LAPORAN PRAKTIKUM

PENGENDALIAN LIMBAH INDUSTRI

ACARA 8

PENGUKURAN KEKERUHAN JAR-TEST

Disusun oleh :

KELOMPOK D4

LABORATORIUM REKA INDUSTRI DAN PENGENDALIAN BAHAN SISA

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

2010

I. DASAR TEORI

Untuk mengentahui tingkat kekeruhan suatu sample air, maka kita bisa

menggunakan alat laboratorium yang bernama Jar test. Jar test ini juga dapat

digunakan untuk mengetahui kinerja kogulasi dan flokulasi secara simulasi di

laboratorium asalkan air yang dilakukan simulasi dengan jar test ini adalah air yang

benar-benar akan dilakukan pengolahan dilapangan (Anonim, 2010).

Jar test adalah suatu percobaan yang berfungsi untuk menentukan dosis

optimal dari koagulan (biasanya tawas/alum) yang digunakn pada proses pengolahan

air bersih. Kekeruhan air dapat dihilangkan melalui pembubuhan koagulan.

Umumnya koagulan tersebut berupa Al2(SO4)3, namun dapat pula berupa garam

FeCl3 atau sesuatu polyelektrolit organis. Selain pembubuhan koagulan diperlukan

pengadukan sampai terbentuk flok. Flok-flok ini mengumpulkan partikel-partikel

kecil dan koloid yang tumbuh dan akhirnya bersama-sama mengendap. Standar ini

menetapkan suatu metode pengujian koagulasi flokulasi dengan cara jartest, termasuk

prosedur umum untuk mengevaluasi pengolahan dalam rangka mengurangi bahan-

bahan terlarut, koloid, dan yang tidak dapat mengendap dalam air dengan

menggunakan bahan kimia dalam proses koagulasi-flokulasi, yang dilanjutkan

dengan pengendapan secara gravitasi (Anonim, 2010).

Koagulasi adalah proses pembubuhan bahan kimia (koagulan) ke dalam air

yang akan dioIah. Prinsip yang digunakan untuk mengolah limbah cair secara kimia

adalah menambahkan bahan kimia (koagulan) yang dapat mengikat bahan

pencemaryang dikandung air limbah, kemudian memisahkannya (mengendapkan atau

mengapungkan). Umumnya zat pencemar industri tekstil terdiri dari tiga jenis yaitu

padatan terlarut, padatan koloidal, dan padatan tersuspensi (Forlink, 2000).

Terdapat tiga tahapan penting yang diperlukan dalam proses koagulasi yaitu,

tahap pembentukan inti endapan, tahap flokulasi, dan tahap pemisahan flok dengan

cairan. Koagulasi dan flokulasi merupakan salah satu proses yang umum dilakukan

dalam pengolahan limbah cair ndustri. Koagulasi adalah proses penambahan bahan

kimia atau koagulan kedalam air limbah dengan maksud mengurangi daya tolak

menolak antar partikel koloid, sehingga partikel-partikel tersebut dapat bergabung

menjadi flok-flok kecil. Flokulasi adalah proses penggabungan flok-flok kecil hasil

proses kuagulasi menjadi flok-flok berukuran besar sehingga mudah mengendap

(Mujiadi, S. dan Nieke, K. 2002)

Koagulasi adalah proses kimia yang digunakan untuk menghilangkan bahan

cemaran yang tersuspensi atau dalam bentuk koloid. Partikel-partikel koloid ini tidak

dapat mengendap sendiri dan sulitditangani oleh perlakuan fisik. Melalui

proseskoagulasi, kekokohan partikel koloid ditiadakan sehingga terbentuk flok-flok

lembut yang kemudian dapat disatukan melalui prosesflokulasi. Penggoyahan partikel

koloid ini akan terjadi apabila elektrolit yang ditambahkan dapat diserap oleh partikel

koloid sehingga muatan partikel menjadi netral. Penetralan muatan partikel oleh

koagulan hanya mungkin terjadijika muatan partikel mempunyai konsentrasiyang

cukup kuat untuk mengadakan gaya tarik menarik antar partikel koloid (Anonim,

2010).

Koagulasi yang efektif terjadi pada selang pH tertentu. Penggunaan koagulan

logam seperti aluminium dan garam-garam besi secara umum dapat mendekolorisasi

limbah cair yang mengandung melanoidin. Koagulasi merupakan proses destabilisasi

muatan pada partikel tersuspensi (Mujiadi, S. dan Nieke, K. 2002).

Gambar: proses koagulasi

Flokulasi adalah proses penggumpalan bahan terlarut, kolois, dan yang tidak

dapat mengendap dalam air. Uji koagulasi-flokulasi dilaksanakan untuk menentukan

dosis bahan-bahan kimia, dan persyaratan yang digunakan untuk memperoleh hasil

yang optimum. Metode uji ini digunakan untuk mengevaluasi berbagai jenis koagulan

dan koagulan pembantu pada proses pengolahan air bersih dan air Iimbah. Pengaruh

konsentrasi koagulan dan koagulan pembantu dapat juga dievaluasi dengan metode

ini. Peralatan yang diperlukan terdiri dari: Pengaduk, Gelas Kimia, Rak Pereaksi

Bahan kimia dan bahan pembantu, digunakan untuk larutan dan suspensi pengujian,

kecuali koagulan pernbantu dapat dipersiapkan setiap akan digunakan dengan

membuat larutan sampai mencapai konsentrasi 10 gr/L. Koagulan pembantu, dalam

perdagangan tersedia berbagai macam koagulan pembantu atau polielektrolit

(Anonim, 2010).

Mekanisme koagulasi flokulasi yang terjadipada efluen limbah cair yang

mengandung melanoidin dapat dijelaskan sebagai berikut melanoidin memiliki

muatan negatif yang kemudian harus dinetralkan untuk terjadinya proses koagulasi

flokulasi. Dispersi koloid inistabil karena adanya penolakan elektrostatikantara

muatan-muatan negatif partikel koloid Jika partikel-partikel koloid tersebut bersifat

netral, maka akan terjadi penggumpalan dan pengendapan karena pengaruh gravitasi.

Proses penggumpalan dan pengendapan ini disebut koagulasi (Anonim,2010).

II. METODOLOGI PRAKTIKUM

A. Alat dan Bahan

1. Alat

a. Jar test

b. Gelas bekker 250 ml 4 buah

c. Gelas bekker 1000 ml 4 buah

d. Pipet ukur 5 ml

e. pH meter

f. Pipet tetes

2. Bahan

a. Larutan koagulan : Dilarutkan 10 gram koagulan tawas di dalam 1 liter

aquadest

b. NaOH 0,1 N

c. HCl 0,1 N

B. Prosedur Praktikum

a. Kalibrasi

1. Menghidupkan pH meter dan mendiamkan selama beberapa menit sebelum

digunakan

2. Membilas electrode dengan aquadest beberapa kali lalu mengeringkan

dengan tissue

3. Menstandarisasi pH meter dengan mencelupkan electrode ke dalam gelas

bekker yang berisi buffer pH 7, kemudian membilasnya dengan aquadest

4. Apabila diperkirakan sampel bersifat asam, maka dilakukan standarisasi

menggunakan buffer pH 4 sesuai dengan langkah 3

5. Apabila diperkirakan sampel bersifat basa, maka dilakukan standarisasi pH

dengan menggunakan buffer pH 9 sesuai dengan langkah 3

6. Mencelupkan electrode pH meter ke dalam gelas bekker yang telah berisi

sampel

7. Mencatat hasil yang keluar

b. Pengaturan pH

1. Tawas bekerja optimum pada pH 6-8

2. Menuangkan 100 ml air sampel ke dalam 250 ml dan menambahkan 5 mg

Al dari larutan tawas pokok (tawas diencerkan 10 x sebelumnya)

3. Mengukur pH larutan dengan pH meter

4. Apabila larutan bersifat basa (pH > 7), maka menitrasinya menggunakan

buret dengan larutan NaOH 0.1 N sampai pH 7 sambil mencatat jumlah

titran

5. Apabila larutan bersifat asam (pH < 7), maka menitrasinya menggunakan

buret dengan larutan HCl 0.1 N sampai pH 7 sambil mencatat jumlah titran

6. Untuk sampel dalam jar test sebanyak 1000 ml, jumlah titran x 10

c. Jar-test

1. Menyiapkan 4 buah gelas bekker ukuran 1000 ml.

2. Memasukkan sampel limbah cair ke dalam masing-masing gelas bekker

sebanyak 1000 ml.

3. Mengukur pH limbah cair dengan pH meter (pH optimal 6-8)

4. Bila terlalu asam atau basa, masukkan larutan NaOH atau HCl yang

dibutuhkan supaya sampel dalam keadaan optimum (pH 6-8)

5. Menempatkan sampel pada alat jar test dan menyiapkan alat pencatat

waktu.

6. Menyalakan alat jar test, mengatur pengatur waktu pada angka 20 menit

juga mengeset putaran pada 100 rpm

7. Memasukkan koagulan tawas 1, 2, 3, 4 ml ke dalam 4 bekker secara

besamaan, menghidupkan stopwatch dan mengaduk campuran pada 100

rpm selama 1 menit.

8. Dilanjutkan pengadukan lambat dengan kecepatan 20 rpm selama 15 menit

9. Setelah 15 menit, alat dihentikan dan flok dibiarkan mengendap selama 15

menit.

10. Mengamati dan membandingkan jumlah endapan dan tingkat kekeruhan

masing-masing bekker

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Praktikum

Tabel Hasil Pengukuran pH Sampel

Sampel pH awal Koagulan tawas pH Akhir Tingkat

kekeruhan

1

2

3

4

60 ml

65 ml

70 ml

75 ml

4

3

2

1

Keterangan tingkat kekeruhan :

1. Jernih

2. Agak Jernih

3. Agak keruh

4. Keruh

Tabel Hasil Pembacaan Suspended Solid (TSS)

Sampel Suspended solid

1

2

3

4

303 mg/l

282 mg/l

280 mg/l

263 mg/l

B. Pembahasan

Praktikum acara 8 ini dilakukan pengukuran kekeruhan sampel limbah cair

dengan jar-test. Limbah cair yang digunakan adalah limbah tahu. Jar-test merupakan

suatu metode pengendapan dengan menggunakan tiga langkah, koagulasi, flokulasi

dan sedimentasi. Alat jar test yang digunakan terdiri dari 4 pengaduk yang dapat

diatur waktu dan kecepatannya.

Prinsip jar-test ini, menggunakan tiga tahapan. Tahapan tersebut adalah

koagulasi, flokulasi dan sedimentasi. Koagulasi adalah proses pengolahan limbah cair

secara kimia dengan cara menambahkan senyawa koagulan ke dalam limbah cair

yang mengandung bahan cemaran yang berupa “padatan tersuspensi” atau koloid.

Flokulasi merupakan proses kelanjutan dari proses koagulasi. Flokulasi adalah proses

pembentukan partikel-partikel kecil menjadi partikel-partikel yang berukuran lebih

besar dengan menambahkan bahan kimia tertentu, kemudian dilanjutkan dengan

pengadukan lambat agar campuran tersebut membentuk gumpalan atau flok yang

dapat mengendap dengan cepat. Sedimentasi adalah proses pengendapan, pemisahan

antara padatan hasil pengikatan dengan cairan limbah secara gravitasi dalam tangki

sedimentasi.

Manfaat jar-test ini adalah memisahkan partikel padatan, baik yang

tersuspensi atau koloid dengan larutannya. Jar-test ini biasanya digunakan untuk

mengetahui penambahan senyawa (dosis) zat koagulasi yang optimal.

Waktu pengawetan sampel untuk praktikum jar-test maksimal 1 hari sebelum

pelaksanaan, agar sampel tidak tersedimentasi sebelum dilakukan jar-test. Apabila

telah terjadi sedimentasi, maka penentuan dosis panambahan koagulan yang tepat

tidak optimal. Sehingga waktu pengambilan sampel maksimal 1 hari sebelum

pelaksanaan jar-test agar sedimentasi tidak terjadi dan penentuan dosis yang tepat

untuk koagulasi lebih akurat.

Sebelum dilakukan jar-test, dilakukan kalibrasi terhadap pH meter supaya

diperoleh alat dengan tingkat validitas yang dapat dipertanggungjawabkan. Terdapat

tiga macam tahapan yang dilakukan selama praktikum, yaitu standarisasi pH meter,

pengaturan pH sampel, dan percobaan jar test.

Kedua tahap pertama bertujuan untuk menciptakan kondisi sampel limbah cair

agar koagulan yang digunakan dapat bekerja secara optimal. Tawas bekerja optimal

pada pH 6-8. Pada pengaturan pH sampel dilakukan penambahan HCl karena sampel

yang digunakan bersifat basa sehingga harus dinetralkan terlebih dahulu hingga

mencapai pH sekitar 7. Pengujian yang dilakukan awalnya adalah melakukan

kalibrasi terhadap pH meter dengan larutan aquades, standar 7, dan standar 4. dari

hasil kalibrasi didapatkan slope sebesar – 56,3 yang nantinya akan digunakan dalam

perhitungan pH yang diamati. Dalam praktikum ini digunakan koagulan tawas

dengan jumlah 60 ml, 65 ml, 70 ml, 75 ml sebagai koagulan. Prinsip kerja tawas ini

adalah memecah ikatan zat yang terlarut dalam air (termasuk suspensi), kemudian

mengikatnya. Contoh reaksi yang terjadi dengan koagulan tawas :

Al2(SO4)3.18H2O + 3Ca(HCO3) 2Al(OH)3 + 3Ca(SO4) + 6CO2 + 18H2O

Al2(SO4)3.18H2O + 3Ca(OH)2 2Al(OH)3 + 3Ca(SO4) + 3CO2 + 18H2O

Koagulasi merupakan proses kimia yang digunakan untuk menghilangkan

bahan cemaran yang tersuspensi atau dalam bentuk koloid. Dalam limbah perlu

menggunakan koagulan karena partikel-partikel dalam limbah tersebut sulit untuk

mengendap, kalaupun dapat mengendap perlu waktu yang lama.

Dalam praktikum ini, koagulan yang digunakan yaitu tawas karena

merupakan bahan yang murah dan paling mungkin diterapkan di UKM. Tawas dapat

bekerja sacara maksimal dengan pH 6-8, limbah yang sudah ditambah tawas dan

diketahui bahwa pH limbah bersifat asam, yaitu maka perlu dititrasi NaOH, apabila

pH limbah bersifat basa perlu dititrasi dengan HCl, titrasi dilakukan agar pH standard

sehingga tawas dapat bekerja secara maksimal, titrasi dilakukan pada volum tertentu

sesuai dengan penambahan tawas.

Menurut literatur, Tawas dapat bekerja optimal pada pH tertentu. Dalam hal

ini, pH yang optimal yaitu 6-8. Hasil yang didapatkan dari praktikum kali ini dapat

diketahui bahwa pada penambahan tawas 60 ml (sampel 1), 65ml (sampel 2), 70ml

(sampel 3), dan 75 ml (sampel 4) didapatkan hasil Suspended Solid (TSS) adalah

303 mg/L, 282 mg/L, 28 mg/L, 263 mg/L. Dari penambahan keempat tawas tersebut,

di dapatkan nilai TSS yang paling baik adalah pada penambahan koagulan tawas 75

mg/l (sampel 4) yaitu 263 mg/l. Hal ini dikarenakan,pada sampel 4 penambahan

koagulan tawasnya paling banyak yaitu75 mg/l, sehingga memiliki tingkat kejernihan

yang paling tinggi dibandingkan dengan sampel lainnya.

Sedangkan pH yang dihasilkan dari penambahan 5, 6, 7, dan 8 mL berturut-

turut adalah 7,62 ; 7,53 ; 7,56 ; 7,55. Hasil dari uji pH telah menunjukkan kesamaan

dengan baku mutu pembuangan limbah cair menurut SNI yaitu antara 6 – 8.