BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Air

Air merupakan penyusun dari satu kekayaaan alam yang sangat berharga sekali . Tanpa air tidaka ada bentuk kehidupan yang pasti ada. Air tidak hanya memberikan dampak terhadap kedua kerajaan hewan dan tumbuhan dengan makanan setiap hari nya tetapi jga memberikan transportasi yang sangat cepat, air merupakan sebuah bentuk tenaga dan melayani berbagai tujuan yang berguna.

Pada tahap awal pengembangan dari negara kita, sumber air tidak memberikan kepentingan yang sama seperti yang mereka miliki sekarang , atau apa mereka sekarang bermain sebagai peran penting yang maksud nya di amabil di masa depan . Pada hari – hari berikutnya semua kekayaan itu akan cukup segalanya untuk semua kebutuhan yang telah ada. Mereka mungkin akan mempunyai sekedar untuk di pertanyakan. Sumber air , terkadang berkembang menjadibatas yang telah ada, selama kita menggunakan hanya untuk batas dari kebutuhan yang di butuhkan . Sehingga hasilnya, tetapi sedikit kecemasan adalah berkenaan dengan kebutuhan untuk data dan ilmu pengetahuan dari kapasitas maksimum dari sungai – sungai dan kekayaan bawah tanah lainnya untuk memuaskan banyak permintaan yang mana mereka sekarang dan di masa depan akan menjadi topik.

Dengan kemajuan dari peradaban manusia dan sebuah peningkatan yang mantap ari populasi , persaingan dan kompetisi untuk penggunaan dan kontrol dari sumber air kita telah mengembangkan dan menjadi lebih dan lebih hebat lagi. Pada pelopor hari – hari bahwa penggunaan air telah di batasi atau di larang untuk pemanacingan ,

Universitas Sumatera Utara

navigasi dan penggunaan kecil dalam sektor komersial untuk perusahaan energi dimana energi tersebut digunakan untuk beberapa perusahaan dan pabrik. (Brater,E.F. 1959)

Meskipun manusia telah lama akrab dengan pengembangan dalam pengambilan air dari sumur , ini terjadi sejak permintaan berlangsung terhadap air tanah kita yang telah menjadi cukup berat dan lebih sulit di arahkan ke hidrolik dari aliran air tanah. Kemajuan yang luar biasa di buat sejak giliran dari abad dalam peningkatan dari metode pengeboran sumur dan peralatan pompa, fakta – fakta dalam pengembangan dari turbin pompa dan sumur yang dalam , telah menghasilkan dalam sebuah tanda dalam menggunakan dari air tanah untuk dalam negeri , pedesaan , ibu kota , dan industri – industri yang membutukhkan air.

2.2

Air Sadah ( Hard Water )

Dengan pengecualian dari air hujan , air alami biasanya mengandung garam dalam kosentrasi yang sangat besar atau kecil. Garam – garam yang mana khususnya yang tidak dapat di setujui di dlam air adalah garam – garam yang tidak dapat di pecahkan dari kalsium dan magnesium. Air mengandung bikarbonat yang dikatakan untuk mempertunjukan kekeruhan sementara klorida dan sulfat dari kalsium dan magnesium jg merupakan zat yang selalu ada di dalam air. Senyawa – senyawa ini sangat tidak mudah di hancurkan oleh panas dan kehadiran mereka membentuk kekeruhan yang tetap. Dalam generasi dari tenaga uap, air sadah menyebabkan formasi dari sebuah skala di dalam pipa – pipa dari boiler. Endapan – endapan yang tersimpan di dlam jalur pipa adalah merupakan konduktor yang sangat buruk terhadap panas dan kehadiran mereka merupakan keharusan untuk pemanasan pipa – pipa yang sangat panas untuk menjaga uap nya. Ini menyebabkan pemborosan dari bahan bakar dan meningkatkan karatan dari pipa – pipa tersebut dengan okigen di luar dan dengan air di dalam boiler.


2.3

Pelembutan Air ( Water Softening )

Dalam menghilangkan garam – garam terlarut yang tidak dapat dipecahkan menyebabkan kekeruhan pada air, seperti air harus di perbaharui dengan alat lapisan endapan tepat. Zat – zat yang tidak dapat di pecahakan membentuk formasi untuk menghilangkan kedua nya dengan membiarkan mereka untuk menyesuaikan atau dengan filtrasi. Bikarbonat , yang menyebabkan kekeruhan yang sementara , sangat mudah untuk di hilangkan dengan tambahan dari jumlah yang tepat dari pemadaman kapur untuk menetralkan asam karbon bebas , dan untuk mengubah asam karbonat menjadi karbonat biasa yang mana tidak dapat di pecahkan . CA++

+ 2HCO3 - + CA++ + 2OH -



2CaCO3 + 2H2O

(Brinkley, Stuart.R. 1951)

2.4

Asam Sulfat

Asal usul pengenalan asam sulfat kurang jelas tetapi zat ini sudah disebut – sebut sejak abad ke sepuluh. Asam sulfat mempunyai rumus kimia H2SO4, merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam air pada semua perbandingan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan, termasuk dalam kebanyakan reaksi kimia. Kegunaan utama termasuk pemrosesan bijih mineral, sintesis kimia, pemrosesan air limbah dan pengilangan minyak. Reaksi hidrasi (pelarutan dalam air) dari asam sulfat adalah reaksi eksoterm yang kuat. Jika air ditambah kepada asam sulfat pekat, terjadi pendidihan. Senantiasa tambah asam kepada air dan bukan sebaliknya. Sebagian dari masalah ini disebabkan perbedaan isipadu kedua cairan. Air kurang padu dibanding asam sulfat dan cenderung untuk terapung di atas asam. Reaksi tersebut membentuk ion hidronium: H2SO4 + H2O → H3O+ + HSO4-.


Disebabkan asam sulfat bersifat mengeringkan, asam sulfat merupakan agen pengering yang baik, dan digunakan dalam pengolahan kebanyakan buah-buahan kering. Apabila gas SO3 pekat ditambah kepada asam sulfat, ia membentuk H2S2O7. Ini dikenali sebagai asam sulfat fuming atau oleum atau, jarang-jarang sekali, asam Nordhausen. Di atmosfer, zat ini termasuk salah satu bahan kimia yang menyebabkan hujan asam .Asam sulfat dipercayai pertama kali ditemukan di Iran oleh Al-Razi pada abad (http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Sulfuric-acid,2009)

2.4.1 SIFAT PENTING ASAM SULFAT

Asam sulfat adalah asam kuat karena dengan mudah menyumbang sebuah proton kepada air untuk membentuk ion hidronium, H3O+ dan ion biosulfat , HSO4- .Ion HSO4- hanya mempunyai kecendrungan yang sedang – sedang saja untuk menyumbang sebuah proton kepada molekul air. Asam sulfat merupakan asam paling murah yang tersedia untuk melarutkan logam, menetralkan basa, dan membersihkan permukaan logam yang terkorosi, meskipun untuk penggunaan yang terakhir ini ,asam klorida mungkin secara keseluruhan nya akan lebih murah , maka ia dapat lebih mudah di pekatkan lagi dan digunkan lagi. (Keenan, 1999)

Berikut ini adalah sifat – sifat kimia dan fisika dari asam sulfat (H2SO4 ) :

1.

Sifat – sifat Fisika

2.

Sifat – sifat fisika asam sulfat (H2SO4) dapat dilihat pada tabel I berikut :

Tabel 2.1. : sifat – sifat fisika asam sulfat (H2SO4)


SIFAT

NILAI

Melting Point / Titik lebur, (OC)

3

Boiling Point / Titik didih , (OC)

280 ( pada kosentrasi 98%)

Spesifik Gravity / Gravitasi khusus

1,8 (air – 1)

Density Uap

3,4 (air – 1)

Kadar

bahaya

untuk

kesehatan 80

(Immediate Danger to life and health ) mg/m3 Freezing Point / Titik beku , (OC)

4,44 (kosentrasi 98%)

Viscosity pada 25 OC , P

31 (kosentrasi 96%)

Indeks refraksi pada 25 OC

1,384 (kosentrasi 98%)

Electrical Conductivity / Konduktivitas 500 (kosentrasi 98%) elektrik pada 18,33 OC,(mho) (cm)/cm2

1. Sifat – sifat kimia dari asam sulfat (H2SO4) a). Pada temperatur kamar merupakan zat cair yang tidak bewarna dan kental seperti minyak (oil)

b). Zat yang bersifat higroskopis sekali (menarik air )

c). Jika dicampur dengan air akan menimbulkan panas

d). Merupakan senyawa oksidator kuat

e). Merupakan asam keras yang dapat membentuk dua macam garam yaitu garam sulfida dan garam hidrosulfat.

f). Dapat menyerap gas NH3

2 NH3 +

H2SO4 

(NH3)2SO4


g). Dapat menyerap gas SO3 sehingga membentuk oleum atau asam pirosulfat.

SO3

+

H2SO4 

H2S4O7 atau H4SO4.SO3

( Kirk-Other,1964 )

Nama data

: Asam Sulfat

Nama sinonim

: Oil of Vitriol, Battery Acid, Fertilizer Acid

Nama Inggr is

: Sulphuric Acid

LKB

: 001-98

CAS

: 7664-93-9

Rumus molekul

: H2SO4

Berat molekul

: 98,08

1. Informasi Bahan Singkat : Asam sulfat banyak digunakan dalam industri. Cairan kental, amat korosif. Bereaksi dengan jaringan tubuh. Berbahaya bila kontak dengan kulit dan mata. Bereaksi hebat dengan air dan mengeluarkan panas (eksotermis). Bereaksi pula dengan logam, kayu, pakaian dan zat organik. Uapnya amat iritatif terhadap saluran pernapasan.

a. Sifat-sifat bahaya :

1. Kesehatan : - Efek Jangka Pendek Penghirupan uap asam menyebabkan iritasi pada hidung dan tenggorokan serta menggang paru – paru . Cairan asam dapat merusak kulit dan menimbulakan luka yang amat sakit. Dapat menimbulkan kebutaaan bila terkena mata.

- Efek Jangka Panjang Penghirupan uap asam kadar kecil dalam jangka panjang berakibat iritasi pada hidung, tenggorokan dan paru – paru.

2. Kebakaran :


Tidak terbakar, tetapi asam pekat bersifat oksidator yang dapat menimbulkan kebakaran bila kontak dengan zat organik seperti gula, selulosa dan lain-lain. Amat reaktif dengan bubuk zat organik.

3. Reaktivitas : Mengalami penguraian bila kena panas, mengeluarkan gas SO2. Asam encer bereaksi dengan logam menghasilkan gas hidrogen yang eksplosif bila kena nyala atau panas. Asam sulfat bereaksi hebat dengan air.

b. Sifat - Sifat Fisika Titik leleh (oC)

: 10

Titik didih (oC)

: 290

Tekanan uap (mmHg)

: 1 (146 oC)

Berat jenis cairan

: 1,84 (100 persen)

Berat jenis gas

:-

Berat jenis uap

: 3,4 (udara = 1)

Kelarutan

:-

Bau

:-

2. Informasi Lingkungan : Penyebab asam dalam air limbah dan mengganggu kehidupan tanaman dan binatang dalam air. Penetralan dapat dilakukan dengan soda atau air kapur sampai pH 6-9 sebelum dibuang ke lingkungan. Residu netralisasi dapat dicampur dengan tanah atau pasir.

(http://www.blog.lipi.go.id/, 2009)


2.5

Flokulasi

Flokulasi dengan polimer

Usaha untuk melindungi polutan yang terkandung dalam air dapat dilakukan dengan metode flokulasi. Flokulasi adalah proses lambat yang bergerak secara terus – menerus selama partikel – partikel tersuspensi bercampur di dalam air, sehingga partikel akan menjadi lebih besar dan bergerak menuju proses sedimentasi.

Ide dasar dari flokulasi adalah untuk mengendapkan flok – flok dengan penambahan flokulan. Flokulasi merupakan suatu kombinasi pencampuran dan pengadukan atau agitasi yang menghasilkan agregasi yang akan mengendap setelah penambahan flokulan. Flokulasi adalah proses fisika yang mana air yang terpolusi di aduk untuk meningkatkan tumbukan interpartikel yang memacu pembentukan partikel – partikel besar sehingga dalam waktu 1 – 2 jam partikel – partikel tersebut akan mengendap.

Flokulasi menyebabkan peningkatan ukuran – ukuran dan densitas dari partikel yang terkoagulasi, menghasilkan pengendapan partikel – partikel flok yang lebih cepat. Kecepatan nya mungkin akan terakselerasi lebih lanjut dengan adanya penambhan


flokulan . flokulan merupakan senyawa yang digunakan untuk membentuk senyawa dari polutan yang mudah mengendap dan atau senyawa yang mempunyai ukuran yang lebih besar dengan suatu reaksi kimia.

Flokulan yang biasanya digunakan dalam proses flojulasi adalah tawas ( Al2(SO4)3 ), kapur (CaO), dan polyalumunim chloride ( PAC ). Flokulan juga dapat berupa polielektrolit seperti polisakarida dan asam poliamino yang dihasilkan atau diekskresikan oleh bakteri selama pertumbuhan bakteri tersebut.

Penggunaan tawas ,kapur, dan PAC sebagai flokulan mempunyai beberapa kelemahan, yaitu :

1. Penggunaan tawas dan PAC mengakibatkan air menjadi asam karena pembentukan sulfat dalam air mencapai 550 mg/L yang dapat menggangu kesehatan manusia apabila dikonsumsi. Asam juga dapat mengakibatkan korosi benda – benda dari logam.

2. Pembentukan asam mengakibatkan kebutuhan penetral, yaitu NaOH , menjadi lebih banyak sehingga tidak ekonomis.

3. Kapur dapat membuat air menjadi sadah karena adanya ion kalsium

(http://www.bluefame.com/index.php?showtopic, 2009) 2.6. Pengolahan Air Kerusakan Akibat Kualitas Air 1.Kerak/Deposit Kerak pada ketel disebabkan oleh terbentuknya endapan dari air, langsung pada permukaan pemindah panas atau oleh suspensi air yang menempel pada permukaan logam menjadi keras dan lengket. Penguapan pada ketel akan menyebabkan memperbanyak kontaminan ( kotoran ). 2.Korosi Korosi adalah kerusakan-kerusakan yang timbul pada logam yang disebabkan karena terjadinya reaksi kimia antara permukaan logam dengan media sekelilingnya. Peristiwa korosi dapat menjadi lebih cepat dengan meningkatnya


konsentrasi oksigen. 3.Keretakan oleh Basa Keretakan ini disebabakan oleh kandungan basa (NaOH) yang terdapat dalam air ketel. Kondisi yang menyebabkan terjadinya keretakan basa ini adalah, logam mendapat tekanan. Kandungan basa air, trase silica dalam air ketel dan beberapa mekanisme seperti kebocoran kecil untuk membiarkan air ketel untuk menjadi terpusat pada logam yang mengalami tekanan. Kelebihan hidroksida dalam air ketel adalah hasil dari irolisa natrium fosfat yang ditambahkan untuk pengaturan pH atau pengurangan kalsium dan magnesium.

Untuk mencegah keretakan basa adalah dengan cara : •

Menjaga konsentrasi agar konsenrasi dan perbandingan konsentrasi zat-zat

khusus dalam boiler. •

Menggunakan Feed Water yang dihasilkan dari pengolahan air yang tidak

mengandung Hidroksida bebas.

2.6.1 Korosi karena CO2 Bikarbonat yang ada dalam feed water, bila dipanaskan pada tekanan tertentu akan mengahasilkan Co2. Co2 dengan air membentuk H2CO3 yang bersifat asam. Asam ini bereaksi dengan Fe dan logam lain membentuk Bikarbonat. Bikarbonat terurai dengan panas dan mengeluarkan gas CO2. Gas ini bergabung dengan air membentuk asam Bikarbonat. Siklus ini terbentuk “ Berulang Terus”. Fe + 2 H2CO3  Fe(HCO3)2 + H2 Fe(HCO3)2 + 2 H2O + Panas  Fe(OH)2 + 2 H2O + CO2

Korosi juga disebabkan karena : - H2S : Hidrogen Sulfida - SO2 : Sulfur Dioksida


- NH3 : Amoniak 2.6.2 Keretakan Karena Basa 3 (tiga) kondisi menyebabkan keretakan basa : 1.Stress Dari dalam maupun dari luar akibat ekspansi. 2.Adanya kebocoran air ketel pada daerah yang mengalami stress Hasilnya uap akan menghilang dan tinggal air yang mengandung banyak zat padat pada titik kebocoran. 3.NaOH bebas dalam air ketel NaOH terkumpul pada daerah kebocoran dan menyebabkan kerusakan terhadap logam. Semua kondisi ini harus ada secara simultan. Tabel 3.1 Standart Analisa Air

PARAMETER CHECK

STANDARD

Rasa

Tidak ada rasa asing

Bau

Tidak ada bau asing

Penampakan

Jernih tidak berwarna

Total Hardness

<100 mg/l

Turbidity

<0,5 NTU

M-Alkalinitas

<85 mg/l

Free Chlorine

1-5 mg/l

pH

>6.5-7.5

2.6.3 Alkaliniti Alkaliniti dalam Raw Water, Softtened Water, Feed Water dan Boiler Water untuk control langsung terhadap korosi dan control tidak langsung terhadap deposit, sebagai contoh nilai-nilai penentuan ini dapat dipakai unuk menghitung banyaknya alkali yang ditambahkan pada air asam, untuk mengurangi agresif atau banyaknya Ca(OH)2 dan Na2CO3 yang dipakai dalam proses pengolahan air. Alkaliniti berhubungan dengan pH air, Alkaliniti tidak besar berarti pH air tinggi dan sebaliknya. Untuk itu alkaliniti


air ketel harus diatur sedemikian rupa sehingga pH air tidak air tidak terlalu rendah dan terlalu tinggi. Karena pada pH rendah akan terjadi korosi dan pada pH tinggi akan terjadi buih. Dibawah ini diberikan batas alkaliniti air ketel berdasarkan tekanan uap.

2.6.4 Kesadahan Penentuan kesadahan dalam air ketel yaitu untuk dasar perhitungan jumlah bahan kimia yang dibutuhkan pada internal treatment (senyawa fosfat). Karena akibat kesadahan ini adalah terbentuknya kerak, maka air ketel sebaliknya mempunyai kesadahan nol. 2.6.5 Oksigen Terlarut Penentuan oksigen terlarut diperlukan untuk dasar perhitungan jumlah bahan kimia yang

dibutuhkan

pada

internal

treatment.

Adanya

oksigen

terlarut

akan

mengakibatkan terjadinya korosi, untuk itu konsentrasinya harus dibatasi. Biasanya nilainya dibatasi dibawah 0,02 mg/l dan untuk tekanan tinggi harus dibawah 0,005mg/l. 2.6.6 Fosfat Penentuan fosfat diperlukan untuk mengontrol pembentukan kerak dan keretakan, sebagai contoh dalam pemakaian fosfat sebagai ” internal treatment “ untuk mengontrol kerak, maka kelebihan sedikit fosfat harus dipertahankan dalam ketel. Unuk mengontrol keretakan, maka harus dijaga hubungan antara alkaliniti dan fosfat(


ukuran pH) sehingga tidak terjadi hidroksida bebas. Konsentrasi fosfat dalam air ketel berkisar antara 30-60 ppm PO4. 2.6.7 Khlorida Hampir semua air mengandung garam khlorida, sehingga konsentrasi garam khlorida dapat dipakai untuk memperkirakan banyaknya zat padat terlarut dalam air. Dengan mengontrol konsentrasi khlorida dalam air ketel, maka dapat diperkirakan zat padat terlarutnya dan selanjutnya dapat dilakukan blowdown untuk menguranginya. Zat padat terlarut dalam air ketel, dibatasi sbb:

2.6.8 Hidrasin Penentuan Hidrasin untuk mengontrol korosi dengan mempertahankan konsentrasi hidrasin sedikit kelebihan dalam air ketel. 2.6.9 pH Pengukuran pH diperlukan untuk mengontrol korosi atau kerak. Pada pH rendah akan terjadi korosi dan pada pH tinggi akan terjadi kerak. Selain itu pH tinggi menimbulkan busa, sehingga akan menimbulkan carry over. 2.6.10 Konduktiviti Konduktiviti merupakan kesanggupan air untuk menghantarkan arus listrik. Dalam larutan, daya hantar listrik ini disebabkan oleh adanya ion-ion sehingga dengan


mengukur konduktiviti dapat diketahui jmlah zat padat terlarut didalamnya. Kemurnian uap dapat dilihat dengan mengukur konduktiviti kondensat yang merupakan taksiran zat padat yang carry over sebagai uap tidak murni.

Demineralisasi Water Sistem Macam-macam cara dipakai untuk melakukan desalinasi : - Cara Destilasi - Cara Elektrolisa - Cara Pembekuan - Cara Osmosa Bolak-balik - Cara Kimia - Cara Demineralisasi - Cara Destilasi Dalam metode ini air garam diubah menjadi air tawar. Prinsipnya sederhana yaitu dengan memanaskan air laut dan uapnya di dinginkan kembali. Untuk membuat air tawar dari air laut dalam jumlah besar. Air laut dimasukkan kedalam bejana dan dipanaskan oleh uap melalui pipa uap. Panas uap ini lewat melalui pipa yang


mendidihkan air laut. Karena pengaruh panas ini air laut mulai menguap. Uap air laut dimasukkan ke bejana kedua yang dilengkapi dengan instalasi air pendingin. Panas uap diserap oleh air garam dan mengembun membentuk air baku. Pada proses ini akan terjadi masalah yaitu terbentuknya kerak di permukaan logam (pipa). Kerak ini keras dan sukar untuk dihilangkan dan juga merupakan penghantar pnas yang jelek. Untuk mengatasi hal ini permukaan logam dilapisi dengan Teflon.

Cara Demineralisasi Garam dari air dapat juga dapat dihilangkan dengan memakai ion. Unit penukar ion dilengkapi dengan penyaring pasir. Penukar ion terdiri dari penukat kation dan penukar anion. Penukar kation yang mengambil ion positif dari air dan penukar anion mengambil ion negatif dari air. Bahan penukar ini adalah resin yang apabila telah jenuh dapat diaktifkan kembali setelah diregenerasi. Penukar kation di regenerasi dengan asam sulfat (H2SO4) sedang penukar anion diregenerasi dengan menggunakan natrium hidroksida (NaOH). (http://www.ccitonline.com/mekanikal, 2009) 2.7

Metode Pengolahan Air

2.7.1

Metode Pengolahan Fisik

a. Penyaringan Untuk penyaringan air pada instalasi kecil biasanya digunakan penyaringan secara manual, tetapi pada instalasi-instalasi besar biasanya mengunakan saringan yang dapat membersihkan secara mekanik, misalnya saringan mikro. Saringan mikro dibuat dalam bentuk suatu drum yang ditutup dengan suatu saringan jala yang halus yang ditunjang oleh suatu jala kasar sebagai penguat. Lubang-lubang saringan bervariasi antara 23 sampai 63 mikron.


b. Aerasi Aerasi adalah

suatu bentuk perpindahan gas

dan dipergunakan dalam berbagai

variasi operasi, meliputi tambahan oksigen untuk mengoksidasikan besi dan mangan terlarut, pembuangan karbon dioksida, pembuangan hydrogen sulfida untuk menghapuskan bau dan rasa, serta pembuangan minyak yang mudah menguap dan bahan – bahan penyebab bau dan rasa serupa yang dikeluarkan oleh ganggang serta mikroorganisme yang serupa . Aerasi dilaksanakan dengan cara membuat air terbuka bagi udara atau dengan memaksukan udara kedalam air. Jenis utama alat aerasi atau adalah aerator gaya, aerator semprotan ,penyebar suntikan ,aerator mekanis.

c. Pencampuran Bahan kimia yang digunkan untuk pengolahan air dapat dimasukan dengan mesin pemasukan larutan. Untuk lebih efektif bahan kimia ini haruslah tersebar dengan baik dalam air dengan pencampuran yang sempurna . Hal ini dapat dikerjakan dengan cara mekanik, yang mempunyai waktu penahan sebesar 30-60 detik. Pencampuran jaringan pipa telah pula digunakan. Disamping itu, bahan–bahan kimia dapat ditambahkan pada titik – titik lain turbulensi tinggi.

d. Flokulasi Untuk melakukan pembuangan kumpulan partikel yang pada awalnya kecil , pengadukan cepat harus diikuti dengan jangka waktu pengadukan halus ( flokulasi ) selama 20 – 30 menit . Flokulasi dapat dilakukan dengan mempergunakan berbagai cara yaitu pemutaran dengan lambat, pengaliran melalui atas dan bawah kolam pengaduk , dan penambahan suatu gas.

e. Filtrasi Filter yang biasa digunakan terdiri dari selapis pasir dan tumbukan batu bara, yang ditunjang diatas suatu tumpukan krikil. bila air lolos melalui filter tersebut, partikelpartikel terapung dan bahan – bahan flokulan akan bersentuhan kembali dengan butir pasir dan melekat pada butir tersebut. Suatu alas foiter yang direncanakan yang dapat mencegah terbentuknya bola lumpur dan membuat filtrasi menjadi lebih baik.


2.7.2 Metode pengolahan kimia

a. Koagulasi Untuk menghilangkan benda-benda terapung secara sempurna biasa dipergunakan bahan-bahan kimia. Koagulan bereaksi dengan air dan partikel yang membuat keruh untuk membentuk endapan flokulan. Pada proses kapur soda, kapur{Ca(OH)2} dan abu soda(Na2CO3) ditambahkan keair. Ini akan beraeaksi dengan garam kalsium dan magnesium untuk membentuk endapan tidak terlarut, kalsium karbonat dan magnesium hidroksida yang dapat dibuang dari dengan cara pengendapan. Reaksi kimiawi terjadi adalah :

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2

2 Ca CO3 + 2H2O

Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2

2CaCO3 + Mg (OH)2 + H2O

MgSO4 + Ca (OH)2

Mg (OH)2 + CaSO4

CaSO4 + Na2CO3

CaCO3 + Na2SO4

Kapur menurunkan kesadahan karbonat dan menggantikan garam-garam kalsium dengan garam-garam magnesium, sedangkan soda bekerja pada kesadahan yang non karbonat dari garam-garam kalsium. Endapan yang terbentuk seperti endapan CaCO3 dan Mg(OH)2 akan mengendap didalam kolam pengendapan, tetapi sebagian yang berupa partikel halus diendapkan di atas suatu filter. Kemudian setelah pengendapan rekarbonasi, air dialirkan melalui suatu mesin filter pasir.

b. Pelembutan Air Dengan pertukaran ion Suatu perangkat pertukaran ion mirip dengan suatu filter pasir yang medium filternya berupa suatu getah pertukaran ion R dan bukannya pasir. Getah dapat bersifat alamiah (Zeolites) atau sintesis. Bila air sadah melalui filter pertukaran ion tersebut, akan terjadi suatu pertukaran kation, dimana kalsium dan magnesium di dalam air ditukar dengan sodium di dalam getah itu. Garam sodium yang terbentuk tidak akan menimbulkan kesadahan. Bila sejumlah besar sodium di dalam getah telah digantikan oleh Kalsium dan Magnesium, haruslah dilakukan regenerasi dengan larutan sodium klorida. Salah satu kelemahan dari metode penghilangan kesadahan ini adalah karena


menghasilkan konsentrasi sodium yang mungkin berbahaya bagi orang yang memiliki penyakit jantung.

c. Adsorpsi Kebanyakan senyawa di dalam air dapat dihilangkan melalui proses adsorpsi, biasanya dengan menggunakan karbon aktif. Karena adsorpsi adalah suatu fenomenon permukaan, adsorben haruslah mempunyai permukaan yang luas dan harus bebas dari bahan-bahan yang diadsorbsi. Karbon aktif yang digunakan adalah dalam bentuk tepung, yang biasa dicampur sebelum filtrasi, atau dalam bentuk butiran di dalam lapisan filter. Untuk mendapatkan kerja yang optimal dari karbon aktif, maka kandungan bahan padat terapung residual di dalam aliran air harus rendah. Karbon aktif yang telah dipergunakan harus mengalami regenerasi dengan pemanasan pada suhu 1000oC.

d. Proses Desinfeksi Proses desinfeksi yaitu suatu proses/usaha agar kuman pathogen yang berada di dalam air dimusnahkan. Dalam proses desinfeksi perlu diperhatikan berapa volume air yang diperlukan bagi perorangan, perkeluarga, atau masyarakat luas. Biasanya proses desinfeksi dilakukan setelah air melalui filter pasir cepat (Rapid Sand Filter) maka air tersebut diberi klor 60% dengan perbandingan 1 kubik air diperlukan klor sebanyak 5 gram. Perlu diingat bahwa dalam pemakaian zat klor cenderung akan meningkatkan keasaman air.

(Linsye R. K.,1996)

2.8.

Jenis-Jenis Bahan Koagulan

Koagulan adalah zat kimia yang menyebabkan destabilisasi muatan negatif partikel di dalam suspensi. Zat ini merupakan donor muatan positip yang digunakan untuk mendestabilisasi muatan negatip partikel. Dalam pengolahan air sering dipakai garam dari Aluminium, Al (III) atau garam besi (II) dan besi (III). Koagulan yang umum dan sudah dikenal yang digunakan pada pengolahan air adalah seperti yang terlihat pada tabel di bawah ini :


NAMA

FORMULA

BENTUK

REAKSI

pH

DENGAN

OPTIMUM

AIR Aluminium sulfat, Alum

sulfat,

Al2(SO4)3.xH2O Bongkah,

Asam

6,0 – 7,8

Alum, x = 14,16,18

bubuk

NaAlO2 atau

Bubuk

Basa

6,0 – 7,8

Cairan,

Asam

6,0 – 7,8

Salum Sodium aluminat

Na2Al2O4 Polyaluminium

Aln(OH)mCl3n-m

Chloride, PAC

bubuk

Ferri sulfat

Fe2(SO4)3.9H2O Kristal halus

Asam

4–9

Ferri klorida

FeCl3.6H2O

Asam

4–9

Asam

> 8,5

Bongkah, cairan

Ferro sulfat

FeSO4.7H2O

Kristal halus

Tabel. Jenis Koagulan

Zat Koagulan terhidrolisa yang paling umum digunakan dalam proses pengolahan air minum adalah garam besi (ion Fe3+ ) atau Aluminium (ion Al3+ ) yang terdapat didalam bentuk yang berbeda-beda seperti tercantum di atas dan bentuk lainnya seperti :

1. AlCl3 2. Aluminium klorida dan sulfat yang bersifat basa/alkalis 3. Senyawa kompleks dari zat-zat tersebut diatas.

2.8.1 Alum/Tawas

Tawas/Alum adalah sejenis koagulan dengan rumus kimia Al2S04 11 H2O atau 14 H2O atau 18 H2O umumnya yang digunakan adalah 18 H2O. Semakin banyak ikatan molekul hidrat maka semakin banyak ion lawan yang nantinya akan ditangkap akan tetapi umumnya tidak stabil. Pada pH < 7 terbentuk Al ( OH )2+, Al ( OH )2

4+

, Al2 (


OH )2

4+

. Pada pH > 7 terbentuk Al ( OH )-4. Flok –flok Al ( OH )3 mengendap

berwarna putih. Gugus utama dalam proses koagulasi adalah senyawa aluminat yang optimum pada pH netral. Apabila pH tinggi atau boleh dikatakan kekurangan dosis maka air akan nampak seperti air baku karena gugus aluminat tidak terbentuk secara sempurna. Akan tetapi apabila pH rendah atau boleh dikata kelebihan dosis maka air akan tampak keputih – putihan karena terlalu banyak konsentrasi alum yang cenderung berwarna putih. Dalam cartesian terbentuk hubungan parabola terbuka, sehingga memerlukan dosis yang tepat dalam proses penjernihan air. Reaksi alum dalam larutan dapat dituliskan.: Al2S04 + 6 H2O —–à Al ( OH )3 + 6 H+ + SO42Reaksi ini menyebabkan pembebasan ion H+ dengan kadar yang tinggi ditambah oleh adanya ion alumunium. Ion Alumunium bersifat amfoter sehingga bergantung pada suasana lingkungan yang mempengaruhinya. Karena suasananya asam maka alumunium akan juga bersifat asam sehingga pH larutan menjadi turun. Jika zat-zat ini dilarutkan dalam air, akan terjadi disosiasi garam menjadi kation logam dan anion. Ion logam akan menjadi lapisan dalam larutan dengan konsentrasi lebih rendah dari pada molekul air, hal ini disebabkan oleh muatan posistif yang kuat pada permukaan ion logam (hidratasi) dengan membentuk molekul heksaquo (yaitu 6 molekul air yang digabung berdekatan) atau disebut dengan logam (H2O)63+ , seperti [Al.(H2O)6]3+ . Ion seperti ini hanya stabil pada media yang sedikit asam , untuk aluminium pada pH < 4, untuk Fe pada pH < 2. Jika pH meningkat ada proton yang akan lepas dari ion logam yang terikat tadi dan bereaksi sebagai asam. Sebelum digunakan satu hal yang harus disiapkan yaitu larutan koagulan. Di dalam larutan, koagulan harus lebih efektif, bila berada pada bentuk trivalen (valensi 3) seperti Fe3+ atau Al3+, menghasilkan pH < 1,5. Bila larutan alum ditambahkan ke dalam air yang akan diolah terjadi reaksi sebagai berikut : Reaksi hidrolisa : Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+ ….1) Jika alkalinitas dalam air cukup, maka terjadi reaksi :


Jika ada CO32− : CO32− + H+ → HCO3− + H2O ………..2) Atau dengan HCO3− : HCO3− + H+ → CO2 + H2O ……3) Dari reaksi di atas menyebabkan pH air turun. Kelarutan Al(OH)3 sangant rendah, jadi pengendapan akan terjadi dalam bentuk flok. Bentuk endapan lainnya adalah Al2O3 . nH2O seperti ditunjukkan reaksi : 2Al3+ + (n+3)H2O → Al2O3.nH2O + 6H+ Ion H+ bereaksi dengan alkalinitas. Reaksi-reaksi hidrolisa yang tercantum di atas merupakan persamaan reaksi hidrolisa secara keseluruhan. Reaksi 1) biasanya digunakan untuk menghitung perubahan alkalinitas dan pH. Pada kenyataannya ion Al3+ dalam larutan koagulan terhidrasi dan akan berlangsung dengan ketergantungan kepada pH hidrolisa. Senyawa yang terbentuk bermuatan positip dan dapat berinteraksi dengan zat kotoran seperti koloid. [Al(H2O)6]3+ —à [Al(H2O)5OH]2+ + H+ [Al(H2O)5OH]2+ —à [Al(H2O)4(OH)2]+ + H+ [Al(H2O)4(OH)2]+ —à [Al(H2O)3(OH)3] + H+ endapan [Al(H2O)3(OH)3]

—à [Al(H2O)2(OH)4]− + H+ terlarut

Tahap pertama terbentuk senyawa dengan 5 molekul air dan 1 gugus hidroksil yang muatan total akan turun dari 3+ menjadi 2+ misalnya : [Al(H2O)5OH]2+. Jika pH naik terus sampai mencapai ±5 maka akan terjadi reaksi tahap kedua dengan senyawa yang mempunyai 4 molekul air dan 2 gugus hidroksil. Larutan dengan pH >6 (dipengaruhi oleh Ca2+) akan terbentuk senyawa logam netral (OH)3 yang tidak bisa larut dan mempunyai volume yang besar dan bisa diendapkan sebagai flok (di IPA). Jika alkalinitas cukup ion H+ yang terbentuk akan terlepas dan endapan [Al(H2O)3(OH)3] atau hanya Al(OH)3 yang terbentuk. Pada pH lebih besar dari 7,8 ion aluminat [Al(H2O)2(OH)4]− atau hanya Al(OH)4 ]− yang terbentuk yang bermuatan negatip dan larut dalam air. Untuk menghindari terbentuknya senyawa aluminium terlarut, maka jangan dilakukan koagulasi dengan senyawa aluminium pada nilai pH lebih besar dari 7,8.


Polimerisasi senyawa aluminium hidroksil berlangsung dengan menghasilkan kompleks yang mengandung ion Al yang berbeda berikatan dengan ion lainnya oleh grup OH−. Contoh : OH [(H2O)4 Al Al(H2O)4]4+ atau Al2(OH)24+ OH Polinuklir Al kompleks diajukan untuk diadakan, seperti : [Al7(OH)17]4+ ; [Al8(OH)20]4+ ; [Al13(OH)34]5+ Selama koagulasi pengaruh pH air terhadap ion H+ dan OH− adalah penting untuk menentukan muatan hasil hidrolisa. Komposisi kimia air juga penting, karena ion divalen seperti SO42− dan HPO42− dapat diganti dengan ion-ion OH− dalam kompleks oleh karena itu dapat berpengaruh terhadap sifat-sifat endapan. Presipitasi dari hidroksida menjamin adanya ion logam yang bisa dipisahkan dari air karena koefisien kelarutan hidroksida sangat kecil. Senyawa yang terbentuk pada pH antara 4 – 6 dan yang terhidrolisa, dapat dimanfaatkan untuk polimerisasi dan kondensasi (bersifat membentuk senyawa dengan atom logam lain) misalnya Al6(OH)153+. Aluminium sering membentuk komplek 6 s/d 8 dibandingkan dengan ion Fe (III) yang membentuk suatu rantai polimer yang panjang. Senyawa itu disebut dengan cationic polynuclier metal hydroxo complex dan sangat bersifat mengadsorpsi dipermukaan zat-zat padat. Bentuk hidrolisa yang akan terbentuk didalam air , sebagian besar tergantung pada pH awal, kapasitas dapar (buffer), suhu, maupun konsentrasi koagulan dan kondisi ionik (Ca2+ dan SO42–) maupun juga dari kondisi pencampuran dan kondisi reaksi.

Reaksi yang terjadi antara PAC (Polyalumunium Klorida) dengan penambahan H2SO4: Ca(OH)2 + Ca(HCO3) 2CaCO3 2Ca(OH)2 + Mg(HCO3)

+ 2H2O

2CaCO3

+ Mg(OH)2

Ca(OH)2 + Na2CO3 CaCO3 + Na+ Ca(OH)2 + HF CaF + 2H2O (Degremont, 1975)

Reaksi yang terjadi antara Tawas dengan penambahan H2SO4 : Al2(SO4) 3 + Ca(HCO2) 2 Al (OH) 3 + 3CaSO4


Al2(SO4) 3 H2O

2Al+3a + 3 SO4-2)

H+ + OH

Selanjutnya Al+3 + 6OH Al(OH)3 + F

Al (OH)3

Flok

AlF3 + H2O

Dalam Reaksi Stokiometri : CA(OH)2 + HF

CaF7 + 2H2O

(Tebut, 1979)

Senyawa Al yang lainnya adalah sodium aluminat, NaAlO2 atau Na2Al2O4. Kelebihan NaOH yang ditambahkan (rasio Na2O/Al2O3 dalam Na2Al2O4 adalah : 1,2 − 1,3/1) untuk menaikkan stabilitas sodium aluminat. Penambahan zat ini dalam bentuk larutan akan menghasilkan reaksi berikut : AlO2− + 2H2O → Al(OH)4− Al(OH)4− → Al(OH)3 + OH− Reaksi kedua hanya mungkin bila asiditas dalam air cukup untuk menghilangkan ion OH− yang terbentuk sehingga menyebabkan kenaikan pH. CO2 + OH− → HCO3− HCO3− + OH− → CO3 2− + H2O Kadang-kadang bila air tidak mengandung alkalinitas, perpaduan antara sodium aluminat dan alum digunakan untuk menghindari perubahan pH yang besar dan untuk membuat pH relatif konstan. 2Al3+ + 3SO42− + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3SO2− + 6H+ 6AlO2 + 6Na+ + 12H2O → 6Al(OH)3 + 6Na+ + 6OH− _______________________________________________________ 2Al3+ + 3SO42− + 6Na+ + 6AlO2− + 12H2O → 8Al(OH)3 + 6Na++3SO42− Pada prakteknya satu hal dipertimbangkan memberikan kelebihan asam dari larutan alum (pH 1,5) yang ditambahkan dan yang lainnya kelebihan NaOH di dalam sodium aluminat (untuk stabilitas). Pada kekeruhan yang disebabkan tanah liat sangat baik dihilangkan dengan batas pH antara 6,0 sampai dengan 7,8; penghilangan warna umumnya dilakukan pada pH yang sedikit asam, lebih kecil dari 6, bahkan di beberapa daerah harus lebih kecil


dari 5. Dari beberapa penelitian (untuk air gambut dari daerah Riau), efisiensi penghilangan warna akan baik bila pH lebih kecil dari 6 untuk setiap dosis koagulan alum sulfat yang digunakan. Walaupun demikian efisiensi penghilangan warna masih tetap tinggi dihasilkan pada koagulasi dengan pH sampai 7, tetapi dengan dosis alum sulfat yang lebih tinggi (sampai 100 mg/l), tetapi bila dosis alum sulfat lebih kecil (60 mg/l) pada pH yang sama (sampai dengan 7), terjadi penurunan efisiensi penghilangan warna secara drastis (sampai dengan 10 %). Air setelah diolah dengan koagulasi – flokulasi untuk menghilangkan warna, pH harus ditetapkan diatas 6,5 (kurang dari 7,8) sebelum air disaring, karena pada pH tersebut bentuk aluminium tidak larut, jadi residu Al3+ terlarut didalam air dapat dihilangkan/dikurangi, pada pH > 7,8 bentuk Al adalah Al terlarut yaitu ion aluminat, [Al(H2O)2(OH)4]– Untuk hal ini dilakukan penambahan kapur sebelum proses filtrasi, dan biarkan aluminium berubah bentuk menjadi bentuk tidak larut/endapan supaya dapat dihilangkan dengan penyaringan. Dengan cara ini residu Al3+ dapat ditekan sampai tingkat yang diijinkan. Setelah itu baru boleh dilakukan penambahan kembali kapur atau soda abu untuk proses Stabilisasi dengan harapan tidak akan terjadi perubahan alum terlarut menjadi alum endapan. Bila cara diatas tidak dilakukan, kemungkinan akan terjadi pengendapan alum di reservoir atau pada jaringan pipa distribusi, akibat penambahan kapur atau soda abu untuk proses stabilisasi dilakukan setelah air keluar dari filter, seperti halnya yang dilakukan pada pengolahan air yang biasa ( tidak berwarna ). Proses koagulasi dengan koagulan lain seperti halnya garam Fe (III) yang mempunyai rentang pH lebih besar (4–9) dan penggunaan koagulan Polyaluminium chloride (PAC), tanpa penetapan pH pun proses koagulasi – flokulasi tetap dapat berlangsung, tetapi pembentukan flok tidak optimum, hanya flok-flok halus yang terbentuk, sehingga beban filter akan bertambah. Jika kehadiran alkalinitas didalam air cukup, pada koagulasi dengan koagulan garam Al ion H+ yang terbentuk akan diambil dan terbentuk endapan [Al(H2O)3(OH)3] atau hanya Al(OH)3, dimana bentuk ini bermanfaat pada pertumbuhan flok ( mekanisme adsorpsi ). Adanya alkalinitas didalam air jika pH air > 4,5. Jadi jika pH air baku < 4,5 perlu penambahan bahan alkali (kapur atau soda abu).


2.8.2 Senyawa Besi

Untuk senyawa besi, tipe hidrolisa yang sama dapat berlangsung seperti : Fe3+ + 3H2O → Fe(OH)3 + 3H+ Reaksi di atas dilanjutkan dengan reaksi H+ dengan alkalinitas seperti ditunjukkan oleh reaksi 2) dan 3). Terdapat pula ion ferri hidrat seperti : [Fe(H2O)6]3+ dengan persamaan reaksi yang sama dengan hidrolisa [Al(H2O)6]3+. Pembentukan [Fe(H2O)2(OH)4]− atau Fe(OH)4− hanya terjadi pada pH tinggi, tetapi tidak biasa ditemui pada pengolahan secara konvensional, jadi batas pH untuk koagulasi dengan Fe3+ lebih besar dari pada untuk Al3+, sebagai contoh pH 9 untuk koagulasi dengan Fe3+ dan 7,8 untuk Al3+. Senyawa besi mempunyai tendensi membentuk jenis polinuklir yang lebih kecil dibandingkan dengan aluminium. Dosis kagulan yang diperlukan tergantung pada :

1. Konsentrasi warna. 2. Zeta potential (pengukuran mobilitas elektroforesa) juga merupakan faktor penting untuk menghilangkan warna secara efektif. Hal ini erat hubungannya dengan sisa konsentrasi warna. Pada pH yang optimum, sisa warna berkurang secara proporsional dengan penambahan dosis koagulan. 3 Jenis koagulan→ koagulan yang dapat digunakan untuk menghilangkan warna adalah :

- Garam aluminium : Alum sulfat/tawas, Al2(SO4)3.xH2O, Polyaluminium chloride, PAC (PACl), Aln(OH)mCl3n-m - Garam besi (III) : Ferri sulfat, Fe2(SO4)3.xH2O, Ferri klorida, FeCl3. Semakin tinggi dosis koagulan yang digunakan akan menghasilkan efisiensi penghilangan warna yang lebih besar pula, akan tetapi residu koagulan akan semakin besar. Pada kasus pembentukan flok yang lemah dengan menggunakan dosis tawas optimum untuk menghilangkan warna, polialumunium klorida (PAC) dapat digunakan sebagai koagulan pilihan selain tawas. Koagulasi dengan poli alumunium klorida dapat dengan mudah memproduksi flok yang kuat dalam air dengan jangkauan dosis


yang lebih kecil dan rentang pH yang lebih besar, tanpa mempertimbangkan kehadiran alkalinitas yang cukup.

2.8.3 Poly Aluminium Chlorida

Senyawa Al yang lain yang penting untuk koagulasi adalah Polyaluminium chloride (PAC), Aln(OH)mCl3n-m. Ada beberapa cara yang sudah dipatenkan untuk membuat polyaluminium chloride yang dapat dihasilkan dari hidrolisa parsial dari aluminium klorida, seperti ditunjukkan reaksi berikut : n AlCl3 + m OH− . m Na+ → Al n (OH) m Cl 3n-m + m Na+ + m Cl− Senyawa ini dibuat dengan berbagai cara menghasilkan larutan PAC yang agak stabil. PAC adalah suatu persenyawaan anorganik komplek, ion hidroksil serta ion alumunium bertarap klorinasi yang berlainan sebagai pembentuk polynuclear mempunyai rumus umum Alm(OH)nCl(3m-n). Beberapa keunggulan yang dimiliki PAC dibanding koagulan lainnya adalah :

1.

PAC dapat bekerja di tingkat pH yang lebih luas, dengan demikian tidak

diperlukan pengoreksian terhadap pH, terkecuali bagi air tertentu.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

(http://smk3ae.wordpress.com/, 2009)

Poly aluminium chlorida sering disingkat dengan PAC. PAC adalah garam yang dibentuk oleh aluminium chlorida yang khusus diperuntukkan guna memberi daya koagulasi dan flokulasi (penggumpalan dan pemadatan penggumpalan) yang lebih besar dibanding garam-garam aluminium dan besi lainnya. PAC sebenarnya adalah merupakan suatu senyawa komplek berinti banyak dari ion-ion aquoaluminium yang terpolimerisasi, yaitu suatu jenis dari polimer senyawa organik. Berbagai bahan kimia baik senyawa organik maupun senyawa an-organik biasanya dibutuhkan sebagai koagulan aid (katalisator penggumpalan) tetapi untuk PAC biasanya tidak membutuhkan hal tersebut. PAC bekerja dengan jangkauan pH


yang lebih luas dibandingkan dengan Al2(SO4)3 dan koagulan lainnya. Keefektifan PAC biasanya adalah pada interval pH 6-9. PAC dengan arti fiotal yang kuat mengumpulkan setiap zat-zat yang tersuspensi atau secara koloidal terdispersi di dalam air, membentuk flok-flok (kepingan-kepingan gumpalan) yang akan mengendap dengan cepat membentuk sludge (lumpur endapan) yang dapat disaring dengan mudah.

(Amsyari, F,1996)

2.9. Mekanisme Terjadinya Gumpalan

Aluminium atau besi akan bereaksi dengan alkalinitas dalam air. Reaksi ini menghasilkan Al(OH)3 yang mengendap. Pada reaksi ini akan membebaskan asam yang menurunkan pH larutan dan bereaksi dengan alkalinitas. Reaksi tersebut tidak sederhana karena hidroksida-hidroksida Al dan Fe ternyata terbentuk ion-ion lain menunjukkan reaksi yang sangat komplek. Pada penambahan garam aluminium atau besi akan segera terbentuk ion-ion polimer dan dapat terserap oleh partikel-partikel koloid, yang berarti bahwa koloid akan segera terselubungi oleh koagulan, maka besarnya potensial akan diturunkan atau diubah dari sedikit negatif menjadi netral dan akhirnya positif. Dan suspensi ini tidak stabil sehingga terjadi penggumpalan sampai ukuran yang dapat mengendap dalam partikel ini proses koloid dapat menarik dan menggabungkan sehingga membentuk gumpalan yang besar dan terjadilah pengendapan.

(Suripin, 2004 )

2.10. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Penggumpalan

2.10.1 Pengaruh pH pH adalah salah satu faktor yang menentukan pada proses koagulasi. Pada koagulan ada daerah optimum, dimana kelarutan koagulan akan terjadi dalam waktu yang singkat dengan dosis koagulan tertentu. Luasnya range pH koagulan ini dipengaruhi


oleh jenis-jenis konsentrasi koagulan yang dipakai. Hal ini penting untuk menghindari adanya kelarutan koagulan. Untuk proses koagulan pH yang terbaik adalah 7 (netral).

2.10.2 Pengaruh Temperatur Pada temperatur yang rendah reaksi lebih lambat dan viskositas air menjadi lebih besar sehingga flok lebih suka mengendap.

2.10.3 Dosis Koagulan Air dengan turbidity yang tinggi memerlukan dosis koagulan yang lebih banyak. Dosis koagulan persatuan unit turbidity rendah, akan lebih kecil dibandingkan dengan air yang mempunyai turbidity yang tinggi, kemungkinan terjadinya tumbukan antara partikel akan berkurang dan netralisasi muatan tidak sempurna, sehingga mikroflok yang terbentuk hanya sedikit, akibatnya turbidity akan naik. Dosis koagulan yang berlebihan akan menimbulkan efek samping pada partikel sehingga turbidity akan naik.

2.10.4 Pengadukan (mixing) Baiknya proses koagulasi juga ditentukan oleh pengadukan. Pengadukan ini perlu agar tumbukan antara partikel untuk netralisasi menjadi sempurna. Distribusi dalam air cukup baik dan merata, serta masukan energi yang cukup untuk tumbukan antara partikel yang telah netral sehingga terbentuk mikroflok. Dalam proses koagulasi ini pengadukan dilakukan dengan cepat. Air yang memiliki turbidity rendah memerlukan pengadukan yang lebih banyak dibandingkan dengan air yang mempunyai turbidity tinggi.

2.10.5 Pengaruh Garam Garam-garam ini dapat mempengaruhi proses suatu penggumpalan. Pengaruh yang diberikan akan berbeda-beda bergantung dengan macam garam (ion) dan konsentrasinya. Semakin besar valensi ion akan semakin besar pengaruhnya terhadap koagulan. Penggumpalan dengan garam Fe dan Al akan banyak dipengaruhi oleh anion dibandingkan dengan kation. Jadi natrium, kalsium dan magnesium relatif tidak mempengaruhi (Sutrisno, T,1992).


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents