Upload
dina-fajriati
View
231
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
Prosiding Simposium Nasional Ekohidrologi Jakarta, 24 Maret 2011
180
PENGEMBANGAN SISTEM PENGOLAHAN AIR GAMBUT MENJADI AIR BERSIH DI PROPINSI KALIMANTAN TENGAH :
KAJIAN EFISIENSI PENAMBAHAN KOAGULAN DALAM PROSES KOAGULASI
Ignasius D.A. Sutapa
Pusat Penelitian Limnologi – LIPI
Email : [email protected] / [email protected]
ABSTRAK
Proses koagulasi flokulasi dalam pengolahan air minum sangat penting jika ditinjau ke depan karena mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap proses purifikasi air berikutnya dan kualitas air yang dihasilkan. Jenis koagulan yang sering dipakai adalah alumunium sulfat (alum) dan poly alumunium chloride (PAC). Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan tipe dan konsentrasi optimal koagulan, yang diaplikasikan pada air baku berupa air gambut di wilayah Propinsi Kalimantan Tengah. Hal ini sangat diperlukan untuk membuat perencanaan rancangan instalasi pengolahan air bersih di wilayah tersebut. Jar test koagulan dilakukan untuk menentukan efisiensi koagulasi dan waktu sampling. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan kekeruhan air baku mempengaruhi waktu sedimentasi. Tingkat kekeruhan air gambut yang rendah cenderung memerlukan penambahan konsentrasi koagulan yang cukup tinggi (di atas rata-rata normal 40 s/d 60 mg/l). Proses koagulasi cenderung lambat dengan karakteristik flok yang terbentuk halus dan ringan. Penambahan bahan bantu koagulan disinyalir dapat meningkatkan efisiensi koagulasi dan flokulasi. Kata kunci : koagulan, efisiensi koagulasi, kualitas air
ABSTRACT The process of coagulation and flocculation in water treatment is very important for
further review because it has an enormous influence on subsequent water purification process and production water quality. Type of coagulant often used is aluminum sulfate (alum) and poly aluminum chloride (PAC). The purpose of this study was to determine the optimum coagulant type and concentration, which was applied to the raw water in the form of peat water in the region of Central Kalimantan Province. It is necessary to make an installation draft planning of water treatment industry in the region. Coagulant jar test was conducted to determine the efficiency of coagulation and the sampling’s time. Based on these results, it could be concluded that the turbidity of raw water affected the time of sedimentation. Peat water with low turbidity levels tended to require the addition of quite high coagulant concentration (above the normal average of 40 s / d 60 mg / l). The coagulation process tended to be slow and the forming floc had a smooth and light characteristic. The addition of coagulant aids was supposed to improve the efficiency of coagulation and flocculation process. Keywords: coagulant, coagulation efficiency, water quality
Prosiding Simposium Nasional Ekohidrologi Jakarta, 24 Maret 2011
181
PENDAHULUAN
Air merupakan kebutuhan dasar bagi manusia dan kehidupan mahluk hidup
lainnya. Manfaat air diantaranya untuk minum, pembawa zat makanan pada
tumbuhan, zat pelarut, pembersih dan sebagainya (Pandia, 1995). Dix (1981)
mencatat berbagai kebutuhan air yang dapat digolongkan menurut lima kategori
yaitu keperluan masyarakat, keperluan industri, pembangkit tenaga listrik, kebutuhan
pertanian dan sarana rekreasi. Penyediaan air bersih merupakan kebutuhan utama
manusia untuk kelangsungan hidupnya dan menjadi faktor penentu kesehatan dan
kesejahteraan manusia. Karena itu diperlukan peningkatan kualitas dan kuantitas air
bersih dengan cara pengolahan sumber air bersih.
Pengolahan air bersih merupakan upaya pengubahan sifat fisika, kimia dan
biologi untuk mendapatkan air yang bersih dan sehat sesuai dengan standar mutu air
untuk kesehatan (Kusnaedi, 2002). Proses pengolahan air bersih dapat dimulai dari
yang sederhana sampai rumit dan lengkap. Sistem pengolahan air yang digunakan
tergantung pada kualitas air bakunya dan tingkat kemurnian air yang diinginkan
(Dix, 1981). Umumnya dikenal dua cara pengolahan air yaitu pengolahan lengkap
dan pengolahan sebagian (Pandia dkk, 1995). Pengolahan lengkap adalah proses
pengolahan air secara lengkap baik fisik, kimia maupun bakteriologik. Cara ini
biasanya dilakukan untuk air sungai yang kotor dan keruh. Sedangkan pada
pengolahan sebagian hanya dilakukan proses kimiawi atau bakteriologi saja.
Pengolahan ini biasanya dilakukan untuk mata air bersih dan air sumur yang dangkal
maupun dalam.
Proses koagulasi flokulasi dalam pengolahan air minum sangat penting untuk
ditinjau lebih jauh karena mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap proses
purifikasi air berikutnya dan kualitas air produksi. Jenis koagulan yang sering
dipakai adalah alumunium sulfat (alum) dan poly alumunium chloride (PAC). Tujuan
penelitian ini adalah untuk menentukan tipe dan konsentrasi optimal koagulan, yang
diaplikasikan pada air baku berupa air gambut di wilayah Propinsi Kalimantan
Tengah. Hal ini sangat diperlukan untuk membuat perencanaan rancangan intsalasi
pengolahan air bersih di wilayah tersebut.
Prosiding Simposium Nasional Ekohidrologi Jakarta, 24 Maret 2011
182
METODOLOGI Untuk mempercepat proses pengendapan partikel di dalam air baku, seringkali
diperlukan koagulan. Dua jenis koagulan utama yang akan dikaji adalah Alum sulfat
(Al2(SO4)3) dan Poly Aluminium Chloride (PAC). Kedua jenis koagulan tersebut
paling banyak dipakai dan mudah diperoleh di pasaran. Variasi konsentrasi koagulan
akan diaplikasikan (0 s/d 200 ppm) pada berbagai jenis air baku. Proses koagulasi
bisa terhambat jika tingkat kekeruhan terlalu rendah atau terlalu tinggi. Untuk itu
perlu ditemukan batas optimal pemakaian koagulan pada kondisi kekeruhan air baku
yang berbeda.
Flokulasi adalah proses lanjutan dari koagulasi. Terbentuknya flok-flok yang
baik biasanya diawali oleh proses koagulasi yang efisien. Kualitas flok-flok tersebut
akan mempengaruhi cepat atau lambatnya partikel-partikel mengendap dalam bak
sedimentasi. Pada tahap ini akan dilihat tingkat efisiensi flokulasi dan waktu
sedimentasi yang diperlukan sesuai dengan karakteristik air baku yang masuk dalam
tahap sebelumnya.
Dalam rangka menentukan kondisi kombinasi optimal, maka digunakan alat jar
test (Type VELP FP4) delengkapi dengan 4 becker glass bervolume masing-masing
1 liter. Kecepatan putar maupun waktu putar alat tersebut, dapat diatur. Secara
umum, penambahan koagulan dilakukan pada saat awal (t=0 mn), diikuti dengan
pengadukan cepat 100 RPM selama 2 menit untuk homogenisasi larutan dan
pengadukan lambat selama 10 menit untuk proses pembentukan flok dan
pengendapan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kemampuan PAC dalam proses koagulasi flokulasi, menunjukkan bahwa
dengan tanpa penambahan koagulan, tingkat kekeruhan awal 91 NTU, cenderung
konstan pada kisaran 81 - 87 NTU selama 10 menit jar test (Gambar 1). Sehingga
bisa dikatakan bahwa tanpa adanya koagulan, tidak terjadi penurunan tingkat
kekeruhan, atau dengan kata lain tidak terjadi proses koagulasi dan flokulasi selama
jar test berlangsung.
Prosiding Simposium Nasional Ekohidrologi Jakarta, 24 Maret 2011
183
Gambar1.: Kondisi air gambut sebelum dan sesudah penambahan koagulan
Penambahan koagulan pada konsentrasi 80 mg/l meningkatkan kekeruhan awal
menjadi 362 NTU. Pada konsentrasi ini tampak bahwa koagulan tidak mampu
menurunkan kekeruhan, karena nilainya berada dalam kisaran 270 NTU sampai 10
menit pertama. Pola variasi tingkat kekeruhaan mulai terjadi pada konsentrasi PAC
120 mg/l. Nilai kekeruhan awal 348 NTU turun menjadi 108 NTU pada menit ke 1
dan berada pada kisaran 50 – 60 NTU setelah menit ke 1.5 (Gambar 2). Kondisi ini
tentu saja belum mencapai tingkat kekeruhan yang ideal.
Pada penambahan PAC 160 mg/l, tingkat kekeruhan awal 121 NTU turun
menjadi 34 NTU di menit ke 0.5, dan mencapai nilai di bawah 5 NTU setelah menit
ke 1. Hal ini membuktikan bahwa konsentrasi PAC 160 mg/l merupakan konsentrasi
optimal, mengingat dengan penambahan PAC menjadi 200 mg/l, tingkat kekeruhan
yang dihasilkan tidak lebih baik atau bahkan cenderung meningkat pada kisaran 4 – 9
NTU setelah menit 1.5.
Prosiding Simposium Nasional Ekohidrologi Jakarta, 24 Maret 2011
184
Gambar 2. Pola variasi tingkat kekeruhan (PAC)
Pola variasi yang sama ditemukan pada uji kemampuan alum yang hasilnya
ditampikan dalam Gambar 3. Seperti pada kasus PAC, penambahan alum pada
konsentrasi 80 mg/l juga tidak mampu menurunkan tingkat kekeruhan yang cukup
tinggi, nilainya masih di atas 200 NTU dipenghujung 10 menit waktu pengendapan.
Penurunan kekeruhan di bawah 100 NTU meulai terjadi pada penambahan alum 120
mg/l, setelah menit ke 1. namun kisaran rata-rata kekeruhan adalah 20 NTU mulai
menit ke 3 waktu pengendapan.
Perbaikan mulai terjadi dengan penambahan alum 160 mg/l, dengan kekeruhan
awal 157 NTU, turun menjadi 28 NTU pada menit ke 0.5 dan berada di bawah 6
NTU setelah menit ke 2. Hasil ini mengkonfirmasi hasil sebelumnya bahwa
penambahan koagulan minimal 160 mg/l diperlukan agar proses penjernihan air
gambut berjalan secara optimal. Sementara itu penambahan alum lebih banyak
tampaknya tidak berarti meningkatkan efisiensi, karena cenderung meningkatkan
kekeruhan karena setelah menit ke 2, nilai kekeruhan berada dalam kisaran 10 – 20
NTU.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Time (mn)
Turb
idity
(NTU
) PAC 0 PAC 80PAC 120PAC 160PAC 200
Prosiding Simposium Nasional Ekohidrologi Jakarta, 24 Maret 2011
185
Gambar 3. Pola variasi tingkat kekeruhan (Alum)
KESIMPULAN Proses koagulasi flokulasi dalam pengolahan air minum sangat penting untuk
ditinjau lebih jauh karena mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap proses
purifikasi air berikutnya dan kualitas air produksi. Jenis koagulan yang sering
dipakai adalah alumunium sulfat (alum) dan poly alumunium chloride (PAC). Jar test
koagulan dilakukan untuk menentukan efisiensi koagulasi dan waktu sampling. Dari
hasil penelitian ini dapat disimpulkan kekeruhan air baku mempengaruhi waktu
sedimentasi. Tingkat kekeruhan air gambut yang rendah cenderung memerlukan
penambahan konsentrasi koagulan yang cukup tinggi (di atas rata-rata normal 40 s/d
60 mg/l). Proses koagulasi cenderung lambat dengan karakteristik flok yang
terbentuk halus dan ringan. Penambahan bahan bantu koagulan disinyalir dapat
meningkatkan efisiensi koagulasi dan flokulasi.
DAFTAR PUSTAKA
Alqadrie R WN, Sudarmadji & Yunianto T (2000).:”Pengolahan air gambut untuk persediaan air bersih.”, Teknosains 13(2) Mei
Dix, H.M., 1981. Environmental Polution. John Willey and sons. New York
Gebbie, P. 2001. Using PolyAlum Coagulants in Water Treatment. 64th Annual
Water Industry Engineers and Operators Conference. Fisher Pty Ltd. USA. pp.1-9
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Time (mn)
Turb
idity
(NTU
) Alum 0Alum 80Alum 120Alum 160Alum 200
Prosiding Simposium Nasional Ekohidrologi Jakarta, 24 Maret 2011
186
Haines, M.G. 2003. Impact of Dual Alum and PolyAluminium Chloride Coagulation on Filtration. Colorado State University. Colorado. pp.24-65
Iswono (2001).:”Efektivitas PAC terhadap penurunan intensitas warna air gambut di Siantan Hulu Kota Pontianak.” Skripsi Undip Semarang
Kasmono (2007).:”Efektivitas PAC dan Tawas dalam menurunkan warna air gambut di Singkawang, Kalimantan Barat. Skripsi Undip Semarang
Kusnaedi, 2002. Mengolah air gambut dan air kotor untuk diminum. Penebar Swadaya.
McGhee, T.J. 1991. Water Supply and Sewage. 6 th Edition. McGraw Hill International Edition. Singapore
Mu'min B. (2002).:”Penurunan zat organik dan warna pada pengolahan air gambut menggunakan membran ultrafiltrasi dengan aliran cross flow yang didahului dengan proses koagulasi/flokulasi dan adsorpsi karbon aktif.”, Thesis ITB Bandung Teknik Lingkungan
Pandia,S., A.Husin dan Z.Masyithah, 1995. Kimia Lingkungan. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.
Said N.I (2008).:”Teknologi pengolahan air minum : Teknologi pengolahan air gambut sederhana.” BPPT Press
Zhan, H, X.Zhang, and X .Zhan. 2004. Coagu-Flocculation Mechanism of Flocculant and Its Physical Model. Separation Technology VI: New Perspectives on Very Large-Scale Operations. RP3 (8): 1-11