pengolahan air kel 1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan pokok bagi kehidupan manusia. Dalam kehidupan sehari-hari

manusia selalu memerlukan air terutama untuk minum, masak, mandi, mencuci dan sebagainya.

Pada saat ini, persentase penduduk di Indonesia yang sudah mendapatkan pelayanan air bersih

dari badan atau perusahaan air minum masih sangat kecil yaitu untuk daerah perkotaan sekitar

45 % , sedangkan untuk daerah pedesaan baru sekitar 36 % .

Di daerah-daerah yang belum mendapatkan pelayanan air bersih tersebut, penduduk

biasanya menggunakan air sumur galian, air sungai yang kadang-kadang bahkan sering kali air

yang digunakan kurang memenuhi standart air minum yang sehat. Bahkan untuk daerah yang

sangat buruk kualitas air tanah maupun air sungainya, penduduk hanya menggunakan air hujan

untuk memenuhi kebutuhan akan air minum. Oleh karena itu di daerah-daerah seperti ini,

persentase penderita penyakit yang disebabkan akibat penggunaan air minum yang kurang bersih

atau kurang memenuhi syarat kesehatan masih sangat tinggi.

Dalam rangka penyediaan air minum yang bersih dan sehat bagi masyarakat pedesaan

yang mana kualitas air tanahnya buruk serta belum mendapatkan pelayanan air minum dari

PAM, perlu memasyarakatkan alat pengolah air Minum sederhana yang murah dan dapat dibuat

oleh masyarakat dengan menggunakan bahan yang ada dipasaran setempat.

Salah satu alat pengolah air minum sederhana tersebut adalah alat pengolah air minum

yang merupakan paket terdiri dari Tong (Tangki), Pengaduk, Pompa aerasi dan saringan dari

pasir atau disingat Model TP2AS. Alat ini dirancang untuk keperluan rumah tangga sedemikian

rupa sehingga cara pembuatan dan cara pengoperasiannya mudah serta biayanya murah. Cara

pengolahannya dengan menggunakan bahan kimia yaitu hanya dengan tawas dan kapur

(gamping).

Alat Pengolah Air Minum model TP2AS ini sangat cocok digunakan untuk pengolahan air

minum yang air bakunya mengandung zat besi dan mangan dan zat organik, dengan biaya yang

sangat murah.

Koagulasi

Proses koagulasi adalah pembubuhan bahan kimia ke dalam air yang akan diolah agar

partikel-partikel yang susah mengendap dalam air mengalamidestabilisasi dan saling berikatan

membentuk Flok yang lebih besar dan tentu lebih beratsehingga mudah mengendap di

Bak Sedimentasi dan atau Bak Filtrasi. Apabila kekuatan ionic dalam air cukup besar, maka

keberadaan koloid dalam air sudahdalam bentuk terdestabilasasi. Desatabilisasi ini disebabkan

oleh ion monovalen dan divalent yang berada dalam air. Yang menjadi masalah adalah apabila

kekuatan ionic dalam air sangatkecil sehingga menyebabkan koloid dalam air dalam kondisi

stabil, sehingga susah saling berikatan karena seluruh koloid memiliki muatan yang sama. Untuk

itulah sangat diperlukan proses koagulasi untuk mendestabilkan koloid ± koloid tersebutAda

beberapa daya yang menyebabkan stabilitas koloid, yaitu ; Gaya Elektrostatik, yaitu gaya tolak

menolak terjadi jika koloid ± koloid mempunyai muatanyang sejenis.Bergabung dengan molekul

air ( reaksi Hidrasi ). Stabilisasi yang disebabkan oleh molekul besar yang diadsorpsi pada

permukaan. Suspensi atau koloid bisa dikatakan stabil jika semua gaya tolak menolak antar

partikel lebih besar daripada gaya tarik massa, sehingga dalam waktu tertentu tidak terjadi

agregasi. Untuk menghilangkan kondisi stabil tersebut, maka harus merubah gaya interaksi

diantara koloiddengan pembubuhan bahan kimia ( sebagai donor muatan ) supaya gaya tarik

menarik menjadi lebih besar. Ada tiga faktor yang menentukan keberhasilan suatu proses

koagulasi yaitu: jenis bahan kimia koagulan yang dipakai, dosis pembubuhan bahan kimia,

pengadukan dari bahan kimia. Ketiga faktor ini saling berkaitan antara satu dengan lainnya.

Penentuan ketiga faktor tersebutdi lapangan harus dengan pertimbangan yang baik. Jenis bahan

kimia koagulan. Jenis bahan kimia koagulan yang umum dipakai yaitu: koagulan garam logam

dan koagulan polimer kationik. Contoh koagulan garam logam antara lain : AluminiumSulfat

atau tawas (Al3(SO4)2.14H2O) Feri Chloride (FeCl3) Fero Chloride (FeCl2) Feri Sulfhate

(Fe2(SO4)3).

Flokulasi

Flokulasi adalah proses pengadukan lambat agar campuran koagulan dan air baku yang telah

merata membentuk gumpalan atau flok dan dapat mengendap dengan cepat.

Tujuan utama flokulasi adalah membawa partikel ke dalam hubungan sehingga partikel-partikel

tersebut saling bertabrakan, kemudian melekat, dan tumbuh mejadi ukuran yang siap turun

mengendap. Pengadukan lambat sangat diperlukan untuk membawa flok dan menyimpannya

pada bak flokulasi. Sebelum tiba di bak flokulasi, air sudah dikoagulasikan, dan sudah memiliki

inti flok (microflocs). Sehingga kini saatnya mendorong inti flok menjadi kumpulan dan

membentuk flok yang lebih besar. Waktu penahanan sekitar 20 sampai 60 menit dibutuhkan,

oleh karena itu bak flokulasi harus 50 kali lebih besar dari unit kecepatan pengadukan.

Pergejolakan yang lembut diperlukan pada unit ini untuk menaikkan pengadukkan dengan

seksama. Meskipun pengadukan seharusnya tidak terlalu keras karena akan menyebabkan

rusaknya flok yang sudah terbentuk. Bak flokulasi dikategorikan menjadi tipe aliran mendatar

(axial flow type/hydraulic) atau tipe aliran melintang (cross flow type/mechanical).

Sedimentasi

Sedimentasi adalah proses pemisahan padatan yang terkandung dalam limbah cair oleh gaya

gravitasi, pada umumnya proses sedimentasi dilakukan setelah proses koagulasi dan flokulasi

dimana tujuannya adalah untuk memperbesar partikel padatan sehingga menjadi lebih berat dan

dapat tenggelam dalam waktu lebih singkat.

Sedimentasi bisa dilakukan pada awal maupun pada akhir dari unit sistim pengolahan. Jika

kekeruhan dari influent tinggi, sebaiknya dilakukan proses sedimentasi awal (primary

sedimentation) didahului dengan koagulasi dan flokulasi, dengan demikian akan mengurangi

beban pada treatment berikutnya. Sedangkan secondary sedimentation yang terletak pada akhir

treatment gunanya untuk memisahkan dan mengumpulkan lumpur dari proses sebelumnya

(activated sludge, OD, dlsb) dimana lumpur yang terkumpul tersebut dipompakan keunit

pengolahan lumpur tersendiri.

Cara yang paling sederhana adalah dengan membiarkan padatan mengendap dengan

sendirinya. Setelah partikel-partikel mengendap maka air yang jernih dapat dipisahkan dari

padatan yang tersuspensi di dalamnya. Cara yang lain yang lebih cepat adalah dengan

melewatkan air di bak dengan kecepatan tertentu sehingga padatan terpisah dari aliran air

tersebut dan jatuh ke dalam bak pengendap.

Pada pengolahan air minum, terapan sedimentasi khususnya untuk :

1. Pengendapan air permukaan, khususnya pengolahan dengan filter pasir cepat.

2. Pengendapan flok hasil koagulasi dan flokulasi, khususnya sebelum disaring dengan filter

pasir cepat.

3. Pengendapan lumpur hasil pembubuhan soda-kapur pada proses penurunan kesadahan.

4. Pengendapan presipitat pada penyisihan besi dan mangan dengan oksidasi.

Berdasarkan pada kepekatannya, suspense terbagi atas 3 (tiga) :

1. Suspense encer bila < 500 ppm;

2. Suspense intermediet bila antara 500 ppm – 1000 ppm;

3. Suspense kental bila > 1000 ppm.

BAB II

METODOLOGI PERCOBAAN

2.1 Bahan

1. Air Tanah/Air Gambut

2. Al2(SO4)3

2.2 Alat

1. Bak Sedimentasi Lengkap dengan Pompa dan Tangki

2. Beaker Glass 250 ml 3 buah

3. pH Meter

4. Pengaduk

5. Cawan Porselin

6. Oven

7. Kertas Saring

8. Penangas Air

9. Ember

2.3 Prosedur Percobaan

1. Isi Tangki dengan air tanah/air gambut sebanyak 350 L.

2. Cek pH terlebih dahulu yang tujuannya untuk mengkondisikan prose pemisahan zat-zat

padat cair karena alum bekerja pada pH tertentu.

3. Tambahakan senyawa kimia Al₂(SO₄)₃ kedalam tangki sebanyak 35 gram. Jika pH nya

masih rendah maka tambahkan pengotor lagi ke dalam tangki.

4. Aduk hingga tercampur homogen secara terus menerus. Tujuannya agar tidak terjadi

pengendapan pengotor pada bagian bawah air.

5. Setelah itu hidupkan pompa.

6. Tunggu beberapa menit hingga bak-bak sedimentasi penuh setelah itu lakukan

ppengambilan sampel sebanyak 250 ml setelah diberi senyawa kimia setiap 30, 60, dan

90 menit.

7. Setelah sampel didapat, diamkan sampel sampai beberapa hari hingga pengotor

mengendap.

8. Setelah beberapa hari dan terjadi pengendapan pada setiap sampel, carilah Total

Suspesi Solid (TSS) dan Total Solid (TS).

2.4 Cara Menghitung TSS

Alat :

1. Kertas Saring

2. Oven 105 °C

3. Neraca

Cara Kerja :

1. Sebelumnya timbanglah berat kertas saring kosong terlebih dahulu.

2. Timbang Residu, dengan cara :

Kertas saring awal yang sudah diketahui beratnya.

Saring residu dari larutan yang telah mengendapan.

Keringkan kertas saring yang berisi seridu didalam oven yang bersuhu 105 0C

Timbang kertas saring yang telah kering

Ulangi lagi dengan sampel yang lainnya.

mg/L TSS = (berat filter dan residu)+berat filter kosong ×1000

ml sampel

2.5 Cara Menghitung TS

Alat :

1. Cawan Porselen kapasitas 75 ml

2. Penangas Air

3. Oven 105°C

4. Desikator

5. Neraca

Cara Kerja :

1. Sebelumnya timbang terlebig dahulu berat caan yang kosong

2. Ambil 70 ml

3. Tuangkan kedalam cawan porselen

4. Kemudian di uapkan diatas penangas air hingga air tersebut hampir kering

5. Kemudian di letakkan di dalam oven dengan suhu 105°C selama lebih kurang 1 jam

6. Dinginkan cawan di dalam desikator lalu timbang

7. Ulangi langkah tersebut dengan sampel lainnya

Mg/L TS = (berat cawan+residu)+berat cawan kosong× 1000

ml sampel

ABSTRAK

Air merupakan sumber alam yang sangat penting di dunia, karena tanpa air kehidupan tidak

dapat berlangsung. Air bersih adalah air yang telah memenuhi syarat baik secara fisis, kimia

maupun biologi. Tujuannya adalah mempelajari tentang proses pemisahan zat-zat padat-cair

berdasarkan pemanfaatan gaya gravitasi. Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah

air dan Al2(SO4)3 (tawas). Sedangkan alat yang digunakan selama proses percobaan adalah bak

sedimentasi. Percobaan ini dilakukan dengan cara memasukkan campuran air tanah dengan

Al2(SO4)3 yang telah diaduk di dalam tangki kedalam bak sedimentasi. Setelah bak sedimentasi

terpenuhi oleh air dan mengalir ke pipa kemudian sampel diambil dengan waktu 30 menit,

60menit, dan 90 menit. Sampel didiamkan selama sehari agar pengaruh Al2(SO4)3 bekerja

terhadap air tanah sehingga didapatlah endapan. Endapan tersebut disaring dengan kertas

saring yang kemudian dapat dihitung TS (Total Solid) dan TSS (Total Suspensi Solid).

Didapatlah nilai TSS setiap sampel pada waktu 30 menit yaitu 0,114 mg/ml zat tersuspensi ;

nilai TSS pada waktu 60 menit yaitu 0,057 mg/ml zat tersuspensi ; nilai TSS pada waktu 90 menit

yaitu 0,029 mg/ml zat tersuspensi. Dan kemudian didapatlah nilai TS setiap sampel pada waktu

30 menit yaitu 2,97 mg/ml zat tersuspensi ; nilai TS pada waktu 60 menit yaitu 4,05 mg/ml zat

tersuspensi ; nilai TS pada waktu 90 menit yaitu 7,45 mg/ml zat tersuspensi. Semakin lama

waktu pengambilan sampel maka semakin rendah nilai TSS nya karena semakin sedikit

pengendapan yang didapat. Semakin lama pengambilan maka efisiensi TSS semakin meningkat.

LAMPIRAN

1. Perhitungan Alum

Untuk konsentrasi alum 100 ppm

Bila dalam 90 %, maka kemurnian alum yang terpakai adalah

100 ppm = 100 mgL

= 0,1 grL

= ( 0,1 grL

x 350 L×90

100¿ +¿ )

= 31,5 gr + 3,5 gr

= 35 gr

2. Perhitungan Nilai TSS Sampel Tanpa Penambahan Al2(SO4)3

(berat filter dan residu) – (berat filter kosong)mLlarutansampel

x 1000

(1,11mg ) – (1,06mg)350ml

x 1000 = 0,142 mg/ml zat tersuspensi

3. Perhitungan Nilai TSS pada Konsentrasi Alum 100 ppm

(berat filter dan residu) – (berat filter kosong)mLlarutansampel

x 1000

a. Pada waktu 30 menit

(1,10 mg ) – (1,06 mg)350 ml


b. Pada waktu 60 menit

(1,10 mg ) – (1,06 mg)350 ml


c. Pada waktu 90 menit

(1,10 mg ) – (1,06 mg)350 ml


4. Perhitungan Nilai TS pada Konsentrasi Alum 100 ppm

(berat cawan porselendanresidu ) – (berat cawan porselen kosong)mLlarutan sampel

x 1000

d. Pada waktu 30 menit

(31,22mg ) – (30,18 mg)350 ml

x 1000 = 2,97 mg/ml zat total solid

e. Pada waktu 60 menit

(31,15mg ) – (29,73mg)350ml


f. Pada waktu 90 menit

(32,59mg ) – (29,98mg)350ml


5. Perhitungan Efiensi TSS pada Konsentrasi Alum 100 ppm

(konsentrasi sebelum melewatibak ) – (konsentrasi setelahmelewati bak )konsentrasi sebelum melewati bak

x 100 %

g. Pada waktu 30 menit

(0,142mg /ml ) – (0,114 mg /ml)0,142mg /ml

x 100 % = 19,7 %

h. Pada waktu 60 menit

(0,142 mg /ml ) – (0,057 mg /ml)0,142 mg /ml

x 100 % = 59,8 %

i. Pada waktu 90 menit

(0,142 mg /ml ) – (0,029 mg /ml)0,142 mg /ml

x 100 % = 79,5 %

6. Perhitungan TS Sampel sebelum penambahan Al2(SO4)3

(berat cawan porselendanresidu ) – (berat cawan porselen kosong)mLlarutan sampel

x 1000

(34,24 mg ) – (30,18 mg)350 ml


7. Perhitungan Efiensi TS pada Konsentrasi Alum 100 ppm

(konsentrasi sebelum melewatibak ) – (konsentrasi setelahmelewati bak )konsentrasi sebelum melewati bak

x 100 %

j. Pada waktu 30 menit

(11,6mg /ml ) – (2,97 mg /ml)11,6mg /ml

x 100 % = 74,3 %

k. Pada waktu 60 menit

(11,6mg /ml ) – (4,05mg /ml)11,6mg /ml

x 100 % = 65,08 %

l. Pada waktu 90 menit

(11,6mg /ml ) – (7,45mg /ml)11,6 mg /ml

x 100 % = 35 %

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

Banyak atau tidaknya pengendapan pada air yang ditambahkan senyawa kimia

berhubungan erat dengan waktu yang digunakan untuk pengambilan sampel. Hasil Percobaan

yang telah dilakukan disajikan dalam bentuk gambar dan dilengkapi dengan pembahasan.

3.1 Hubungan Nilai TSS dan Efisiensi TSS terhadap Waktu

Dengan penambahan senyawa kimia Al2(SO4)3 diambil 3 sampel dengan selang waktu

yang berbeda-beda sebanyak 250 ml air. Pada setiap pengambilaan sampel dengan waktu 30

menit, 60 menit dan 90 menit, maka nilai TSS yang didapatkan adalah pada gambar 3.1 berikut :

20 30 40 50 60 70 80 90 1000

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12 0.114

0.0570000000000001

0.0290000000000001

Hubungan antara Nilai TSS terhadap Waktu

Hubun-gan an-tara Nilai TSS den-gan Waktu

WAKTU (s)

Nila

i TSS

(mg/

L)

Gambar 3.1 Hubungan Antara Nilai TSS terhadap Waktu

Dari Gambar 3.1 dapat di lihat nilai Total Suspensi Solid (TSS) mengalami penurunan

dari waktu 30 menit hingga 90 menit. Pada pengambilan sampel pertama dengan waktu 30

menit, nilai TSS nya adalah 0,114 mg/L kemudian pada menit ke 60, nilai TSS nya berkurang

dari sebelumnya yaitu 0,057 mg/L dan begitu juga pada pengambilan sampel ke 2 dengan waktu

90 menit, nilai TSS nya adalah 0,029 mg/L. Semakin lama waktu pengambilan sampel pada

pengolahan air maka semakin sedikit endapan yang dihasilkan. Dan dapat disimpulkan, semakin

sedikit endapan yang diperoleh maka semakin jernih air yang diolah.

Setelah nilai Total Suspensi Solid (TSS) telah didapat maka dapat dicari efisiensi nilai

TSS pada gambar 3.2 sebagai berikut :

20 30 40 50 60 70 80 90 1000

102030405060708090

19.7

59.8

79.5

Hubungan Waktu terhadap Efisiensi pada TSS

Hubungan Waktu dengan Efisiensi pada TSS

Waktu (s)

EFIS

IEN

SI (%

)

Gambar 3.2 Hubungan Antara Efisiensi TSS terhadap Waktu

Dari Gambar 3.2 dapat di lihat efisiensi Total Suspensi Solid (TSS) mengalami

peningkatan dari waktu 30 menit hingga 90 menit. Pada pengambilan sampel pertama dengan

waktu 30 menit,efisiensi TSS nya adalah 19,7 % kemudian pada menit ke 60, efisiensi TSS nya

meningkat dari sebelumnya yaitu 59,8 % dan semakin meningkat pada pengambilan sampel ke3

dengan waktu 90 menit, efisiensi TSS nya adalah 79,5 %. Semakin lama waktu pengambilan

sampel pada pengolahan air maka semakin meningkat efisiensinya. Dan dapat disimpulkan,

semakin meningkat efisensi setiap sampel maka membuktikan bahwa tawas yang di gunakan

dalam pengolahan air bekerja dengan baik sehingga mendapatkan air yang jernih.

3.2 Hubungan Nilai TS dan Efisiensi TSS terhadap Waktu

Dengan penambahan senyawa kimia Al2(SO4)3 diambil 3 sampel dengan selang waktu

yang berbeda-beda sebanyak 250 ml air. Pada setiap pengambilaan sampel dengan waktu 30

menit, 60 menit dan 90 menit, maka nilai TS yang didapatkan adalah pada grafik berikut :

20 30 40 50 60 70 80 90 100012345678

2.974.05

7.54

Hubungan Wktu terhadap Nilai TS

Hubungan Wktu dengan Ni-lai TS

WAKTU (s)

Nila

i TS

(mg/

L)

Gambar 3.3 Hubungan Antara Nilai TS terhadap Waktu

Dari Gambar 3.3 dapat di lihat nilai Total Solid (TS) mengalami peningkatan dari waktu

30 menit hingga 90 menit. Pada pengambilan sampel pertama dengan waktu 30 menit, nilai TS

nya adalah 2,97 mg/L kemudian pada menit ke 60, nilai TS nya meningkat dari sebelumnya yaitu

4,05 % dan semankin meningkat pada pengambilan sampel ke 3 dengan waktu 90 menit, nilai TS

nya adalah7,54 %. Semakin lama waktu pengambilan sampel pada pengolahan air maka semakin

meningkat Total Solid (TS) yang dihasilkan. Dan dapat disimpulkan, semakin meningkat Total

Solid (TS) yang diperoleh maka semakin jernih air yang diolah.

Setelah nilai Total Solid (TS) telah didapat maka dapat dicari efisiensi nilai TSS pada

gambar 3.3 sebagai berikut :

20 30 40 50 60 70 80 90 1000

20

40

60

80 74.365.08

35

Hubungan Waktu terhadap Efisiensi pada TS

Hubungan Waktu dengan Efisiensi pada TS

Waktu (s)

Efisie

nsi (

%)

Gambar 3.4 Hubungan Antara Efisiensi TS terhadap Waktu

Dari Gambar 3.4 dapat di lihat efisiensi Total Solid (TS) mengalami penurunan dari

waktu 30 menit hingga 90 menit. Pada pengambilan sampel pertama dengan waktu 30

menit,efisiensi TS nya adalah 74,3 % kemudian pada menit ke 60, efisiensi TS nya menurun dari

sebelumnya yaitu 65,08 % dan semakin menurun pada pengambilan sampel ke3 dengan waktu

90 menit, efisiensi TS nya adalah 35 %. Efisiensi Total Solid (TS) pada setiap sampel semakin

menurun dimana efisiensi tertinggi pada waktu 30 menit yaitu 74,3% Ini membuktikan bahwa

tawas bekerja dengan baik pada air sehingga pada waktu ke 60 menit dan 90 menit, efisiensi

berkurang. Hasil yang didapatkan adalah semakin jernih air yang di olah.

BAB IV

KESIMPULAN

1. Nilai TSS yang didapat mengalami penurunan seiring bertambahnya waktu

pengambilan sampel dimana pada waktu 30 menit nilai TSS nya adalah 0,114 mg/ml

zat tersuspensi , menurun pada waktu 60 menit nilai TSS nya adalah 0,057 mg/ml zat

tersuspensi dan semakin menurun pada waktu 90 menit, nilai TSS nya adalah 0,029

mg/ml zat tersuspensi.

2. Efisiensi dari TSS semakin lama semakin meningkat dari efisiensi 19,7 % pada waktu

30 menit ke 79,5 % pada waktu 90 menit.

Dosen Pembimbing Ir.Syarfi Daud,MT

LAPORAN PRAKTIKUM DASAR-DASAR PROSES KIMIA III

PENGOLAHAN AIR DENGAN PROSES KOAGULASI – FLOKULASI DAN SEDIMENTASI

I ( Satu )

BONITA RESTANA M (1007035293)

NOVERIANAELISABETH (1007035358)

OKLI MARTIN (1007033756)

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL

DASAR PROSES DAN OPERASI PABRIK

JURUSAN TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS RIAU

2012

pengolahan air kel 1

Documents