MAKALAH

Pengolahan Air Limbah Industri Tekstil Secara Koagulasi

dengan Menggunakan Aluminium Sulfat ( Al2(SO4)3. n H2O )Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu TugasMata Kuliah Pengolahan Air Proses dan Limbah Tekstil

Disusun Oleh :

Raeza Nur Octavia

( 10020024 )

Rahmat Hidayat

( 10020030 )

Moch. Indra Lungguh G.( 10020040 )

Ginanjar Waluya ( 10020043 )

Grup : K-1, K-2Dosen :

Haryanti Rahayu, S.Teks., M.T.Budi Handoko, S.S.T.SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TEKSTIL

B A N D U N G

2 0 1 3

ABSTRAK

Salah satu sistem pengolahan limbah yaitu dengan metode koagulasi-flokulasi, dimana limbah diendapkan dengan menggunakan koagulan Tawas Aluminium ( Al2(SO4)3. n H2O ), yang merupakan senyawa organik yang mampu mengkoagulasi zat tersuspensi dan koloid dengan baik. Koagulan adalah zat kimia yang menggabungkan partikel-pertikel koloid dalam air, sehingga partikel terlarut nantinya dapat digabungkan dalam bentuk yang lebih besar sehingga mudah diendapkan. Proses koagulasi-flokulasi ini dapat menurunkan kadar zat pencemar sekitar 70%. Sedangkan flokulan yang dipakai adalah polimer Evviro 104 yang mempunyai muatan positif, yang dapat mengikat koloid menjadi bentuk flok dengan reaksi dan juga mempunyai kemampuan untuk mengikat zat warna sehingga dapat membantu mengurangi warna pada air limbah.Kata kunci : aluminium sulfat, limbah cair industri tekstil, koagulasi-flokulasi.

BAB I

PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang

Keberadaan industri tidak dapat dipisahkan dari lingkungannya, sehingga limbah industri berupa limbah cair, limbah padat, limbah suara dan limbah padat, perlu dikendalikan dan diolah sehingga bersih dan bebas zat pencemar sebelum dibuang ke lingkungan.

Pengolahan limbah cair dilakukan untuk mengurangi zat pencemar baik yang berasal dari limbah rumah tangga maupun dari limbah industri. Limbah cair mengandung beberapa jenis zat pencemar seperti zat organik, senyawa yang mengandung nitrogen, padatan tersuspensi/terendapkan, senyawa garam, senyawa organik beracun, dan beberapa mokroorganisme patogen, serta zat lainnya.

Kebanyakan zat pencemar tersebut terutama zat organik merupakan zat penyerap oksigen, sehingga mengurangi kadar oksigen terlarut didalam air dan mengganggu kehidupan biota air. Disamping zat pencemar, limbah cair sering keluar dari proses dalam keadaan panas, sehingga perlu didinginkan sebelum diolah.

Air limbah industri tekstil pada umumnya mempunyai tingkat kepekatan warna dan kekeruhan yang tinggi. Untuk menghilangkan partikel-partikel penyebab kekeruhan yang mempunyai ukuran molekul yang beragam dapat dilakukan dengan pengendapan. Pada umumnya partikel yang ukurannya besar memerlukan waktu yang singkat untuk mengendap, sedangkan partikel yang ukurannya lebih kecil memerlukan waktu yang lama untuk mengendap.

Salah satu sistem pengolahan limbah yaitu dengan metode koagulasi-flokulasi, dimana limbah diendapkan dengan menggunakan koagulan Tawas Aluminium ( Al2(SO4)3. n H2O ).1.2 Rumusan MasalahRumusan masalah dalam penulisan ini adalah untuk mengetahui sejauh mana kemampuan aluminium sulfat sebagai koagulan dapat memproses limbah industri tekstil.1.3 Tujuan PenulisanTujuan dari penulisan ini adalah untuk mengetahui kemampuan aluminium sulfat sebagai koagulan untuk mengolah limbah industri tekstil

1.4 Manfaat PenulisanHasil penulisan ini diharapkan bermanfaat sebagai masukan alternatif untuk mengolah limbah industri tekstil.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA2.1 Koagulasi-Flokulasi2.1.1 Koagulasi

Koagulasi adalah suatu proses pengurangan suatu gaya tertentu yang menjaga partikel terlarut tetap terpisah satu sama lain. Proses ini terjadi ketika ada penambahan zat kimia berupa koagulan didalam air yang dicampurkan dengan kecepatan tinggi (rapid mix, mis 100 rpm) pada kolam pencampur. Flokulasi didefinisikan sebagai aglomerasi partikel terlarut sehingga membentuk partikel yang akan mengendap oleh gaya gravitasi.

Proses koagulasi dalam air limbah akan mengurangi konsentrasi padatan terlarut, padatan halus yang muncul sebagai kekeruhan dan warna, serta materi koloid lainnya sampai mencapai pada limit yang dapat ditolerir.

Air limbah industri tekstil biasanya mempunyai warna yang pekat dan keruh yang disebabkan oleh partikel-partikel kecil. Warna pda air disebabkan oleh zat terlarut yang dapat menyerap sinar putih matahari dan memantulkan sinar dengan panjang gelombang tertentu. Warna air juga dipengaruhi oleh kekeruhannya untuk menghilangkan partikel-partikel penyebab kekeruhan yang mempunyai ukuran yang beragam biasanya dilakukan sedimentasi. Partikel yang ukurannya besar memerlukan waktu yang sebentar untuk mengendap sedangkan partikel yang ukurannya sangat kecil memerlukan waktu yang lama untuk mengendap. Supaya partikel yang ukurannya sangat kecil ini bisa mengendap dengan cepat maka partikelnya perlu diperbesar dan hal tersebut dapat dilakukan dengan proses koagulasi flokulasi.

Tabel Kecepatan Pengendapan Berbagai Ukuran Partikel

Diameter Partikel (mm)KlasifikasiWaktu Pengendapan

Untuk Tiap 1 feet

10Kerikil0,3 detik

1Pasir Kasar3,0 detik

0,1Pasri Halus38 detik

0,01Mendap (Silt)33,0 menit

0,001Bakteri55,0 jam

0,0001Koloid230 hari

0,00001Koloid6,3 tahun

0,000001Koloid66,0 tahun

Sumber : American Water Works Association, 1971, hal 70

Koagulasi adalah suatu proses destabilisasi partikel koloid. Secara esensial partikel dilapisi dengan lapisan perekat yang menyebabkan partikel tersebut berflokulasi dan kemudian mengendap selama selang waktu tertentu.

Ada dua tipe umum dispersi partikel padat dalam air, yaitu hidrofobik dan hidrofilik. Pembagian dua tipe ini berdasarkan gaya tarik permukaan air terhadap partikel. Partikel hidrofobik mempunyai gaya tarik lebih kecil terhadap air sementara partilke hidrofilik mempunyai gaya tarik yang besar terhadap air.

Faktor penting dalam stabilitas koloid adalah kehadiran muatan permukaan. Stabilitas diperoleh dengan berbagai cara, bergantung pada komposisi medium dan koloid. Stabilitas ini harus dilawan apabila partikel ini akan membentuk agregat (berflokulasi) partikel yang lebih besar sampai pada ukuran dimana partikel ini dapat dengan mudah diendapkan.

Muatan permukaan terbentuk sebagian besar melalui adsorbsi, ionisasi dan penggantian isomorf. Misalnya, tetesan minyak, gelembung gas atau zat kimia inert yan secara terdipersi dalam air akan mendapatkan muatan negatif melalui adsorbsi prefensial anion (biasanya ion hidroksil). Pada protein atau mikroorganisme, muatan permukaan diperoleh melalui anionasasi gugus karboksil dan amino. Muatan ini bisa ditampilkan sebagai N2H-R-COO- pada pH tinggi, +N3H-R-COOH pada pH rendah dan +N3H-R-COO pada titik isoelektrik dimana R mewakili badan padatan. Muatan yang diperoleh melalui pergantian isomorf, brlangsung pada tanah liat dan partikel tanah lainnya, dimana ion pada struktur lattiice (kisi) diganti dengan ion dari larutan (misalnya pergantian Si dengan Al).

Ketika permukaan partikel ataupun koloid bermuatan, beberapa ion dengan muatan berbeda (dikenal dengan ion counter) akan tertarik ke permukaan partikel ataupun koloid tersebut. Ion-ion tersebut tertahan di permukaan partikel ataupun koloid oleh gaya stais dan gaya Van der Waals yang cukup kuat. Tertahannya ion-ion tersebut menyebabkan terhindarnya pertikel koloid dari agitasi termal. Lapisan luar ion (diffuse layer) yang mengelilingi lapisan rapat (fixed layer) ion-ion tersebut, menghalangi terbentuknya lapisan padat ganda (compact double layer) oleh agetasi termal. Hal ini digambarkan secara skematis dalam gambar 2.2.1. pada gambar terlihat bahwa lapisan ganda yang terdiri dari lapisan padat (stern) yang pada badan larutan nilai potensialnya jatuh dari (o tadi ke (s dan lapisan terhambur yang pada badan larutan larutan nilai potensilnya jatuh dari (s ke 0.Jika suatu partikel seperti pada gambar 2.2.1 ditempatkan pada larutan elektrolit dan suatu elektron dialirkan pada larutan tersebut, maka partikel (bergantung pada muatan permukaannya) akan tertarik pada salah satu elektroda, dan bersarnya pula tertarik kabut ion.

Nilai potensial permukaan bidang geser (surface of share) di ukur beberapa kali pada operasi pengloahan limbah. Nilai pengukuran sering kali dinamakan zeta potensial. Secara toeri, potensial zeta harus berhubungan dengan pengukuran nilai potensial permukaan lapisan rapat ion-ion (fixed layer of ion) yang tertarik pada ion partikel, seperti digambarkan pada gambar 2.2.1. kegunaan pengukuran nilai potensial zeta ini terbatas karena nlainya bervariasi bergantung pada komponen larutan, dan karenanya bukan merupakan pengukuran yang dapat diulang (repeatable).

Agar tejadi agregasi partikel, harus diambil suatu langkah yang dapat mengurangi atau mengatasi efek muatan permukaan koloid tersebut. Efek muatan dapat diatasi dengan :

1. Penambahan suatu potensial ion yang akan mengambil muatan atau akan bereaksi dengan permukaan koloid untuk mengurangi muatan permukaan, atau penambahan suatu elektrolit, yang akan mengurangi ketebalan lapisan elektrik terhambur dan karenanya akan mengurangi nilai potensial zeta.

2. Penambahan molekul berantai panjang (polimer), yang dapat terionisasi sebagian dan karenanya dinamakan polielektrolit, yang akan memindahkan partikel dengan cara adsorbsi dan penggabungan.

3. Penambahan zat kimia yang membentuk ion logam terhidrolisis.

2.1.2 Flokulasi

Agar partikel-partikel koloid dapat menggumpal, gaya tolak menolak elektrostatik antara partikelnya harus dikurangi dan transportasi partikel harus menghasilkan kontak diantara partikel yang mengalami destabilisasi. Setelah partikel-partikel koloid mengalami destabilisasi, adalah penting untuk membawa partikel-partikel tersebut ke dalam suatu kontak antara satu dengan yang lainnya sehingga dapat menggumpal dan membentuk partikel yang lebih besar yang disebut flok. Proses kontak ini disebut flokulasi dan biasanya dilakukan dengan pengadukan lambat (slow mix) secara hati-hati. Flokulasi merupakan factor paling penting yang mempengaruhi efisiensi penghilangan partikel. Tujuan flokulasi adalah untuk membawa partikel-partikel ke dalam kontak sehingga mereka bertubrukan, tetap bersatu, dan tumbuh menjadi satu ukuran yang siap mengendap. Pengadukan yang cukup harus diberikan untuk membawa flok ke dalam kontak. Terlalu banyak pengadukan dapat membubarkan flok sehingga ukurannya menjadi kecil dan terdispersi halus (Davis dan Cornwell, 1991).

Dalam proses flokulasi, kecepatan penggumpalan dari agregat ditentukan oleh banyaknya tubrukan antar partikel yang terjadi serta keefektifan benturan tersebut. Dalam hal ini, tubrukan antar partikel terjadi melalui tiga cara, yakni :

1. Kontak yang diakibatkan oleh adanya gerak termal (panas), yang dikenal sebagai gerak Brown. Flokulasi yang terjadi oleh adanya gerak Brown ini disebut flokulasi perikinetik.

2. Kontak yang diakibatkan oleh adanya gerakan media (air), misalnya karena pengadukan. Flokulasi yang terjadi akibat gerakan fluida ini disebut flokulasi ortokinetik.

3. Kontak yang terjadi akibat perbedaan laju pengendapan dari masing-masing partikel.2.1.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Proses Koagulasi-Flokulasi1. Pengaruh Derajat Keasaman Air (pH)

Derajat keasaman (pH) berpengaruh pada proses koagulasi-flokulasi, karena sifat kimia koagulan sangat tergantung pada pH. Pada proses koagulasi-flokulasi, terdapat suatu daerah pH dimana dapat terjadi proses koagulasi yang baik dalam waktu singkat dengan suatu dosisi koagulan tertentu. Contohnya tawas aluminium daerah pH yang baik dimana terbentuk flok yang lebih besar adalah pada pH 7-9.2. Pengaruh Tingkat Kekeruhan Air

Sifat atau macam kekeruhan air juga harus dijadikan bahan pertimbangan dalam proses koagulasi. Sifat kekeruhan air menyangkut tingkat kekeruhan dan karakteristik material kebutuhan air.

Tingkat kekeruhan air berpengaruh terhadap mekanisme proses pembentukan flok. Sesuai dengan teori destabilisasi, pada tingkat kekeruhan air yang rendah, proses destabilisasi akan susah terjadi. Sebaliknya pada tingkat kekeruhan air yang tinggi, proses destabilisasi akan dapat berlangsung dengan lebih cepat, tetapi bila pada kondisi tersebut dipakai dosis koagulan yang rendah, maka pembentukan flok kurang efektif.

Untuk air yang mengandung partikel koloid organik yang berasal dari air buangan industri, biasanya menimbulkan kesukaran dalam proses koagulasi, dan sebagai akibatnya adalah meningkatnya kebutuhan akan koagulan, karena terjadi reaksi yang banyak antara koagulan dengan partikel koloid.

3. Pengaruh Koagulan

Jenis koagulan yang digunakan untuk proses koagulasi akan mempengaruhi mekanisme destabilisasi partikel koloid, sebab setiap koagulan mempunyai karakteristik yang berbeda-beda.4. Pengaruh kondisi Pengadukan

Agar dapat diperoleh hasil yang baik pada saat koagulasi-flokulasi, astu hal yang perlu diperhatikan adaqlah sistem pengadukannya yaitu untuk mencampurkan koagulan untuk pembuatan flok. Yang perlu diperhatikan, bahwa pengadukan itu harus betul-betul merata, sehingga semua koagulan yang dibutuhkan akan bereaksi dengan partikel-partikel atau dengan ion-ion di dalam suspensi.

Selain itu, kecepatan pengadukan sangat mempengaruhi pertumbukan flok. Bila kecepatan peengadukan itu terlalu lambat, akan mengakibatkan terlalu lambatnya pertumbukan flok. Disisi lain, kecepatan pengadukan ini terlalu besar, akan mengakibatkan terpisahnya kembali flok-flok yang telah bergabung.

Di dalam flokulasi, benturan atau kontak antar partikel dapat terjadi melalui tiga cara, yaitu :1. Kontak yang diakibatkan oleh adanya gerak termal (panas), yang dikenal sebagai Gerak Brown. Flokulasi yang terjadi oleh Gerak Brown ini lebih dikenal sebagai Flokulasi Perikinetik.

2. Kontak yang diakibatkan oleh adanya gerak media (air), misalnya diakibatkan oleh pengadukan. Flokulasi yang disebabkan oleh gerak media, disebut jugaFlokulasi Ortokinetik.

3. Kontak yang terjadi akibat kecepatan mengendap masing-masing partikel yang tidak sama.

Cara pertama dan kedua terjadi dalam proses pembentukan mikroflok dan penggabungan mikroflok menjadi makroflok. Sedangkan cara ketiga biasanya terjadi pada saluran efluen dari bak pengaduk dan di dalam bak sedimentasi.BAB 3

PEMBAHASAN3.1 Pengolahan Limbah Industri Tekstil secara Koagulan dengan Aluminium SulfatKoagulan dapat dikelompokkan atas : alum, garam besi (seperti ferri klorida), atau polimer. Diantara ketiga jenis diatas, alum merupakan jenis yang paling umum digunakan karena lebih murah.Tawas alum atau alum adalah nama dagang dari Aluminium Sulfat dengan rumus kimia Al2(SO4)3. n H2O ( nilai n bervariasi antara 13 sampai 18 ). Ketika dilarutkan dalam air akan terurai menurut reaksi :

Al2(SO4)3 + 6H2O

2Al(OH)3 + 3H2SO4Aluminium Hidroksida, Al(OH)3, adalah zat yang tidak larut berbentuk flok bergel (gelatinous flock) yang akan mengendap secara perlahan. Ketika partikel ini mengendap, maka partikel tersebut akan mengajak serta partikel-partikel yang larut dalam air. Karena reaksi disosiasi di atas menghasilkan asam, maka pH larutan akan turun. Untuk menaikkan pH larutan, maka ditambahkan Kalsium Karbonat (CaCO3). Reaksi yang terjadi yaitu sebagai berikut :

CaCO3 + H2SO4

CaSO4 + H2O + CO2Air yang akan bereaksi dengan aluminium sulfat harus cukup mengandung alkalinitas agar dapat membentuk flok hidroksida. Biasanya pada pH yang diperbolehkan, alkalinitas berada dalam bentuk ion bikarbonat. Reaksi sederhana pembentukan flok adalah sebagai berikut (Benefield et. al., 1982).Al2(SO4)3.14H2O + 3Ca(HCO3)2 .. 2 Al(OH)3 + 3CaSO4 + 14 H2O + 6 CO2.Ada air tertentu yang tidak mengandung cukup alkalinitas untuk bereaksi dengan alum, sehingga perlu ditambahkan alkalinitas. Biasanya alkalinitas dalam bentuk ion hidroksida ditambahkan dengan penambahan kalsium hidroksida (slaked atau kapur hidrat). Reaksi koagulasi dengan adanya kalsium hidroksida adalah sebagai berikut :

Al2(SO4)3.14H2O + 3Ca(OH)2 2 Al(OH)3 + 3CaSO4 + 14 H2OAlkalinitas dapat juga ditambahkan dalam bentuk ion karbonat dengan penambahan natrium karbonat (soda abu).

Kebanyakan air mengandung cukup alkalinitas, sehingga tidak perlu dilakukan penambahan zat kimia lain selain aluminium sulfat. Rentang pH optimum untuk alum berkisar antara 4,5 8,0 karena aluminium hidroksida menjadi sukar larut pada pH tersebut. Aluminium sulfat umumnya terdapat dalam bentuk kering tetapi adajuga yang cair. Aluminium sulfat kering biasanya berbentuk butiran halus, bubuk, dan bongkahan tetapi yang umumnya digunakan adalah aluminium sulfat dalam bentuk butiran halus. Butiran halus tersebut mengandung 15-22 % Al2O3 yang meliputi 14 kristal air, dengan berat sekitar 60-63 lb/ft3, dan dapat diumpankan langsung, sedangkan aliminium sulfat cair mengandung 50 % alum. Alum dapat digunakan sebagai koagulan tunggal maupun digunakan bersama bahan lain, misalnya sodium aluminate. (Na Al O2). (Reynolds, 1982).

BAB IVPENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari pembahasan tentang pengolahan limbah secara koagulasi dengan menggunakan aluminium sulfat dapat di tarik kesimpulan bahwa aluminium sulfat memiliki kemampuan yang cukup baik dalam memproses air limbah industri tekstil dan memiliki harga yang relatif lebih ekonomis dibandingkan dengan koagulan yang lain.

4.2 SaranUntuk kepada para penggerak industri tekstil supaya dapat mempertimbangkan aluminium sulfat ini sebagai alternatif untuk mengolah air limbah industri tekstil. Selain itu perlu juga dikembangkan penelitian yang menggunakan koagulan yang lain yang kemampuannya sama dengan aluminium sulfat tapi dengan yang lebih ekonomis dan ramah lingkungan.DAFTAR PUSTAKAMulia, Ahmad. 2009. Proses Penjernihan Limbah Cair Industri Tekstil. Sumatra Utara. www. repository.usu.ac.id/.Isminingsih Gitopadmojo, Seri Kuliah Air Proses Untuk Industri Tekstil, Pengolahan Limbah dan Produksi Bersih. STT Tekstil. Bandung, 2008. EMBED CorelDraw.Graphic.8

_1425139735.unknown