METODE PENYISIHAN TOC PADA AIR WADUK KOTA LHOKSEUMAWE DENGAN MENGUNAKAN KOAGULAN ALUM DAN PAC

KATEGORI : PENELITIAN

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Saat ini, masalah utama yang di hadapi oleh badan air meliputi kuantitas air yang terus meningkat dan kualitas air untuk keperluan domestik yang menurun. Kegiatan industri, domestik, dan kegiatan lain berdampak negatif terhadap badan air, antara lain menyebabkan penurunan kualitas air. Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan, kerusakan, dan bahaya bagi semua makhluk hidup yang bergantung pada air tersebut. Oleh karena itu perlu pengolahan terhadap badan air.

Air limbah domestik kota Lhokseumawe di tampung pada badan air yang dinamai dengan waduk, oleh karena itu waduk tersebut haruslah dapat memenuhi standart baku mutu yang telah ditentukan agar lingkungan tidak tercemar.

Waduk adalah kolam besar tempat penyimpanan air sementara. Waduk dapat terjadi secara alami maupun dibuat manusia. Waduk buatan dibangun dengan cara membuat bendungan yang lalu dialiri air sampai waduk tersebut penuh. Dengan tujuan untuk mengatasi banjir yang sering terjadi di kota lhokseumawe sebalumnya.

Dari waduk itu sendiri memiliki dampak positif dan negatif. Dampak positif dari waduk tersebut adalah : Pengendalian banjir, tempat wisata dan olahraga dll. Sedangkan dampak negatifnya adalah : Menjadi tempat penampungan sampah, Pencemaran lingkungan perairan, pencemaran udara, penurunnya kualitas air, potensi penyebaran dan penularan penyakit. Dari dampak negatif tersebut jelas bahwa pencemaran yang terjadi pada waaduk Kota Lhokseumawe semakin meningkat diakibatkan limbah atau sampah yang bersumber dari limbah domestik kota atau sampah warga setempat. oleh karena TOC pada air waduk tersebut semakin meningkat.

Penelitian ini bertujuan untuk menyisihkan TOC pada air waduk kota Lhokseumawe dengan metode koagulasi-flokasi, dengan koagulan Alum (Al2 (SO4)3.2HO) dan PAC ( Poly-Aluminium Chiloride ). Selama ini proses koagulasi dalam pengolahan limbah cair umumnya ditempatkan pada pengolahan primer ( primary treatment ) dan pengolahan tersier ( tertiary treatment ). Penggunaan proses koagulasi pada pengolahan tersier biasanya ditujukan untuk menurunkan kekeruhan yang masih tersisa pada efluen limbah cair yang akan dibuang ke lingkungan pada beberapa pengolahan limbah cair.

Sehubungannya pada penelitian ini sebelumnya telah dilakukan oleh( Dr. John T. OConnor, 2004 ). Dimana penyisihan TOC dengan mengunakan koagulan Alum dan PAC yang dilanjutkan dengan efesiensi penyisihan yang diperoleh cukup baik. Dimana penyisihan dengan mengunakan Alum dengan konsentrasi 40 ppm maka bias menyisihkan 40% dari TOC, sedangkan dengan mengunakan PAC pada konsentrasi 60 ppm maka dapat menyisihkan TOC sebanyak 50 %. Atas dasar itulah penulis tertarik untuk membahas masalah tersebut dalam TGA ini dengan mengambil judul , METODE PENYISIHAN TOC PADA AIR WADUK KOTA LHOKSEUMAWE DENGAN MENGUNAKAN KOAGULAN ALUM DAN PAC

1.2 Perumusan Masalah

TOC adalah Total senyawa organik yang mengandung karbon yang sangat berbahaya bagi kesehatan tubuh. Oleh karena itu senyawa karbon tersebut perlu kita hilangkan dari air waduk yang ada di kota lhokseumawe, sehingga air waduk tidak menimbulkan pencemaran lingkungan jika tidak diolah terlebih dahulu. Solusi yang ditawarkan adalah Penyisihan TOC pada air waduk dengan menggunakan Koagulan Alum dan PAC. Adapun permasalah yang dapat dirumuskan dari penelitian ini yaitu antara lain:1. Bagaimana pengaruh waktu kontak terhadap penyisihan TOC

2. Bagaimana pengaruh massa Alum dan PAC terhadap penyisihan TOC.

1.3 Tujuan Penelitian

1.3.1 Tujuan Umum

Tujuan umum dari penelitian ini adalah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Diploma III Teknik Kimia.

1.3.2 Tujuan Khusus

Adapun tujuan khusus yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah:

1. Mempelajari faktor penyisihan TOC pada sistem batch dengan variasi waktu kontak dan massa koagulan.

2. Mempelajari penyisihan TOC dengan menggunakan Alum dan PAC1.4 Manfaat

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pemanfaatan Alum dan PAC dalam penyisihan kadar TOC dalam air waduk Kota Lhokseumawe, serta dapat memberi manfaat air waduk tersebut kepada masyarakat setempat, sehingga dapat memberi nilai ekonomis terhadap warga setempat.

II. TINJAUAN PUSTAKA2.1 WADUK KOTA LHOKSEUMAWE2.1.1 Lokasi Kota Lhokseumawe

Kota Lhokseumawe merupakan salah satu kota yang berada di Provinsi Aceh. Kota Lhokseumawe ditetapkan statusnya menjadikotaberdasarkan Undang-Undang Nomor 2 Tahun 2001, tanggal 21 Juni 2001 yang wilayahnya mencakup 4 kecamatan yaitu: 1. Banda Sakti. 2. Blang Mangat. 3 Muara Dua. 4. Muara Batu

Kota Lhokseumawe memiliki luas 212 km dengan jumlah penduduk pd tahun 2000 adalah 188.974 jiwa. Penggunaan lahan terbesar di Kota Lhokseumawe adalah untuk pemukiman seluas 9.490 ha atau sekitar 52,21% dari luas yang ada. Kebutuhan lahan yang menonjol adalah untuk usaha kebun campuran 4.590 ha atau sekitar 25,35%, di samping untuk kebutuhan persawahan seluas 1.679 ha atau sekitar 9,27%. Untuk kebutuhan perkebunan rakyat telah dimanfaatkan seluas 674 ha atau sekitar 3,72% dan untuk lainlainnya.

2.1.2 Latar Belakang Waduk Kota Lhokseumawe

Waduk adalah kolam besar tempat menyimpan air. Waduk dapat terjadi secara alami maupun dibuat manusia. Waduk buatan dibangun dengan cara membuat bendungan yang lalu dialiri air sampai waduk tersebut penuh.

Kota Lhokseumawe dijuluki kota langganan banjir, hal ini terus terjadi setiap tahun sehingga membuat aktivitas masyarakat dan aktivitas ekonomi terganggu dan kerugian secara materi yang tidak sedikit akibat banjir.

Melalui program badan rehabilitasi dan rekostruksi (BRR) NAD dan Nias dengan dana multi dana fund (MDF) dan APBN yang dilakukan dalam tiga tahun anggaran, yakni anggaran tahun 2008, 2009 dan 2010. dengan biaya senilai Rp. 107 miliar pemerintah kota lhokseumawe menemukan penanganan banjir tahunan, salah satunya melaksanakan pembangunan reservoir dan perbaikan sistem drainase kota Lhokseumawe.

2.1.3 Fungsi dan Dampak yang Ditimbulkan Oleh Waduk Kota LhokseumaweWaduk kota Lhokseumawe memang dirancang untuk mengatasi permasalahan banjir yang kerap dialami oleh masyarakat kota lhokseumawe sebelum terbentuknya waduk, dimana setiap terjadinnya hujan baik siang maupun malam selokan-selokan dipingiran jalan tergenang air hujan padahal hujan yang turun hanya beberapa jam saja. Semua itu diakibatkan oleh laju air hujan yang sukarang sempurna yang mengalir kesungai atau kelaut hingga ujung kota lhokseumawe. Oleh sebab itulah waduk tersebut dibangun dan difungsikan sampai sekarang. Namun setelah waduk tersebut dibangun timbulah bebagai fungsi dan tampak yang ditimbulkan oleh waduk tersebut baik dapampak positif maupun negatif, adapun fungsi waduk kota lhokseumawe adalah sebagai:

1. Fungsi Waduk Penanggulangan banjir, Pengelontoran limbah domestik, Budidaya perikanan,2. Dampak Positif Pengendalian banjir Tempat wisata dan olahraga Cadangan air

Gambar 2.1 Tumpukan sampuah di pingir waduk kota lhokseumawe3. Dampak negatif Menjadi tempat penampungan sampah Pencemaran lingkungan perairan Pencemaran udara Menurunnya kualitas air Potensi penyebaran dan penularan penyakit2.2 TOC ( TOTAL ORGANIK CARBON )Total Organic Carbon (TOC) adalah jumlah carbon yang menempel/terkandung didalam senyawa organik dan digunakan sebagai salah satu indikator kwalitas air (air bersih maupun air limbah).Sebenarnya, carbon yang terkandung pada media terdiri dari dua jenis, yaitu Organic Carbon (OC) dan Inorganic Carbon (IC). TOC menggambarkan jumlah karbon organik dalam air buangan. TOC terdiri atas bahan organik terlarut dan partikulat. Asam amino dan karbohidrat merupakan bahan organik yang tercakup dalam TOC. TOC diukur dengan konversi karbon organik dalam air yang dioksidasi sempurna menjadi karbondioksida dan H2O. Analisis ini mengukur semua bahan yang termasuk dalam kategori senyawa organik. Pengukuran kandungan senyawa organik dalam air secara langsung dapat melalui analisis karbon organik total atau sering disebut dengan TOC (Total Organic Carbon).

Pengukuran kandungan senyawa organik dengan cara TOC lebih cepat, dimana hanya membutuhkan waktu 5-10 menit, hal-hal yang diperlukan untuk pengukuran karbon organic secara total dengan menggunakan metode TOC adalah kalor dan oksigen, radiasi ultraviolet, oksidasi kimia (dapat juga dengan pembakaran sederhana) yang bertujuan untuk mengubah karbon organik menjadi karbondioksida (CO2). Banyaknya karbon organik total dalam air dipengaruhi oleh tingkat pencemaran di dalam air itu sendiri. Karbon organic total (TOC) mengukur semua bahan yang bersifat organic. TOC diukur dengan konversi karbon organic dalam air limbah secara oksidasi katalitik pada suhu 9000 C menjadi karbon dioksida. Metode pengukuran polusi ini cepat (5-10 menit) dan dapat diulang, memberikan perkiraan kadar karbon org anic dari air limbah secara cepat. 2.2.1 Analisa TOC

Sejak awal 1970-an, TOC telah diakui sebagai teknik analitis untuk mengukur kualitas air minum selama pemurnian air proses. TOC dalam sumber air berasal dari pembusukan bahan organik alami (NOM : natural organic matter) dan dari sintetis sumber. Humik asam, fulvic asam, amina, dan urea merupakan jenis NOM. Deterjen, pestisida, pupuk, herbisida, kimia industri, dan diklorinasi organik adalah contoh sumber sintetis. Sebelum air sumber diperlakukan untuk desinfeksi, TOC memberikan peran penting dalam mengukur jumlah NOM dalam sumber air. Ketika air baku mengandung kaporit, klor aktif senyawa (Cl2, HOCl, Clo -) bereaksi dengan diklorinasi NOM untuk menghasilkan produk samping desinfeksi (DBPs). Banyak peneliti telah menentukan bahwa tingkat yang lebih tinggi dari sumber NOM dalam air selama proses desinfeksi akan meningkatkan jumlah karsinogenik (suatu bahan yang dapat mendorong/menyebabkan kanker) dalam air minum yang diproses.

Dari Amerika Serikat Environmental Protection Agency (EPA), analisis TOC muncul sebagai alternatif cepat dan akurat dibandingkan analisis kebutuhan oksigen biologis (BOD) dan analisis kebutuhan oksigen kimia (COD) yang secara tradisional disediakan untuk menilai potensi polusi air limbah. Hari ini, lembaga lingkungan hidup mengatur batas-batas jejak DBPs dalam air minum.2.3 PROSES PENGOLAHAN AIRSesuai dengan karakteristiknya maka pada dasarnya pengolahan air limbah dapat dilakukan dengan empat cara yaitu pengolahan secara fisika, kimia, biologis dan pengolahan lanjut dengan cara khusus. 2.3.1 Proses Pengolahan Fisika

Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air buangan, diinginkan agar bahan-bahan tersuspensi berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan yang terapung disisihkan terlebih dahulu. Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan. Parameter desain yang utama untuk proses pengendapan ini adalah kecepatan mengendap partikel dan waktu detensi hidrolis di dalam bak pengendap (http://www.dephut.co.id).

Sedimentasi.

Adalah memisahkan partikel-partikel tersuspensi yang lebih berat dari air dengan membiarkan supaya air tidak bergerak dan kotoran diendapkan dengan gaya beratnya sendiri. Operasi ini sering dipakai misalnya untuk memisahkan pasir, kotoran-kotoran khusus dalam tangki pengendap pendahuluan, flok biologi, flok-flok kimia dari proses koagulasi.

Pengapungan.

Adalah operasi untuk memisahkan partikel-partikel padat atau cairan dari fase cairan yang lebih ringan dari fase cairnya. Pemisahan terjadi karena pemasukan gelembung-gelembung gas kedalam fase cair, gelembung melekat pada partikel-partikel dan mendorong naiknya partikel-partikel kepermukaan. Bahan yang dapat dipisahkan misal suspensi minyak dalam air (Sugiharto, 1987, 96).

2.3.2 Proses Pengolahan Kimia

Pengolahan limbah cair dengan proses kimia merupakan salah satu bagian yang sangat penting dalam proses pengolahan limbah cair. Bahkan di dalam proses fisika dan biologi pun di dalamnya sering terjadi proses kimia secara bersamaan. Untuk limbah yang mengandung COD tinggi, jelas proses pengolahannya adalah proses kimia (Alaerts, 1984, 39). Pengolahan secara kimia pada IPAL biasanya digunakan untuk netralisasi limbah asam maupun basa, memperbaiki proses pemisahan lumpur, memisahkan padatan yang tak terlarut, mengurangi konsentrasi minyak dan lemak, meningkatkan efisiensi instalasi flotasi dan filtrasi, serta mengoksidasi warna dan racun (Siregar, 2005, 44).

a. Presipitasi

Presipitasi adalah pengurangan bahan-bahan terlarut dengan cara penambahan bahanbahan kimia terlarut yang menyebabkan terbentuknya padatan-padatan (flok dan lumpur). Dalam pengolahan air limbah, presipitasi digunakan untuk menghilangkan logam berat, sulfat, fluorida, dan garam-garam besi

b. Koagulasi dan Flokulasi

Dalam pengolahan limbah cair, proses ini sangatlah mempunyai peranan yang sangat penting. Oleh sebab itu, faktor-faktor yang menunjang dalam proses koagulasi dan flokulasi haruslah diperhatikan. Pemilihan zat koagulan harus berdasar pertimbangan antara lain jumlah dan kualitas air yang akan diolah, kekeruhan, metode penyaringan serta sistem pembuangan lumpur endapan. Jenis koagulan antara lain Alum (Aluminium Sulfat), Ferro Sulfat , Poly Aluminium Chlorida (PAC) dan lain - lain (Tchobanoglous, George dkk, 2003, 526).

2.3.3 Koagulasi

Koagulasi adalah proses destabilisasi partikel koloid dengan cara penambahan senyawa kimia yang disebut koagulan. Koloid mempunyai ukuran tertentu sehingga gaya tarik menarik antara partikel lebih kecil daripada gaya tolak menolak akibat muatan listrik. Pada kondisi stabil ini, peggumpalan partikel tidak terjadi. Melalui proses koagulasi terjadi destabilisasi sehingga partikel-partikel koloid bersatu dan menjadi besar.

2.3.3.1 Mekanisme Proses Koagulasi

Proses koagulasi merupakan salah satu cara pengolahan air untuk menghilangkan kontaminan yang terkandung didalamnya. Koagulasi merupakan proses destabilisasi muatan partikel koloid, suspended solid, serta padatan tidak mengendap, dengan penambahan koagulan disertai dengan pengadukan cepat untuk mendispersikan bahan kimia secara merata. Pada dasarnya koloid terbagi dua, yakni koloid hidrofilik yang bersifat mudah larut dalam air (soluble) dan koloid hidrofobik yang bersifat sukar larut dalam air (insoluble).

Dispersi koloid hidrofobik biasa terjadi secara fisik atau kimia dan tidak bisa terdispersi kembali secara spontan di dalam air. Afinitas koloid hidrofobik terhadap air sangat kecil sehingga koloid ini tidak memiliki lapisan air yang cukup berarti. Ukuran berbagai komponen yang bisa terkandung dalam padatan yang tersuspensi di dalam air dapat bervariasi seperti yang tersedia dalam tabel berikut :

Tabel 2.1 Ukuran Berbagai Partikel yang Terlibat dalam Koagulasi

( Sumber : http://smk3ae.wordpress.com/feed/ )

Bila koagulan ditambahkan ke dalam air, maka koagulan akan terdisosiasi dan ion logam akan mengalami hidrolisis dan menghasilkan ion komplek logam hidrokso yang bermuatan positif. Komplek-komplek logam hidrokso ini merupakan ion-ion yang bermuatan sangat positif dan teradsorbsi pada permukaan koloid. Ini dapat menyebabkan terjadinya reaksi dalam air, antara lain:

Pengurangan zeta potensial (potensial elektrostatis) hingga suatu titik di mana gaya van der walls dan agitasi yang diberikan menyebabkan partikel yang tidak stabil bergabung serta membentuk flok;

Agregasi partikel melalui rangkaian inter partikulat antara grup-grup reaktif pada koloid;

Penangkapan partikel koloid negatif oleh flok-flok hidroksida yang mengendap.

Gambar 2.2. Skematik proses koagulasi

(Sumber: http://bulekbasandiang.wordpress.com)Pengurangan potensial elektrostatis yang terjadi dalam proses koagulasi bisa disebut dengan destabilisasi. Mekanisme proses destabilisasi ini terdiri dari beberapa langkah antara lain :

1. Pengurangan muatan permukaan partikel dengan menekan lapisan muatan ganda (double- change layer).

Penambahan ion ke dalam air akan meningkatkan kekuatan ionikdan menurunkan gaya tolak. Dengan penambahan garam ke dalam air, muatan koloidal tidak dikurangi secara signifikan, tetapi hanya memperkecil jarak muatan dari permukaan partikel, sehingga lapisan ganda dapat berkurang.

2. Netralisasi muatan dengan adsopsi ion yang berlawanan muatan

Proses ini dilakukan dengan penambahan bahan kimia untuk proses destabilisasi. Penambahan ion yang muatannya berlawanan dengan ion koloid dapat menyebabkan netralisasi lapisan tunggal dari koloid. Netralisasi muatan terjadi saat koagulan ditambahkan secara berlebihan.

3. Penggabungan antar partikel dengan polimer

Polimer-polimer yang mengandung situs aktif sepanjang rantainya dapat menyebabkan adsorbsi koloid. Koloid akan terikat pada beberapa situs sepanjang rantai polimer.

4. Penjebakan oleh flok

Saat sejumlah koagulan ditambahkan ke dalam air, maka akan membentuk flok yang akan mengendap. Karena flok besar dan tiga dimensi, maka koloid akan terjebak di dalam flok, dan akhirnya ikut mengendap. untuk meningkatkan efektifitas pengolahan

Peningkatan efektifitas dalam proses koagulasi dapat ditinjau dari faktor-faktor yang dapat mempengaruhi jalannya proses. Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi proses koagulasi air, antara lain :

1. Kualitas air meliputi gas-gas terlarut, warna, kekeruhan, rasa, bau, dan kesadahan;

2. Jumlah dan karakteristik koloid;

3. Derajat keasaman air (pH);

4. Pengadukan cepat, dan kecepatan paddle;

5. Temperatur air;

6. Alkalinitas air, bila terlalu rendah ditambah dengan pembubuhan kapur;

7. Karakteristik ion-ion dalam air.

2.3.3.2 Macam-macam Koagulan

Koagulan adalah bahan kimia yang mempunyai kemampuan menetralisasi muatan partikel koloid dan mampu untuk mengikat partikel koloid tersebut membentuk gumpalan atau flok. Efektifitas dari kerja koagulan tergantung dari pH dan dosis dari pemakaian serta tergantung pula dari sifat air limbah yang diolah (http://bulekbasandiang.wordpress.com).

Pemilihan zat koagulan harus berdasarkan pertimbangan antara lain jumlah dan kualitas air yang akan diolah, kekeruhan air baku, metode filtrasi serta sistem pembuangan lumpur endapan (Alaerts, 1984, 52).

1. Aluminium sulfat (Alum), Al2(SO4)3.18H2O

Garam Aluminium Sulfat jika ditambahkan dalam air dengan mudah akan larut danbereaksi dengan HCO3- menghasilkan Aluminium Hidroksida Dengan adanya hidroksida aluminium yang bermuatan positip maka akan terjadi tarik menarik antara partikel koloid yang bermuatan negatif dengan partikel aluminium hidroksida sehingga terbentuk gumpalan partikel yang makin lama makin besar dan berat serta cepat mengendap. Selain itu juga partikel zat organik tersuspensi, zat anorganik, bakteri dan mikro organisme yang lain dapat bersama-sama membentuk gumpalan partikel atau flok yang akan mengendap bersama-sama. Jika alkalinitas air tidak cukup untuk dapat bereaksi dengan Alum, maka dapat ditambahkan kapur atau soda abu agar reaksi dapat berjalan dengan baik. ( http://smk3ae.wordpress.com/feed/ ).

Al2(SO4)3.18H2O + 3 Ca ( HCO3)2

2 Al2 (OH)3 = 3 CaSO4 + 6 CO2 + 18 H2O

( Endapan )

Al2(SO4)3.18H2O + 3 Ca ( HO)2 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4 + 18 H2O

( Endapan ) Al2(SO4)3.18H2O + 3 Na2CO3 + 3 H2O 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 + 3CO2 + 18H2O

(Endapan)

Al2(SO4)3.18H2O + 6 NaOH2Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 3CO2 + 18 H2O

( Endapan)

Aluminium Sulfat atau Alum, diproduksi dalam dalam bentuk padatan atau cairan. Banyak dipakai karena harganya relatif murah dan efektif untuk mengolah air dengan kekeruhan yang tinggi dan baik dipakai bersama-sama dengan zat koagulan pembantu. Dibandingkan dengan garam besi Alum tidak menimbulkan pengotoran yang serius pada dinding bak. Salah satu kekurangannya flok yang terjadi lebih ringan dibanding flok koagulan garam besi dan selang pH lebih sempit yaitu 5,5 8,5. Alum padat umumnya dipakai dalam bentuk larutan dengan konsentrasi 5 10 % untuk skala kecil dan untuk skala besar 20 30 %. Alum cair cara pengerjaan dan transportasi mudah tetapi pada suhu rendah dan konsentrasi tinggi akan terjadi pengkristalan Al2SO3 yang menyebabkan pada penyumbatan pada.

2. Poly Aluminium Chloride (PAC)

PAC merupakan bentuk polimerisasi kondensasi dari garam aluminium, berbentuk cair dan merupakan koagulan yang sangat baik. PAC mempunyai daya koagulasi lebih besar daripada alum dan dapat menghasilkan flok yang stabil walaupun pada suhu yang rendah dan pengerjaannya pun mudah (Alaerts, 1984, 56). Beberapa keunggulan yang dimiliki PAC dibanding koagulan lainnya adalah :

a. PAC dapat bekerja di tingkat pH yang lebih luas, dengan demikian tidak diperlukan pengoreksian terhadap pH, terkecuali bagi air tertentu.b. Kandungan belerang dengan dosis cukup akan mengoksidasi senyawa karboksilat rantai siklik membentuk alifatik dan gugusan rantai hidrokarbon yang lebih pendek dan sederhana sehingga mudah untuk diikat membentuk flok.

c. Kadar khlorida yang optimal dalam fasa cair yang bermuatan negatif akan cepat bereaksi dan merusak ikatan zat organik terutama ikatan karbon nitrogen yang umumnya dalam truktur ekuatik membentuk suatau makromolekul terutama gugusan protein, amina, amida dan penyusun minyak dan lipida.

d. PAC tidak menjadi keruh bila pemakaiannya berlebihan, sedangkan koagulan yang lain (seperti alumunium sulfat, besi klorida dan fero sulfat) bila dosis berlebihan bagi air yang mempunyai kekeruhan yang rendah akan bertambah keruh. Jika digambarkan dengan suatu grafik untuk PAC adalah membentuk garis linier artinya jika dosis berlebih maka akan didapatkan hasil kekeruhan yang relatif sama dengan dosis optimum sehingga penghematan bahan kimia dapat dilakukan. Sedangkan untuk koagulan selain PAC memberikan grafik parabola terbuka artinya jika kelebihan atau kekurangan dosis akan menaikkan kekeruhan hasil akhir, hal ini perlu ketepatan dosis.

e. PAC mengandung suatu polimer khusus dengan struktur polielektrolite yang dapat mengurangi atau tidak perlu sama sekali dalam pemakaian bahan pembantu, ini berarti disamping penyederhanaan juga penghematan untuk penjernihan air.

f. Kandungan basa yang cukup akan menambah gugus hidroksil dalam air sehingga penurunan pH tidak terlalu ekstrim sehingga penghematan dalam penggunaan bahan untuk netralisasi dapat dilakukan.g. PAC lebih cepat membentuk flok daripada koagulan biasa ini diakibatkan dari gugus aktif aluminat yang bekerja efektif dalam mengikat koloid yang ikatan ini diperkuat dengan rantai polimer dari gugus polielektrolite sehingga gumpalan floknya menjadi lebih padat, penambahan gugus hidroksil kedalam rantai koloid yang hidrofobik akan menambah berat molekul, dengan demikian walaupun ukuran kolam pengendapan lebih kecil atau terjadi over-load bagi instalasi yang ada, kapasitas produksi relatif tidak terpengaruh.2.3.4 Flokulasi Kimia

Menurut Siregar, flokulasi dimaksudkan untuk meningkatkan kontak antara partikel koloid yang terdistabilisasi sehingga dapat terjadi penggabungan antara mikro flok menjadi flok yang lebih besar. Flokulasi adalah proses lambat yang bergerak secara terus menerus selama partikelpartikel tersuspensi bercampur di dalam air, sehingga partikel akan menjadi lebih besar dan begerak menuju proses sedimentasi. Proses flokulasi dalam pengolahan air bertujuan untuk mempercepat proses penggabungan flok-flok yang telah dibibitkan pada proses koagulasi. Partikel-partikel yang telah distabilkan selanjutnya saling bertumbukan serta melakukan proses tarik-menarik dan membentuk flok yang ukurannya makin lama makin besar serta mudah mengendap. Gradien kecepatan merupakan faktor penting dalam desain bak flokulasi. Jika nilai gradien terlalu besar maka gaya geser yang timbul akan mencegah pembentukan flok, sebaliknya jika nilai gradien terlalu rendah/tidak memadai maka proses penggabungan antar partikulat tidak akan terjadi dan flok besar serta mudah mengendap akan sulit dihasilkan.

Untuk itu nilai gradien kecepatan proses flokulasi dianjurkan berkisar antara 90/detik hingga 30/detik Untuk mendapatkan flok yang besar dan mudah mengendap maka bak flokulasi dibagi atas tiga kompartemen, dimana pada kompertemen pertama terjadi proses pendewasaan flok, pada kompartemen kedua terjadi proses penggabungan flok, dan pada kompartemen ketiga terjadi pemadatan flok.

Gambar 2.4 Proses Pembentukan Flok

(Sumber: http://bulekbasandiang.wordpress.com )

III. METODOLOGI

3.1 Tempat/Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di laboraturium Teknologi Air dan Pengolahan Limbah jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Lhokseumawe.3.2 Alat dan Bahan3.2.1 Alat penelitianAlat-alat yang dipergunakan dalam proses analisis meliputi:

1. TOC Analyzer

2. Labu ukur 100 mL

3. Corong pisah

4. Pipet volume 25 mL dan 50 mL

5. Beker glass 250 mL

6. Filler pipet

7. Gelas ukur 50 mL

8. Erlenmeyer 100 mL

9. Jar Test3.2.2 Bahan penelitian Alum PAC Aquadest

Air waduk Kota Lhokseumawe

3.3 Rancangan Perlakuan Percobaan

3.3.1 Variabel Tetap

Volume air waduk : 500 ml Kecepatan pengaduk : - 100 rpm ( koagulasi )

- 60 rpm ( flokulasi )3.3.2 Variabel Bebas

Waktu kontak

: 15 menit, 30 menit, 45 menit Massa Koagulan: 0.25 gr, 0.5 gr, 0,75 gr Jenis Koagulan: Alum, PAC3.3.3 Variabel Terikat Konsentrasi TOC setelah proses pH

TDS

3.4 Prosedur Penelitian

3.4.1 Analisis TOC Sebelum dan Sesudah penelitiana. Persiapan

1. Hubungkan kabel power ke sumber listrik

2. Sipakan kebutuhan analisa dan pastikan selang-selangnya telah tersehubung

3. Buka aliran gas udara tekan ( compresosed air ). Pastikan tekanan suplay ditabung kurang lebih 4 kg/cm24. Pastikan katalis sudah terpasag di combustion tube

5. Pastikan tabng humidifier telah terisi air hingga tanda garis Hi

6. Pastikan tabung cooler Drain container telah terisi air

7. Hidupkan instrument TOC-VCSH

8. Hidupkan PC dan Print

b. Instrumentasi 1. Pada menu windows, klik TOC-V sample table Editor2. Isi user name dengan admin, lalu klik ok akan muncul tampilan table Editor

3. Klik tab bar sampel table. Klik new

4. Klik OK akan muncul tampilan menu awal

5. Klik file, klik save As, isi nama file, klik save

6. Klik connet dan proses koneksi dan inisialisasi akan segera berlangsung

7. Konfirmasi tekanan suplay gas akan membawa sebesar 200 kPa. Untuk mengatur tekanan, putar tuas legolator tekanan

8. Konfirmasi tekanan suplay gas pembawa sebesar 150 ml/menit. Untuk mengatur laju alir, putar tuas legolator laju alir

9. Tunggu hingga muncul status ready

10. Klik tab bar calibration curve, klik new

11. Isi parameter analisis, klik next

12. Isi parameter pengukuran, isi nama file calibration, klik next

13. Isi parameter pengukuran ( satuan, jumlah injeksi, jumlah pencucuian, konsentrasi asam, dll ) kliknext14. Tentukan volume injeksi ( misalnya 50 ml ). Unutk menentukan deret kalibrasi standard. Klik Add

15. Tentukan volume injeksi larutan induk, factor pengenceran yang diinginkan, jumlah pengulangan injeksi, klik ok16. Untuk mengatur konsentrasi standard berikutnya,, ulangi langkah No.14m klik Next

17. Klik finish

18. Drang-in file kurva kalibrasi

19. Celumkan sampeling tube ke dalam larutan standard, kilk standr

20. Pilih continousm klik OK

21. Klik start. Analisa akan segera berlangsung secara berurutan sesuai dengan deret standard yang telah diset.3.4.2 Proses koagulasi dan flokulasi dengan menggunakan Jar Test

Gambar 3.3 Alat Jar Test untuk tempat proses koagulasi dan flokulasi1. Sediakan 3 buah beaker glass 1000 ml, kemudian masing-masing beaker tersebut masukkan sampel air waduk dengan variable tetap yaitu 500 ml.2. Letakan beaker galss yang berisi air waduk terseut pada alat Jar Tes

3. Masukan koagulan Alum ke masing-masing beaker glass dengan variasi massa koagulan 0.25 gr, 0.5 gr dan 0.75 gram.4. Untuk proses pengadukan cepat, proses pengadukan dilakukan dengan kecepatan 100 rpm dan dilakukan pengadukan selama selama 5 menit.5. Setelah proses pengadukan cepat, dilakukan proses pengadukan lambat, agar terjadi proses pembentukan flokulasi (pembentukan flok) didalam larutan. kecepatan pegadukan lambat (fokulasi) diatur dengan kecepatan pengaduk pada 60 rpm selama dengan variasi waktu 15 menit, 30 menit dan 45 menit.

6. Selanjutnya, menghentikan proses pengadukan. Dan diamkan selama 10 menit agar flok-flok yang terbentuk akan mengendap sendiri yang diakibatkan oleh gaya grafitasi bumi.

7. Flok yang mengendap didasar beaker glass, dipisahkan dengan cara filtrasi.8. Filtrat yang dihasilkan dianalisa dengan mengunakan TOC analyzer, pH dan TDS.9. Hasil analisa TOC di bandingkan dengan TOC ( awal proses koagulasi ). Maka akan di proses persentase penyesihan TOC .10. Ulangi langkah ke-3 dengan koagulan PAC pada variable massa koagulan PAC.Rumus % TOC :

% Removal TOC =

x 100 %3.5 Waktu PelaksanaanNo.Nama KegiatanMinggu Ke

123456

1.Studi pustaka dan pembuatan proposal

2.Persiapan bahan penelitian

3.Kegiatan penelitian dilaboratorium

4.Pembuatan laporan

5.Seminar hasil dan pengandaan laporan

DAFTAR PUSTAKA

Agyptin Nawang Mastuti. Juni 2002. Studi Penentuan Kadar Karbon Organik Total Glukosa dalam Air Menggunakan Oksidator K2Cr2O7 dan KMnO4 secara Spektrofotometri UV-Vis. Skripsi Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Alaerts, G. dan S.S. Santika. (1987). Metoda Penelitian Air. Usaha Nasional, SurabayaAnonim. 2008. Ekonomi Masyarakat Pedesaan. http://agro-ekonomi.blogspot.com. Diakses padaBIP. 1986. Pemanfaatan Alum dan PAC Padi sebagai Pakan Ternak. Departemen Pertanian. Ciawi.

Greenberg A.E., 1992. Standard Methods for The Examination of Water and Wastewater, 18th Edition. American Public Health Association. Washington.

http://www.h2oc.com/pdfs/_TOC-2_Removal.pdf

http://www.h2oc.com/pdfs/_TOC-1_Regulation.pdfKomar, A., 1984. Teknologi Pengolahan Alum dan PAC sebagai Makanan Ternak. Yayasan Dian Grahita Indonesia.

Surdia, N.M., Buchari, dan B. Bundjali. 1981. Perlakuan Air dan Air Buangan Secara Koagulasi dari Partikel Tersuspensi. Laporan Penelitian. Direktorat Pembinaan Penelitian dan Pengabdian Pada Masyarakat. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, Bandung.

Vasilind, P.A., J.J. Pierce, dan R.F. Weiner. 1990. Environmental Pollution and Control. Third Edition. Butterworth-Heinemann, Boston.

LAMPIRAN 1

M= 0.25 gr, 0.5 gr, 0.75 gr

V = 500 ml

T = 15 menit, 30 menit, 45 menit

T = 5 menit

Residu

Filtrat

Gambar L.1.2 Skema proses penyisihan TOC menggunakan Koagulan Alum dan PACLAMPIRAN II

Rancangan perlakuan percobaan

Tabel L.2.1 Hasil pengukuran parameter pada air waduk Kota Lhokseumawe dengan waktu kontak 15 menit dengan keogulan ALUMNoMassa Koagulan (gr)Parameter

TOC (mg/l)pHTDS (PPM)

1.035.137.76

2.0.25-0.02015.60

3.0.501.2294.48

4.0.752.6164.16

Tabel L.2.2 Hasil pengukuran parameter pada air waduk Kota Lhokseumawe dengan waktu kontak 30 menit dengan keogulan ALUM

NoMassa Koagulan (gr)Parameter

TOC (mg/l)pHTDS (PPM)

1.035.137.76

2.0.251.1634.81

3.0.508.1064.30

4.0.752.3684.13

Tabel L.2.3 Hasil pengukuran parameter pada air waduk Kota Lhokseumawe dengan waktu kontak 45 menit dengan keogulan ALUM

NoMassa Koagulan (gr)Parameter

TOC (mg/l)pHTDS (PPM)

1.035.137.76

2.0.253.0175.30

3.0.504.3864.27

4.0.753.7004.09

Tabel L.2.4 Hasil pengukuran parameter pada air waduk Kota Lhokseumawe dengan waktu kontak 15 menit dengan keogulan PACNoMassa Koagulan (gr)Parameter

TOC (mg/l)pHTDS (PPM)

1.035.137.76

2.0.25-4.0725.82

3.0.504.1374.22

4.0.750.51744.36

Tabel L.2.5 Hasil pengukuran parameter pada air waduk Kota Lhokseumawe dengan waktu kontak 30 menit dengan keogulan PACNoMassa Koagulan (gr)Parameter

TOC (mg/l)pHTDS (PPM)

1.035.137.76227

2.0.25-0.60316.24211

3.0.500.80664.25201

4.0.751.7674.02209

Tabel L.2.6 Hasil pengukuran parameter pada air waduk Kota Lhokseumawe dengan waktu kontak 45 menit dengan keogulan PACNoMassa Koagulan (gr)Parameter

TOC (mg/l)pHTDS (PPM)

1.035.137.76227

2.0.252.7635.94205

3.0.501.6914.27211

4.0.752.7664.03225

Koagulan

Alum dan PAC

Air Waduk

Koagulasi dan flokulasi dalam Jar Test

Filtrasi

Analisis

TOC, pH dan TDS

Data

Proses Pengendapan Flok

21