BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara yang sedang berkembang dengan jumlah

penduduk lebih dari 200 juta jiwa, seiring bertambahnya penduduk kebutuhan akan

kendaraan bermotor juga semakin bertambah. Dengan jumlah kendaraan bermotor

terutama mobil yang tergolong tinggi memberikan peluang muculnya usaha-usaha atau

jasa pencucian mobil bagi masyarakat.

Munculnya peluang usaha pencucian mobil dianggap dapat menguntungkan, karena

akan meningkatkan perekenomian serta meningkatkan pendapatan daerah melalui pajak

usaha. Namun jika dilihat dari aspek lingkungan, menjamurnya jasa pencucian mobil di

kota-kota besar dapat memperburuk kualitas lingkungan karena kebanyakan dari usaha

pencucian mobil yang ada tidak mengolah terlebih dahulu limbah atau air hasil pencucian

mobil melainkan langsung dibuang ke saluran air atau ke badan air yang ada. apabila

limbah tersebut dibuang di badan air dalam jumlah besar dapat mengakibatkan kadar COD

dan surfaktan meningkat.

COD dan surfaktan akan membentuk sistem koloid stabil yang dapat membuat air

limbah menjadi keruh. Semakin meningkat COD dan surfaktan maka semakin keruh air

limbah tersebut. Selain COD dan surfaktan adanya debu (padatan) dan pengotor lainnya

juga meningkatkan kekeruhan air limbah.

Dalam beberapa pengukuran kadar COD dalam air limbah dari jasa pencucian

mobil berkisar antara 248 - 776 mg/l dimana menurut SK. Gub. Jatim no. 45 tahun 2002

tentang baku mutu limbah cair mensyaratkan kadar COD limbah yang dibuang ke badan

air kelas IV tidak boleh melebihi 600 mg/l, sehingga sangat perlu adanya pengolahan

terhadap air limbah pencucian mobil pada umumnya (Fadly, 2010).

1.2. Perumusan Masalah

Dari latar belakang masalah di atas, dapat dirumuskan beberapa permasalahan,

sebagai berikut.

1. Bagaimana kombinasi optimum antara dosis koagulan dan flokulan yang cocok dan

sesuai untuk mengolah air limbah pencucian mobil?

2. Berapa dosis koagulan-flokulan yang efektif dan efisien dari air limbah setelah dan

sebelum pengendapan?

3. Apakah pengaruh perlakuan pengendapan diawal pengolahan terhadap optimasi

pengolahan air limbah pencucian mobil?

1.3. Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Menentukan kombinasi optimum antara dosis koagulan dan flokulan untuk mengolah

air limbah pencucian mobil.

2. Menentukan dosis koagulan-flokulan yang efektif dan efisien dari air limbah setelah

dan sebelum dilakukan pengendapan.

3. Menentukan pengaruh perlakuan pengendapan awal pada pengolahan air limbah

pencucian mobil.

2.3.1.Jenis Pengadukan

Jenis pengadukan dalam pengolahan air dapat dikelompokkan berdasarkan

kecepatan pengadukan dan metode pengadukan. Berdasarkan kecepatannya, pengadukan

dibedakan menjadi pengadukan cepat dan pengadukan lambat. Kecepatan pengadukan

dinyatakan dengan gradien kecepatan, yang merupakan fungsi dari tenaga yang disuplai

(P).

Besarnya gradien kecepatan akan mempengaruhi waktu pengadukan yang

diperlukan. Makin besar nilai G, maka waktunya makin pendek. Untuk menyatakan kedua

parameter itu, maka digunakan bilangan Camp, yaitu hasil perkalian gradien kecepatan

dengan waktu pengadukan.

Berdasarkan metodanya, pengadukan dibedakan menjadi pengadukan mekanis,

pengadukan hidrolis, dan pengadukan pneumatis.

1.      Pengadukan mekanis

Pengadukan mekanis adalah metoda pengadukan menggunakan alat pengaduk

berupa impeller yang digerakkan dengan motor bertenaga listrik. Umumnya pengadukan

mekanis terdiri dari motor, poros pengaduk, dan gayung pengaduk (impeller). Berdasarkan

pada bentuknya, telah dikenal tiga macam impeller, yaitu paddle (pedal), turbine,

dan propeller (baling-baling).

2.      Pengadukan hidrolis

Pengadukan hidrolis adalah pengadukan yang memanfaatkan gerakan air sebagai

tenaga pengadukan. Sistem pengadukan ini menggunakan energi hidrolik yang dihasilkan

dari suatu aliran hidrolik. Energi hidrolik dapat berupa energi gesek, energi potensial atau

adanya lompatan hidrolik dalam suatu aliran. Beberapa contoh pengadukan hidrolis adalah

terjunan, loncatan hidrolis, parshall flume, baffle basin (baffle channel), perforated wall,

gravel bed dan sebagainya.

3.      Pengadukan pneumatis

Pengadukan pneumatis adalah pengadukan yang menggunakan udara (gas)

berbentuk gelembung yang dimasukkan ke dalam air sehingga menimbulkan gerakan

pengadukan pada air. Injeksi udara bertekanan ke dalam suatu badan air akan

menimbulkan turbulensi, akibat lepasnya gelembung udara ke permukaan air. Makin besar

tekanan udara, kecepatan gelembung udara yang dihasilkan makin besar dan diperoleh

turbulensi yang makin besar pula.

2.3.2. Pengadukan Cepat (Koagulasi)

Tujuan pengadukan cepat dalam pengolahan air adalah untuk menghasilkan

turbulensi air sehingga dapat mendispersikan bahan kimia yang akan dilarutkan dalam air.

Secara umum, pengadukan cepat adalah pengadukan yang dilakukan pada gradien

kecepatan berkisar antara 100 hingga 1000 per detik selama 5 hingga 60 detik. Secara

spesifik, nilai G dan td bergantung pada maksud atau sasaran pengadukan cepat.

Untuk proses koagulasi-flokulasi:

a. Waktu detensi = 20 - 60 detik

b.  G = 1000 - 700 detik-1

Untuk penurunan kesadahan (pelarutan kapur/soda):

a. Waktu detensi = 20 - 60 detik

b. G = 1000 - 700 detik-1

Untuk presipitasi kimia (penurunan fosfat, logam berat, dll)

a. Waktu detensi = 0,5 - 6 menit

b.  G = 1000 - 700 detik-1

Pengadukan cepat dapat dilakukan dengan beberapa cara antara lain:

1. Pengadukan mekanis

2. Pengadukan hidrolis

3. Pengadukan pneumatis

Pengadukan mekanis merupakan satu metoda yang paling umum digunakan untuk

pengadukan cepat karena sangat efektif dan lebih fleksibel dalam operasi. Pengadukan

mekanis yang sering digunakan dalam pengadukan cepat menggunakan ketiga macam

impeller di atas. Faktor penting dalam perancangan alat pengaduk mekanis adalah kedua

parameter pengadukan, yaitu G dan td.

Jenis pengadukan hidrolis yang digunakan pada pengadukan cepat haruslah aliran

air yang menghasilkan energi hidrolik yang besar. Dalam hal ini dapat dilihat dari besarnya

kehilangan energi (headloss) atau perbedaan muka air. Dengan tujuan menghasilkan

turbulensi yang besar tersebut, maka jenis aliran yang sering digunakan sebagai

pengadukan cepat adalah terjunan, loncatan hidrolik, dan parshall flume. Aliran udara yang

digunakan untuk pengadukan cepat harus mempunyai tekanan yang cukup besar sehingga

mampu menekan dan menggerakkan air.

2.3.3.Pengadukan Lambat (flokulasi)

Tujuan pengadukan lambat dalam pengolahan air adalah untuk menghasilkan

gerakan air secara perlahan sehingga terjadi kontak antar partikel untuk membentuk

gabungan partikel berukuran besar. Pengadukan lambat digunakan pada proses flokulasi,

untuk pembesaran inti gumpalan. Gradien kecepatan diturunkan secara perlahan-lahan agar

gumpalan yang telah terbentuk tidak pecah lagi dan berkesempatan bergabung dengan

yang lain membentuk gumpalan yang lebih besar. Penggabungan inti gumpalan sangat

tergantung pada karakteristik flok dan nilai gradien kecepatan. Secara umum, pengadukan

lambat adalah pengadukan yang dilakukan pada gradien kecepatan kurang dari 100 per

detik selama 10 hingga 60 menit. Secara spesifik, nilai G dan td bergantung pada maksud

atau sasaran pengadukan cepat.

Untuk proses koagulasi-flokulasi:

a. Waktu detensi = 15 - 45 menit

b.  G = 10 - 75 detik-1

c.  GT = 48.000 - 210.000

Untuk air sungai:

a. Waktu detensi = minimum 20 menit

b. G = 10 - 50 detik-1

Untuk air waduk/reservoir:

a. Waktu = 30 menit

b.  G = 10 - 75 detik-1

Untuk air keruh:

a. Waktu dan G lebih rendah

Bila menggunakan garam besi sebagai koagulan:

b. G tidak lebih dari 50 detik-1

Untuk flokulator 3 kompartemen:

a. G kompartemen 1 : nilai terbesar

b. G kompartemen 2 : 40 % dari G kompartemen 1

c. G kompartemen 3 : nilai terkecil

Untuk penurunan kesadahan (pelarutan kapur/soda):

a. Waktu detensi = minimum 30 menit

b. G = 10 - 50 detik-1

Untuk presipitasi kimia (penurunan fosfat, logam berat, dll)

a. Waktu detensi = 15 - 30 menit

b. G = 20 - 75 detik-1

c. GT = 10.000 - 100.000

Pengadukan lambat dapat dilakukan dengan beberapa cara antara lain:

1. Pengadukan mekanis

2. Pengadukan hidrolis

Pengadukan mekanis merupakan satu metoda yang umum digunakan untuk

pengadukan lambat. Pengaduk (disebut juga flokulator) mekanis yang sering digunakan

dalam pengadukan lambat adalah tipe paddle yang dimodifikasi hingga membentuk roda

(paddle wheel), baik dengan posisi horisontal maupun vertikal. Besarnya energi/tenaga

yang diterima oleh fluida akibat putaran paddle wheel tergantung pada gaya drag dan

kecepatan relatif fluida terhadap pedal.

Jenis pengadukan hidrolis yang digunakan pada pengadukan lambat berbeda

dengan pengadukan cepat. Pada pengadukan lambat, energi hidrolik yang diharapkan

cukup kecil dengan tujuan menghasilkan gerakan air yang mendorong kontak antar partikel

tanpa menyebabkan pecahnya gabungan partikel yang yelah terbentuk. Jenis aliran yang

sering digunakan sebagai pengadukan lambat adalah baffle channel.

Flokulator umumnya dibuat secara seri seiring penurunan nilai G agar diperoleh

pencampuran sempurna, yaitu partikel dapat saling berkontak, sehingga diperoleh hasil

akhir yang memuaskan. Total waktu detensi yang diperlukan untuk flokulator secara seri

maksimum 45 menit.

2.3.3.Koagulan Primer

1.        Alumunium sulfat (Al2(SO4)3.14H2O)

Biasanya disebut tawas, bahan ini sering dipakai karena efektif untuk menurunkan

kadar karbonat. Tawas berbentuk kristal atau bubuk putih, larut dalam air, tidak larut

dalam alkohol, tidak mudah terbakar, ekonomis, mudah didapat dan mudah disimpan.

Penggunaan tawas memiliki keuntungan yaitu harga relatif murah dan sudah dikenal luas

oleh operator water treatment. Namun ada juga kerugiannya, yaitu umumnya dipasok

dalam bentuk padatan sehingga perlu waktu yang lama untuk proses pelarutan.

2.        Sodium aluminate ( NaAlO2 )

Digunakan dalam kondisi khusus karena harganya yang relatif mahal. Biasanya

digunakan sebagai koagulan sekunder untuk menghilangkan warna dan dalam proses

pelunakan air dengan lime soda ash.

3.        Ferro Sulfat ( FeSO4.7H2O )

Dikenal sebagai Copperas, bentuk umumnya adalah granular. Ferro sulfat dan lime

sangat efektif untuk proses penjernihan air dengan pH tinggi (pH > 10).

4.        Chlorinated copperas.

Dibuat dengan menambahkan klorin untuk mengioksidasi ferro sulfat. Keuntungan

penggunaan koagulan ini adalah dapat bekerja pada jangkauan pH 4,8 hingga 11.

5.        Ferri sulfat ( Fe2(SO4)3)

Mampu untuk menghilangkan warna pada pH rendah dan tinggi serta dapat

menghilangkan Fe dan Mn.

6.        Ferri Klorida ( FeCl3.6H2O)

Dalam pengolahan air penggunaannya terbatas karena bersifat korosif dan tidak

tahan untuk penyimpanan yang terlalu lama.

2.3.4    Koagulan Sekunder

Kesulitan pada saat proses koagulasi kadang-kadang terjadi karena lamanya waktu

pengendapan dan flok yang terbentuk lunak sehingga akan mempersulit proses pemisahan.

Koagulan aid menguntungkan proses koagulasi dengan mempersingkat waktu

pengendapan dan memperkeras flok yang terbentuk. Jadi definisi koagulan aids adalah

koagulan sekunder yang ditambahkan setelah koagulan primer atau utama bertujuan untuk

mempercepat pengendapan, pembentukan dan pengerasan flok.

Jenis koagulan aid diantaranya:

1.      PAC ( poly alumunium chloride )

Polimer alumunium merupakan jenis baru sebagai hasil riset dan pengembangan

teknologi air sebagai dasarnya adalah alumunium yang berhubungan dengan unsur lain

membentuk unit berulang dalam suatu ikatan rantai molekul yang cukup panjang, pada

PAC unit berulangnya adalah Al-OH.

Rumus empirisnya adalah Aln(OH)mCl3n-m

Dimana : n = 2 2,7 <> 0

Dengan demikian PAC menggabungkan netralisasi dan kemampuan menjembatani

partikel-partikel koloid sehingga koagulasi berlangsung efisien. Namun terdapat kendala

dalam menggunakan PAC sebagai koagulan aids yaitu perlu pengarahan dalam

pemakaiannya karena bersifat higroskopis.

2.      Karbon aktif

Aktivasi karbon bertujuan untuk memperbesar luas permukaan arang dengan

membuka pori-pori yang tertutup sehingga memperbesar kapasitas adsorbsi. Pori-pori

arang biasanya diisi oleh hidrokarbon dan zat-zat organik lainnya yang terdiri dari

persenyawaan kimia yang ditambahkan akan meresap dalam arang dan membuka

permukaan yang mula-mula tertutup oleh komponen kimia sehingga luas permukaan yang

aktif bertambah besar.

Efisiensi adsorbsi karbon aktif tergantung dari perbedaan muatan listrik antara

arang dengan zat atau ion yang diserap. Bahan yang bermuatan listrik positif akan diserap

lebih efektif oleh arang aktif dalam larutan yang bersifat basa. Jumlah karbon aktif yang

digunakan untuk menyerap warna berpengaruh terhadap jumlah warna yang diserap.

3.      Activated silica

Merupakan sodium silikat yang telah direaksikan dengan asam sulfur, alumunium

sulfat, karbon dioksida, atau klorida. Sebagai koagulan aid, activated silica memberikan

keuntungan antara lain meningkatkan laju reaksi kimia, menurunkan dosis koagulan,

memperluas jangkauan pH optimum dan mempercepat serta memperkeras flok yang

terbentuk. Umumnya digunakan dengan koagulan alumunium dengan dosis 7 – 11% dari

dosis alum. 

4.      Bentonic clay

Digunakan pada pengolahan air yang mengandung zat warna tinggi, kekeruhan

rendah dan mineral yang rendah.