jurnal jar test

7/25/2019 Jurnal Jar Test

1/15

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XXII

Program Studi MMT-ITS, Surabaya 24 Januari 2015

PENINGKATAN EFEKTIFITAS PROSES KOAGULASI-FLOKULASI

DENGAN MENGGUNAKAN ALUMINIUM SULFAT DAN

SUPERFLOC

Bernaded Oka Anggarani1!" Nieke #arnaningroem

$" A%iek Moesria%i

&"

Jurusan Teknik Lingkungan, FTSP, ITS

mai!" bernaded#oka$gmai!#%om1&, nieke$en'iro#its#a%#id

2&, atiek$en'iro#its#a%#id

(&

ABSTRAK

Bahan kimia yang dibubuhkan pada proses koagulasi-flokulasi di IPAM NgagelIII adalah aluminium sulfat (alum) dan )o!ya%ry!amide. Dalam penelitian ini

)o!ya%ry!amide diganti dengan su)er*!o% diharapkan dapat meningkatkan efektifitas di

dalam proses koagulasi-flokulasi dengan mengidentifikasi dosis optimum alum dansu)er*!o% nilai ! dan td serta efisiensi remo'a!. Penelitian ini menggunakan air bakubuatan yaitu air sungai "agir ditambahkan lumpur intake PDAM Ngagel. Dosis optimumpada kekeruhan a#al $%& N' adalah $% ppm alum dan % ppm su)er*!o% sedangkanpada kekeruhan a#al *% N' adalah *% ppm alum dan % ppmsu)er*!o%. ! dan td yangoptimum untuk proses koagulasi pada kekeruhan a#al $%& N' adalah $&+,detik selama% detik +,detik selama % detik pada kekeruhan a#al *% N'. Pada prosesflokulasi ! dan td optimum pada kekeruhan a#al $%& N' dan *% N' masing-masing/,detik selama * menit dan /,detik selama * menit. 0fisiensi remo'a!untuk kekeruhan$%& N' dan *% N' adalah &1 dan *1.

#a%a k'n(i)Dosis 2ptimum Alum dan

Su)er*!o% 0fisiensi

+emo'a! ! 3ekeruhan td

PENDAHULUAN

Pada IPAM Ngagel III bahan kimia yang dibubuhkan pada proses koagulasi danflokulasi adalah aluminium sulfat dan )o!ya%ry!amide. 4ungsi aluminium sulfat adalahmenggabungkan partikel 5 partikel ke6il men7adi lebih besar yang disebut dengan floksedangkan )o!ya%ry!amideberfungsi untuk membuat flok yang telah terbentuk men7adilebih besar lagi sehingga lebih mudah untuk mengendap. Dalam penelitian ini

)o!ya%ry!amide diganti dengan su)er*!o%# Penggantian )o!ya%ry!amide dengan su)er*!o%diharapkan dapat meningkatkan efektifitas di dalam proses pembubuhan bahan kimia pada

proses koagulasi dan flokulasi agar dapat dihasilkan dosis yang optimum sehinggamenghasilkan nilai kekeruhan yang memenuhi standar kualitas air minum. Berdasarkan haltersebut maka dilakukan sebuah penelitian yang bertu7uan untuk mengidentifikasi dosisoptimum aluminium sulfat dan su)er*!o% untuk masing-masing kekeruhan menganalisisgradien ke6epatan (!) dan lama pengadukan (td) yang optimum untuk masing-masingkekeruhan dan menghitung efisiensi remo'a!.

Koagulasi Flokulasi

3oagulasi merupakan proses pembubuhan bahan kimia (koagulan) dalam

pengolahan air minum untuk memperbaiki kualitas air untuk akti8itas sehari 5 hari

dikarenakan materi tersuspensi dan kontaminan yang se6ara efisien dapat tersisihkan. Di

dalam proses koagulasi dilakukan pengadukan 6epat yang bertu7uan untuk mendispersikan

ISBN : 9!-"#$-#"#%-&-!

A-&$-


2/15



koagulan hingga rata dengan #aktu yang singkat untuk memperke6il pe6ahnya flokmen7adi partikel-partikel ke6il tersuspensi.

4lokulasi adalah suatu proses penggumpalan partikel-partikel terdestabilisasi

men7adi partikel-partikel berukuran besar yang disebut dengan flok sehingga mudah untukmengendap. !radien ke6epatan merupakan faktor penting dalam proses ini. "ika nilai

gradien ke6epatan terlalu 6epat atau besar akan men6egah pembentukan flok atau flok

pe6ah kembali akibatnya sulit mengendap.

K'i()'ia D)sai* P)*ga+uk ,)a( +a* P)*ga+uk La./a(

!radien ke6epatan (!) dan po#er (P) dapat ditentukan dengan 6ara sebagai berikut.

! 9

P 9 3'. n$. Di

*.

Dimana : P 9 suplai tenaga ke air (N.m,detik)

9 8iskositas absolut air (N.detik,m); 98olume air yang diaduk (m

$)

3 '9 konstanta pengaduk untuk aliran turbulen 9 massa 7enis air (kg,m

$)

n 9 ke6epatan putaran (rps)Nilai 3'untuk 7enis-7enis impeller dapat dilihat pada 'abel .

Ta/)l &0 Nilai KTu*(uk 1)*is-1)*is I.)ll)'

KT1)*is I.)ll)'Propeller pit6h of $ blades %$)

Propeller pit6h of $ blades -%%'urbine & flat blades 8aned dis6 *$-

'urbine / flat blades 8aned dis6 *+*'urbine / 6ur8ed blades &i 9 & ))*

4lat paddles blades Di,>i 9 / -+%4lat paddles blades Di,>i 9 < --*

4lat paddles & blades Di,>i 9 / )+*4lat paddles / blades Di,>i 9 < $


3/15

A-&$-


4/15



Ta/)l 20 K'i()'ia D)sai* P)*ga+uk La./a(

K'i()'ia Nilai

!radien 3e6epatan (!) ?) )%5 aktu Detensi (td) ??) -*5 &* menit!.td ??) %&- %*

Sumber " .& Lee dan Lin, 2000, .. & roste, 1/

Alu.i*iu. Sul3a(

Aluminium sulfat atau alum merupakan koagulan yang paling sering digunakandalam pengolahan air karena harga relatif murah mudah untuk dioperasikan dan disimpan.Pembentukan flok aluminium hidroksida (Al(2@)$) merupakan hasil reaksi antarakoagulan yang bersifat asam dan alkalinitas alami yang terdapat dalam air yang biasanyamengandung kalsium karbonat.

Al(=2&)$ $a(@2$) 2Al(OH)$ $a=2& /2"ika air tidak mempunyai alkalinitas yang 6ukup maka ditambahkan ydrated

!ime sodium hidroksida (soda kaustik) atau sodium karbonat (abu soda).Al(=2&)$ $a(2@) 2Al(OH)$ $a=2&

"ika ditambahkan abu soda maka ter7adi reaksi berikut.Al(=2&)$ $Na2$ $@O 2Al(OH)$ $Na=2& $2

Dari persamaan reaksi di atas aluminium hidroksida (Al(2@)$) yang akan

membentuk endapan. Ion @ yang terbentuk pada setiap reaksi akan menurunkan p@.

Centang nilai p@ efektif untuk proses koagulasi adalah ** 5


5/15

A-&$-$


6/15



Ga./a' $0 S('uk(u'Pol*+A+MAC

Sumber " Leo)o!d, 200/

Po!y3M3 merupakan penyusun dari bahan flokulan yaitu su)er*!o%.

Po!y3M3 merupakan polimer yang memiliki densitas muatan yang tinggi maka dapatmenggabungakan partikel tersuspensi men7adi efektif dalam proses flokulasimenghilangkan #arna membunuh alga dan menghilangkan organik seperti humus (=ang-kyu dan "ohn dalam M#angi %$). 3euntungan dari penggunaan polimer ini adalahmempunyai muatan postif yang besar dan ) insensiti'e ('ripathy %%/).

Po!y3M37uga beresiko pada kesehatan 7ika bereaksi dengan klorin memproduksi airdengan kandungan karsinogenik (M#angi %$) maka dari itu dosis yang digunakansangat rendah yaitu kurang dari mg, (BACC %$).

METODE

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode 6ar test dengan

menggunakan air baku buatan. Berikut alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian.1. Alat

1. Jar test

2. Beaker !lass 8olume %%% m sebanyak / buah3. Pipet ukur % m sebanyak buah4. Pipet ukur * m sebanyak buah5. Propipet sebanyak buah6. 'urbidimeter7. p@ meter

2. Bahan1. Air sungai "agir =urabaya2.

umpur intake PDAM Ngagel3. Aluminium sulfat4. Su)er*!o%5. Po!ya%ry!amide

Dalam penelitian ini dilakukan dalam dua tahap yaitu penelitian pendahuluan danpenelitian utama. Penelitian pendahuluan dilakukan untuk memperoleh dosis optimumalum dan su)er*!o% dimana tahap dimulai dari pembuatan air baku buatan pembuatanlarutan alum su)er*!o%, dan )o!ya%ry!amide serta penentuan dosis optimum alum dan

su)er*!o%. Pembuatan air baku buatan dilakukan dengan men6ampurkan lumpur intakePDAM Ngagel dengan sampel air baku sungai "agir. ;ariasi kekeruhan adalah $%& N'dan *% N'. =elan7utnya adalah pembuatan larutan alum dengan konsentrasi 1 danlarutan su)er*!o% dan)o!ya%ry!amidedengan konsentrasi %%1. 3e6epatan pengadukanyang digunakan dalam proses koagulasi dengan6ar testadalah %% rpm dengan td /% detiksedangkan yang digunakan pada proses flokulasi adalah &% rpm selama * menit. Dosis

ISBN : 9!-"#$-#"#%-&-!


7/15

A-&$-&


8/15



alum yang yang digunakan di8ariasikan men7adi tiga yaitu % ppm $% ppm &% ppm *%ppm dan /% ppm. Dosissu)er*!o%yang digunakan 7uga di8ariasikan men7adi tiga yaitu %ppm % ppm %$ ppm %& ppm dan %* ppm.

'ahap penelitian utama bertu7uan untuk menentukan ke6epatan pengadukan danlama pengadukan yang optimum. ;ariasi ke6epatan pengadukan pada proses koagulasiadalah %% rpm (+,detik) $% rpm (*&,detik) dan /% rpm ($&+,detik) dan 8ariasi lama

pengadukan adalah /% detik % detik dan % detik. Dalam proses flokulasi digunakan8ariasi ke6epatan pengadukan $% rpm (


9/15

A-&$-*


10/15



Ga./a' %0 G'a3ik P)*)*(ua* Dosis O(i.u. +)*ga* K)k)'u4a* A5al 7#6$ NTU

Dosis optimum yang digunakan pada kekeruhan a#al *% N' berdasarkan!ambar & adalah *% ppm aluminium sulfat dan % ppm su)er*!o%yang ditun7ukkan pada

grafik ber#arna ungu. @al tersebut disebabkan dosis tersebut merupakan dosis yang

menghasilkan nilai kekeruhan akhir terendah yaitu sebesar $+ N'.

Nilai G +a* (+

Dalam menentukan nilai ! dan td dilakukan per6obaan dengan mem8ariasikannilai rpm dan td pada proses koagulasi dan flokulasi yaitu %% rpm dengan td /% detik %detik % detik dengan flokulasi $% rpm selama * menit. Begitu pula dengan $% rpm dan/% rpm yang di8ariasikan dengan td /% detik % detik % detik untuk flokulasi yangsama $% rpm selama * menit sehingga diperoleh nilai kekeruhan terendah untuk $% rpm

selama * menit dimana bukan berarti hasil yang optimum disebabkan masih dilakukanperbandingan 7ika flokulasi $% rpm selama % menit dan * menit &% rpm selama *menit % menit dan * menit *% rpm untuk * menit % menit dan * menit. =etelah itudiperoleh nilai ! dan td optimum untuk proses koagulasi dan flokulasi dalam skalalaboratorium. !ambar-gambar berikut merupakan hasil untuk nilai rpm dan td optimumuntuk masing 5 masing kekeruhan a#al.

Ga./a' 70 Hasil '. +a* (+ O(i.u. Koagulasi +a* Flokulasi a+a K)k)'u4a*

A5al 2#6% NTU

=emakin lama pengadukan pada koagulasi maka bahan kimia yang dibubuhkan

akan terdispersi se6ara merata ke dalam air dan 7ika ke6epatan semakin 6epat makatumbukan antar partikel semakin besar dan akibatnya flok-flok yang dihasilkan semakin

banyak sehingga mudah mengendap dan menghasilkan kekeruhan akhir yang rendah

seperti pada !ambar * dimana kekeruhan akhir terendah adalah $% N' dengan


11/15

ISBN : 9!-"#$-#"#%-&-!

A-&$-/


12/15



perlakuan /% rpm selama % detik untuk koagulasi dan untuk flokulasi dilakukan dengan

*% rpm selama * menit.

Ga./a' "0 Hasil '. +a* (+ O(i.u. Koagulasi +a* Flokulasi a+a K)k)'u4a*

A5al 7#6$ NTU

Pada kekeruhan $%& N' dan &%* N' proses koagulasi membutuhkanke6epatan pengadukan yang 6epat. Beda halnya dengan kekeruhan *% N' yangditun7ukkan pada !ambar / bah#a kekeruhan akhir terendah yaitu &* N' dilakukandengan ke6epatan %% rpm karena 7arak antar partikel koloid berdekatan dan bahan kimiayang dibubuhkan telah ter6ampur rata sehingga dihasilkan tumbukan antar partikel koloidyang banyak sehingga terbentuk flok-flok yang mudah mengendap yang didukung dengantd flokulasi yang lama (* menit) dimana pada td pan7ang memberikan kesempatan untuk

flok-flok bertumbuh.Penelitian selan7utnya adalah melakukan penge6ekan terhadap )o!ya%ry!amide.

Penge6ekan dilakukan untuk mengetahui apakah su)er*!o% dapat menggantikan)o!ya%ry!amide sebagai flokulan yang efektif. Penelitian penge6ekan menggunakan 8ariasikekeruhan yang sama yaitu $%& N' dan *% N'. Dosis yang dibubuhkan adalah dosisoptimum yang didapatkan dari penentuan dosis optimum alum dansu)er*!o%untuk masing

5 masing kekeruhan yaitu $% ppm alum dan % ppmsu)er*!o%untuk kekeruhan $%& N'

dan *% ppm alum dan % ppm su)er*!o%untuk kekeruhan *% N'. ! dan td yang

digunakan adalah ! dan td optimum. 'abel & berikut merupakan hasil penge6ekan dengan

menggunakan)o!ya%ry!amide.

Ta/)l %0 Hasil P)*g)8)ka* +)*ga* M)*ggu*aka*Pol*a(r*lamide

Bahan 3imia3ekeruhan Akhir

p@(N')

K)k)'u4a* A5al 2#6% NTU

alum su)er*!o% ).$% +.)&

alum )o!ya%ry!amide &.


13/15

A-&$-+


14/15



menghasilkan kekeruhan sebesar $% N'. @asil penelitian tersebut menun7ukkan bah#a

kombinasi alum dansu)er*!o%mempunyai efisiensi remo'a!yang tinggi sebesar &1.

@al tersebut disebabkan su)er*!o%merupakan 7enis polimer kationik (bermuatan positif)

yang mempunyai ke6enderungan lebih besar untuk mengadsorbsi muatan negatif (Fu%%) pada partikel 5 partikel di dalam air. Po!ya%ry!amidememiliki berat molekul yang

besar dan berfungsi sebagai 7embatan diantara flok yang telah terbentuk (Ariffin %) dan

membuat ukuran flok men7adi lebih besar. Pada kekeruhan a#al *% N' kombinasi

menggunakan)o!ya%ry!amidememiliki efisiensi remo'a!sebesar /1 sedangkan efisiensi

remo'a! kombinasi dengan su)er*!o% sebesar *1. @al tersebut dikarenakan kekeruhan

*% N' merupakan kekeruhan yang tinggi dimana @ammer (++) menyatakan bah#a

semakin tinggi kekeruhan air maka koagulan yang dibutuhkan semakin sedikit. @al ini

dikarenakan 7arak antar partikelnya berdekatan sehingga tumbukan yang ter7adi lebih

besar.

KESIMPULAN DAN SARAN

K)si.ula*

3esimpulan yang diperoleh berdasarkan hasil penelitian antara lain:

1. Dosis optimum untuk kekeruhan a#al $%& N' adalah $% ppm aluminium sulfat dan

% ppm su)er*!o% sedangkan untuk kekeruhan a#al *% N' dosis optimum yang

digunakan adalah *% ppm aluminium sulfat dan % ppmsu)er*!o%.

2. !radien ke6epatan (!) dan lama pengadukan (td) yang efektif untuk proses koagulasidan flokulasi pada kekeruhan a#al $%* N' adalah $&+,detik selama % detik dan/,detik selama * menit. Pada kekeruhan a#al *% N' gradien ke6epatan dan lama

pengadukan pada proses koagulasi adalah +,detik selama % detik dan ! dan td yang

efektif pada proses flokulasi adalah /,detik selama * menit.3. 0fisiensi remo'a!dengan kekeruhan $%& N' adalah &1 dan kekeruhan *% N'

efisiensi remo'a!sebesar *1.

Sa'a*

Beberapa saran dari penulis yaitu:1. Dilakukan penelitian lebih lan7ut untuk 7enis polielektrolit lain dengan efisiensi remo'a!

yang tinggi.

2. Dilakukan penelitian lebih lan7ut untuk beberapa 8ariasi gradien ke6epatan (!) dan lama

pengadukan (td) dengan rentang nilai yang ke6il.

DAFTAR PUSTAKA

Ariffin A. M.A.A. CaEali G. Ahmad. %. Po!y3M3 and Po!ya%ry!amide as a

ybrid F!o%%u!ation System in te Treatment o* Pu!) and Pa)er Mi!!s 7aste 8ater.

hemi6al 0ngineering "ournal + %+-.

BACC. %$. n'ironmenta! Im)a%ts o* 7ater Treatment emi%a!s at Industria! Sand

Mines. Barr >hite Paper : Barr 0ngineering o.

Droste C.. +. Teory and Pra%ti%e o* 7ater and 7aste8ater Treatment. Ne# Fork :

"ohn >iley and =ons In6.

0beling "ames M. dan =arah C. 2gden. %%&.3))!i%ation o* emi%a! oagu!ation 3ids

*or te +emo'a! o* Sus)ended So!ids 9TSS& and Pos)orus *rom te Mi%ros%reen

ISBN : 9!-"#$-#"#%-&-!

A-&$-


15/15



**!uent is%arge o* an Intensi'e +e%ir%u!ating 3ua%u!ture System#North

Ameri6an "ournal of AHua6ulture // < 5 %+.

0n8ironmental Prote6tion Agen6y. %%. 7ater Treatment Manua!s# oagu!ation,

F!o%%u!ation, and !ari*i%ation. Ireland : "ohnsto#n astle 0state o.

4air !eyer dan 2kun. +. 7ater and 7aste8ater ngineering, :o! II. "ohn >iley and

=ons In6.

@adi >ahyono. %. Peren%anaan ;angunan Pengo!aan 3ir Minum. =urabaya : I'=

Press.

@ammer Mark ". ++. 7ater and 7aste8ater Te%ono!ogy. =I ;ersion. 'oronto : "ohn

>iley an =ons In6.

eopold Peter dan =ue D. 4reese. %%.3 Sim)!e aterCesear6h ommission.

MasduHi Ali dan Abdu 4. Assomadi. %. 2perasi dan Proses Pengolahan Air. =urabaya :

I'= press.

M#angi Isaa6 >. ". atherine Ngila Patri6k Ndungu 'itus A.M. Msagati. %$. Metod

e'e!o)ment *or te etermination o* ia!!y!dimety!ammonium !oride at Tra%e

Le'e!s by )o>idation Pro%ess. >ater Air =oil Pollutant & : /$enEheng "ohn !regory ui7a . ompos. %%.;reakage and +e-ater Cesear6h&& $*-$/*.

ISBN : 9!-"#$-#"#%-&-!

jurnal jar test

Documents