Laporan Koagulasi Flokulasi

  1.  Tujuan Penelitian
  1. Menentukan pengaruh asam jawa sebagai koagulan terhadap pH dan ketinggian endapan.
  2. Menentukan dosis optimum asam jawa untuk mengurangi kekeruhan air sungai.
  3. Mengetahui kemampuan biji asam jawa sebagai koagulan apabila dikombinasikan dengan aquaclear.

 

2. Teori Dasar

Air limbah adalah air yang tidak bersih dan mengandung berbagai zat yang dapat membahayakan kehidupan manusia dan mahluk hidup lainnya dan lazimnya muncul karena hasil aktivitas manusia. Untuk mengolah air limbah maka dilakukan penyisihan bahan-bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.

Koagulasi flokulasi adalah salah satu proses kimia yang digunakan untuk menghilangkan bahan cemaran yang tersuspensi atau dalam bentuk koloid. Dimana partikel-partikel koloid ini tidak dapat mengendap sendiri dan sulit ditangani oleh perlakuan fisik. Pada proses koagulasi, koagulan dan air limbah yang akan diolah dicampurkan dalam suatu wadah atau tempat kemudian dilakukan pengadukan secara cepat agar diperoleh campuran yang merata distribusi koagulannya sehingga proses pembentukan gumpalan atau flok dapat terjadi secara merata pula.

Koagulasi dan flokulasi diperlukan untuk menghilangkan material limbah berebentuk suspense atau koloid. Koloid merupakan partikel-pertikel berdiameter sekitar 1 nm (10-7cm) hingga 0,1 nm (10-8cm). partikel-partikel ini tidak dapat mengendap dalam periode waktu tertentu dan tidak dapat dihilangkan dengan proses perlakuan fisika biasa.

1.1.1     Koagulasi

Koagulasi didefinisikan sebagai proses destabilisasi muatan koloid padatan tersuspensi termasuk bakteri dan virus, dengan suatu koagulan. sehingga akan terbentuk flok-flok halus yang dapat diendapkan, proses pengikatan partikel koloid. Pengadukan cepat (flash mixing) merupakan bagian integral dari proses koagulasi. Tujuan pengadukan cepat adalah untuk mempercepat dan menyeragamkan penyebaran zat kimia melalui air yang diolah. Koagulan yang umum dipakai adalah alumunium sulfat, feri sulfat, fero sulfat dan PAC.

Umumnya partikel-partikel tersuspensi atau koloid dalam air buangan memperlihatkan efek Brownian. Permukan partikel-partikel tersebut bermuatan listrik negatif. Partikel-partikel itu menarik ion-ion positif yang terdapat dalam air dan menolak ion-ion negatif. Ion-ion positif tersebut kemudian menyelubungi partikel-partikel koloid dan membentuk lapisanrapat bermuatan didekat permukannya. Lapisan yang terdiri dari ion-ion positif itu disebut dengan lapisan kokoh (fixed layer). Adanya muatan-muatan pada permukaan partikel koloid tersebut menyebabkan pembentukan medan elektrostatik di sekitar partikel itu sehingga menimbulkan gaya tolak-menolak antar partikel. Disamping gaya tolak-menolak akibat muatan negatif pada partikel-partikel koloid, ada juga gaya tarik manarik antara 2 patikel yang dikenal dengan gaya Van der Walls. Selama tidak ada hal yang mempengaruhi kesetimbangan muatan-muatan listrik partikel koloid, gaya tolak menolak yang ada selalu lebih besar dari pada gaya Van der Walls, dan akibatnya partikel koloid tetap dalam keadaan stabil (Farooq dan Velioglu, 1989).

Jika ion-ion atau koloid bermuatan positif (kation) ditambahkan kedalam koloid target koagulasi, maka kation tersebut akan  masuk kedalam lapisan difusi karena tertarik oleh muatan negatif yang ada permukaan partikel koloid. Hal ini menyebabkan konsentrasi ion-ion dalam lapisan difusi akan meningkat. Akibatnya, ketebalan lapisan difusi akan berkurang (termampatkan kea rah permukaan partikel). Pemampatan lapisan difusi ini akan mempengaruhi potensial permukaan partikel koloid, gaya tolak menolak antar partikel serta stabilitas partikel koloid. Penambahan kation hingga mencapai suatu jumlah tertentu akan merubah besar partikel kesuatu tingkat dimana gaya tarik menarik Van der Walls antar partikel dapat melampaui gaya tolak menolak yang ada. Dengan demikian, partikel koloid dapat saling mendekati dan menempel satu sama lain serta membentuk mikroflok. (Farooq dan Velioglu, 1989).

Ion-ion atau koloid bermuatan positif (kation) yang ditambahkan untuk meniadakan kestabilan partikel koloid tersebut dapat dihasilkan dari senyawa organic dan anorganik tertentu yang disebut koagulan. Zat kimia yang digunakan dalam proses  ini meliputi ion-ion metal seperti alumunium atau besi, yang mana akan terhidrolisa dengan cepat untuk membentuk presipitat yang tidak larut dan polielektrolit organik alam atau sintetik, yang mana dengan cepat teradsoprsi pada permukaan partikel koloid, dengan demikian mempercepat laju pembentukan agregat dari partikel koloid (Montgomery, 1985).

1.1.2     Flokulasi

Flokulasi merupakan proses pembentukan flok, yang pada dasarnya merupakan pengelompokan/ aglomerasi antara partikel dengan koagulan (menggunakan proses pengadukan lambat atau slow mixing), Proses pengikatan partikel koloid oleh flokulan. Pada flokulasi terjadi proses penggabungan beberapa partikel menjadi flok yang berukuran besar. Partikel yang berukuran besar akan udah diendapkan.

Agar patikel 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.

1.2           Biji Asam Jawa

Banyak penelitian yang mengindikasikan bahwa koagulan alami dapat menunjukan kemampuannya yang terbaik saat digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beberapa macam kontaminan.

Jenis koagulan yang digunakan dalam penelitian kali ini adalah biji asam jawa. Asam Jawa termasuk ke dalam suku Fahaccae. Spesies ini adalah satu-satunya anggota marga Tamarindus. Biji Asam Jawa (Tamarindus Indica L) mengandung senyawa tanin, minyak esensial, serta polimer alamipli. Tanin adalah senyawa yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri (Rosydah, 2008). Minyak esensial merupakan minyak aromatik yang dapat mengurangi bau yang tidak sedap (Rosydah, 2008), sedangkan polimer alami seperti albuminoid, pati, dan getah berfungsi sebagai koagulan yang berperan dalam pengumpalan partikel-partikel air (Rosydah, 2008). Ekstrak biji asam jawa mengandung polisakarida alami yang tersusun atau D-galactose, D-glucose dan D-xylose yang merupakan flokulan alami. Biji asam jawa sendiri mudah ditemukan di Indonesia. Di Indonesia sendiri biji asam jawa biasa dimakan setelah direndam dan direbus, atau setelah dipanggang. Selain itu, biji asam juga dijadikan tepung untuk membuat kue atau roti. Selain dikonsumsi untuk sebagian orang, pemanfaatan biji asam jawa yang selama ini hanya sebagai limbah yang jarang digunakan perlu dikembangkan lebih lanjut untuk pengolahan limbah cair, yang lebih ekonomis dan ramah lingkungan.

 

C.  Langkah Kerja

Picture15

 

 

E. PEMBAHASAN

Pada percobaan ini dilakukan pengolahan limbah pada air sungai dengan menggunakan koagulan alami yaitu biji asam jawa. Dengan penambahan koagulan, partikel-pertikel koloid dari air limbah tersebut dapat terendapkan sehingga air limbah dapat dijernihkan dan partikel-partikel pencemar dapat berkurang. Alasan penambahan koagulan pada pengolahan air limbah adalah karena sifat koloid yang sulit mengendap ini akan menjadikan waktu pengendapan yang sangat lama. Hal ini disebabkan karena adanya gaya van der walls dan elektrostatik pada koloid, sehingga koloid sangat stabil. Maka dari itu untuk mempercepat partikel-partikel koloid mengendap maka ditambahkan koagulan. Limbah yang digunakan adalah limbah dari sungai yang berada di sarijadi dengan kekeruhan awal yaitu 40,88 NTU dengan pH sebesar 8,95.

1.1           Pengaruh asam jawa sebagai koagulan terhadap pH dan ketinggian endapan

Menurut literatur pH optimum biji asam jawa sebagai koagulan untuk pengolahan limbah adalah pada pH 3. Biji asam jawa dibuat pH optimum karena pada proses koagulasi flokulasi agar diperoleh hasil maksimum harus dilaksanakan pada pH yang optimum.Untuk membuat biji asam jawa pada pH optimum maka dilakukan penurunan pH. Akan tetapi pada percobaan ini penurunan pH dengan penambahan H2SO4 4N terlalu banyak sehingga pH limbah air sungai adalah 2. Akan tetapi menurut literatur semakin tinggi pH maka kemampuan biji asam jawa semakin berkurang, sehingga semakin rendah pH maka kemampuan asam jawa semakin optimal, oleh karena itu pada pH 2 biji asam jawa kemampuannya sebagai koagulan tetap optimal.

Koagulan yang digunakan adalah biji asam jawa. Biji asam jawa dapat menjadi koagulan disebabkan karena pengotor-pengotor atau koloid dari limbah tersebut bermuatan negatif sedangkan koagulan biji asam jawa bermuatan positif. Sehingga pada prosesnya akan terjadi tarik menarik antara koloid dan koagulan karena adanya perbedaan muatan tersebut sehingga terbentuklah flok-flok yang menyebabkan menurunnya kekeruhan pada air sungai tersebut. Menurut teori maka semakin banyak jumlah koagulan yang ditambahkan pada limbah air sungai maka semakin banyak pula partikel-partikel koloid pada limbah air sungai yang akan berikatan dengan koagulan, sehingga flok yang terbentuk semakin banyak seiring dengan penambahan jumlah koagulan. Dengan semakin banyaknya flok yang terbentuk maka tinggi endapan akan semakin besar.

Berdasarkan grafik hasil percobaan (tinggi endapan vs koagulan), tinggi endapan semakin besar seiring dengan penambahan jumlah koagulan yang ditambahkan. Pada dosis koagulan 0,2 gr/L tinggi endapan adalah 3 mL, pada dosis koagulan 0,3 gr/L tinggi endapan adalah 6,5 mL, pada dosis koagulan 0,4 gr/L tinggi endapan adalah 7 mL, pada dosis koagulan 0,5 gr/L tinggi endapan adalah 10 mL, pada dosis koagulan 0,6 gr/L tinggi endapan adalah 8,5 mL, dan pada dosis koagulan 0,7 gr/L tinggi endapan adalah 11 mL. Dari data tersebut semakin banyak dosis koagulan yang ditambahkan maka tinggi endapan semakin tinggi. Hanya saja pada dosis 0,5 gr/L dan dosis 0,6 gr/L tinggi endapan sama, yaitu 10 mL. Hal ini disebabkan karena pada penambahan koagulan saat proses koagulasi sempat ada yang terjatuh sehingga jumlah koagulan tidak sama lagi seperti yang seharusnya. Namun, ketidak sempurnaan dalam pengadukan juga bisa mempengaruhi tinggi endapan yang terbentuk karena masih ada pengotor yang membentuk flok-flok. Akan tetapi dari hasil percobaan ini  bila dilihat semakin banyak jumlah dosis yang ditambahkan maka semakin tinggi endapannya. Hasil percobaan ini terdapat kesesuaian dengan teori bahwa semakin banyak dosis koagulan yang ditambahkan maka semakin tinggi endapannya. Pengukuran tinggi endapan dilakukan sebanyak 3 kali yaitu pada mnit ke-30, mnit ke 60 dan pada jam ke-22. Pengukuran sebanyak 3 kali ini dilakukan karena pada menit ke 30 masih terlihat flok-flok yang terbentuk masih mengapung dan belum terendapkan oleh karena itu dilakukan pengukuran pada menit ke 60. Akan tetapi pada menit ke 60 pun flok-flok masih ada yang belum terendapkan. Dikarenakan flok-flok sangat lama untu terendapkan maka dilakukan pengukuran pada jam ke-22. Dari ketiga pengukuran ini terlihat semakin lama waktu sedimentasi maka tinggi endapan semakin banyak. Hal ini dikarenakan semakin lama waktu yang diberikan untuk sedimentasi, maka lebih banyak flok-flok terendapkan. Pada dosis 0,3 gr/L, 0,4 gr/L,0,5 gr/L, 0,6 gr/L, 0,7 gr/L tinggi endapan meningkat seiring lamanya waktu sedimentasi, kecuali pada dosis 0,2 gr/L tinggi endapan awalnya meningkat pada menit ke 30 tinggi endapan 4,2 mL dan pada menit ke-60 tinggi endapan 5 mL akan tetapi pada jam ke-22 tinggi endapan menurun menjadi 3 mL, hal ini dikarenakan pada saat penelitian corong imhoff pada dosis 0,2 gr/L ketika pendiaman untuk jam ke-22 corong imhoff tersebut mengalami pembocoran sehingga kemungkinan terdapat endapan yang keluar yang menyebabkan penurunan tinggi endapan.

Sedangkan pada pengaruh pH, pH limbah air sungai sebelum dilakukan koagulasi flokulasi adalah 2, sedangkan setelah proses koagulasi flokulasi pH nya adalah sebesar 2. Apabila dilihat sama sekali tidak ada perubahan pH sebelum dan sesudah proses koagulasi flokulasi, artinya penggunaan koagulan asam jawa belum memiliki kemampuan untuk mengembalikan pH ke keadaan netral. Sehingga bila akan digunakan koagulan biji asam jawa maka perlu dilakukan pengolahan lebih lanjut sebelum langsung dibuang ke lingkungan untuk mengatasi pH sehingga pH air setelah pengolahan adalah netral.

 

4.1           Penentuan dosis optimum asam jawa untuk mengurangi kekeruhan air sungai

Telah dijelaskan sebelumnya bahwa semakin banyak jumlah dosis koagulan yang ditambahkan maka semakin tinggi pula endapan yang terbentuk. Menurut teori semakin banyak partikel koloid terendapkan maka semakin jernih filtratnya. Sehingga apabila semakin tinggi endapan yang terbentuk maka kekeruhan pada filtranya pun semakin kecil. Dari hasil percobaan telah didapatkan bahwa semakin tinggi dosis koagulan yang ditambahkan nilai kekeruhannya pun semakin berkurang. Terlihat pada data percobaan yang didapat dosis 0,2 gr/L memiliki kekeruhan sebesar 22,98 NTU, dosis 0,3 gr/L memeiliki kekeruhan sebesar 17,39 NTU, dosis 0,4 gr/L memiliki kekeruhan sebesar 11,77 NTU, dosis 0,5 gr/L memiliki kekeruhan sebesar 14,01 NTU, dosis 0,6 gr/L memiliki kekeruhan sebesar 10,71 NTU, dosis 0,7 gr/L memiliki kekeruhan sebesar 9,75 NTU. Sehingga hasil percobaan ini dapat dikatakan semakin besar dosis koagulan maka nilai kekeruhannya semakin kecil. Hasil percobaan ini terdapat kesesuaian dengan teori bahwa semakin banyak jumlah dosis koagulan yang ditambahkan maka kejernihannya meningkat dan kekeruhannya semakin menurun. Pengukuran kekeruhan dilakukan pada jam ke-22. Hal ini dikarenakan pada jam ke-22 tinggi endapan optimum dan kemungkinan flok-flok yang belum terendapkan telah sedikit.

Sedangkan nilai kekeruhan apabila dibandingkan dengan nilai kekeruhan awal sebelum dilakukan proses kaogulasi flokulasi adalah sebesar 40,88 NTU sedangkan setelah proses koagulasi flokulasi kekeruhan berkurang 22,98 (bila dibandingkan dengan data dengan kekeruhan yang paling rendah pada variasi dosis). Hal ini tentunya biji asam jawa cukup optimal untuk menurunkan kekeruhan pada air limbah sungai karena dari hasil percobaan nilai kekeruhan sesudah proses koagulai flokulasi dengan koagulan biji asam jawa terjadi penurunan yang sangat besar dibandingkan dengan kekeruhan sebelum dilakukan proses koagulasi flokulasi.

 

4.1           Kemampuan biji asam jawa sebagai koagulan apabila dikombinasikan dengan aquaclear

Pada percobaan ini digunakan kaogulan biji asam jawa dan flokulan aquaclear. Penambahan aquaclear pada percobaan ini adalah sebagai flokulan. flokulan berperan sebagai pengikat antara flok yang satu dengan flok yang lainnya, sehingga flok-flok tersebut bersatu menjadi flok-flok yang lebih besar dan memungkinkan dapat mengendap lebih cepat. Setelah dilakukan penambahan aquaclear sebagai flokulan maka didapatkan data bahwa semakin tinggi dosis koagulan maka tinggi endapan semakin tinggi dan kekeruhannya pun semakin menurun serta pH setelah proses koagulasi flokulasi adalah tetap yaitu pada pH 2

Pada grafik (kekeruhan vs koagulan + flokulan) dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa semakin banyak dosis yang ditambahkan maka nilai kekeruhannya semakin berkurang. Hal ini sesuai dengan teori bahwa semakin banyak koagulan yang ditambahkan, semakin banyak partikel yang terendapkan maka nilai kekeruhannya pun semakin berkurang. Dari hasil percobaan yang didapat, tinggi endapan limbah sebelum adanya penambahan flokulan lebih kecil dibandingkan tinggi endapan pada limbah setelah adanya penambahan flokulan. Hal ini dapat dilihat pada rata-rata tinggi endapan berbagai variasi dosis tanpa penambahan aquaclear adalah sebesar 7,82 dan rata-rata tinggi endapan dengan memakai aquaclear adalah 8,01. Sehingga tinggi endapan lebih tinggi bila ditambahkan aquaclear. Begitupun dengan nilai kekeruhan, rata-rata nilai kekeruhan tanpa aquaclear adalah 13,87 dan rata-rata kekeruhan dengan memakai aquaclear adalah 14,04. Sehingga kekeruhan dengan koagulan dengan penambahan aquaclear lebih rendah dibanding kekeruhan dengan koagulan tanpa penambahan aquaclear. Sedangkan untuk pH setelah proses koagulasi flokulasi pH tidak berubah yaitu tetap pada pH 2.

 

Baca laporan selengkapnya disini🙂

 

Bales Dong

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: