pengolahan air kel 1
TRANSCRIPT
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan pokok bagi kehidupan manusia. Dalam kehidupan sehari-hari
manusia selalu memerlukan air terutama untuk minum, masak, mandi, mencuci dan sebagainya.
Pada saat ini, persentase penduduk di Indonesia yang sudah mendapatkan pelayanan air bersih
dari badan atau perusahaan air minum masih sangat kecil yaitu untuk daerah perkotaan sekitar
45 % , sedangkan untuk daerah pedesaan baru sekitar 36 % .
Di daerah-daerah yang belum mendapatkan pelayanan air bersih tersebut, penduduk
biasanya menggunakan air sumur galian, air sungai yang kadang-kadang bahkan sering kali air
yang digunakan kurang memenuhi standart air minum yang sehat. Bahkan untuk daerah yang
sangat buruk kualitas air tanah maupun air sungainya, penduduk hanya menggunakan air hujan
untuk memenuhi kebutuhan akan air minum. Oleh karena itu di daerah-daerah seperti ini,
persentase penderita penyakit yang disebabkan akibat penggunaan air minum yang kurang bersih
atau kurang memenuhi syarat kesehatan masih sangat tinggi.
Dalam rangka penyediaan air minum yang bersih dan sehat bagi masyarakat pedesaan
yang mana kualitas air tanahnya buruk serta belum mendapatkan pelayanan air minum dari
PAM, perlu memasyarakatkan alat pengolah air Minum sederhana yang murah dan dapat dibuat
oleh masyarakat dengan menggunakan bahan yang ada dipasaran setempat.
Salah satu alat pengolah air minum sederhana tersebut adalah alat pengolah air minum
yang merupakan paket terdiri dari Tong (Tangki), Pengaduk, Pompa aerasi dan saringan dari
pasir atau disingat Model TP2AS. Alat ini dirancang untuk keperluan rumah tangga sedemikian
rupa sehingga cara pembuatan dan cara pengoperasiannya mudah serta biayanya murah. Cara
pengolahannya dengan menggunakan bahan kimia yaitu hanya dengan tawas dan kapur
(gamping).
Alat Pengolah Air Minum model TP2AS ini sangat cocok digunakan untuk pengolahan air
minum yang air bakunya mengandung zat besi dan mangan dan zat organik, dengan biaya yang
sangat murah.
Koagulasi
Proses koagulasi adalah pembubuhan bahan kimia ke dalam air yang akan diolah agar
partikel-partikel yang susah mengendap dalam air mengalamidestabilisasi dan saling berikatan
membentuk Flok yang lebih besar dan tentu lebih beratsehingga mudah mengendap di
Bak Sedimentasi dan atau Bak Filtrasi. Apabila kekuatan ionic dalam air cukup besar, maka
keberadaan koloid dalam air sudahdalam bentuk terdestabilasasi. Desatabilisasi ini disebabkan
oleh ion monovalen dan divalent yang berada dalam air. Yang menjadi masalah adalah apabila
kekuatan ionic dalam air sangatkecil sehingga menyebabkan koloid dalam air dalam kondisi
stabil, sehingga susah saling berikatan karena seluruh koloid memiliki muatan yang sama. Untuk
itulah sangat diperlukan proses koagulasi untuk mendestabilkan koloid ± koloid tersebutAda
beberapa daya yang menyebabkan stabilitas koloid, yaitu ; Gaya Elektrostatik, yaitu gaya tolak
menolak terjadi jika koloid ± koloid mempunyai muatanyang sejenis.Bergabung dengan molekul
air ( reaksi Hidrasi ). Stabilisasi yang disebabkan oleh molekul besar yang diadsorpsi pada
permukaan. Suspensi atau koloid bisa dikatakan stabil jika semua gaya tolak menolak antar
partikel lebih besar daripada gaya tarik massa, sehingga dalam waktu tertentu tidak terjadi
agregasi. Untuk menghilangkan kondisi stabil tersebut, maka harus merubah gaya interaksi
diantara koloiddengan pembubuhan bahan kimia ( sebagai donor muatan ) supaya gaya tarik
menarik menjadi lebih besar. Ada tiga faktor yang menentukan keberhasilan suatu proses
koagulasi yaitu: jenis bahan kimia koagulan yang dipakai, dosis pembubuhan bahan kimia,
pengadukan dari bahan kimia. Ketiga faktor ini saling berkaitan antara satu dengan lainnya.
Penentuan ketiga faktor tersebutdi lapangan harus dengan pertimbangan yang baik. Jenis bahan
kimia koagulan. Jenis bahan kimia koagulan yang umum dipakai yaitu: koagulan garam logam
dan koagulan polimer kationik. Contoh koagulan garam logam antara lain : AluminiumSulfat
atau tawas (Al3(SO4)2.14H2O) Feri Chloride (FeCl3) Fero Chloride (FeCl2) Feri Sulfhate
(Fe2(SO4)3).
Flokulasi
Flokulasi adalah proses pengadukan lambat agar campuran koagulan dan air baku yang telah
merata membentuk gumpalan atau flok dan dapat mengendap dengan cepat.
Tujuan utama flokulasi adalah membawa partikel ke dalam hubungan sehingga partikel-partikel
tersebut saling bertabrakan, kemudian melekat, dan tumbuh mejadi ukuran yang siap turun
mengendap. Pengadukan lambat sangat diperlukan untuk membawa flok dan menyimpannya
pada bak flokulasi. Sebelum tiba di bak flokulasi, air sudah dikoagulasikan, dan sudah memiliki
inti flok (microflocs). Sehingga kini saatnya mendorong inti flok menjadi kumpulan dan
membentuk flok yang lebih besar. Waktu penahanan sekitar 20 sampai 60 menit dibutuhkan,
oleh karena itu bak flokulasi harus 50 kali lebih besar dari unit kecepatan pengadukan.
Pergejolakan yang lembut diperlukan pada unit ini untuk menaikkan pengadukkan dengan
seksama. Meskipun pengadukan seharusnya tidak terlalu keras karena akan menyebabkan
rusaknya flok yang sudah terbentuk. Bak flokulasi dikategorikan menjadi tipe aliran mendatar
(axial flow type/hydraulic) atau tipe aliran melintang (cross flow type/mechanical).
Sedimentasi
Sedimentasi adalah proses pemisahan padatan yang terkandung dalam limbah cair oleh gaya
gravitasi, pada umumnya proses sedimentasi dilakukan setelah proses koagulasi dan flokulasi
dimana tujuannya adalah untuk memperbesar partikel padatan sehingga menjadi lebih berat dan
dapat tenggelam dalam waktu lebih singkat.
Sedimentasi bisa dilakukan pada awal maupun pada akhir dari unit sistim pengolahan. Jika
kekeruhan dari influent tinggi, sebaiknya dilakukan proses sedimentasi awal (primary
sedimentation) didahului dengan koagulasi dan flokulasi, dengan demikian akan mengurangi
beban pada treatment berikutnya. Sedangkan secondary sedimentation yang terletak pada akhir
treatment gunanya untuk memisahkan dan mengumpulkan lumpur dari proses sebelumnya
(activated sludge, OD, dlsb) dimana lumpur yang terkumpul tersebut dipompakan keunit
pengolahan lumpur tersendiri.
Cara yang paling sederhana adalah dengan membiarkan padatan mengendap dengan
sendirinya. Setelah partikel-partikel mengendap maka air yang jernih dapat dipisahkan dari
padatan yang tersuspensi di dalamnya. Cara yang lain yang lebih cepat adalah dengan
melewatkan air di bak dengan kecepatan tertentu sehingga padatan terpisah dari aliran air
tersebut dan jatuh ke dalam bak pengendap.
Pada pengolahan air minum, terapan sedimentasi khususnya untuk :
1. Pengendapan air permukaan, khususnya pengolahan dengan filter pasir cepat.
2. Pengendapan flok hasil koagulasi dan flokulasi, khususnya sebelum disaring dengan filter
pasir cepat.
3. Pengendapan lumpur hasil pembubuhan soda-kapur pada proses penurunan kesadahan.
4. Pengendapan presipitat pada penyisihan besi dan mangan dengan oksidasi.
Berdasarkan pada kepekatannya, suspense terbagi atas 3 (tiga) :
1. Suspense encer bila < 500 ppm;
2. Suspense intermediet bila antara 500 ppm – 1000 ppm;
3. Suspense kental bila > 1000 ppm.
BAB II
METODOLOGI PERCOBAAN
2.1 Bahan
1. Air Tanah/Air Gambut
2. Al2(SO4)3
2.2 Alat
1. Bak Sedimentasi Lengkap dengan Pompa dan Tangki
2. Beaker Glass 250 ml 3 buah
3. pH Meter
4. Pengaduk
5. Cawan Porselin
6. Oven
7. Kertas Saring
8. Penangas Air
9. Ember
2.3 Prosedur Percobaan
1. Isi Tangki dengan air tanah/air gambut sebanyak 350 L.
2. Cek pH terlebih dahulu yang tujuannya untuk mengkondisikan prose pemisahan zat-zat
padat cair karena alum bekerja pada pH tertentu.
3. Tambahakan senyawa kimia Al₂(SO₄)₃ kedalam tangki sebanyak 35 gram. Jika pH nya
masih rendah maka tambahkan pengotor lagi ke dalam tangki.
4. Aduk hingga tercampur homogen secara terus menerus. Tujuannya agar tidak terjadi
pengendapan pengotor pada bagian bawah air.
5. Setelah itu hidupkan pompa.
6. Tunggu beberapa menit hingga bak-bak sedimentasi penuh setelah itu lakukan
ppengambilan sampel sebanyak 250 ml setelah diberi senyawa kimia setiap 30, 60, dan
90 menit.
7. Setelah sampel didapat, diamkan sampel sampai beberapa hari hingga pengotor
mengendap.
8. Setelah beberapa hari dan terjadi pengendapan pada setiap sampel, carilah Total
Suspesi Solid (TSS) dan Total Solid (TS).
2.4 Cara Menghitung TSS
Alat :
1. Kertas Saring
2. Oven 105 °C
3. Neraca
Cara Kerja :
1. Sebelumnya timbanglah berat kertas saring kosong terlebih dahulu.
2. Timbang Residu, dengan cara :
Kertas saring awal yang sudah diketahui beratnya.
Saring residu dari larutan yang telah mengendapan.
Keringkan kertas saring yang berisi seridu didalam oven yang bersuhu 105 0C
Timbang kertas saring yang telah kering
Ulangi lagi dengan sampel yang lainnya.
mg/L TSS = (berat filter dan residu)+berat filter kosong ×1000
ml sampel
2.5 Cara Menghitung TS
Alat :
1. Cawan Porselen kapasitas 75 ml
2. Penangas Air
3. Oven 105°C
4. Desikator
5. Neraca
Cara Kerja :
1. Sebelumnya timbang terlebig dahulu berat caan yang kosong
2. Ambil 70 ml
3. Tuangkan kedalam cawan porselen
4. Kemudian di uapkan diatas penangas air hingga air tersebut hampir kering
5. Kemudian di letakkan di dalam oven dengan suhu 105°C selama lebih kurang 1 jam
6. Dinginkan cawan di dalam desikator lalu timbang
7. Ulangi langkah tersebut dengan sampel lainnya
Mg/L TS = (berat cawan+residu)+berat cawan kosong× 1000
ml sampel
ABSTRAK
Air merupakan sumber alam yang sangat penting di dunia, karena tanpa air kehidupan tidak
dapat berlangsung. Air bersih adalah air yang telah memenuhi syarat baik secara fisis, kimia
maupun biologi. Tujuannya adalah mempelajari tentang proses pemisahan zat-zat padat-cair
berdasarkan pemanfaatan gaya gravitasi. Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah
air dan Al2(SO4)3 (tawas). Sedangkan alat yang digunakan selama proses percobaan adalah bak
sedimentasi. Percobaan ini dilakukan dengan cara memasukkan campuran air tanah dengan
Al2(SO4)3 yang telah diaduk di dalam tangki kedalam bak sedimentasi. Setelah bak sedimentasi
terpenuhi oleh air dan mengalir ke pipa kemudian sampel diambil dengan waktu 30 menit,
60menit, dan 90 menit. Sampel didiamkan selama sehari agar pengaruh Al2(SO4)3 bekerja
terhadap air tanah sehingga didapatlah endapan. Endapan tersebut disaring dengan kertas
saring yang kemudian dapat dihitung TS (Total Solid) dan TSS (Total Suspensi Solid).
Didapatlah nilai TSS setiap sampel pada waktu 30 menit yaitu 0,114 mg/ml zat tersuspensi ;
nilai TSS pada waktu 60 menit yaitu 0,057 mg/ml zat tersuspensi ; nilai TSS pada waktu 90 menit
yaitu 0,029 mg/ml zat tersuspensi. Dan kemudian didapatlah nilai TS setiap sampel pada waktu
30 menit yaitu 2,97 mg/ml zat tersuspensi ; nilai TS pada waktu 60 menit yaitu 4,05 mg/ml zat
tersuspensi ; nilai TS pada waktu 90 menit yaitu 7,45 mg/ml zat tersuspensi. Semakin lama
waktu pengambilan sampel maka semakin rendah nilai TSS nya karena semakin sedikit
pengendapan yang didapat. Semakin lama pengambilan maka efisiensi TSS semakin meningkat.
LAMPIRAN
1. Perhitungan Alum
Untuk konsentrasi alum 100 ppm
Bila dalam 90 %, maka kemurnian alum yang terpakai adalah
100 ppm = 100 mgL
= 0,1 grL
= ( 0,1 grL
x 350 L×90
100¿ +¿ )
= 31,5 gr + 3,5 gr
= 35 gr
2. Perhitungan Nilai TSS Sampel Tanpa Penambahan Al2(SO4)3
(berat filter dan residu) – (berat filter kosong)mLlarutansampel
x 1000
(1,11mg ) – (1,06mg)350ml
x 1000 = 0,142 mg/ml zat tersuspensi
3. Perhitungan Nilai TSS pada Konsentrasi Alum 100 ppm
(berat filter dan residu) – (berat filter kosong)mLlarutansampel
x 1000
a. Pada waktu 30 menit
(1,10 mg ) – (1,06 mg)350 ml
x 1000 = 0,114 mg/ml zat tersuspensi
b. Pada waktu 60 menit
(1,10 mg ) – (1,06 mg)350 ml
x 1000 = 0,057 mg/ml zat tersuspensi
c. Pada waktu 90 menit
(1,10 mg ) – (1,06 mg)350 ml
x 1000 = 0,029 mg/ml zat tersuspensi
4. Perhitungan Nilai TS pada Konsentrasi Alum 100 ppm
(berat cawan porselendanresidu ) – (berat cawan porselen kosong)mLlarutan sampel
x 1000
d. Pada waktu 30 menit
(31,22mg ) – (30,18 mg)350 ml
x 1000 = 2,97 mg/ml zat total solid
e. Pada waktu 60 menit
(31,15mg ) – (29,73mg)350ml
x 1000 = 4,05 mg/ml zat total solid
f. Pada waktu 90 menit
(32,59mg ) – (29,98mg)350ml
x 1000 = 7,54 mg/ml zat total solid
5. Perhitungan Efiensi TSS pada Konsentrasi Alum 100 ppm
(konsentrasi sebelum melewatibak ) – (konsentrasi setelahmelewati bak )konsentrasi sebelum melewati bak
x 100 %
g. Pada waktu 30 menit
(0,142mg /ml ) – (0,114 mg /ml)0,142mg /ml
x 100 % = 19,7 %
h. Pada waktu 60 menit
(0,142 mg /ml ) – (0,057 mg /ml)0,142 mg /ml
x 100 % = 59,8 %
i. Pada waktu 90 menit
(0,142 mg /ml ) – (0,029 mg /ml)0,142 mg /ml
x 100 % = 79,5 %
6. Perhitungan TS Sampel sebelum penambahan Al2(SO4)3
(berat cawan porselendanresidu ) – (berat cawan porselen kosong)mLlarutan sampel
x 1000
(34,24 mg ) – (30,18 mg)350 ml
x 1000 = 11,6 mg/ml zat total solid
7. Perhitungan Efiensi TS pada Konsentrasi Alum 100 ppm
(konsentrasi sebelum melewatibak ) – (konsentrasi setelahmelewati bak )konsentrasi sebelum melewati bak
x 100 %
j. Pada waktu 30 menit
(11,6mg /ml ) – (2,97 mg /ml)11,6mg /ml
x 100 % = 74,3 %
k. Pada waktu 60 menit
(11,6mg /ml ) – (4,05mg /ml)11,6mg /ml
x 100 % = 65,08 %
l. Pada waktu 90 menit
(11,6mg /ml ) – (7,45mg /ml)11,6 mg /ml
x 100 % = 35 %
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
Banyak atau tidaknya pengendapan pada air yang ditambahkan senyawa kimia
berhubungan erat dengan waktu yang digunakan untuk pengambilan sampel. Hasil Percobaan
yang telah dilakukan disajikan dalam bentuk gambar dan dilengkapi dengan pembahasan.
3.1 Hubungan Nilai TSS dan Efisiensi TSS terhadap Waktu
Dengan penambahan senyawa kimia Al2(SO4)3 diambil 3 sampel dengan selang waktu
yang berbeda-beda sebanyak 250 ml air. Pada setiap pengambilaan sampel dengan waktu 30
menit, 60 menit dan 90 menit, maka nilai TSS yang didapatkan adalah pada gambar 3.1 berikut :
20 30 40 50 60 70 80 90 1000
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12 0.114
0.0570000000000001
0.0290000000000001
Hubungan antara Nilai TSS terhadap Waktu
Hubun-gan an-tara Nilai TSS den-gan Waktu
WAKTU (s)
Nila
i TSS
(mg/
L)
Gambar 3.1 Hubungan Antara Nilai TSS terhadap Waktu
Dari Gambar 3.1 dapat di lihat nilai Total Suspensi Solid (TSS) mengalami penurunan
dari waktu 30 menit hingga 90 menit. Pada pengambilan sampel pertama dengan waktu 30
menit, nilai TSS nya adalah 0,114 mg/L kemudian pada menit ke 60, nilai TSS nya berkurang
dari sebelumnya yaitu 0,057 mg/L dan begitu juga pada pengambilan sampel ke 2 dengan waktu
90 menit, nilai TSS nya adalah 0,029 mg/L. Semakin lama waktu pengambilan sampel pada
pengolahan air maka semakin sedikit endapan yang dihasilkan. Dan dapat disimpulkan, semakin
sedikit endapan yang diperoleh maka semakin jernih air yang diolah.
Setelah nilai Total Suspensi Solid (TSS) telah didapat maka dapat dicari efisiensi nilai
TSS pada gambar 3.2 sebagai berikut :
20 30 40 50 60 70 80 90 1000
102030405060708090
19.7
59.8
79.5
Hubungan Waktu terhadap Efisiensi pada TSS
Hubungan Waktu dengan Efisiensi pada TSS
Waktu (s)
EFIS
IEN
SI (%
)
Gambar 3.2 Hubungan Antara Efisiensi TSS terhadap Waktu
Dari Gambar 3.2 dapat di lihat efisiensi Total Suspensi Solid (TSS) mengalami
peningkatan dari waktu 30 menit hingga 90 menit. Pada pengambilan sampel pertama dengan
waktu 30 menit,efisiensi TSS nya adalah 19,7 % kemudian pada menit ke 60, efisiensi TSS nya
meningkat dari sebelumnya yaitu 59,8 % dan semakin meningkat pada pengambilan sampel ke3
dengan waktu 90 menit, efisiensi TSS nya adalah 79,5 %. Semakin lama waktu pengambilan
sampel pada pengolahan air maka semakin meningkat efisiensinya. Dan dapat disimpulkan,
semakin meningkat efisensi setiap sampel maka membuktikan bahwa tawas yang di gunakan
dalam pengolahan air bekerja dengan baik sehingga mendapatkan air yang jernih.
3.2 Hubungan Nilai TS dan Efisiensi TSS terhadap Waktu
Dengan penambahan senyawa kimia Al2(SO4)3 diambil 3 sampel dengan selang waktu
yang berbeda-beda sebanyak 250 ml air. Pada setiap pengambilaan sampel dengan waktu 30
menit, 60 menit dan 90 menit, maka nilai TS yang didapatkan adalah pada grafik berikut :
20 30 40 50 60 70 80 90 100012345678
2.974.05
7.54
Hubungan Wktu terhadap Nilai TS
Hubungan Wktu dengan Ni-lai TS
WAKTU (s)
Nila
i TS
(mg/
L)
Gambar 3.3 Hubungan Antara Nilai TS terhadap Waktu
Dari Gambar 3.3 dapat di lihat nilai Total Solid (TS) mengalami peningkatan dari waktu
30 menit hingga 90 menit. Pada pengambilan sampel pertama dengan waktu 30 menit, nilai TS
nya adalah 2,97 mg/L kemudian pada menit ke 60, nilai TS nya meningkat dari sebelumnya yaitu
4,05 % dan semankin meningkat pada pengambilan sampel ke 3 dengan waktu 90 menit, nilai TS
nya adalah7,54 %. Semakin lama waktu pengambilan sampel pada pengolahan air maka semakin
meningkat Total Solid (TS) yang dihasilkan. Dan dapat disimpulkan, semakin meningkat Total
Solid (TS) yang diperoleh maka semakin jernih air yang diolah.
Setelah nilai Total Solid (TS) telah didapat maka dapat dicari efisiensi nilai TSS pada
gambar 3.3 sebagai berikut :
20 30 40 50 60 70 80 90 1000
20
40
60
80 74.365.08
35
Hubungan Waktu terhadap Efisiensi pada TS
Hubungan Waktu dengan Efisiensi pada TS
Waktu (s)
Efisie
nsi (
%)
Gambar 3.4 Hubungan Antara Efisiensi TS terhadap Waktu
Dari Gambar 3.4 dapat di lihat efisiensi Total Solid (TS) mengalami penurunan dari
waktu 30 menit hingga 90 menit. Pada pengambilan sampel pertama dengan waktu 30
menit,efisiensi TS nya adalah 74,3 % kemudian pada menit ke 60, efisiensi TS nya menurun dari
sebelumnya yaitu 65,08 % dan semakin menurun pada pengambilan sampel ke3 dengan waktu
90 menit, efisiensi TS nya adalah 35 %. Efisiensi Total Solid (TS) pada setiap sampel semakin
menurun dimana efisiensi tertinggi pada waktu 30 menit yaitu 74,3% Ini membuktikan bahwa
tawas bekerja dengan baik pada air sehingga pada waktu ke 60 menit dan 90 menit, efisiensi
berkurang. Hasil yang didapatkan adalah semakin jernih air yang di olah.
BAB IV
KESIMPULAN
1. Nilai TSS yang didapat mengalami penurunan seiring bertambahnya waktu
pengambilan sampel dimana pada waktu 30 menit nilai TSS nya adalah 0,114 mg/ml
zat tersuspensi , menurun pada waktu 60 menit nilai TSS nya adalah 0,057 mg/ml zat
tersuspensi dan semakin menurun pada waktu 90 menit, nilai TSS nya adalah 0,029
mg/ml zat tersuspensi.
2. Efisiensi dari TSS semakin lama semakin meningkat dari efisiensi 19,7 % pada waktu
30 menit ke 79,5 % pada waktu 90 menit.
Dosen Pembimbing Ir.Syarfi Daud,MT
LAPORAN PRAKTIKUM DASAR-DASAR PROSES KIMIA III
PENGOLAHAN AIR DENGAN PROSES KOAGULASI – FLOKULASI DAN SEDIMENTASI
I ( Satu )
BONITA RESTANA M (1007035293)
NOVERIANAELISABETH (1007035358)
OKLI MARTIN (1007033756)
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
DASAR PROSES DAN OPERASI PABRIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS RIAU
2012