PENERAPAN METODE ELEKTROKOAGULASI DALAM PENJERNIHAN AIR SUNGAI MUSI MENGGUNAKAN ELEKTRODA ALUMINIUM
LAPORAN AKHIR
Diajukan Sebagai Persyaratan untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh:
Liza Humairoh 061130400325
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2014
LEMBAR PERSETUJUAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR PENERAPAN METODE ELEKTROKOAGULASI DALAM PENJERNIHAN AIR SUNGAI MUSI MENGGUNAKAN ELEKTRODA ALUMINIUM
OLEH:
Liza Humairoh 0611 3040 0325
Pembimbing I,
Palembang, Juli 2014 Pembimbing II,
Ir. M. Zaman, M.Si., M.T. NIP. 195907031991021001
Dr. Ir. Hj. Rusdianasari, M.Si. NIP. 196711191992032003
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Kimia
Ir. Robert Junaidi, M.T. NIP. 196607121993031003
Motto: “Dan bahwasanya seorang manusia tiada memperoleh selain apa yang telah diusahakannya. Dan bahwasanya usahanya itu kelak akan diperlihatkan (kepadanya). Kemudian akan diberi balasan kepadanya dengan balasan yang paling sempurna, dan bahwasanya kepada Tuhanmulah kesudahan (segala sesuatu)” ---------QS. An-Najm: 39-42--------“Sesuatu yang belum dikerjakan, seringkali tampak mustahil; kita baru yakin kalau kita telah berhasil melakukannya dengan baik” ---------Evelyn Underhill--------“Keberhasilan adalah kemampuan untuk melewati dan mengatasi dari satu kegagalan ke kegagalan berikutnya tanpa kehilangan semangat” ---------Winston Chuchill--------Kupersembahkan Untuk •
Allah SWT
•
Bapak dan ibuku tercinta
•
Keluarga bapak dan ibuku
•
Kakak dan adik-adikku
•
Sahabat dan teman-teman yang telah membantu doa dan semangat
•
Teman-teman teknik kimia angkatan 2011 yang telah sama-sama berjuang
•
Almameterku
ABSTRAK PENERAPAN METODE ELEKTROKAGULASI DALAM PENJERNIHAN AIR SUNGAI MUSI MENGGUNAKAN ELEKTRODA ALUMINIUM Liza Humairoh, 2014. 45 halaman, 2 tabel, 12 gambar, 3 lampiran Sungai Musi merupakan sungai di Kota Palembang yang digunakan untuk berbagai aktivitas masyarakat seperti air bersih dan air minum. Namun, saat ini sungai Musi digunakan sebagai tempat pembuangan limbah industri maupun kegiatan manusia sehingga kualitas air menurun. Tingginya kadar kontaminan dalam air sungai menyebabkan instalasi pengolahan air bersih membutuhkan tambahan bahan kimia (alum) pada proses koagulasi-flokulasi. Penambahan bahan kimia dapat meningkatkan biaya operasional yang diperlukan. Untuk itu akan dilakukan penerapan metode elektrokoagulasi untuk menurunkan kontaminan dalam air. Elektrokoagulasi merupakan proses penggumpalan dan pengendapan partikel–partikel halus yang terdapat dalam air dengan menggunakan energi listrik. Penelitian ini dilakukan secara batch menggunakan elektroda aluminium dengan dimensi 16,3 cm x 8 cm x 0,2 cm. Parameter yang diukur yaitu turbidity, pH, DO (Dissolved Oxygen), TDS (Total Dissolved Solid) dan konduktivitas dengan memvariasikan tegangan 18 dan 24 volt dan tinggi elektroda yang tercelup 3, 6, 9, 12 dan 15 cm selama 15 menit. Kondisi optimum untuk tiap parameter berada pada tegangan 24 volt dan ketinggian elektroda 15 cm dengan tingkat kontaminan yang rendah pada parameter turbidity 1,12 NTU, TDS 38,06 mg/L serta konduktivitas 42,50 µS/cm dan meningkatkan nilai DO 7,77 serta pH 8,57 dalam air sungai Musi. Kata kunci: air sungai, elektrokoagulasi, air bersih
ABSTRACT APPLICATION OF ELECTRCOAGULATION METHOD IN PURIFICATION OF MUSI RIVER WATER BY USING ALUMINUM ELECTRODES (Liza Humairoh, 2014. 45 pages, 2 tables, 12 pictures, 3 appendixes) Musi River is a river in Palembang which is used for various community activities such as clean water and drinking water. However, nowadays Musi river is used as waste disposal industry and human activity so that the quality of water decreases. The increasing of contaminant levels in water causes the water treatment plant requires the addition chemicals (alum) on the coagulationflocculation process. Addition of chemical can be increase of operational costs needed. So, electrocoagulation method will be done to reduce contaminants in water. Electrocoagulation is coagulation process and the deposition of particulates contained in the water using electrical energy. This research was carried out in batch using aluminum electrodes with dimensions of 16.3 cm x 8 cm x 0.2 cm. The parameters measured are turbidity, pH, Dissolved Oxygen (DO), TDS (Total Dissolved Solid) and conductivity by varying the voltage of 18 and 24 volts and high of the submerged electrode 3, 6, 9, 12 and 15 cm for 15 minutes. The optimum conditions for each parameter is at 24 volts and the voltage electrode height of 15 cm with a low level of contaminants in parameter 1.12 NTU turbidity, TDS 38.06 mg/L and the conductivity of 42.50 microseconds/cm and increases the value of DO 7.77 and pH 8.57 in the Musi river water. Keywords: river water, electrocoagulation, clean water
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas berkat dan rahmatrahmat-Nya sehingga penulisan Laporan Akhir ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Adapun judul dari Laporan Akhir ini adalah “Penerapan Metode Elektrokoagulasi dalam Perjernihan Air Sungai Musi Menggunakan Elektroda Aluminium”. Laporan akhir ini dibuat sebagai persyaratan untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih atas segala bimbingan, bantuan dan kerjasama yang baik dalam menyusun laporan akhir ini hingga dapat diselesaikan, kepada yang terhormat: 1. RD. Kusumanto, S.T., M.M. Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Firdaus, S.T., M.T. selaku Pembantu Direktur I Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Ir. Robert Junaidi, M.T. Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Zulkarnain, S.T., M.T., Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 5. Ir. M. Zaman, M.Si., M.T. selaku Dosen Pembimbing I yang telah berkenan meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyelesaian laporan akhir ini. 6. Dr. Ir. Hj. Rusdianasari, M.Si. selaku Dosen Pembimbing II yang juga telah berkenan
meluangkan
waktunya
untuk
memberikan
bimbingan
dan
pengarahan dalam penyelesaian laporan akhir ini. 7. Seluruh staff dan karyawan di Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 8. Kedua orang tua, kakak, adik serta tante penulis yang senantiasa membantu baik secara moril maupun materil hingga laporan akhir ini dapat diselesaikan.
9. Ir. Erwana Dewi, M. Eng. selaku Kepala Laboratorium Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 10. Widodo, Erniati Anzar, S.T., Agus Lukman Hakim, S.T. selaku teknisi Laboratorium Jurusan Teknik Kimia yang selalu dengan senang hati membantu selama penelitian penulis berlangsung. 11. Teman satu kelompok penelitian penulis R.A. Sarah Noviatri, terima kasih untuk kebersamaan, pengertian, dan kepercayaan yang telah diberikan untukku selama masa yang berat ini. 12. Sahabat-sahabat terbaik penulis Sevrima Khairunnisa dan Fatiyah Faizah, terima kasih untuk sudah saling menguatkan di masa-masa berat ini. 13. Rekan-rekan mahasiswa di Jurusan Teknik Kimia terkhusus anak-anak KB’11 14. Dan semua pihak yang telah membantu selama penulisan Laporan Akhir ini yang tidak dapat disebutkan semuanya. Terima kasih penulis ucapkan dan semoga bantuan yang telah diberikan mendapat pahala yang setimpal dari Allah SWT.
Akhirnya dengan segala
kerendahan hati, penulis mempersembahkan laporan ini dengan harapan semoga bermanfaat bagi kita semua.
Palembang, Juni 2014
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman ABSTRAK ....................................................................................................... v ABSTRACT ..................................................................................................... vi KATA PENGANTAR ..................................................................................... vii DAFTAR ISI .................................................................................................... ix DAFTAR TABEL ............................................................................................ xi DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1.2 Tujuan Permasalahan ....................................................................... 1.3 Manfaat Permasalahan ..................................................................... 1.4 Rumusan Masalah ............................................................................
1 2 3 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air Sungai ........................................................................................ 4 2.1.1 Baku Mutu Air Sungai ........................................................... 5 2.1.2 Kualitas Air Baku Sebagai Air Baku ..................................... 6 2.1.3 Persyaratan Air Bersih ........................................................... 7 2.1.4 Pencemaran Air Sungai .......................................................... 8 2.1.5 Dampak Pencemaran Air Sungai ........................................... 9 2.2 Metode Pengolahan Air .................................................................... 9 2.2.1 Metode Oksidasi ..................................................................... 10 2.2.2 Metode Adsorpsi .................................................................... 10 2.2.3 Metode Koagulasi-Flokulasi .................................................. 11 2.2.4 Metode Elektrokoagulasi ....................................................... 11 2.3 Elektrokoagulasi ............................................................................... 11 2.3.1 Proses Elektrokoagulasi ......................................................... 12 2.3.2 Mekanisme Elektrokoagulasi ................................................. 13 2.3.3 Plat Elektroda .......................................................................... 14 2.3.4 Faktor yang Mempengaruhi Proses Elektrokoagulasi ............ 16 2.4 Arus pada Elektroda ......................................................................... 17 2.5 Logam Aluminium ........................................................................... 17 2.6 Kelebihan dan Kekurangan Elektrokoagulasi .................................. 18 2.6.1 Kelebihan Elektrokoagulasi ................................................... 18 2.6.2 Kekurangan Elektrokoagulasi ................................................ 19 2.7 Kekeruhan ........................................................................................ 19 2.8 Derajat Keasaman (pH) .................................................................... 19 2.9 Konduktivitas/Daya Hantar Listrik .................................................. 20 2.10 Oksigen Terlarut-Dissolved Oxygen (DO) ...................................... 21
2.11 Total Dissolved Solid (TDS) ........................................................... 22 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .......................................................... 23 3.2 Alat dan Bahan Penelitian ................................................................ 23 3.3 Rancangan Percobaan ...................................................................... 23 3.3.1 Variabel Tetap ........................................................................ 23 3.3.2 Variabel yang Berubah ........................................................... 24 3.4 Prosedur Percobaan .......................................................................... 24 3.4.1 Percobaan Elektrokoagulasi ................................................... 24 3.4.2 Analisa Kekeruhan (Turbidity) .............................................. 25 3.4.3 Analisa konduktivitas, DO, TDS dan pH menggunakan Alat Waterproof PCD650 ........................................................ 25 3.5 Diagram Alir Percobaan ................................................................... 26 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Analisis Proses Elektrokoagulasi ............................................ 4.2 Pembahasan ...................................................................................... 4.2.1 Pengaruh Variasi Tegangan dan Tinggi Elektroda Terhadap Nilai Turbidity Air Sungai Musi ............................................ 4.2.2 Pengaruh Variasi Tegangan dan Tinggi Elektroda Terhadap Nilai pH Air Sungai Musi ...................................................... 4.2.3 Pengaruh Variasi Tegangan dan Tinggi Elektroda Terhadap Nilai Dissolved Oxygen (DO) Air Sungai Musi ..................... 4.2.4 Pengaruh Variasi Tegangan dan Tinggi Elektroda Terhadap Nilai Total Dissolved Solid (TDS) Air Sungai Musi ............. 4.2.5 Pengaruh Variasi Tegangan dan Tinggi Elektroda Terhadap Nilai Konduktivitas Air Sungai Musi ....................................
27 28 28 30 31 32 34
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 36 5.2 Saran ................................................................................................. 37
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 38 LAMPIRAN ..................................................................................................... 40
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1. Hasil Analisa Air Sungai Musi Sebelum dan Sesudah Perlakuan ....... 28 2.
Hasil Analisa Air Sungai Musi Sebelum dan Sesudah Perlakuan ....... 41
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman 1. Lokasi Pengambilan Sampel Air Sungai Musi ................................... 5 2. Prinsip Kerja Proses Elektrokoagulasi ................................................ 11 3. Mekanisme di dalam Proses Elektrokoagulasi .................................... 14 4. Peralatan Percobaan Elektrokoagulasi ................................................ 23 5. Diagram Alir Percobaan Elektrokoagulasi .......................................... 26 6. Grafik Pengaruh Variasi Tegangan dan Tinggi Elektroda Terhadap Nilai Turbidity Air Sungai Musi ......................................... 29 7. Grafik Pengaruh Variasi Tegangan dan Tinggi Elektroda Terhadap Nilai pH Air Sungai Musi ................................................... 30 8. Grafik Pengaruh Variasi Tegangan dan Tinggi Elektroda Terhadap Nilai Dissolved Oxygen (DO) Air Sungai Musi .................................. 32 9. Grafik Pengaruh Variasi Tegangan dan Tinggi Elektroda Terhadap Nilai Total Dissolved Solid (TDS) Air Sungai Musi .......................... 33 10. Grafik Pengaruh Variasi Tegangan dan Tinggi Elektroda Terhadap Nilai Konduktivitas Air Sungai Musi ................................................. 11. Proses Elektrokoagulasi dalam Penjernihan Air Sungai Musi ............ 43 12. Hasil Air Sungai Musi Sebelum dan Setelah Proses Elektrokoagulasi 44
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman 1. Data Pengamatan ................................................................................. 40 2. Dokumentasi Penelitian ...................................................................... 42 3. Surat-surat ........................................................................................... 45
DAFTAR PUSTAKA
http://teloanyar.blogspot.com/2012/10/zonasi-sungai.html (online) diakses tanggal 25 April 2014 pukul 08:10 http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/27528/3/Chapter%20II. pdf (online) diakses tanggal 26 April 2014 pukul 09:00 http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-14040-Paper-496445.pdf (online) diakses tanggal 26 April 2014 pukul 09:20 http://eprints.undip.ac.id/36793/1/91.makalah_penelitian_ANE_n_Tyas.pd f (online) diakses tanggal 27 April 2014 pukul 10:00 Abubakar, 2014. http://www.republika.co.id/berita/breaking–news/lingkungan/ll/ 02/18/164890-kualitas-air-sungai-musi-menurun (online) diakses tanggal 26 April 2014 pukul 21:00 Anonim. 2006. Chemistry For Environmental Engineering, Fourth Edition. McGraw-Hill, Inc. Singapore Shon, Ho-Kyong, et al. Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengolahan Sumberdaya Hayati Lingkungan Perairan. Yogyakarta: Kanysius. Hendrawan D. 2005. Kualitas air sungai dan situ di DKI Jakarta. Makara Holt, P. K., Barton, G. W., Wark, M., and Mitchell, C. A. 2002. A Quantitative Comparison Between Chemical Dosing and Electrocoagulation. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 211: 233-248 Holt, P. K., Geoffrey W. B., and Cynthia A. M. 2005. The Future for Electrocoagulation as A Localised Water Treatment Technology. Chemosphere. 59: 355-367. Juriah.
2011. Penjernihan Air Sungai Menjadi Air Bersih Dengan Elektrokoagulasi Di Desa Air Hitam Kabupaten Labuhan Batu Utara. Sumatera Utara, Medan: Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Mollah, M. Y. A., Morkovsky, P., Gomes, J. A. G., Kesmez, M., Parga, J., and Cocke, D. L. 2004. Fundamentals, Present and Future Perspectives of Electrocoagulation. Journal of Hazardous Materials, B114:199–210.
Nouri, J. Mahvi, A.H., Bazrafshan, E. 2010. Application of Electrocoagulation Process in Removal of Zinc and Copper from Aqueous Solution by Aluminum Electrodes. International Journal of Environment, vol 2, p. 201-208 Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 416/MENKES/PER/IX/1990. Syarat-syarat dan Pengewasan Kualitas Air. Jakarta: Menteri Kesehatan Republik Indonesia Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82. 2001. Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Jakarta: Kementrian Lingkungan Hidup Putero, S. H, dkk. 2008. Pengaruh Tegangan dan Waktu pada Pengolahan Limbah Radioaktif yang mengandung Sr-90 menggunakan Metode Elektrokoagulasi. Dalam Prosiding Seminar Nasional Ke-14 Teknologi dan Keselamatan PLTN serta Fasilitas Nuklir ISSN: 0854-2910. Bandung Soemarwoto, Otto. 2003. Analisis Mengenai Dampak Lingkungan. Yogyakarta: Gajah Mada University Press Soesanto, Q.M.B. 2007. Studi Kasus Elektrokoagulasi Pada Bahan Radioaktif, Laporan Kerja Praktek Jurusan Teknik Fisika Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada Wardhana, Wisnu. 2004. Komponen Pencemaran Lingkungan. Yogyakarta: Andi Offset. Widjajanto, Sutanto. 2010. Jurnal Elite Elektro 1 (2010) 59. Wijayanti, Fitria Kusuma. 2008. Profil Pencemaran Logam Berat Di Air Dan Sedimen Sungai Citarum Segmen Dayeuh Kolot Sampai Nanjung. Tugas Akhir S1. Program Studi teknik Lingkungan. FTSL, ITB: Bandung: FTSL, ITB
