Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
ISSN : 1693-752X
Proses Pengolahan Air Bersih Pada PDAM Padang Oleh: H A F N I, ST MT Dosen Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Padang
Intisari Air bersih (sanitation water) adalah air yang dapat dipergunakan untuk berbagai keperluan pada sektor rumah tangga seperti untuk mandi, mencuci dan kakus. Persyaratan air bersih antara lain adalah jernih, tidak bewarna, tidak berasa, tidak berbau, tidak beracun, pH netral dan bebas mikroorganisme. Pengertian ini harus dibedakan dengan pengertian air minum, yakni air yang memenuhi syarat-syarat kesehatan sehingga dapat langsung diminum. Pada umumnya masyarakat mendapatkan air minum dengan cara memasak air bersih. Beberapa sumber air mentah yang lazim digunakan/diolah masyarakat menjadi air bersih antara lain : Air permukaan seperti air sumur dangkal, air sungai, air danau, air rawa; Air tanah seperti air mata air, air sumur dalam dan lain-lain; Air hujan. Tidak semua sumber air tersebut dapat langsung dipergunakan untuk itu perlu dilakukan pengolahan. Terutama pada daerah perkotaan. PDAM (Perusahan Daerah Air Minum ) dengan sumber air Batang Kuranji melakukan pengolahan. dengan tiga tahap :Tahap pengendapan alami (natural sedimentation) ; Tahap penjernihan (clarification) ; Tahap penyaringan (filtration). Proses penyaringan dilakukan dengan secara sidementasi. Kata kunci : Sumber air.
3. Tahap penyaringan (filtration). Proses penyaringan dilakukan dengan secara sidementasi
1. PENDAHULUAN PDAM sebagai perusahaan daerah
yang berfungsi untuk menyediakan kebutuhan air minum untuk masyarakat kodya Padang, sumber air yang di gunakan adalah : 1, Air tanah 2.Air sungai Untuk air tanah digunakan sumur bor, yang air nya sudah bersih, sedangkan untuk sumber air dari sungai, PDAM mengambil air nya dari Batang Kuranji, dan penglahannya dilakukan di gunung pangilun Proses pengolahan untuk sumber air sungai dilakukan dengan tiga tahap: 1. Tahap pengendapan alami (natural sedimentation) 2. Tahap penjernihan (clarification)
2. T I N J A U A N P U S T A KA 2.1 METODA PENGOLAHAN AIR.Berbagai teknik pengolahan air buangan untuk menyisihkan bahan polutannya telah dicoba dan dikembangkan selama ini. Teknikteknik pengolahan air buangan yang telah dikembangkan tersebut secara umum terbagi menjadi 3 metode pengolahan : - pengolahan secara fisika 12
Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
ISSN : 1693-752X
- pengolahan secara kimia - pengolahan secara biologi
waktu detensi hidrolis di dalam bak pengendap .
Untuk suatu jenis air buangan tertentu , ketiga metode pengolahan tersebut dapat diaplikasikan secara sendirisendiri atau secara kombinasi .
Proses flotasi banyak digunakan untuk menyisihkan bahanbahan yang mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya . Flotasi juga dapat digunakan sebagai cara penyisihan bahan-bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpur endapan (sludge thickening) dengan memberikan aliran udara ke atas (air flotation).
2.1.1 PENGOLAHAN FISIKA
SECARA
Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air buangan, diinginkan agar bahan-bahan tersuspensi berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan yang terapung disisihkan terlebih dahulu. Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar . Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan . Parameter desain yang utama untuk proses pengendapan ini adalah kecepatan mengendap partikel dan
Proses filtrasi di dalam pengolahan air buangan , biasanya dilakukan untuk mendahului proses adsorbsi atau proses reverse osmosisnya , akan dilaksanakan untuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dari dalam air agar tidak mengganggu proses adsorbsi atau menyumbat membran yang dipergunakan dalam proses osmosa .
Gambar 1. Skema Diagram pengolahan fisika
13
Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
Proses adsorbsi , biasanya dengan karbon aktif , dilakukan untuk menyisihkan senyawa aromatik (misalnya : fenol ) dan senyawa organik terlarut lainnya , terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut .
Pengendapan bahan tersuspensi yang tak mudah larut dilakukan dengan membubuhkan elektrolit yang mempunyai muatan yang berlawanan dengan muatan koloidnya agar terjadi netralisasi muatan koloid tersebut, sehingga akhirnya dapat diendapkan. Penyisihan logam berat dan senyawa fosfor dilakukan dengan membubuhkan larutan alkali (air kapur misalnya) sehingga terbentuk endapan hidroksida logam-logam tersebut atau endapan hidroksiapatit. Endapan logam tersebut akan lebih stabil jika pH air > 10,5 dan untuk hidroksiapatit pada pH > 9,5. Khusus untuk krom heksavalen , sebelum diendapkan sebagai krom hidroksida [Cr( OH)3], terlebih dahulu direduksi menjadi krom trivalent dengan membubuhkan reduktor (FeSO4, SO2, atau Na2S2O5).
Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya diaplikasikan untuk unit-unit pengolahan kecil, terutama jika pengolahan ditujukan untuk menggunakan kembali air yang diolah. Biaya instalasi dan operasinya sangat mahal. 2.1.2 KIMIA
PENGOLAHAN
ISSN : 1693-752X
SECARA
Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor, dan zat organik beracun; dengan membubuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan. Penyisihan bahanbahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasireduksi, dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.
Penyisihan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada konsentrasi rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasinya dengan klor (Cl), 2kalsium permanganat, aerasi, ozon hidrogen peroksida. Pada dasarnya kita dapat memperoleh efisiensi tinggi dengan pengolahan secara kimia tetapi biaya pengolahan menjadi mahal karena memerlukan bahan kimia .
Gambar 2. Skema Diagram pengolahan Kimiawi 14
Vol.13 No.2. Agustus 2012
2.1.3 PENGOLAHAN BIOLOGI
Jurnal Momentum tersuspensi dengan pendahuluan .
SECARA
Dalam beberapa dasawarsa telah berkembang berbagai metode pengolahan biologi dengan segala modifikasinya. Pada dasarnya , reaktor pengolahan secara biologi dapat dibedakan atas dua jenis , yaitu :
Di dalam reaktor pertumbuhan lekat, mikroorganisme tumbuh di atas media pendukung dengan membentuk lapisan film untuk melekatkan dirinya. Berbagai
1. Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reaktor); Reaktor pertumbuhan (attached growth reaktor).
pengolahan
Kolam oksidasi dan lagoon, baik yang diaerasi maupun yang tidak, juga termasuk dalam jenis reaktor pertumbuhan tersuspensi. Untuk iklim tropis seperti Indonesia, waktu detensi hidrolis selama 12-18 hari di dalam kolam oksidasi maupun dalam lagoon yang tidak diaerasi, cukup untuk mencapai kualitas efluen yang dapat memenuhi standar yang ditetapkan. Di dalam lagoon yang diaerasi cukup dengan waktu detensi 3-5 hari saja.
Semua air buangan yang biodegradable dapat diolah secara biologi. Sebagai pengolahan sekunder, pengolahan secara biologi dipandang sebagai pengolahan yang paling murah efisien.
2.
ISSN : 1693-752X
lekat
modifikasi telah banyak dikembangkan selama ini , antara lain:
Di dalam reaktor pertumbuhan tersuspensi, mikroorganisme tumbuh dan berkembang dalam keadaan tersuspensi. Proses lumpur aktif yang banyak dikenal berlangsung dalam reaktor jenis ini . Proses lumpur aktif terus berkembang dengan berbagai modifikasinya , antara lain: oxidation ditch dan kontak-stabilisasi . Dibandingkan dengan proses lumpur aktif konvensional , oxidation ditch mempunyai beberapa kelebihan , yaitu efisiensi penurunan BOD dapat mencapai 85%-90% (dibandingkan 80%-85%) dan lumpur yang dihasilkan lebih sedikit . Selain efisiensi yang lebih tinggi (90%95%), kontak stabilisasi mempunyai kelebihan yang lain, yaitu waktu detensi hidrolis total lebih pendek (46 jam). Proses kontak-stabilisasi dapat pula menyisihkan BOD tersuspensi melalui proses absorbsi di dalam tangki kontak sehingga tidak diperlukan penyisihan BOD
a. trickling filter b. cakram biologi c. filter terendam d. reaktor fludisasi Seluruh modifikasi ini dapat menghasilkan efisiensi penurunan BOD sekitar 80%-90%. Ditinjau dari segi lingkungan dimana berlangsung proses penguraian secara biologi , proses ini dapat dibedakan menjadi dua jenis : a. Proses aerob , yang berlangsung dengan hadirnya oksigen ; b. Proses anaerob , yang berlangsung tanpa adanya oksigen . Apabila BOD air buangan tidak melebihi 400 mg/l, proses aerob masih dapat dianggap lebih ekonomis dari anaerob. Pada BOD lebih tinggi dari 4000 mg/l, proses anaerob menjadi lebih ekonomis
15
Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
ISSN : 1693-752X
4. Solid (Zat padat) Kandungan zat padat menimbulkan bau busuk, juga dapat meyebabkan turunnya kadar oksigen terlarut. Zat padat dapat menghalangi penetrasi sinar matahari kedalam air. 5. Bau dan rasa Bau dan rasa dapat dihasilkan oleh adanya organisme dalam air seperti alga serta oleh adanya gas seperti H2 S yang terbentuk dalam kondisi anaerobik, dan oleh adanya senyawa-senyawa organik tertentu
2.2.2 KARAKTERISTIK KIMIA AIR 1. pH Pembatasan pH dilakukan karena akan mempengaruhi rasa, korosifitas air dan efisiensi klorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih toksid dalam bentuk molekuler, dimana disosiasi senyawa-senyawa tersebut dipengaruhi oleh pH.
Gambar 3. Skema Diagram pengolahan Biologi
2. DO (Dissolved Oxygent) DO adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesa dan absorbsi atmosfer/udara. Semakin banyak jumlah DO maka kualitas air semakin baik. Satuan DO biasanya dinyatakan dalam persentase saturasi.
2.2 KARAKTERISTIK AIR 2.2.1 KARAKTERISTIK FISIK AIR 1. Kekeruhan Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan organik yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang dihasilkan oleh buangan industri.
3. BOD (Biological Oxygent Demand) BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorgasnisme untuk menguraikan bahan-bahan organik (zat pencerna) yang terdapat di dalam air buangan secara biologi. BOD dan COD digunakan untuk memonitoring kapasitas self purification badan air penerima.
2. Temperatur Kenaikan temperatur air menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut. Kadar oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak sedap akibat degradasi anaerobic ynag mungkin saja terjadi.
Reaksi: Zat Organik + m.o + O2 → CO2 + m.o + sisa material organik (CHONSP)
3. Warna Warna air dapat ditimbulkan oleh kehadiran organisme, bahan-bahan tersuspensi yang berwarna dan oleh ekstrak senyawa-senyawa organik serta tumbuh-tumbuhan.
4. COD (Chemical Oxygent Demand) COD adalah banyaknya oksigen yang di butuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan organik secara kimia.
16
Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
Reaksi + 95 % terurai ——————→ Zat Organik + O2 CO2 + H2O
ISSN : 1693-752X
- Tahap penjernihan (clarification) dan tahap penyaringan (filtration). - Tahap Penjernihan (clarifying process) atau tahap pengendapan padatan tersuspensi dengan bantuan zat kimia tertentu. Ada tiga tahap proses penjernihan yaitu: o Tahap koagulasi (coagulation step) Tahap koagulasi Adalah Tahap penetralan muatan atau penyediaan jembatan dari padatan terdispersi dengan penambahan zat kimia tertentu (coagulant aid). Pada tahap ini dikehendaki pencampuran yang baik (rapid mixing) untuk menjamin kontak yang maksimal antara padatan tersuspensi dengan zat kimia yang ditambahkan. o Tahap flokulasi (floculation step) Tahap flokulasi adalah tahap penggabungan dari padatan padatan tersuspensi untuk membentuk flok (aglomerat). Pada tahap ini dibutuhkan zona yang relatif tenang agar penggabungan dari padatanpadatan terdispersi dapat berlangsung dengan baik o Tahap sedimetasi (sedimentation step). Sementara tahap sedimentasi adalah tahap pengendapan flokflok ke dasar klarifier. Agar proses pengendapan ini berjalan dengan baik maka tahap ini harus berlangsung pada zona yang sangat tenang.
5. Kesadahan Kesadahan air yang tinggi akan mempengaruhi efektifitas pemakaian sabun, namun sebaliknya dapat memberikan rasa yang segar. Di dalam pemakaian untuk industri (air ketel, air pendingin, atau pemanas) adanya kesadahan dalam air tidaklah dikehendaki. Kesadahan yang tinggi bisa disebabkan oleh adanya kadar residu terlarut yang tinggi dalam air. 6. Senyawa-senyawa kimia yang beracun Kehadiran unsur arsen (As) pada dosis yang rendah sudah merupakan racun terhadap manusia sehingga perlu pembatasan yang agak ketat (± 0,05 mg/l). Kehadiran besi (Fe) dalam air bersih akan menyebabkan timbulnya rasa dan bau ligam, menimbulkan warna koloid merah (karat) akibat oksidasi oleh oksigen terlarut yang dapat menjadi racun bagi manusia. 2.3 TAHAPAN PENGOLAHAN AIR BERSIH Pengolahan air adalah cara untuk memisahkan zat-zat pengotor dari air mentah. Secara garis besar kelompok zat pengotor air tersebut terbagi : - Padatan tersuspensi (suspended solid), - Padatan terlarut (dissolved solid),
Pada alat penjernih konvensional (conventional clarifier) masing-masing tahap penjernihan tersebut diatas dilaksanakan pada tempat terpisah sementara pada alat penjernih moderen (modern clarifier) ketiga tahap penjernihan diatas dilaksanakan dalam satu alat yang terintegrasi. Salah satu contoh ganerasi modern clarifier
Untuk produksi air bersih upaya pengolahan dititik beratkan pada penyisihan padatan tersuspensi dari air mentah. Proses penyisihan padatan tersuspensi dari air mentah terdiri dari 3 tahapan : - Tahap pengendapan alami (natural sedimentation),
17
Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
adalah vertical tube clarifier yang merupakan clarifier yang dilengkapi dengan sekelompok tube yang dimaksudkan untuk : 1. Membantu proses pembentukan flok 2. Memperbesar hambatan flok untuk naik ke zona jernih (memperkecil proses sedimentasi
ISSN : 1693-752X
3. PROSES PENGOLAHAN AIR MINUM PADA PDAM 3.1. PROSES PENGOLAHAN Sumber air yang diolah menjadi air bersih pada pada PDAM Padang adalah air dari Batang kuranji. Dimana proses pengolahan air ini memelalui beberapa tahap proses yang bertujuan untuk memisahkan zat-zat pengotor yang berupa larutan tersuspensi dengan air mentah, yaitu:
Gambar 4. Conventional clarifier
Gambar 6. Air Batang kuranji
1. Screening Screening berfungsi untuk memisahkan air dari sampahsampah dalam ukuran besar yang terbawa oleh aliran air. Screening ini berupa saringan dari batang baja (round bar) yang dipasang pada saluran masuk bak pengumpul air
Gambar 5. Modern Clarifier
18
Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
ISSN : 1693-752X
Gambar 7. Saringan pada saluran masuk jenis tinggi dari berat dari air akan mengendap. Hal ini bertujuan agar a. Memisahkan zat-zat pengotor yang mempunyai BJ lebih berat dari BJ air b. Memudahkan kerja Pompa
2. Pengendapan alami (natural sedimentation) Pada tahapan ini terjadi proses pengendapan lumpur secara grafitasi, dimana air dialirkan dengan tenang, sehingga lumpur yang mempunyai berat
Gambar 8. Pengendapan alami 4. Tangki sedimentasi
yang berfungsi sebagai oksidator dan desinfektan. Sebagai oksidator klorin digunakan untuk menghilangkan bau dan rasa pada air. Dari tangki ini air yang sudah terpisah dari pasir dan lumpur di pompakan ke klarifier.
Tangki sedimentasi berfungsi untuk mengendapkan kotoran-kotoran berupa lumpur dan pasir. Pada tangki sedimentasi terdapat waktu tinggal. Ke dalam tangki sedimentasi ini diinjeksikan klorin
Panjang instalasi = 800 m
Gambar 9. Pompa dan instalsi pipa ke tempat pengolahan 5. Klarifier (clearator) 19
Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
Klarifer yang digunakan adalah modern clarifier, dimana kogulasi, flokulasi dan sidimentasi terjadi pada satu tempat Air yang dipompakan dari tangki
ISSN : 1693-752X
pengendapan sebelum masuk ke klarifier di masukan larutan alum (Al2(SO4)3
PIPA AIR DARI TANKI SEDIMENTASI
AWAL
SALURAN TAWAS-KAPUS
Gambar 10. Bak tawas – kapur dan saluran injeksi ke pipa air
Klarifier berfungsi sebagai tempat pembentukan flok dengan penambahan larutan Alum (Al2(SO4)3 sebagai bahan. Pada klarifier terdapat mesin agitator yang berfungsi sebagai alat untuk mempercepat pembentukan flok. Pada klarifier terjadi pemisahan antara air bersih dan air kotor. Air bersih ini kemudian disalurkan dengan menggunakan pipa yang besar untuk kemudian dipompakan ke filter. Klarifier terbuat dari beton yang berbentuk bulat yang dilengkapi dengan penyaring dan sekat. Dari inlet pipa klarifier, air masuk ke dalam primary reaction zone. Di dalam prymari reaction zone dan secondary reaction zone,air dan bahan kimia (Koagulan yaitu tawas) diaduk dengan alat
agitataor blade agar tercampur homogen. Maka koloid akan membentuk butiran-butiran flokulasi. Air yang telah bercampur dengan koagulan membentuk ikatan flokulasi, masuk melalui return floc zone dialirkan ke clarification zone. Sedimen yang mengendap dalam concentrator dibuang. Hal ini berlangsung secara otomatis yang akan terbuka setiap satu jam sekali dalam waktu 1 menit. Air yang masuk ke dalam clarification zone sudah tidak dipengaruhi oleh gaya putaran oleh agitator, sehingga lumpurnya mengendap. Air yang berada dalam clarification zone adalah air yang sudah jernih.
Gambar 11. modern clarifier 20
Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
4. Sand Filter Penyaring yang digunakan adalah rapid sand fliter (filter saringan cepat). Sand filter jenis ini berupa bak yang berisi pasir kwarsa yang berfungsi untuk menyaring flok halus dan kotoran lain yang lolos dari klarifier (clearator). jumlah bak penyaringan 12 unit dengan kemapuan kapasitas saringan 500 l/dt
ISSN : 1693-752X
Media penyaring biasanya lebih dari satu lapisan, yaitu pasir kwarsa dan batu dengan mesh tertentu. Air mengalir ke bawah melalui media tersebut.Zat-zat padat yang tidak larut akan melekat pada media, sedangkan air yang jernih akan terkumpul di bagian dasar dan mengalir keluar melalui suatu pipa menuju reservoir.
Gambar 11. Bak saringan pasir
5. Reservoir Reservoir berfungsi sebagai tempat penampungan air bersih yang telah disaring melalui filter, Air yang dalam reservoar ini sebelum disalurkan ke konsumen di berikan larutan kaporit untuk membunuh bakteri yang terkandung dalam air tersebut. 3.2 ZAT KIMIA Zat kimia yang digunakan untuk mengikat zat pengotor tersuspensi yang terlarut dalam air adalah : 1. Tawas Tawas merupakan bahan koagulan yang paling banyak digunakan karena bahan ini paling ekonomis, mudah diperoleh di pasaran serta mudah penyimpanannya. Jumlah pemakaian tawas tergantung kepada turbidity (kekeruhan) air baku. Semakin tinggi turbidity air baku maka semakin besar jumlah tawas yang dibutuhkan. Pemakain tawas
juga tidak terlepas dari sifat-sifat kimia yang dikandung oleh air baku tersebut. Reaksi yang terjadi sebagai berikut: +3
Al2(SO4)3 → 2 Al
+
-2
3(SO4) Air akan mengalami : +
-
H2O → H + OH Selanjutnya : +3
-
+ 6OH → 2 Al 2Al(OH)3 Selain itu akan dihasilkan asam : -2
3(SO4) 3H2SO4
21
+
+
6H
→
Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
Dengan demikian makin banyak dosis tawas yang ditambahkan maka pH akan semakin turun, karena dihasilkan asam sulfat sehingga perlu dicari dosis tawas yang efektif antara pH 5,8-7,4. Apabila alkalinitas alami dari air tidak
ISSN : 1693-752X
seimbang dengan dosis tawas perlu ditambahkan alkalinitas, biasanya ditambahkan larutan kapur (Ca(OH)2) atau soda abu (Na2CO3). Reaksi yang terjadi :
Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 → 2Al(OH3) + 3CaSO4 + 6CO2 Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH3) + 3Na2SO4 + 3CO2 Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2Al(OH3) + 3CaSO4 2. Kapur Pengaruh penambahan kapur (Ca(OH)2 akan menaikkan pH dan bereaksi dengan bikarbonat membentuk endapan CaCO3. Bila kapur yang ditambahkan cukup
banyak sehingga pH = 10,5 maka akan membentuk endapan Mg(OH)2. Kelebihan ion Ca pada pH tinggi dapat diendapkan dengan penambahan soda abu. Reaksinya :
Ca(OH)2 + Ca(HCO)3 → 2CaCO3 + 2H2O 2Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 → 2CaCO3 ↓ + Mg(OH)2 ↓ + 2H2O Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaOH Bentuk desinfektan yang ditambahkan akan mempengaruhi kualitas yang didesinfeksi. Penambahan klorin dalam bentuk gas akan menyebabkan turunnya pH air, karena terjadi pembentukan asam kuat. Akan tetapi penambahan klorin dalam bentuk natrium hipoklorit akan menaikkan alkalinity air tersebut sehingga pH akan lebih besar. Sedangkan kalsium hipoklorit akan menaikkan pH dan kesadahan total air yang didesinfeksi.
3. Klorin Klorin banyak digunakan dalam pengolahan air bersih dan air limbah sebagai oksidator dan desinfektan. Sebagai oksidator, klorin digunakan untuk menghilangkan bau dan rasa pada pengolahan air bersih. Untuk mengoksidasi Fe(II) dan Mn(II) yang banyak terkandung dalam air tanah menjadi Fe(III) dan Mn(III). Yang dimaksud dengan klorin tidak hanya Cl2 saja akan tetapi termasuk pula asam hipoklorit (HOCl) dan -
ion hipoklorit (OCl ), juga beberapa jenis kloramin seperti dan monokloramin (NH2Cl) dikloramin (NHCl2) termasuk di dalamnya. Klorin dapat diperoleh dari gas Cl2 atau dari garam-garam NaOCl dan Ca(OCl)2. Kloramin terbentuk karena adanya reaksi antara amoniak (NH3) baik anorganik maupun organik aminoak di dalam air dengan klorin.
3.3 Pemeriksaan Mutu Air 1. Jar test Jar test adalah suatu percobaan yang berfungsi untuk menentukan dosis optimal dari koagulan (biasanya tawas/alum) yang digunakan pada proses pengolahan air bersih. Kekeruhan air dapat dihilangkan melalui pembubuhan koagulan. Umumnya koagulan tersebut berupa Al2(SO4)3, namun dapat pula berupa 22
Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
garam FeCl3 atau sesuatu polyelektrolit organis. Selain pembubuhan koagulan diperlukan pengadukan sampai terbentuk flok. Flok-flok ini mengumpulkan partikel-partikel kecil dan koloid yang tumbuh dan akhirnya bersamasama mengendap. Cara kerja : 1. Diambil sampel air baku kira-kira 4 liter 2. Dicek dan dicatat turbidity serta pH awal dari air sampel 3. Disediakan 6 buah beaker glass dan masing-masing diisi dengan 500 ml air sampel 4. Ke dalam masing-masing beaker glass tersebut diinjeksikan alum dengan konsentrasi 1 % dan dengan dosis tawas tertentu untuk tiap beaker glass. Penentuan dosis yang ditambahkan diambil dari tabel estimasi alum untuk turbidity tertentu (range atas dan range bawah) 5. Meletakkan beaker glass pada alat flokulator 6. Diaduk dengan kecepatan 140 rpm selama 5 menit 7. Kemudian pengadukan dilakukan dengan kecepatan 40 rpm selama 10 menit 8. Didiamkan selama 15 menit sampai 30 menit 9. Dicek dan dicatat turbidity untuk masing-masing beaker glass
ISSN : 1693-752X ml alum = (ppm alum x ml sampel) / konsentras i
2. Comperator A. Comperator pH 1. Sampel dimasukkan dalam tabung reaksi sebanyak 10 ml 2. Sampel ditetesi dengan indikator Bromthymol Blue (BTB) sebanyak 46 tetes, diaduk 3. Kemudian dinasukkan di sebelah kiri bagian dalam comperator 4. Dibandingkan warna sampel dengan warna standart pada comperator dengan memutar roda standart comperator, apabila warna tersebut telah sama lalu dibaca nilainya. B. Comperator Klor 1. Dimasukkan sampel ke dalam tabung sebanyak 10 ml 2. Ditetesi dengan indikator otolidine reagent sebanyak 4-6 tetes, lalu diaduk 3. Tempatkan sampel pada sebelah kanan bagian dalam comperator 4. Nilai sisa klor dihitung dengan membandingkan warna sampel dengan warna standart yang sama 3. Turbidity Turbidity merupakan alat untuk mengukur tingkat kekeruhan air. Cara kerjanya : 1. Dihidupkan turbidimeter, kemudian dimasukkan sampel
Perhitungan Penambahan Alum
23
Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
ke dalam tabung yang telah tersedia pada alat tersebut 2. Skala diaduk sesuai dengan nilai sampel standart
3. Lalu sampel standart dikeluarkan dan dimasukkan sampel yang akan diteliti, lalu dibaca nilai kekeruhannya
4. Analisa Kesadahan Kesadahan adalah air yang mengandung garam-garam mineral seperti garam kalsium dan magnesium. Kesadahan dalam air terutama disebabkan oleh ion-ion 2+
2+
2+
ISSN : 1693-752X
10 = Perkalian untuk sampel 1000 ml karena yang diperlukan hanya 100 ml, berarti 1000/100 = 10
2+
Ca , Mg , Mn ,Fe , dan semua kation yang bermuatan dua.
0,717 = kandungan Ca dalam titriplex 0,14 = Hasil perbandingan Ca terhadap CaO
A. Kesadahan Ca : 1. Ke dalam erlenmeyer dimasukkan air sampel sebanyak 100 ml 2. Ditambahkan NaOH 4 N sebanyak 1 cc dan indikator murexid secukupnya 3. Kemudian dilakukan titrasi dengan titriplex sehingga terjadi perubahan warna dari merah menjadi ungu 3. Dicatat volume titriplex yang terpakai 4. Dihitung kesadahan Ca dengan memakai rumus : Dimana : X = Kesadahan Ca
B. Kesadahan Mg 1. Ke dalam erlenmeyer dimasukkan air sampel sebanyak 100 ml 2. Lalu ditambahkan Ammonium Buffer sebanyak 2 cc dan indikator EBT secukupnya 3. Kemudian dilakukan titrasi dengan titriplex sehingga terjadi perubahan warna dari ungu menjadi biru 4. Dicatat volume titriplex yang terpakai 5. Hitung kesadahan Mg dengan memakai rumus :
X = ml peniter x 10 x 0,717 x 0,14
Y = Kesadahan Mg X = kesadahan Ca 10 = Perkalian untuk sampel 1000 ml karena yang diperlukan hanya 100 ml, berarti 1000/100 = 10 2-
2.2.5. Analisa Alkalinitas
ion karbonat (CO3 ), bikarbonat (HCO3), ion borat
Alkalinity adalah kapasitas air untuk menentukan asam tanpa penurunan nilai pH larutan. Alkalinity dalam air yaitu : ion
2-
3-
(BO3 ), ion fosfat (PO4 ), dan 2-
ion 24
silikat
(SiO4 ).
Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
Alkalinity ditetapkan melalui titrasi asam basa. Asam kuat seperti H2SO4 dan HCl dapat menetralkan zat-zat alkalinity yang merupakan zat basa
ISSN : 1693-752X
sampai titik akhir titrasi yaitu kira-kira pH 8,3 dan 4,5.
Y = ml peniter – (X) x 10 x 0,435 Y = Kesadahan Mg X = kesadahan Ca 10 = Perkalian untuk sampel 1000 ml karena yang diperlukan hanya 100 ml, berarti 1000/100 = 10 Tabel 1. Beberapa macam indikator yang digunakan Indikator yang digunakan
No.
Keadaan Basa
Keadaan Asam
1
Phenolpthalein
Merah lembayung
Tidak berwana
2
Metil orange
Kuning orange
Merah
3
Metil red + brom
Biru kehijauan
4
Kresol hijau
- Biru muda atau kelabu - kelabu kemerahan atau biru merah muda
Cloride
Tawas
Kapur
Saringanpasir Kaporit
Bakpembagi Clarifier / Accelator
Pompa Air sungai Intake Sedimentasi alami
Konsumen
Reservoir
DI AGRAM PROS E S PE NGOLAHAN AI R MI NUM P DAM P ADANG
25
Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
4. KESIMPULAN
ISSN : 1693-752X
5. DAFTAR PUSTAKA
1. Dalam proses pengolahan air minum dilakukan beberapa tahapan, yaitu :
1. Ir. Nusa Idaman Said, M.Eng., Teknologi Pengolahan Air Bersih Dengan Proses Saringan Pasir Lambat 2. Eva Fathul Karamah, Pralakuan Koagulasi Dalam Proses Pengolahan Air Dengan Membran, Teknik Kimia, Departemen Teknik Gas & PetrokimiaFakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok 16424, Indonesia 3. Pasymi, Perancangan Incline Tube Clarifier, Teknik Kimia Universitas Bung Hatta 4. Farida Hanum, ST , Proses Pengolahan Air Sungai Untuk Keperluan Air Minum, Fakultas Teknik Program Studi Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara 5. Teknologi pengolahan limbah cair 6. Data survey, PDAM Padang
A. Proses penyaringan air B. Proses pengendapan lumpur dan kotoran C. Proses klarifikasi (koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi) D. Proses penyaringan (sand filter) E. Proses desinfeksi (penambahan kapur dan kaporit) 2. Bahan-bahan kimia yang digunakan adalah larutan tawas (alum), liquid klorine, dan larutan kapur 3. Analisa-analisa ynag dilakukan pada air bersih, adalah : A. jar test B. Comperator C. Turbidity D. Pemeriksaan zat-zat organik E. Analisa kesadahan F. Analisa alkalinity
26
Vol.13 No.2. Agustus 2012
Jurnal Momentum
ISSN : 1693-752X
