 Warna (Pt Co APHA) True C. U. 50,0 4 Warna (Pt Co APHA) Apparent -

II

KIMIA

1 Derajat keasaman (pH) pH unit 6.5 - 9.0 2 Zat Organik (KMnO4) ppm Maks -10.0 3 Sulfat (ion SO42-) ppm Maks - 400.0 4 Asiditas (CO2) ppm 5 Asiditas (HCO3-) ppm

6 Nitrit (sbg. N) ppm Maks - 1.0 7 Kesadahan Jumlah (CaCO3) ppm Maks - 500 8 Kalsium (Ca) ppm Maks - 200 9 Magnesium (Mg) ppm Maks -150

10 Besi Jumlah (Fe) ppm Maks - 1.0 11 Klorida (Cl) ppm Maks - 600 12 Total Dissolved Solids (TDS) ppm Maks - 1500 13 Electrical Conductivity (CND) S/cm - 14 Suspended Solids (SS) ppm - 15 Manganese (Mn) ppm Maks - 0.5 16 Dissolved Oxtgen (DO) ppm

III

MIKROBIOLOGI

1 Total Koliform Kol/100ml 50.0 2 Total E. Coli Kol/100ml 0.0

2.2. Penjernihan Air di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk

PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk menggunakan air sebagai kebutuhan

industri yaitu sebagai pendingin (cooler) disetiap plant yaitu bagian-bagian dari PT

Indocement Tunggal Prakarsa Tbk yang memproduksi jenis semen yang berbeda dan

untuk memenuhi keperluan perusahaan-perusahaan yang berada di lingkungan PT

7

Indocement Tunggal Prakarsa Tbk tersebut. Kawasan pabrik PT Indocement Tunggal

Prakarsa Tbk dilewati oleh aliran sungai Cileungsi yang merupakan sumber bahan

baku utama kebutuhan air industri. Untuk keperluan tersebut, PT Indocement Tunggal

Prakarsa Tbk terlebih dulu mengolah air baku yang bersumber dari sungai Cileungsi

menjadi air bersih untuk keperluan industri. Proses pengolahan air dapat dibagi

menjadi beberapa tahapan yang terdiri dari :

1. Tahap Screening

Sebelum air masuk ke dalam bak pengendapan terlebih dahulu disaring

dengan media penyaring yang biasa dikenal sebagai Trash Screen. Adapun fungsi

saringan tersebut adalah untuk menghindari sampah-sampah yang terikut dalam air

tersebut.

2. Tahap Pengendapan di Bak Pengendapan

Air baku yang berasal dari sungai Cileungsi dialirkan masuk dalam bak

penampungan untuk diendapkan sementara (sand settling pond). Dalam bak ini air

mengalir dengan kecepatan relatif rendah untuk memungkinkan mengendapkan pasir

atau lumpur yang terbawa oleh air baku tersebut. Kemudian air baku dipompa oleh

Water River Intake Pump (pompa penyedot) menuju tahap selanjutnya.

3. Tahap Koagulasi dan Flokulasi

Air dialirkan oleh 4 buah pompa penyedot menuju tangki distribusi, namun

sebelumnya telah diinjeksikan Poli Alumunium Klorida (PAC) sebagai koagulan dan

Poli Akril Amida (PAA) sebagai flokulan untuk mempercepat pengikatan lumpur dan

zat organik, diendapkan dalam Clarifier. Pendistribusian air pada tangki distribusi

dibagi menjadi dua tangki distribusi. Tangki 1 dibagikan ke 3 buah clarifier

8

sedangkan tangki 2 dimasukkan ke dalam 2 buah clarifier. Clarifier adalah sebuah

bak tempat terjadinya proses koagulasi dan flokulasi hasilnya yaitu berupa air yang

akan diproses selanjutnya dan limbah yang berupa endapan lumpur.

4. Tahap Penyaringan/Filtrasi

Air hasil dari clarifier dipompakan menuju 3 buah saringan air (pressure

water filter) dengan tekanan tinggi yang memiliki kapasitas 450 ton/jam. Air akan

mengalir ke dalam media penyaring yang terdiri dari 6 lapisan pasir penyaring yaitu

lapisan anthracite coal dengan tebal 1 m, lapisan kerikil pasir putih dengan tebal 2-4

mm, 4-8 mm, 8-12 mm, 12-20 mm, 20-25 mm. Kotoran yang berupa lumpur halus

akan tersaring oleh lapisan media saringan air, sedangkan produk air bersih akan

dialirkan ke dalam bak air bersih (clear water pond).

5. Tahap Pendistribusian

Air dari bak air bersih dialirkan menuju bak air bersih dengan menggunakan

pompa air bersih (clear water pump). Terdapat 2 macam pompa air bersih. Pompa air

bersih I mengalirkan air dari bak air bersih ke plant I-V, sedangkan pompa air bersih

II mengalirkan air dari bak air bersih ke plant VI-VIII Dalam tahap ini juga terdapat

bak air lain yaitu bak air komuniti (community water pond) yang airnya digunakan

untuk kebutuhan CCIE (Cibinong Central Industrial Estate) dan dialirkan dengan

menggunakan pompa air komuniti (community water pump).

2.3. Koagulasi dan Koagulan PAC (Poli Aluminium Klorida)

2.3.1. Koagulasi

Koagulasi yaitu proses pencampuran koagulan (bahan kimia) atau pengendap

ke dalam air baku dengan kecepatan perputaran yang tinggi dalam waktu yang singkat

dan dapat dilihat pada Gambar 2. Koagulan adalah bahan kimia yang dibutuhkan pada

9

air baku untuk membantu proses pengendapan partikel-partikel kecil yang tidak dapat

mengendap secara gravimetri.

Partikel stabil (koloid)

Netralisasi muatan (koagulasi)

Partikel tersuspensi

Poli Alumunium Klorida

Gambar 2. Proses koagulasi.

Koagulasi merupakan proses pengolahan air dimana zat padat melayang

ukuran sangat kecil dan koloid digabungkan dan membentuk flok-flok dengan cara

menambahkan zat-zat kimia (misalnya PAC). Dari proses ini diharapkan flok-flok

yang dihasilkan bisa diendapkan dan disaring.

Tujuan dari koagulasi adalah mengubah partikel padatan dalam air baku yang

tidak bisa mengendap menjadi mudah mengendap. Hal ini karena adanya proses

pencampuran koagulan ke dalam air baku sehingga menyebabkan partikel padatan

yang mempunyai berat ringan dan ukurannya kecil menjadi lebih berat dan ukurannya

besar (flok) yang mudah mengendap.

Proses koagulasi dapat dilakukan melalui tahap pengadukan antara koagulan

dengan air baku dan netralisasi muatan. Prinsip dari koagulasi yaitu di dalam air baku

terdapat partikel-partikel padatan yang sebagian besar bermuatan listrik negatif.

Partikel- partikel ini cenderung untuk saling tolak-menolak satu sama lainnya

sehingga tetap stabil dalam bentuk tersuspensi atau koloid dalam air. Netralisasi

10

muatan negatif partikel-partikel padatan dilakukan dengan pembubuhan koagulan

bermuatan positif ke dalam air diikuti dengan pengadukan secara tepat.

Bila garam-garam logam tertentu seperti koagulan PAC ditambahkan maka

pembentukan presipitat akan terjadi dengan cepat. Koloid dapat berlaku sebagai inti

kondensasi dalam presipitat tersebut dan koloid ikut terjaring ketika presipitat tersebut

mengendap. Pengendapan partikel dengan cara ini disebut sebagai koagulasi sweep-

flock.

Partikel-partikel yang tersuspensi dalam air mempunyai muatan listrik pada

permukaannya. Muatan ini disebabkan oleh adsorpsi ion-ion oleh partikel seperti

hidroksida (OH-) dari dalam air. Ion-ion tersebut mengelilingi rapat permukaan

partikel dan menarik ion-ion yang bermuatan dari dalam larutan, sehingga sebagian

muatan listrik partikel akan terimbangi. Lapisan rapat muatan itu merupakan lapisan

yang tidak bergerak yang disebut lapisan stern atau stern layer.

Lapisan stern dikelilingi lagi oleh muatan lapisan ion lawan, lapisan ini dapat

bergerak yang disebut dengan lapisan baur (diffused layer). Didalam lapisan baur ini

terdapat bidang geser yang merupakan batas dimana ion lawan masih dapat tertarik

kepermukaan partikel. Ion-ion dalam bidang geser bergerak bersama-sama partikel,

sedangkan ion-ion diluar bidang geser bergerak dengan sendirinya. Kedua laipsan ini

yaitu lapisan stern dan lapisan baur disebut sebagai lapisan ganda koloid. Distribusi

muatan pada lapisan ganda dapat dilihat pada Gambar 3.

11

Gambar 3. Distribusi muatan lapisan ganda.(Hammer dan Viessman, 1985).

Muatan positif dan negatif harus mempunyai muatan yang cukup kuat agar

penetralan muatan negatif dari koloid terjadi. Penetralan ini akan mengalami kesulitan

bila konsentrasi muatan positif rendah. Konsentrasi ion pada lapisan baur bervariasi.

Didekat lapisan stern konsentrasi ion agak tinggi dan mendekati media konsentrasi

ion semakin rendah.

Medan elektrostatik terbentuk karena perbedaan konsentrasi antara ion positif

dan ion negatif. Potensial dari medan elektrostatik ini terdapat dalam bidang geser,

dimana potensial inilah yang menentukan gerakan koloid dan interaksi antar koloid

yang disebut potensial zeta.

Stabilitas koloid terutama disebabkan oleh gaya elektrostatik tolak menolak.

Kemampuan untuk menghalangi terjadinya pengendapan atau koagulasi membentuk

partikel yang relatif besar disebut stabilitas. Koloid akan semakin stabil bila

mempunyai perbedaan muatan yang tinggi dan ukuran partikel yang kecil, dalam hal

ini potensial zeta semakin besar. Oleh karenanya untuk menghilangkan perbedaan

muatan pada koloid dapat dilakukan dengan cara menurunkan potensial zeta hingga

mencapai titik dimana koloid kehilangan stabilitasnya. Besarnya potensial zeta sangat

bergantung kepada potensial permukaan partikel dan ketebalan lapisan ganda.

Nilai potensial zeta untuk koloid limbah biasanya sekitar -10mV sampai

22mV, sedangkan koagulasi optimum dapat dicapai ketika potensial zeta sama dengan

nol. Nilai potensial zeta dapat diturunkan dengan cara menambahkan ion yang

berlawanan muatan. Penambahan tersebut akan menurunkan perbedaan muatan

partikel dan mengurangi ketebalan lapisan ganda, sehingga akan memperkecil nilai

12

potensial zeta. Pada saat koagulan dilarutkan, kation akan menetralisir muatan negatif

pada permukaan koloid seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.

Gambar 4. Netralisasi muatan setelah penambahan koagulan. (Kemmer, 1985).

Gaya tarik menarik antar partikel yaitu gaya van der waals mengakibatkan

koloid-koloid tersebut bergabung karena gaya tolak menolak telah dinetralisasi. Gaya

ini akan berpengaruh apabila partikel bisa saling mendekati sampai jarak cukup dekat,

sedangkan gaya tolak menolak disebabkan oleh adanya gaya coulomb antar partikel

bermuatan sejenis.

2.3.2. Koagulan Poli Aluminium Klorida (PAC)

PAC merupakan suatu bentuk polimer anorganik dengan bobot molekul tinggi.

Pada umumnya PAC dirumuskan dengan Aln(OH)mCl3n-m. Nama lain dari PAC

adalah aluminium klorida basa, aluminium klorida polibase, aluminium hidroksi

klorida, aluminium oksi klorida dan aluminium klorohidrat. Bentuk poli aluminium

klorida dapat berupa cairan berwarna jernih kekuningan atau serbuk berwarna

kekuningan. Pada Tabel 2 dapat dilihat komposisi PAC sebagai koagulan.

Tabel 2. Spesifikasi PAC

13

Komposisi Jumlah Al2O3 (%) 10.3 0.3 Cl (%) 9.0 0.5 SO4 (%) 3.1 0.4 Fe (%) max 0.006 As (ppm) Max 0.5 Mn (ppm) Max 10 Cd (ppm) Max 0.3 Pb (ppm) Max 1.0 Hg (ppm) Max 0.1 Cr (ppm) Max 1.0

PAC sebagai koagulan memiliki sifat sebagai berikut :

1. Memiliki daya koagulasi yang kuat; PAC dengan kuat mengkoagulasikan zat-zat

yang tersuspensi atau yang secara koloid dalam air untuk menghasilkan

gumpalan-gumpalan yang mengendap dengan cepat sehingga memudahkan

penyaringan.

2. Mudah dalam pemakaian; PAC dapat dengan mudah dipergunakan, disimpan dan

ditakar. Tangki penyimpanan yang kecil dapat dipergunakan untuk PAC

dibandingkan dengan fero sulfat yaitu suatu jenis koagulan lain karena PAC

memiliki lebih banyak Al2O3 aktif.

3. Lebih sedikit atau bahkan tanpa bantuan konsumsi alkali; Dengan menggunakan

PAC sedikit sekali pemakaian alkali atau bahkan tidak perlu, karena penurunan

nilai pH air sangat kecil atau bahkan dipertahankan pada titik netral walaupun

dosis PAC cukup berlebihan.

4. Efektif dalam skala pH yang besar; PAC bekerja dalam skala pH yang lebih besar

daripada zat koagulan lain. PAC biasanya bekerja dalam skala pH 6-9, tetapi

dalam beberapa kasus PAC juga dapat bekerja dengan lebih baik dalam skala pH

5-8.

14

5. Daya kerjanya tidak menurun pada suhu rendah; Daya koagulasi PAC tidak

dipengaruhi oleh suhu air. Karena itu, efektivitas PAC yang tinggi dapat

dipertahankan di daerah dingin.

6. Pembentukan gumpalan (flok) dengan cepat; PAC membentuk gumpalan-

gumpalan lebih cepat daripada fero sulfat, oleh sebab itu dapat memperpendek

waktu pencampuran bagi pembentukan gumpalan.

7. Baik dalam pengolahan air yang mengalir.; PAC secara khusus efektif baik

teknis maupun ekonomis dalam pengolahan air yang mengalir, air limbah dan

lain-lain dengan tingkat kekeruhan yang tinggi.

Pada umumnya, bahan koagulan terdapat 2 macam yaitu sebagai koagulan

utama atau sebagai koagulan pembantu. Koagulan utama digunakan untuk membuat

partikel-partikel menjadi tidak stabil dan menggumpal bersama. Dalam hal ini PAC

adalah sebagai koagulan utama Sedangkan tujuan dari koagulan pembantu adalah

untuk menambah berat jenisnya menjadi flok yang mengendap secara perlahan-lahan

dan menambah ketebalannya sehingga flok tersebut tidak akan pecah pada saat

sedang berjalan. Dengan kata lain, koagulan pembantu dapat juga disebut sebagai

flokulasi atau sedimentasi pembantu.

2.4. Flokulasi dan Flokulan Poli Akril Amida (PAA)

2.4.1. Flokulasi

Flokulasi adalah penyisihan kekeruhan air dengan cara penggumpalan partikel

kecil menjadi partikel yang lebih besar yang dapat dilihat pada Gambar 5. Gaya antar

molekul yang diperoleh dari agitasi merupakan salah satu faktor yang berpengaruh

terhadap laju terbentuknya partikel flok. Salah satu faktor penting yang

mempengaruhi keberhasilan proses flokulasi adalah pengadukan secara lambat,

keadaan ini memberi kesempatan partikel melakukan kontak atau hubungan agar

15

membentuk penggabungan (agglomeration). Pengadukan lambat ini dilakukan secara

hati-hati karena flok-flok yang besar akan mudah pecah melalui pengadukan dengan

kecepatan tinggi.

Penggumpalan (flokulasi)

FLOKULAN

Gambar 5. Proses flokulasi.

Menurut Vigneswaran dan Visvanathan (1995) ada tiga mekanisme utama

flokulasi, yaitu :

1. Flokulasi Perikinetik

Merupakan penggumpalan yang diakibatkan oleh gerak acak Brown dari

molekul di dalam larutan. Ketika partikel-partikel bergerak di dalam air akibat

gerak Brown, partikel tersebut saling bertubrukan satu sama lain dan pada saat

hubungan itulah terjadi pembentukan partikel yang lebih besar dan selanjutnya

terus menumpuk.

2. Flokulasi Ortokinetik

Merupakan penggumpalan yang diakibatkan oleh gradien kecepatan dalam

cairan. Proses ini membutuhkan pergerakan yang lambat dari partikel di dalam

air. Partikel akan dianggap bertubrukan bila jarak mereka dekat atau berada

dalam daerah yang masih mempunyai pengaruh terhadap partikel lain. Pada

16

proses ini kecepatan pengendapan dari partikel diabaikan. Untuk itu

dibutuhkan pergolakan air atau gradien kecepatan untuk menaikkan tumbukan

antar partikel.

3. Pengendapan Diferensial

Merupakan terjadinya flokulasi akibat dari kecepatan pengendapan yang

berbeda karena adanya perbedaan ukuran partikel. Partikel besar akan lebih

cepat mengendap dibandingkan partikel kecil. Hal ini akan membantu

flokulasi ortokinetik karena gradien kecepatan yang dihasilkan menyebabkan

penggumpalan lebih lanjut.

2.4.2. Flokulan Poli Akril Amida (PAA)

PAA merupakan polimer yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi,

sebagian besar penggunaannya adalah sebagai flokulan untuk menjernihkan air

minum dan pengolahan air limbah. Selain itu juga digunakan dalam penyulingan

minyak, pengolahan tanah, pertanian dan digunakan juga dalam bidang biomedikal.

PAA termasuk dalam salah satu golongan flocculant. PAA merupakan cairan sangat

viskos, bahkan sulit larut dalam air, sehingga biasanya digunakan larutan yang hanya

mengandung sekian persen PAA. Dalam pengolahan air PAA digunakan sebagai

flokulan atau koagulan pembantu atau suatu polielektrolit yang berperan dalam proses

flokulasi. Karena berat molekulnya yang sangat tinggi PAA sangat efektif digunakan

untuk pembentukan mikroflok pada waktu koagulasi untuk menghasilkan mikroflok

yang besar. Struktur kimia Poli Akril Amida dapat dilihat pada Gambar 6.

17

Gambar 6. Poli Akril Amida.

2.5. Faktor Yang Mempengaruhi Koagulasi-Flokulasi

Dalam pengolahan air, untuk mencapai proses koagulasi-flokulasi yang

optimum diperlukan pengaturan semua kondisi yang saling berkaitan dan

mempengaruhi proses tersebut. Kondisi-kondisi yang mempengaruhi antara lain

adalah pH, suhu, konsentrasi koagulan dan pengadukan.

1. pH; suatu proses koagulasi dapat berlangsung secara sempurna jika pH yang

digunakan berada pada jarak tertentu sesuai dengan pH optimum koagulan dan

flokulan yang digunakan

2. Suhu; proses koagulasi dapat berkurang pada suhu rendah karena peningkatan

viskositas dan perubahan struktur agregat menjadi lebih kecil sehingga dapat

lolos dari saringan, sedangkan pada suhu tinggi yang mempunyai kerapatan

lebih kecil akan mengalir ke dasar kolam dan merusak timbunan lumpur.

3. Konsentrasi Koagulan; konsentrasi koagulan sangat berpengaruh terhadap

tumbukan partikel, sehingga penambahan koagulan harus sesuai dengan

kebutuhan untuk membentuk flok-flok. Jika konsentrasi koagulan kurang

mengakibatkan tumbukan antar partikel berkurang sehingga mempersulit

pembentukan flok. Begitu juga sebaliknya jika konsentrasi koagulan terlalu

banyak maka flok tidak terbentuk dengan baik dan dapat menimbulkan

kekeruhan kembali.

4. Pengadukan; pengadukan yang baik diperlukan untuk memperoleh koagulasi

dan flokulasi yang optimum. Pengadukan terlalu lamban mengakibatkan

waktu pertumbuhan flok menjadi lama, sedangkan jika terlalu cepat

mengakibatkan flok-flok yang telah terbentuk menjadi pecah kembali.

18

2.6. Jar Tes

Untuk mengetahui tingkat kekeruhan suatu sampel air, maka digunakan alat

laboratorium yang bernama Jar-Tes. Jar-Tes juga digunakan untuk mengetahui kinerja

koagulasi dan flokulasi secara simulasi di laboratorium. Jar-Tes adalah rangkaian tes

untuk mengevaluasi proses-proses koagulasi dan flokulasi serta menentukan dosis

pemakaian bahan kimia. Pada pengolahan air bersih atau air limbah dengan proses

kimia selalu dibutuhkan bahan kimia tertentu dengan dosis yang tertentu pula untuk

menurunkan kadar polutan yang ada di dalam air atau air limbah. Penambahan bahan

kimia tidak dapat dilakukan sembarang saja harus dengan dosis yang tepat dan bahan

kimia yang cocok serta harus memperhatikan lagi faktor-faktor yang

mempengaruhinya seperti pH.

2.7. Beberapa Parameter Kualitas Air

2.7.1. Kekeruhan (Turbidity)

Kekeruhan di dalam air disebabkan oleh adanya zat tersuspensi seperti

lumpur, zat organik, plangton dan mikroorganisme lainnya. Kekeruhan merupakan

sifat optis suatu larutan yaitu hamburan dari absorpsi cahaya yang melaluinya. Tidak

dapat dihubungkan secara langsung antara kekeruhan dengan kadar semua jenis zat

tersuspensi karena tergantung juga kepada ukuran dan bentuk butir partikel.

Dalam lingkungan perairan kecerahan badan air merupakan faktor yang

menentukan terhadap kehidupan akuatik. Air yang memiliki kekeruhan tinggi kurang

dapat menjadikan biomas cukup produktif, walaupun perairan itu memiliki zat-zat

makanan yang cukup. Karena kekeruhan mengurangi intensitas cahaya matahari

masuk kedalam lingkungan perairan. Sebagian besar cahaya matahari yang masuk

kedalam lingkungan perairan digunakan oleh tumbuhan air seperti ganggang untuk

proses fotosintesa.

19

2.7.2. Derajat Keasaman (pH)

pH atau derajat keasaman digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau

kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Sedangkan yang dimaksud keasaman

adalah konsentrasi ion hidrogen (H+) dalam pelarut air. Nilai pH berkisar dari 0

hingga 14. Suatu larutan dikatakan netral apabila memiliki nilai pH=7. Nilai pH>7

menunjukkan larutan memiliki sifat basa, sedangkan nilai pH

biasanya dihilangkan terutama sekali untuk penggunaan air industri dan air minum.

Warna dapat digolongkan menjadi dua macam, yaitu warna sebenarnya dan warna

nampak. Yang dimaksud dengan warna sebenarnya adalah warna nyata yaitu warna

setelah kekeruhan sampel dihilangkan, sedangkan yang dimaksud dengan warna

nampak adalah warna yang tidak hanya disebabkan oleh zat-zat terlarut dalam air

akan tetapi juga zat tersuspensi (Alerts dan Santika, 1987).

2.7.4. Zat Organik

Di dalam lingkungan, bahan organik banyak terdapat dalam bentuk

karbohidrat, protein, lemak yang membentuk organisme hidup dan senyawa-senyawa

lainnya yang merupakan sumber daya alam yang sangat penting dan dibutuhkan oleh

manusia. Secara normal zat organik tersusun oleh unsur-unsur C, H, O dan dalam

beberapa hal mengandung N, S, P dan Fe. Senyawa-senyawa organik pada umumnya

tidak stabil dan mudah dioksidasi secara biologis atau kimia menjadi senyawa stabil

antara lain menjadi CO2 dan H2O. Untuk menyatakan kandungan bahan organik

dalam perairan dilakukan dengan mengukur jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk

menguraikan bahan tersebut menjadi senyawa yang stabil.

2.7.5. Kesadahan

Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral tertentu di dalam air,

umumnya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garam karbonat. Air

sadah atau air keras adalah air yang memiliki kadar mineral yang tinggi, sedangkan

air lunak adalah air dengan kadar mineral yang rendah. Selain ion kalsium dan

magnesium, penyebab kesadahan juga bisa merupakan ion logam lain maupun garam-

garam bikarbonat dan sulfat. Metode paling sederhana untuk menentukan kesadahan

air adalah dengan sabun. Dalam air lunak, sabun akan menghasilkan busa yang

banyak. Pada air sadah, sabun tidak akan menghasilkan busa atau menghasilkan

21

sedikit sekali busa. Cara yang lebih kompleks adalah melalui titrasi. Kesadahan air

total dinyatakan dalam satuan ppm berat per volume (w/v) dari CaCO3. Air sadah

tidak begitu berbahaya untuk diminum, namun dapat menyebabkan beberapa masalah.

Air sadah dapat menyebabkan pengendapan mineral, yang menyumbat saluran pipa

dan keran. Air sadah juga menyebabkan pemborosan sabun di rumah tangga, dan air

sadah yang bercampur sabun dapat membentuk gumpalan scum yang sukar

dihilangkan. Dalam industri, kesadahan air yang digunakan diawasi dengan ketat

untuk mencegah kerugian yang disebabkan oleh senyawa-senyawa kalsium dan

magnesium yang menimbulkan kerak pada mesin-mesin produksi sehingga

mengurangi daya kerja mesin tersebut atau bahkan mengalami kerusakan.

2.7.6. Besi Dalam Air

Besi adalah satu dari lebih unsur-unsur penting dalam air permukaan dan air

tanah. Perairan yang mengandung besi sangat tidak diinginkan untuk keperluan rumah

tangga dan industri karena dapat menyebabkan karat pada beberapa alat-alat industri

dan alat-alat rumah tangga serta menimbulkan rasa yang tidak enak pada air minum

pada konsentrasi diatas 0,31 mg/L sifat kimia perairan dari besi adalah redoks,

pembentukan kompleks, metabolisme oleh mikroorganisme.

Besi (II) sebagai ion berhidrat yang dapat larut, Fe2+, merupakan jenis besi

yang terdapat pada air tanah. Karena air tanah tidak berhubungan dengan oksigen dari

atmosfer, konsumsi oksigen bahan organik dalam media mikroorganisme sehingga

menghasilkan keadaan reduksi dalam air tanah. Oleh karena itu besi dengan bilangan

oksidasi rendah yaitu Fe (II) umum ditemukan dalam air tanah dibandingkan dengan

Fe (III).

Secara umum Fe (II) terdapat dalam air tanah berkisar antara 1,0 10 mg/L

namun tingkat kandungan besi sampai sebesar 50 mg/L dapat juga ditemukan dalam

22

air tanah ditempat-tempat tertentu. Air tanah yang mengandung Fe (II) mempunyai

sifat yang unik, dalam kondisi tidak ada oksigen air tanah yang mengandung Fe (II)

akan terlihat jernih tetapi begitu mengalami oksidasi oleh oksigen yang berasal dari

atmosfer ion ferro akan berubah menjadi ion ferri dan air menjadi keruh dengan reaksi

sebagai berikut :

4Fe2+ + O2 + 10 H2O 4Fe(OH)3 + 8H+

Besi (II) dapat berbentuk sebagai jenis yang larut dalam dasar danau dan

sumber air yang kekurangan oksigen. Ion FeOH+ dapat terjadi dalam perairan yang

bersifat basa, tetapi jika ada CO2 maka akan terbentuk FeCO3 yang tidak larut. Besi

(II) dapat membentuk kompleks yang stabil dengan zat organik pengompleks dan

dapat larut dalam air (Rukaesih Achmad, 2004).

2.7.7. Mangan Dalam Air

Kandungan Mn yang diizinkan dalam air yang digunakan untuk keperluan

domestik sangat rendah yaitu dibawah 0,05 mg/L. Dalam kondisi aerob mangan

dalam perairan terdapat dalam bentuk MnO2 dan pada dasar perairan tereduksi

menjadi Mn2+ atau dalam air yang kekurangan oksigen (DO rendah). Oleh karena itu pemakaian air yang berasal dari dasar suatu sumber air sering ditemukan mangan

dalam konsentrasi tinggi. Pada pH yang agak tinggi dan kondisi aerob terbentuk

mangan yang tidak larut seperti MnO2, MnO4 atau MnCO3 meskipun oksidasi dari

Mn2+ itu berjalan relatif lambat.

2.8. Spektrofotometer UV-Vis

Spektrofotometer digunakan untuk mengukur jumlah cahaya yang diabsorpsi

atau ditransmitasikan oleh molekul-molekul didalam larutan. Ketika panjang

gelombang ditransmitasikan melalui larutan, energi cahaya akan diserap (diabsorpsi)

dinamakan absorbansi (A) yang secara langsung proporsional terhadap kemampuan

23

molekul-molekul zat terlarut untuk mengabsorpsi cahaya pada panjang gelombang

tersebut, juga terhadap konsentrasi larutan dan berkas cahaya yang dilalui (biasanya 1

cm dalam spektrofotometer) ke suatu point dimana persentase jumlah cahaya yang

ditransmitasikan atau diabsorpsi diukur dengan phototube. Molekul-molekul dapat

mengabsorpsi atau mentransmisi radiasi elektromagnetik. Berkas cahaya putih adalah

kombinasi semua panjang gelombang spektrum tampak. Perbedaan warna yang kita

lihat adalah ditentukan dengan bagaimana gelombang cahaya tersebut diabsorpsi dan

ditransmitasikan (dipantulkan) oleh objek suatu larutan.

Ketika cahaya dari panjang gelombang melalui larutan kimia yang diujikan,

sebagian cahaya tersebut akan diabsorpsi oleh larutan. Hukum Beers yang

dikembangkan pada tahun 1852 oleh J. Beer menyatakan secara kuantitatif absorpsi

ini sebagai :

Log I0/I = L C

Keterangan : I0 :Intensitas cahaya yang belum melewati sampel I : Intensitas cahaya setelah melewati sampel : Koefisien ekstingsi, yaitu konstanta yang tergantung pada sifat alami dari

senyawa substansi dan panjang gelombang yang digunakan untuk analisis L : Panjang atau jarak cahaya yang melewati sampel C : Konsentrasi larutan yang dianalisa

Ket: Io = intensitas cahaya sumber

Ir Lampu fototub

Tungsten

Io It Detektor Piranti

Baca

Monokromator (Prisma)

Fotodioda Lensa silikon

It = intensitas cahaya diteruskan Ir = intensitas cahaya dipantulkan

Gambar 7. Komponen-komponen penting spektrofotometer

24

Logam tungsten sebagai suatu sumber energi cahaya yang berkesinambungan

yang meliputi daerah spektrum dimana instrumen itu dirancang untuk beroperasi.

Suatu monokromator berbentuk prisma, yakni suatu piranti untuk memencilkan pita

sempit panjang gelombang dari spektrum lebar yang dipancarkan oleh sumber cahaya.

Suatu detektor silicon photodiode yang berupa transduser yang mengubah energi

cahaya menjadi suatu isyarat listrik. Suatu sistem baca yang dapat menunjukkan

besarnya isyarat listrik.

2.9. pH Meter

Pengukuran pH dengan menggunakan pH meter didasarkan pada prinsip

potensiometri, yaitu pengukuran aktivitas ion hidrogen secara potensiometri dengan

elektroda gelas. Elektroda ini akan menghasilkan perubahan tegangan, tegangan yang

diukur tergantung dari keadaan larutan sampel di sekitar elektroda kaca dan diukur

sebagai mV. Nilai mV perlu distandarkan terhadap nilai pH yang sebenarnya dalam

larutan sampel. Larutan buffer dengan pH yang telah diketahui dapat digunakan untuk

mendapatkan nilai mV standar tersebut. Untuk lebih teliti memerlukan dua

standarisasi melalui dua buffer yaitu pH 7 dan pH 9.

pH meter terdiri dari 2 bagian yaitu potensio atau mV meter dan elektroda.

Biasanya elektroda adalah elektro yang terdiri dari :

1. Elektroda kaca, didalamnya terdapat larutan HCl atau buffer tertentu dan

elektroda besi intern. Ion H+ dari larutan sampel menempel pada dinding kaca

elektroda hingga tegangan (potensial) muncul antara sisi dinding kaca yang

khusus tersebut.

2. Elektroda referensi, terdiri dari half cell Hg/Hg2Cl2 (kalomel) yang berhubungan

dengan larutan sampel melalui jembatan garam (elektrolit) KCl dan membran.

Elektroda referensi ini disebut elektroda kalomel dan dengan elektroda kaca

25

merupakan satu sel elektrokimia yang menyebabkan perbedaan potensial elektris

antara kedua elektroda tersebut.

2.10. Turbidimeter

Detektor 900 Detektor

Transmitansi Detektor Penghambur

Lampu Tungsten

Lensa

Sel Sampel

Kaca Hitam

Gambar 8. Skema alat turbidimeter

Metode yang sering digunakan dalam menentukan nilai kekeruhan adalah

metode nefelometri dengan satuan NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Prinsip

analisa dengan menggunakan metode nefelometri adalah pengukuran terhadap

intensitas cahaya yang dihamburkan oleh partikel-partikel yang ada di dalam air.

Semakin tinggi intensitas cahaya yang dihamburkan maka semakin tinggi nilai

kekeruhan air tersebut. Pengukuran dilakukan dengan membandingkan intensitas

cahaya yang dihamburkan oleh sampel dengan intensitas cahaya yang dihamburkan

oleh larutan standar dalam keadaan sama. Sebagai standar kekeruhan digunakan

larutan suspensi polimer formazin dengan satuan FTU (Formazin Turbidity Unit) atau

sama dengan satuan NTU (Nephelometri Turbidity Unit). Jika di konversi ke dalam

satuan ppm sebagai SiO2 adalah sebesar 2,25. Skema alat turbidimeter dapat dilihat

pada Gambar 8.

26

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium Water Treatment PT Indocement

Tunggal Prakarsa Tbk Cibinong Bogor sedangkan sampel yang diambil berasal dari

sungai Cileungsi yang mengalir dikawasan PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk

tersebut. Penelitian ini berlangsung dari bulan Agustus 2007 sampai dengan bulan

Desember 2007

3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat

Peralatan laboratorium yang digunakan adalah pipet mikro, pipet volum, gelas

ukur, gelas erlenmeyer, botol semprot, seperangkat alat titrasi, hot plate, neraca

analitik sedangkan instrumen yang digunakan adalah pH meter Horiba model F-51,

Turbidimeter Hach Model 2100 N, Spectrophotometer UV-Vis Hach model DR/2010

3.2.2. Bahan

Bahan-bahan kimia yang digunakan pada penelitian ini meliputi : sampel air

yang berasal dari sungai Cileungsi, larutan PAC 10%, larutan PAA 0,01%, larutan

H2SO4 10 N, larutan KMnO4 0,01 N, larutan asam oksalat 0,01 N, larutan buffer pH

10,0, NaOH 5 N, Etilen Diamin Tetra Asetat (EDTA) 0,02 N, HCl-Aquades 1:1,

indikator Eriochrom Black T (EBT), indikator Methyl Thymol Blue (MTB), 1,10-

phenanthrolin, asam askorbat (vitamin C), kalium sianida (KCN) dan formic acid

dimethylamida (PAN) dan aquades.

3.3. Cara Kerja

28

28

3.3.1. Persiapan Sampel

Sampel yang digunakan pada penelitian ini adalah sampel air yang berasal dari

sungai Cileungsi yang mengalir dikawasan PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk,

Cibinong Bogor. Pengambilan sampel dilakukan sebanyak 10 kali pada lokasi yang

sama yaitu pada bak pengendapan. Waktu pengambilan sampel dilakukan dari bulan

Agustus 2007 sampai dengan bulan Desember 2007. Jangka waktu pengambilan

sampel antara sampel yang satu dengan sampel yang lain adalah 7 hari. Sampel 1

diambil pada tanggal 13 Agustus 2007.

3.3.2. Jar-Tes

Jar-tes merupakan suatu metode yang digunakan untuk menentukan efektivitas

penambahan koagulan dan flokulan pada proses penjernihan air. Sehingga diperoleh

jumlah penambahan koagulan dan flokulan yang optimum.

Optimasi koagulasi-flokulasi dilakukan berdasarkan variasi konsentrasi

sedangkan variasi pH, suhu dan pengadukan tidak dilakukan. Pada pH dan suhu yang

merupakan kondisi sumber alam air sungai, jika dilakukan variasi akan membutuhkan

energi yang lebih banyak yang selanjutnya membutuhkan biaya yang lebih besar,

karena dilakukan pengasaman atau pembasaan untuk variasi pH dan pemanasan atau

pendinginan untuk variasi suhu. Kecepatan pengadukan tidak dilakukan variasi pada

kecepatan pengadukan tersebut telah dianggap sebagai kecepatan pengadukan yang

optimum yaitu pengadukan cepat sebesar 100 rpm dan pengadukan lambat sebesar 60

rpm.

a. Cara kerja Jar-Tes untuk penetapan dosis koagulan :

1. Ke dalam 6 buah tabung jar tes di isi masing-masing 1000 ml air yang

kemudian diletakkan di atas alat jar tes.

2. Dipasangkan pengaduk yang terdapat pada jar tes pada masing-masing tabung.

29

3. Ditambahkan larutan PAC 10% sebagai koagulan secara bertingkat 1,0 ml, 1,1

ml, 1,2 ml, 1,3 ml, 1,4 ml, 1,5 ml sehingga konsentrasi PAC dalam sampel

adalah 100 ppm, 110 ppm, 120 ppm 130 ppm, 140 ppm, 150 ppm.

4. Dikocok dengan kecepatan 100 rpm selama 1 menit.

5. Pengocokkan diturunkan kecepatannya menjadi 60 rpm selama 10 menit untuk

menghasilkan pembentukan flok yang baik, pada saat tersebut ditambahkan

PAA 0,01% sebagai flokulan secara tetap misalnya 2 ml sehingga konsentrasi

PAA dalam sampel adalah 0,2 ppm

6. Diamati flokulasi yang terjadi pada tiap-tiap tabung dan bandingkan juga besar

flok-flok yang terbentuk.

7. Setelah pengocokkan selesai di diamkan selama 30 menit.

8. Air supernatan siap dianalisa kekeruhannya dan ditetapkan nilai koagulan yang

paling baik.

b. Cara kerja Jar-Tes untuk penetapan dosis flokulan:

1. Kedalam 6 buah tabung jar tes diisi masing-masing 1000 ml air yang kemudian

diletakkan diatas alat jar tes.

2. Dipasangkan pengaduk yang terdapat pada jar tes pada masing-masing tabung.

3. Ditambahkan larutan PAC 10% sebagai koagulan secara tetap yang

merupakan nilai koagulan yang paling baik misalnya 1,1 ml sehingga

konsentrasi PAC dalam sampel adalah 110 ppm.

4. Dikocok dengan kecepatan 100 rpm selama 1 menit.

5. Pengocokkan diturunkan kecepatannya menjadi 60 rpm selama 10 menit untuk

menghasilkan pembentukan flok yang baik, pada saat tersebut ditambahkan

PAA 0,01% sebagai flokulan secara bertingkat misalnya 0 ml, 1 ml, 2 ml,

30

3ml, 4 ml, 5 sehingga konsentrasi PAA dalam sampel adalah 0 ppm 0,1 ppm

0,2 ppm, 0,3 ppm, 0,4 ppm, 0,5 ppm.

6. Diamati flokulasi yang terjadi pada tiap-tiap tabung dan bandingkan juga besar

flok-flok yang terbentuk.

7. Setelah pengocokkan selesai di diamkan selama 30 menit.

8. Air supernatan siap dianalisa.

3.3.3. Pengukuran Kekeruhan

Prinsip kerjanya adalah pengukuran kekeruhan dalam air berdasarkan

pengukuran intensitas cahaya yang dipendarkan oleh suspensi dalam air. Pengukuran

kekeruhan dilakukan dengan menggunakan Turbidimeter Hach model 2100 N. Cara

kerjanya sebagai berikut :

1. Dinyalakan alat dengan menekan tombol power dan didiamkan selama 30 menit

agar kondisi alat stabil, dan dipastikan alat sudah terkalibrasi.

2. Setelah itu dimasukkan sampel pada kuvet yang telah disediakan sampai tanda

batas.

3. Masukkan kuvet tersebut pada Turbidimeter Hach Model 2100 N.

4. Dicatat hasil yang diperoleh dalam satuan NTU.

3.3.4. Pengukuran pH

Prinsip kerjanya adalah elektroda mempunyai kemampuan untuk mengukur

konsentrasi pH dalam air secara elektrometer. Pengukuran pH dilakukan dengan

menggunakan pH meter Horiba model F-51. Cara kerjanya sebagai berikut :

1. Dinyalakan alat dengan menekan tombol power dan didiamkan selama 10 menit

agar kondisi alat stabil, dan dipastikan alat sudah terkalibrasi.

2. Setelah itu dimasukkan sampel pada gelas beker yang telah disediakan kemudian

diaduk dengan menggunakan pengaduk stirer

31

3. Masukkan elektroda pH kedalam sampel lalu tekan meas.

4. Dicatat hasil yang diperoleh.

3.3.5. Pengukuran Warna

Prinsip kerjanya adalah warna dalam air dibandingkan dengan warna standar

yang terbuat dari PtCo (Platinum Cobalt) yang diukur pada panjang gelombang 455

nm. Pengukuran warna dilakukan dengan menggunakan Spectrophotometer Hach

model DR/2010. Cara kerjanya sebagai berikut :

1. Dinyalakan alat dengan menekan tombol power.

2. Diputar pada panjang gelombang 455 nm.

3. Dimasukkan larutan blangko yang berupa aquades dan tekan tombol Re-Zero

4. Setelah itu dimasukkan sampel yang akan dianalisa kemudian tekan tombol Read

5. Dicatat hasil yang diperoleh dalam satuan True Colour Unit (True C.U).

3.3.6. Pengukuran zat organik

Prinsip kerjanya adalah zat organik dalam suasana asam dioksidasi oleh

KMnO4 yang kemudian di reduksi oleh Asam Oksalat berlebih. Kelebihan asam

oksalat dititrasi kembali oleh larutan KMnO4. Metode yang digunakan adalah titrasi

permanganometri (KMnO4, H2SO4 dan asam oksalat). Cara kerjanya sebagai berikut :

1. Sebanyak 100 ml sampel air dimasukkan kedalam labu erlenmeyer bebas zat

organik.

2. Ditambahkan 2 ml H2SO4 10 N yang dilanjutkan dengan penambahan larutan

KMnO4 0,01 N tetes demi tetes sampai larutan berwarna merah muda.

3. Dipanaskan diatas hot plate sampai mendidih.

4. Ditambahkan 10 ml larutan KMnO4 0,01 N, pemanasan diteruskan sampai 10

menit tepat.

32

5. Setelah itu ditambahkan 10 ml larutan asam oksalat 0,01 N (warna KMnO4 akan

hilang).

6. Dititrasi dengan larutan KMnO4 0,01 N sampai dengan larutan berwarna merah

muda (a).

7. Untuk menentukan faktor ketelitian KMnO4 0,01 N () terhadap cairan bekas

pemeriksaan zat organik ditambahkan 10 ml larutan asam oksalat 0,01 N dan

dititrasi kembali dengan larutan KMnO4 0,01 N sampai cairan berwarna merah

muda (X).

Perhitungan :

1000/100 x {(10 + a) x 10} x 0,01 x 31,6 =...........ppm KMnO4

Keterangan : a : ml KMnO4 pada waktu titrasi : faktor ketelitian KMnO4, 10/X 31,6 : berat ekivalen KMnO4

3.3.7. Pengukuran Kesadahan Total, Ca dan Mg

Prinsip kerjanya adalah Ca2+ dan Mg2+ dalam air dapat membentuk senyawa

komplek dengan EDTA (Etilen Diamin Tetra Asetat) pada suasana pH tertentu. Untuk

mengetahui titik akhir titrasi digunakan indikator logam (EBT dan MTB). Metode

yang digunakan adalah titrasi kompleksometri EDTA dengan indikator EBT pada

kondisi larutan sampel pH 10 untuk kesadahan total dan indikator MTB pada kondisi

larutan sampel pH 12 untuk kesadahan Ca2+. Cara kerjanya sebagai berikut : A. Kesadahan Total

1) 50 ml sampel air + 2,5 ml buffer 10 + 2-3 tetes EBT indikator jika :

a. Berwarna merah-ungu, titrasi dengan EDTA 0,02 N sampai warna biru = a ml

b. Berwarna biru, kesadahan total = 0

33

c. Sampelnya Raw Water/air keruh ditambah 2 ml KCN 10 %

Kesadahan total = 20 x a ml (ppm CaCO3)

B. Kesadahan Ca2+

1) 50 ml air sampel + 1 ml NaOH 5 N + 2-3 tetes MTB, jika :

a. Berwarna biru, titrasi dengan EDTA 0,02 N sampai warna biru tepat

hilang/ warna ungu = b ml

b. Tak berwarna/ ungu muda Ca2+ = 0

c. Sampelnya Raw Water/air keruh ditambah 2 ml KCN 10 %

Kesadahan Ca2+ = 20 x b x 0,4 (ppm Ca2+)

Penambahan 1 ml NaOH 5 N untuk membuat larutan menjadi pH 12. C.

Kesadahan Mg2+

Kesadahan total - Kesadahan Ca2+ = Kesadahan Mg2+

(a-b) x 20 x 0,243 = ppm Mg2+

Keterangan : 20 : (1000/50) x 0,02 x 50 (berat ekivalen CaCO3) 0,4 : 0,02 x 20 (berat ekivalen Ca) 0,243 : 0,02 x 12,15 (berat ekivalen Mg)

3.3.8. Pengukuran Fe dan Mn

Prinsip kerja Fe adalah Fe2+ dioksidasi dalam suasana asam dan panas

membentuk senyawa Fe3+, Fe3+ membentuk senyawa kompleks dengan 1,10-

phenanthrolin berwarna orange yang diukur secara spektrofotometri pada panjang

gelombang 510 nm. Prinsip kerja Mn adalah pembentukan senyawa kompleks

berwarna kuning. Pembentukan senyawa kompleks ini akibat reaksi dari Mn dengan

asam askorbat (vitamin C), kalium sianida (KCN) dan formic acid dimethylamida

34

yang kemudian diukur secara spektrofotometri pada panjang gelombang 560 nm.

Penentuan Fe dan Mn dilakukan dengan menggunakan Spectrophotometer Hach

model DR/2010. Cara kerjanya sebagai berikut :

1. Preparasi Sampel Fe dan Mn

a. Diambil sampel air sebanyak 25 ml.

b. Ditambahkan larutan HCl-aquades 1:1 sebanyak 1 ml yang kemudian

dipanaskan sampai volumenya setengah.

c. Diangkat dan ditambahkan larutan NaOH 5 N sebanyak 1 ml yang

dilanjutkan dengan menambahkan tetes demi tetes sampai pH-nya 4.

d. Ditambahkan kembali aquades hingga volumenya 25 ml.

e. Dibuat larutan blangko, sampel diganti dengan aquades dan diperlakukan

sama dengan sampel diatas.

2. Pengukuran Fe

a. Dimasukkan nomor program untuk pengukuran Fe pada Spectrophotometer

Hach model DR/2010 yaitu 265.

b. Diputar sampai panjang gelombang yang tertera pada alat tersebut yaitu

sampai panjang gelombang 510 nm.

c. Disediakan kuvet 10 ml.

d. Masukkan sampel sebanyak 10 ml kedalam kuvet tersebut

e. Kemudian tambahkan reagen Fe yang berupa senyawa 1,10-phenanthrolin

pada kuvet 10 ml tadi yang kemudian diaduk.

f. Pada alat tekan tombol SHIFT dan TIMER dan waktu reaksi dimulai selama

3 menit.

g. Setelah 3 menit alat akan berbunyi dan menampilkan mg/L Fe FV.

35

h. Dimasukkan larutan blangko pada alat yang berupa aquades yang telah

diperlakukan sama dengan sampel kemudian tekan tombol ZERO.

i. Setelah pada alat menampilkan 0.00 mg/L Fe FV dimasukkan sampel yang

akan dianalisa.

j. Dicatat hasil yang diperoleh dalam satuan ppm.

3. Pengukuran Mn

a. Dimasukkan nomor program untuk pengukuran Mn pada Spectrophotometer

Hach model DR/2010 yaitu 290.

b. Diputar sampai panjang gelombang yang tertera pada alat tersebut yaitu

sampai panjang gelombang 560 nm.

c. Disediakan kuvet 10 ml.

d. Masukkan sampel sebanyak 10 ml kedalam kuvet tersebut.

e. Kemudian tambahkan reagen Mn yang berupa senyawa asam askorbat diaduk

sampai merata.

f. Setelah itu ditambahkan sebanyak 15 tetes reagen Mn yang berupa kalium

sianida sambil diaduk.

g. Terakhir ditambahkan sebanyak 21 tetes dari reagen Mn yang berupa formic

acid dimethylamida sambil diaduk.

h. Pada alat tekan tombol SHIFT dan TIMER dan waktu reaksi dimulai selama

2 menit.

i. Setelah 2 menit alat akan berbunyi dan menampilkan mg/L Mn LR.

j. Dimasukkan larutan blangko pada alat yang berupa aquades yang telah

diperlakukan sama dengan sampel kemudian tekan tombol ZERO.

k. Setelah pada alat menampilkan 0.00 mg/L Mn LR dimasukkan sampel

yang akan dianalisa.

36

l. Dicatat hasil yang diperoleh dalam satuan ppm.

Semua hasil pengukuran dibandingkan dengan baku mutu air bersih

berdasarkan peraturan pemerintah No. 416/MENKES/PER/IX/1990.

3.4. Alur Kerja

SUMBER AIR

Langkah 1 PENAMPUNGAN

Langkah 2

Jartes Dengan Variasi Koagulan, Flokulan Tetap

Analisa Sama Seperti Air Hasil

Jartes Dengan Variasi Flokulan, Koagulan Tetap(Hasil Terbaik Sebelumnya)

37

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

Berdasarkan penelitian yang dilakukan di PT Indocement Tunggal Prakarsa

Tbk dengan sumber air yang berasal dari sungai Cileungsi yang mengalir dikawasan

tersebut diperoleh data sebanyak 10 sampel air baku yang diambil pada tempat yang

sama yaitu bak pengendapan dan jangka waktu 7 hari antara sampel 1 dengan sampel

2 dan seterusnya, sampel 1 diambil pada tanggal 13 Agustus 2007. Secara

keseluruhan hasil yang diperoleh dapat dilihat pada Lampiran 1, sedangkan data untuk

masing-masing parameter kualitas air baik air baku maupun air hasil penjernihan

dapat dilihat pada pembahasan.

Secara keseluruhan dapat dilihat bahwa penambahan PAC sebagai koagulan

dan penambahan PAA sebagai flokulan terhadap air baku diperoleh nilai air hasil

penjernihan yang secara umum memenuhi standar kualitas air bersih menurut

peraturan pemerintah No. 416/MENKES/PER/IX/1990 yang merupakan standar yang

digunakan di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk ini. Penambahan PAC dan PAA

dari ke-10 sampel air baku tersebut merupakan penambahan yang optimum.

Penambahan PAC berkisar antara 140 ppm sampai dengan 230 ppm dan

penambahan PAA berkisar antara 0 ppm sampai dengan 0,3 ppm. Pada kondisi

tertentu penambahan PAA adalah 0 ppm. Ini mengindikasikan bahwa penambahan

flokulan tidak selalu memberikan air hasil penjernihan yang baik karena pembentukan

flok yang terlalu besar mengakibatkan flok-flok tersebut mengapung pada permukaan

dan badan air sehingga menjadikan air menjadi keruh.

39

39

Sampel Kekeruhan Air Baku (NTU)

Koagulan (ppm)

Flokulan (ppm)

Kekeruhan Air Hasil

(NTU) 1 21.0 150 0.3 1.04 2 14.6 180 0.2 1.09 3 17.6 190 0.2 1.15 4 23.9 170 0.3 0.98 5 215 230 0.3 1.03 6 196 230 0.3 1.17 7 30.1 200 0.1 0.93 8 62.1 190 0.1 1.12 9 30.9 170 0.1 1.05 10 13.5 140 0.0 0.97

4.2. Pembahasan

4.2.1. Kekeruhan

Kekeruhan merupakan parameter yang harus selalu diukur untuk mengetahui

efektivitas proses koagulasi-flokulasi. Nilai kekeruhan dari air baku dapat dilihat pada

Tabel 3. Nilai kekeruhan yang bervariasi disebabkan oleh kondisi air sungai yang

sangat dipengaruhi oleh iklim dan cuaca. Pada suatu kasus nilai kekeruhan mencapai

harga 100 NTU, ini terjadi akibat adanya musim penghujan. Air hujan membawa

dan melarutkan material-material ke dalam sungai.

Tabel 3. Nilai kekeruhan air baku dan air hasil penjernihan

Dari

Tabel 3 dapat dilihat nilai kekeruhan air baku dan air hasil penjernihan setelah

penambahan PAC dan PAA. Penambahan PAC dan PAA dari ke-10 sampel tersebut

merupakan penambahan yang optimum dari masing-masing sampel yang berbeda

nilai kekeruhannya. Pada sampel 5 dan 6 nilai kekeruhan air baku memiliki harga 215

NTU dan 196 NTU, ini diakibatkan pada waktu tersebut terjadi hujan yang membawa

material-material kedalam air sungai Nilai kekeruhan terkecil adalah 13,5 NTU

dengan penambahan PAC sebanyak 140 ppm dan penambahan PAA sebanyak 0 ppm

atau tanpa penambahan PAA. Sedangkan nilai kekeruhan terbesar adalah 215 NTU

40

dengan penambahan PAC sebanyak 230 ppm dan penambahan PAA sebanyak 0,3

ppm. Penambahan ini juga optimum pada nilai kekeruhan sebesar 196 NTU.

250

200

150

100

Kekeruhan Air Baku Kekeruhan Air Hasil Syarat

50

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Sampel Air

Gambar 9. Grafik kekeruhan air baku dan air hasil penjernihan

Pada Gambar 9 dapat dilihat perubahan kekeruhan setelah penambahan PAC

dan PAA. Pada air baku nilai kekeruhan cenderung berubah-ubah dengan nilai

terkecil 13,5 NTU dan nilai terbesar 215 NTU. Perubahan nilai ini disebabkan oleh

kondisi air yang sangat dipengaruhi oleh iklim dan cuaca. Pada air hasil penjernihan

nilai kekeruhan tidak jauh berbeda yaitu mendekati angka 1 NTU. Angka ini jelas

memenuhi standar air bersih yang digunakan PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk

berdasarkan peraturan pemerintah No. 416/MENKES/PER/IX/1990 yaitu 25 NTU.

Penurunan nilai kekeruhan dari air baku menjadi air hasil penjernihan

disebabkan oleh pengikatan zat-zat koloid/zat tersuspensi dalam air oleh bahan kimia

koagulan yang dibantu oleh flokulan sebagai pembesar flok yang menghasilkan

endapan optimum. Endapan optimum adalah endapan yang dihasilkan tidak

mengapung pada permukaan air.

4.2.2. Derajat Keasaman (pH)

41

Sampel pH Air Baku (pH unit) Koagulan

(ppm) Flokulan

(ppm) pH Air Hasil

(pH unit) 1 7.28 150 0.3 6.71 2 7.52 180 0.2 6.83 3 7.55 190 0.2 6.99 4 7.47 170 0.3 6.95 5 7.03 230 0.3 6.69 6 7.55 230 0.3 6.70 7 7.74 200 0.1 7.03 8 7.76 190 0.1 7.29 9 7.11 170 0.1 6.76 10 7.47 140 0.0 7.18

Nilai pH suatu perairan mencirikan keseimbangan antara asam dan basa dalam

air dan merupakan pengukuran konsentrasi ion hidrogen dalam air. Adanya karbonat

dan bikarbonat dapat menaikkan kebasaan air. Sedangkan adanya asam mineral bebas

dan asam karbonat dapat menaikkan keasaman air. Keadaan pH suatu perairan sangat

penting terhadap kelangsungan makhluk hidup didalamnya mengingat banyak reaksi-

reaksi kimia dan biokimia yang penting terjadi pada tingkat pH yang khusus dalam

lingkungan pH yang sangat sempit.

Tabel 4. Nilai pH air baku dan air hasil penjernihan

Pada

Tabel 4 dapat dilihat nilai pH air baku dan nilai pH air hasil penjernihan setelah

penambahan bahan kimia PAC dan PAA. Nilai pH dari ke-10 sampel air baku

bertahan pada angka 7. Nilai ini masih memenuhi standar yang ditetapkan yang

berada pada daerah batas syarat minimum dan batas syarat maksimum berdasarkan

peraturan pemerintah No. 416/MENKES/PER/IX/1990 yaitu berkisar antara 6,5 9.

Sama halnya dengan air hasil penjernihan yang diperoleh setelah penambahan PAC

dan PAA yaitu masih berada pada daerah batas syarat minimum dan syarat

maksimum. Nilai pH air hasil penjernihan dari ke-10 sampel bertahan pada angka 6

dan beberapa pada angka 7.

42

10 Sampel 9

8 7 6 5 4 3 2 1 0

Warna Koagulan Flokulan Warna

pH Air Baku pH Air Hasil

Syarat Minimum Syarat Maksimum

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Sampel Air

Gambar 10. Grafik pH air baku dan air hasil. penjernihan

Setelah melihat data hasil dalam Tabel 4 dan Gambar 10 secara umum pH

mengalami penurunan dari air baku menjadi air hasil penjernihan. Hal ini disebabkan

terdapatnya ion hidrogen bebas (H+) yang dihasilkan dari reaksi hidrolisis yaitu ketika

koagulan bereaksi dengan air. Secara umum semakin banyak koagulan yang

digunakan maka penurunan pH akan semakin tinggi.

4.2.3. Warna

Air minum dan air bersih sebaiknya tidak berwarna, hal ini untuk mencegah

keracunan dari berbagai zat kimia maupun mikroorganisme. Warna menjadi salah

satu parameter penting dalam menentukan tingkat pencemaran suatu air dan dalam

proses koagulasi-flokulasi nilai warna dapat diturunkan. Koagulasi-flokulasi

merupakan proses yang bertujuan untuk menjernihkan air dengan mengendapkan

padatan tersuspensi yang terdapat pada air sehingga senyawa- senyawa dalam air

yang menyebabkan warna akan terendapkan oleh proses koagulasi-flokulasi.

Tabel 5. Nilai warna air baku dan air hasil penjernihan

43

Air Baku (True.C.U)

(ppm) (ppm) Air Hasil (True.C.U)

1 129 150 0.3 9 2 105 180 0.2 8 3 114 190 0.2 12 4 123 170 0.3 9 5 1360 230 0.3 6 6 865 230 0.3 3 7 134 200 0.1 7 8 336 190 0.1 8 9 168 170 0.1 8 10 87 140 0.0 12

Dari Tabel 5 dapat dilihat nilai warna air baku dan nilai warna air hasil

penjernihan setelah penambahan bahan kimia PAC dan PAA Pada sampel 5 dan 6

nilai warna sangat tinggi ini disebabkan karena nilai warna berbanding lurus dengan

nilai kekeruhan, semakin tinggi nilai warna maka semakin tinggi pula nilai

kekeruhannya. Nilai warna air baku dari ke-10 sampel berkisar antara 87 True.C.U

sampai dengan 1360 True C.U. Sedangkan nilai warna air hasil penjernihan berkisar

antara 3 True C.U sampai dengan 12 True C.U. Pada pemakaian dosis terbesar yaitu

penambahan PAC dan PAA masing-masing sebesar 230 ppm dan 0,3 ppm mampu

menurunkan nilai warna dari 1360 True C.U menjadi 6 True C.U dan dari 865 True

C.U menjadi 3 True C.U. Sedangkan pada pemakaian dosis terkecil yaitu penambahan

PAC dan PAA masing-masing 140 ppm dan 0 ppm mampu menurunkan nilai warna

dari 87 True.C.U menjadi 12 True C.U. Air hasil penjernihan dengan nilai warna

paling baik (nilai warna kecil) berada pada pemakaian dosis PAC dan PAA masing-

masing 230 ppm dan 0,3 ppm yang menghasilkan nilai warna sebesar 3 True C.U.

Nilai warna berdasarkan standar yang digunakan yaitu menurut peraturan

pemerintah No. 416/MENKES/PER/IX/1990 adalah 50 True C.U. Pada

Gambar 11 dapat dilihat bahwa nilai warna dari air baku tidak memenuhi syarat dari

peraturan pemerintah No. 416/MENKES/PER/IX/1990. Setelah penambahan PAC

44

dan PAA secara keseluruhan nilai warna mengalami penurunan menjadi nilai yang

memenuhi syarat air menurut peraturan pemerintah No. 416/MENKES/PER/IX/1990

yang berkisar antara 3 True.C.U sampai dengan 12 True.C.U.

Gambar 11. Grafik warna air baku dan air hasil penjernihan

4.2.4. Zat Organik

Zat organik dalam air menandakan kelimpahan sumber makanan bagi

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Sampel Air

Warna Air Baku Warna Air Hasil

Syarat

mikroorganisme dalam perairan. Semakin tinggi nilai zat organik dalam air maka

semakin banyak jumlah mikroorganisme yang hidup didalamnya. Zat organik adalah

salah satu parameter penting yang diukur untuk mengetahui kualitas air yang bersih.

Pada Tabel 6 dapat dilihat nilai zat organik air baku dan nilai zat organik air

hasil penjernihan setelah penambahan PAC dan PAA. Nilai zat organik air baku

berkisar antara 9,64 ppm sampai dengan 18,87 ppm sedangkan nilai zat organik air

hasil penjernihan berkisar antara 2,31 ppm sampai dengan 6,95 ppm. Air hasil

penjernihan dengan nilai zat organik paling baik (nilai zat organik kecil) yaitu berada

pada pemakaian dosis PAC dan PAA