utilitas pengolahan air secara kimia

24
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air adalah salah satu kebutuhan utama bagi manusia, untuk kebutuhan minum, mandi, cuci, masak, dan lainnya. Ketersediaan air bersih di sebuah kawasan sangatlah penting. Namun, mengingat bahwa tidak semua kawasan mendapatkan air bersih, maka perlu adanya pemerataan distribusi air bersih bagi masyarakat. Air baku adalah air bersih yang dipakai untuk keperluan air minum, rumah tangga dan industri. Air siap dikonsumsi (portable water) adalah air yang aman dan sehat karena air rentan terhadap penyebaran penyakit yang disebarkan melalui air (water borne desease). Adapun sumber air baku adalah air permukaan, mata air dan ait tanah. Sedangkan macam – macam air baku di alam adalah: air sungai, air danau / waduk, rawa, air tanah dan mata air serta air laut. Kriteria air bersih biasanya meliputi 3 aspek, yaitu kualitas, kuantitas, dan kontinuitas. Dalam usaha menyediakan air bersih, biasanya BUMN di Indonesia yang berkaitan dengan hal ini adalah PDAM – Perusahaan Dagang Air Minum. Kadang ada yang menyindirnya sebagai Perusahaan Dagang Air Mandi, karena terkadang air yang didistribusikan tidak memenuhi kriteria air minum. Secara umum, pengolahan air bersih terdiri dari 3, yaitu pengolahan secara fisika, kimia, dan biologi. Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis, tanpa adanya penambahan bahan kimia. Contohnya adalah 1

Upload: diyah-ayu-ayu

Post on 27-Jul-2015

626 views

Category:

Engineering


19 download

TRANSCRIPT

Page 1: Utilitas pengolahan air secara kimia

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air adalah salah satu kebutuhan utama bagi manusia, untuk kebutuhan minum,

mandi, cuci, masak, dan lainnya. Ketersediaan air bersih di sebuah kawasan sangatlah

penting. Namun, mengingat bahwa tidak semua kawasan mendapatkan air bersih, maka

perlu adanya pemerataan distribusi air bersih bagi masyarakat.

Air baku adalah air bersih yang dipakai untuk keperluan air minum, rumah tangga

dan industri. Air siap dikonsumsi (portable water) adalah air yang aman dan sehat karena

air rentan terhadap penyebaran penyakit yang disebarkan melalui air (water borne

desease). Adapun sumber air baku adalah air permukaan, mata air dan ait tanah.

Sedangkan macam – macam air baku di alam adalah: air sungai, air danau / waduk, rawa,

air tanah dan mata air serta air laut.

Kriteria air bersih biasanya meliputi 3 aspek, yaitu kualitas, kuantitas, dan

kontinuitas. Dalam usaha menyediakan air bersih, biasanya BUMN di Indonesia yang

berkaitan dengan hal ini adalah PDAM – Perusahaan Dagang Air Minum. Kadang ada

yang menyindirnya sebagai Perusahaan Dagang Air Mandi, karena terkadang air yang

didistribusikan tidak memenuhi kriteria air minum.

Secara umum, pengolahan air bersih terdiri dari 3, yaitu pengolahan secara fisika,

kimia, dan biologi. Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis,

tanpa adanya penambahan bahan kimia. Contohnya adalah pengendapan, filtari, adsorpsi,

dan lain-lain. Pada pengolahan secara kimiawi, terdapat penambahan bahan kimia, seperti

klor, tawas, dan lain-lain, biasanya digunakan untuk menyisihkan logam-logam berat yang

terkandung dalam air. Pada pengolahan secara biologis, biasanya memanfaatkan

mikroorganisme sebagai media pengolahnya.

Air dapat dikatakan sebagai air bersih apabila memenuhi 4 syarat yaitu syarat fisik,

kimia, biologis, radioaktif sesuai dengan Keputusan Menteri Kesehatan Republik

Indonesia No. 907/Menkes/SK/VII/2002.

1. Syarat fisik, ditentukan oleh faktor-faktor kekeruhan (turbidity), warna, bau, dan rasa

serta jernih.  

2. Syarat Kimia, meliputi tidak terdapat bahan kimia tertentu seperti Arsen (As), besi

(Fe), Fluorida (F), Chlorida (C), kadar merkuri (Hg), dan lain – lain. 

1

Page 2: Utilitas pengolahan air secara kimia

3. Syarat Biologis Syarat biologis air ditentukan oleh kehadiran mikroorganisme

patogen maupun non pathogen seperti bakteri, virus, protozoa. Mikroorganisme coli

digunakan sebagai indikator untuk mengetahui air telah terkontaminasi oleh bahan

buangan organic.  

4. Syarat Radioaktif Bahan buangan yang memberikan emisi sinar radioaktif sangat

membahayakan bagi kesehatan, dapat menimpa manusia melalui makanan atau

minuman yang telah tercemar.

Air Untuk Industri

Ada beberapa sumber air yang biasanya dipertimbangkan untuk menjadi sumber

air utama seperti air permukaan, sungai, waduk atau dari sumber air dalam, deep well

sementara desalinasi air laut. Apapun sumber yang akan digunakan sebagai sumber air

industri, maka air baku perlu dikondisikan dengan mengolah terlebih dahulu melalui

water treatment yang memadai, termasuk penggunaan kolom penukar ion untuk

mendapatkan air nyaris tanpa mineral (Demin Water).

Karakter air dan penggunaannya.

Air proses atau biasa kita kenal sebagai process water memiliki fungsi yang

berbeda satu sama lainnya, oleh karena itu karakter serta spesifikasi air yang diperlukan

juga berbeda satu dengan yang lain, misalnya standar air untuk boiler pada industri

tentu berbeda dengan standar air untuk produksi hydrogen. Ada beberapa peralatan

proses yang membutuhkan air secara terus-menerus dan dengan sifat tertentu, seperti :

1. Air proses (Process Water) untuk hydrolysis, boiler dan destilasi. Kebutuhan

processwater untuk boiler, hydrolisis serta produksi H2, dimana diperlukan air yang

terlebih dahulu di oleh melalui ion exchange untuk meminimalisir timbulnya karat

serta sumbatan pada pipa api dan jalur distribusi uap dan kondensatnya. Produk air

yang dihasilkan melalui ion exchange kemudian disebut sebagai soft water bahkan

untuk produksi hydrogen diperlukan demineralized water (demin water) agar H2

yang diproduksi betul-betul 99,9 % murni.

2. Air untu pendingin (Cooling Water) pada cooling tower, mesin, heat exchanger,

condenser dll. Kebutuhan akan air pendingin (cooling water) bisa di kategorikan

kebutuhan umum dalam setiap mesin penggerak, pengolahan air pendingin

biasanya kurang diperhatikan oleh operator pabrik karena persepsi yang salah

dimana setiap air bersuhu rendah bisa digunakan. Tetapi mereka lupa bahwa air

pendingin disalurkan melalui pipa-pipa yang diameternya terkadang cukup kecil,

2

Page 3: Utilitas pengolahan air secara kimia

panjang dan melingkar-lingkar sehingga rawan terhadap karat dan sumbatan

tentunya.

3. Air untuk kebutuhan domestik dan umum. Air yang akan digunakan sebagai air

untuk keperluan domestik seperti memasak, toilet dan cuci-cuci lain biasanya

digunakan air dari sumber terdekat seperti Perusahaan air Minum (PAM) lokal

maupun dari sumber sumur dalam. Pengolahan biasanya dilakukan secara terbatas

seperti penjernihan dan aerasi terutama untuk mengurangi kadar besi yang

biasanya berasosiasi dengan air dari sumber sumur dalam (deep well).

Oleh karena itu, dalam makalah ini akan dibahas pengolahan air baku sungai secara kimia

yang digunakan sebagai air proses industri.

1.2 Rumusan Masalah

1.2.1 Apa yang dimaksud dengan pengolahan air industri secara kimia?

1.2.2 Bagaimana cara pengolahan air baku sungai secara kimia?

1.3 Tujuan Penulisan

1.3.1 Untuk mengetahui tentang pengolahan air industri secara kimia.

1.3.2 Untuk mengetahui tentang pengolahan air baku sungai secara kimia.

3

Page 4: Utilitas pengolahan air secara kimia

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengolahan Air Proses Industri Secara Kimia

2.1.1 Pengertian Pengolahan Air Secara Kimia.

Pengolahan kimia dilakukan dengan menambahkan bahan kimia tertentu yang

bertujuan untuk menyisihkan senyawa organik maupun senyawa anorganik dalam air.

Penambahan bahan kimia ini bersifat spesifik, tergantung jenis dan konsentrasi

polutan dalam air baku. Proses pengolahan air yang menggunakan prinsip pengolahan

secara kimia antara lain koagulasi, proses penghilangan kesadahan dalam air, serta

proses desinfeksi menggunakan klor. Penambahan bahan kimia dapat menyebabkan

perubahan komposisi kimia dalam air seperti perubahan pH sehingga mengharuskan

adanya penambahan zat kimia lain untuk menyesuaikan dengan pengolahan

selanjutnya.

Pengolahan air dengan cara kimia merupakan pengolahan yang bertujuan

memperbaiki sifat-sifat air dengan menambahkan bahan kimia tertentu. Bahan kimia

yang sering digunakan dalam pengolahan air adalah bahan kimia yang memiliki sifat

koagulatif, yaitu mampu menggumpalkan bahan atau pengotor yang ada dalam air.

Koagulan akan menggumpalkan partikel pengotor ukuran halus dan melayang

dalam air,  biasa disebut koloid menjadi partikel berukuran besar. Melalui proses

flokulasi, partikel – partikel yang sudah membesar akan menyatu membentuk

gumpalan yang lebih besar. Gumpalan ukuran besar hasil proses flokulasi disebut

flok. Bahan kimia yang sering digunakan sebagai koagulan untuk pengolahan air

adalah tawas, kapur dan kaporit.

Hasil proses koagulasi dan flokulasi ini selanjutnya dipisah dengan menggunakan

metoda penyaringan atau flitrasi atau pengendapan. Tingkat keberhasilan proses

koagulasi dan flokulasi ditentukan oleh factor-faktor seperti: jenis dan kandungan

pengotor dalam air, jumlah dan jenis koagulan, proses pencampuran atau pengadukan.

Secara umum, skema pengolahan air bersih di daerah-daerah di Indonesia terlihat

seperti pada gambar di bawah. Terdapat 3 bagian penting dalam sistem

pengolahannya.

4

Page 5: Utilitas pengolahan air secara kimia

Skema pengolahan air bersih

2.2 Pengolahan air baku sungai secara kimia2.2.1 Bangunan Intake

Bangunan intake ini berfungsi sebagai bangunan pertama untuk masuknya air dari

sumber air. Pada umumnya, sumber air untuk pengolahan air bersih, diambil dari

sungai. Pada bangunan intake ini biasanya terdapat bar screen yang berfungsi untuk

menyaring benda-benda yang ikut tergenang dalam air. Selanjutnya, air akan masuk ke

dalam sebuah bak yang nantinya akan dipompa ke bangunan selanjutnya, yaitu WTP

– Water Treatment Plant.

2.2.2 Water Treatment Plant

Water Treatment Plant atau lebih populer dengan akronim WTP adalah bangunan

utama pengolahan air bersih. Biasanya bagunan ini terdiri dari 4 bagian, yaitu : bak

koagulasi, bak flokulasi, bak sedimentasi, dan bak filtrasi.

a. Koagulasi

Dari bangunan intake, air akan dipompa ke bak koagulasi ini. pada proses

koagulasi ini dilakukan proses destabilisasi partikel koloid, karena pada dasarnya air

sungai atau air-air kotor biasanya berbentuk koloid dengan berbagai partikel koloid

yang terkandung di dalamnya. Destabilisasi partikel koloid ini bisa dengan

penambahan bahan kimia berupa tawas, ataupun dilakukan secara fisik dengan rapid

mixing (pengadukan cepat), hidrolis (terjunan atau hydrolic jump), maupun secara

mekanis (menggunakan batang pengaduk). Biasanya pada WTP dilakukan dengan

cara hidrolis berupa hydrolic jump. Lamanya proses adalah 30 – 90 detik.

Metode pengolahan kimiawi yang sering digunakan adalah koagulasi.

Koagulasi adalah mekanisme dimana partikel – partikel koloid yang bermuatan

negatif akan dinetralkan, sehingga muatan yang netral tersebut saling melekat dan

menempel satu sama lain, dan membentuk flok. Untuk menambah besar ukuran

5

Page 6: Utilitas pengolahan air secara kimia

koloid dapat dilakukan dengan jalan reaksi kimia diikuti dengan pengumpulan

atau dengan cara penyerapan.

Partikel koloid memiliki ukuran lebih kecil dari suatu mikro akan

menimbulkan sifat – sifat yang berbeda, karena kecilnya ukuran partikel maka

luas permukaan tiap satuan massa akan semakin besar.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi untuk menghasilkan koagulasi yang

baik :

1. Pengontrolan pH

Setiap koagulan mempunyai range pH yang spesifik dimana presipitasi

yang maximum akan terbentuksekaligus titik kelarutan minimum.

2. Temperatur

Pada temperatur yang rendah, kecepatan reaksi lebih lambat dari viskositas air

lebih besar sehingga flok lebih sukar mengendap.

4. Dosis Koagulan

Air dengan turbiditas yang tinggi memerlukan dosis koagulan yang banyak.

Dosis koagulan persatuan unit turbidity tinggi, akan lebih kecil dibandingkan

dengan dosis persatuan untuk air dengan turbidity rendah.

Hal ini disebabkan karena dalam air yang mempunyai turbidity tinggi,

kemungknan terjadinya tumbukan antara partikel akan lebih besar.

(Sangsoko,1989).

Adapun efek dosis glokulan terhadap berat jenis adalah :

Kecepatan pengendapan dipengaruhi oleh berat jenis partikel, berat jenis

cairan, gravitasi, konstanta dan viskositas. Pengaruh ini dinyatakan oleh

Stokes sebagai :

Dimana :

V : kecepatan pengendapan

P 1 : berat jenis partikel

P 2 : berat jenis cairan

K : konstanta

n : viskositas

6

Page 7: Utilitas pengolahan air secara kimia

untuk mempercepat pengendapan kotoran maka ditambahkan glokulan dengan

dosis yang tepat, sebab dengan dosis yang terlalu banyak tidak ada

pengaruhnya bila sudah tercapai titik jenuh pengendapan (Soejardi,1985).

Koagulan

Koagulan adalah zat kimia yang menyebabkan destabilisasi muatan nagatif

patikel didalam suspensi. Zat ini merupakan donor muatan positif yang

digunakan untuk mendestibilisasi muatan negatif partikel. Dalam pengolahan air,

sering dipakai garam Aluminium, Al (III) atau garam besi (II) dan besi (III).

Koagulan yang umum dan sudah dikenal yang digunakan pada pengolahan air

seperti terlihat pada tabel 2.1. dibawah ini :

Tabel 2.1. Jenis – jenis Koagulan

Jenis – jenis Bahan Koagulan

a. Poli Aluminium Klorida

Poli Aluminium Klorida sering disingkat dengan PAC. PAC adalah garam

yang dibentuk oleh aluminium – aluminium klorida yang khusus ditentukan guna

memberi daya koagulasi dan flokulasi (pengumpulan dan pemadatan

penggumpalan) yang lebih besar dibandingkan garam – garam aluminium dari

besi lainnya. PAC sebenarnya adalah merupakan suatu senyawa kompleks

7

Page 8: Utilitas pengolahan air secara kimia

berinti banyak dari ion – ion aquo aluminium yang terpolimerisasi yaitu

suatu jenis dari polimer senyawa organik.

Berbagai bahan kimia baik senyawa organik maupun anorganik biasanya

dibutuhkan sebagai koagulan air (katalisator pengumpulan) tetapi untuk PAC

biasanya tidak membutuhkan zat tersebut. Poli Aluminium Klorida dengan

arti vital yang kuat mengumpulkan setiap zat – zat yang tersuspensi atau

yang secara koloidal tersuspensi dalam air, membentuk flok – flok (kepingan,

gumpalan – gumpalan) akan mengendap dengan cepat agar membentuk sludge

(lumpur endapan) yang dapat disaring dengan mudah, dimana pH PAC air lebih

kecil dari 6 (enam) disebut asam dan jika lebih dari 7 (tujuh) maka disebut basa.

Sifat – sifat koloid dapat dibedakan yaitu koloid yang suka air dapat saling

bergabung dan membentuk partikel yang lebih besar sehingga menggumpal dan

mengendap. Sementara koloid yang tidak suka air, berasal dari logam – logam

dan garam – garam dan dapat stabil karena adanya permukaan air yang

terikat dan menghalangi terjadinya kontak dari partikel – partikel sekitarnya.

Koloid ini dapat dihilangkan dengan menurunkan potensial yaitu dengan

menggunakan tabel lapisan 6 – 9 dengan pH netral adalah 7.

Bersangkutan sehingga mengendap kembali. Hal ini merupakan salah

satu sebab kandungan dalam sumur yang dangkal lebih rendah.Besi dalam

jumlah yang sedikit dan air minum diperlukan untuk pembentukan sel darah

merah, tetapi kalau sudah melebihi konsentrasi yang diperlukan akan dapat

menyebabkan penyakit dan warna air kemerah – merahan sehingga

menimbulkan kekeruhan serta rasa dan bau air yang tidak enak. Klor dalam air

dapat mengoksidasikan ion – ion Fe+2 menjadi Fe+3 mengakibatkan turbiditas

air yang semakin tinggi karena terbentuknya zat – zat yang tersuspensi. Rumus

kimia Poli Aluminium Klorida (PAC) Al n (OH) m Cl 3n-m Fungsi dari Poli

Aluminium Klorida adalah untuk menurunkan tubiditas air atau menurunkan

kekeruhan air.

b. Soda Kapur (Ca(OH)2)

Dalam proses pengolahan air, selalu ditambahkan zat kimia yang

masing – masing memiliki fungsi sendiri. Adanya proses penjernihan air melalui

proses koagulasi PAC maka pH air ini akan menjadi turun. Dan penurunan

nilai pH dalam air ini mengakibatkan flok – flok yang terbentuk akan susah

8

Page 9: Utilitas pengolahan air secara kimia

mengendap. Maka untuk menetralisasikan pH ini dilakukan penambahan soda

kapur Ca(OH)2 . Adapun reaksi yang terjadi :

Al(OH)Cl2 + 4H2O 2Al(OH)3 + 4HCl

Bahan penetral (soda kapur) dimasukkan kedalam hasil proses larutan tersebut

sampai kadar pH diperoleh mendekati nilai netralisasi.

2Al(OH)3 + 4HCl + 2Ca(OH)2 2Al(OH)3 + 2CaCl2 + 4H2O

Proses diatas terjadi pada bak flokulator. Apabila nilai pH di bak ini

dibawah 7,0 maka penambahan volume soda kapur Ca(OH)2 dilakukan sedikit

demi netralisasi pH ini akan mengakibatkan proses terbentuknya flok – flok

akan lebih cepat dan sempurna. Selain untuk menetralkan air, Ca(OH) 2 juga

akan dapat dipakai untuk melunakkan air sadah. Karena air sadah kurang baik

dipakai untuk mencuci pakaian dan dipakai pada mesin – mesin. Ion – ion

Ca2+ dan Mg2+ pada air sadah akan menyebabkan sifat detergen sabun hilang,

sehingga sabun tidak dapat lagi dibersihkan. Pada mesin – mesin, air sudah

membentuk endapan

berupa kerak yang akan

menempel pada mesin –

mesin (PT.Coca Cola

Bottling Indonesia,2000).

Proses Koagulasi Secara Mekanis dengan mesin pemutar

b. FlokulasiFlokulasi 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

9

Page 10: Utilitas pengolahan air secara kimia

membawa flok dan menyimpannya pada bak flokulasi. Setelah dari unit koagulasi,

selanjutnya air akan masuk ke dalam unit flokulasi. Unit ini ditujukan untuk

membentuk dan memperbesar flok. Teknisnya adalah dengan dilakukan pengadukan

lambat (slow mixing).

Flokulator berjalan dengan kecepatan lambat dengan maksud terjadi

pembentukan flok yang siap untuk diendapkan. Di dalam proses flokulasi ini

pengadukan dilakukan secara bertahap yaitu dari kekuatan besar kemudian mengecil

supaya flok yang sudah dibentuk tidak terpecah kembali.

Mekanisme terjadinya gumpalan

Aluminium atau besi akan bereaksi dengan alkalinitas dalam air. Alkalinitas

adalah kemampuan untuk menetralkan asam. Poly Aluminium Chlorida bekerja pada

interval pH 6-9 dengan pH netral adalah 7. Reaksi ini menghasilkan Al(OH)3 yang

mengendap. Pada reaksi ini akan membebaskan asam yang menurut pH larutan dan

bereaksi dengan alkalinitas. Reaksi tersebut tidak sederhana karena hidroksida-

hidroksida Al dan Fe ternyata terbentuk ion-ion yang lain menunjukkan reaksi yang

amat kompleks.

Pada penambahan garam Aluminium atau besi, akan segera terbentuk ion-ion

polimer dan dapat terserap oleh partikel-pertikel. PAC benar-benar menggumpalkan

zat-zat tersuspensi dan koloid dalam air untuk menghasilkan flok yang belum

sempurna, lalu Ca(OH)2 berperan untuk mengikat flok-flok yang belum sempurna

tersebut menjadi flok-flok yang lebih sempurna, dengan perbandingan 0,30 ml PAC

dan 0,90 ml Ca(OH)2 dalam 500 ml air baku pada uji jar test di laboratorium. Ca(OH)2

bekerja pada pH basa sebagai flokulan yang menetralisir pH asam yaitu PAC sebagai

koagulan, yang kemudian membentuk flok-flok yang lebih sempurna dan

mempercepat pengendapan dalam penyaringan partikel koloid, yang akan

terselubungi oleh koagulan. Muatan partikel koloid dan hasil hidrolisa akan saling

menetralkan sehingga muatan dari partikel ini mengecil, hingga tergantung dari pH

serta semacam dosis koagulan, maka besarnya zat potensial yang akan diturunkan atau

diubah dari sedikit negatif menjadi netral dan akhirnya posif, dan suspensi ini tidak

stabil sehingga terjadi penggumpalan sampai ukuran yang dapat mengendap.

10

Page 11: Utilitas pengolahan air secara kimia

Bahkan koagulan dapat terhidrolisa dan dapat terbentuk masa yang lebih besar,

dalam hal ini partikel koloid menarik dan menggabungkan sehingga terbentuk

gumpalan dan terjadilah pengendapan yang sempurna dalam tangki flokulator.

Reaksi kimia untuk menghasilkan flok adalah :

Al2(SO4)3.14H2O + 3Ca(HCO3)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 14H2O + 6CO2

Pada air yang mempunyai alkalinitas tidak cukup untuk bereaksi dengan alum,

maka perlu ditambahkan alkalinitas dengan menambah kalsium hidroksida.

Al2(SO4)3.14H2O + 3Ca(HCO3)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 14H2O

Ferro sulfat membutuhkan alkalinitas dalam bentuk ion hidroksida agar

menghasilkan reaksi yang cepat. Untuk itu, Ca(OH)2 ditambahkan untuk mendapatkan

pH pada level dimana ion besi diendapkan sebagai Fe(OH)3. Reaksi ini adalah reaksi

oksidasi-reduksi yang membutuhkan oksigen terlarut air. Dalam reaksi koagulasi,

oksigen direduksi dan ion besi dioksida menjadi ferri, dimana akan mengendap

sebagai Fe(OH)3.

2FeSO4.7H2O + 2Ca(OH)2 + 1/2 O2 2Fe(OH)3 + 2CaSO4 + 13H2O

Untuk berlangsungmya reaksi ini, pH harus sekitar 9,5 dan kadang-kadang

stabilisasi membutuhkan kapur berlebih. Penggunaan ferri sulfat sebagai koagulan

berlangsung mengikuti reaksi :

Fe2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 2Fe(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

Reaksi ini biasanya menghasilkan flok yang padat dan cepat mengendap. Jika

alkilinitas alami tidak cukup untuk reaksi, diperlukan penambahan kapur. Rentang pH

optimum adalah sekitar 4 hingga 12, karena ferri hidroksida relatif tidak larut dalam

rentang pH ini. Reaksi ferri klorida sebagai koagulan berlangsung sebagai berikut:

2FeCl3+3Ca(OH)2 2Fe(OH)3+CaCl2+6CO2

Penambahan kapur diperlukan bila alkalinitas alami tidak mencukupi.

2FeCl3+3Ca(OH)2 2Fe(OH)3+3CaCl2

11

Page 12: Utilitas pengolahan air secara kimia

Reaksi ferri klorida berlangsung pada pH optimum 4 sampai 12. Flok yang

terbentuk umumnya padat dan cepat mengendap.

Terdapat 2 perbedaan pada proses flokulasi yaitu :

1. Flokulasi perikinetik, adalah Aglomerasi partikel-partikel sampai ukuran µm

dengan mengandalkan gerakan Brownian, biasanya koagulan ditambahkan untuk

meningkatkan flokulasi

perikinetik.

2. Flokulasi ortokinetik, adalah

Aglomerasi partikel-partikel sampai

ukuran diatas 1 µm, dimana

gerakan Brownian diabaikan pada

kecepatan tumbukan antar partikel,

tetapi memerlukan pengaduk

buatan ( artificial mixing ). dapat

dikurangi dengan proses koagulasi (proses destabilisasi) melalui penambahan

bahan kimia dengan muatan berlawanan. Terjadinya muatan pada partikel

menyebabkan antar partikel yang berlawanan cenderung bergabung membentuk

inti flok. Proses koagulasi selalu diikuti oleh proses flokulasi, yaitu penggabungan

inti flok atau flok kecil menjadi flok yang berukuran besar.

Proses Flokulasi Partikel Koloidc. Sedimentasi

Sedimentasi yaitu proses pengendapan flok partikel dan pemisahan

kotoran/warna, sehingga air terolah akan jernih (supernatan) dan endapan yang

12

Page 13: Utilitas pengolahan air secara kimia

terjadi dibuang atau

digunakan ulang

(concentrate). Hal ini dilakukan

secara gravitasi.

Setelah melewati proses

destabilisasi partikel koloid

melalui unit koagulasi dan

unit flokulasi, selanjutnya

perjalanan air akan masuk ke dalam unit sedimentasi. Unit ini berfungsi untuk

mengendapkan partikel-partikel koloid yang sudah didestabilisasi oleh unit

sebelumnya. Unit ini menggunakan prinsip berat jenis. Berat jenis partikel koloid

(biasanya berupa lumpur) akan lebih besar daripada berat jenis air. Dalam bak

sedimentasi, akan terpisah antara air dan lumpur. Gabungan unit koagulasi, flokulasi,

dan sedimentasi disebut unit aselator.

Unit Aselator pada Water Treatment Plantd. Filtrasi

Filtrasi adalah pembersihan partikel padat dari suatu fluida dengan

melewatkannya pada medium penyaringan, atau septum, yang di atasnya padatan

akan terendapkan. Range filtrasi pada industri mulai dari penyaringan sederhana

hingga pemisahan yang kompleks. Fluida yang difiltrasi dapat berupa cairan atau

gas; aliran yang lolos dari saringan mungkin saja cairan, padatan, atau keduanya.

Suatu saat justru limbah padatnyalah yang harus dipisahkan dari limbah cair

sebelum dibuang. Di dalam industri, kandungan padatan suatu umpan mempunyai

range dari hanya sekedar jejak sampai persentase yang besar. Seringkali umpan

dimodifikasi melalui beberapa pengolahan awal untuk meningkatkan laju filtrasi,

misal dengan pemanasan, kristalisasi, atau memasang peralatan tambahan pada

13

Page 14: Utilitas pengolahan air secara kimia

penyaring seperti selulosa atau tanah diatomae. Oleh karena varietas dari material

yang harus disaring beragam dan kondisi proses yang berbeda.Filtrasi adalah proses

penyaringan air menembus media berpori-pori. Untuk menghilangkan zat

tersuspensi yang terakhir adalah dengan melakukan penyaringan.penyaringan  yang

dimaksudkan disini adalah penyaringan dengan melewatkan air melalui bahan

berbentuk butiran yang diatur sedemikian rupa sehingga zat padatnya tertinggal pada

butiran tersebut dan dapat digunakan kembali untuk kebutuhan masyarakat.

Tujuan dari filtrasi, yaitu :

1. memanfaatkan air kotor atau limbah untuk bisa digunakan kembali.

2. mengurangi resiko meluapnya air kotor dan limbah.

3. mengurangi keterbatasan air bersih dengan membuat filtrasi air.

4. mengurangi penyakit yang diakibatkan oleh air kotor.

5. membantu pemerintah untuk menggalakan air bersih.

Setelah proses sedimentasi, proses selanjutnya adalah filtrasi. Unit filtrasi ini,

sesuai dengan namanya,

adalah untuk menyaring

dengan media berbutir.

Media berbutir ini biasanya

terdiri dari antrasit, pasir silica,

dan kerikil silica denga

ketebalan berbeda. Dilakukan secara grafitasi.

Selesailah sudah proses pengolahan air bersih. Biasanya untuk proses tambahan,

dilakukan disinfeksi berupa penambahan chlor, ozonisasi, UV, pemabasan, dan lain-

lain sebelum masuk ke bangunan selanjutnya, yaitu reservoir.

2.2.3.Reservoir

Setelah dari WTP dan berupa clear water, sebelum didistribusikan, air masuk ke

dalam reservoir. Reservoir ini berfungsi sebagai tempat penampungan sementara air

bersih sebelum didistribusikan melalui pipa-pipa secara grafitasi. Karena kebanyakan

distribusi di kita menggunakan grafitasi, maka reservoir ini biasanya diletakkan di

tempat dengan eleveasi lebih tinggi daripada tempat-tempat yang menjadi sasaran

distribusi. Biasanya terletak diatas bukit, atau gunung.

14

Page 15: Utilitas pengolahan air secara kimia

Reservoir air bersih

Gabungan dari unit-unit

pengolahan air

ini disebut IPA –

Instalasi Pengolahan Air.

Untuk menghemat biaya

pembangunan,

biasanya Intake, WTP, dan

Reservoir dibangun dalam

satu kawasan dengan

ketinggian yang

cukup tinggi, sehingga

tidak diperlukan

pumping station dengan

kapasitas pompa dorong yang besar untuk menyalurkan air dari WTP ke

reservoir. Barulah, setelah dari reservoir, air bersih siap untuk didistribusikan melalui

pipa-pipa dengan berbagai ukuran ke tiap daerah distribusi.

15

Page 16: Utilitas pengolahan air secara kimia

Proses Pengolahan Air Bersih

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Secara umum, pengolahan air bersih terdiri dari 3, yaitu pengolahan secara fisika,

kimia, dan biologi. Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis,

tanpa adanya penambahan bahan kimia. Contohnya adalah pengendapan, filtari, adsorpsi,

dan lain-lain. Pada pengolahan secara kimiawi, terdapat penambahan bahan kimia,

seperti klor, tawas, dan lain-lain, biasanya digunakan untuk menyisihkan logam-logam

berat yang terkandung dalam air.

Pengolahan air secara kimia adalah menambahkan bahan kimia tertentu yang

bertujuan untuk menyisihkan senyawa organik maupun senyawa anorganik dalam air.

Penambahan bahan kimia ini bersifat spesifik, tergantung jenis dan konsentrasi polutan

dalam air baku. Bahan kimia yang sering digunakan dalam pengolahan air adalah bahan

16

Page 17: Utilitas pengolahan air secara kimia

kimia yang memiliki sifat koagulatif, yaitu mampu menggumpalkan bahan atau pengotor

yang ada dalam air.

Proses Pengolahan air secara kimia, yaitu :

1. Koagulasi

2. Flokulasi

3. Sedimentasi

4. Filtrasi

17