MAKALAH PERENCANAAN BANGUNAN PENGOLAHAN AIR MINUM (TLI-441)
FLOKULASI
OLEH: FAUZI OKTAFIANTO
1010942012
NURUL HUDA ABDULLAH
1110941002
RESTU AYU HANDAYANI
1110942004
AROIYA ALAIYAH
111094201!
"I"IE #UNIKA DAMID
1110942019
YUNIA RUSDA
1110942022
SHABRINA YUNITA SARI
11109420!9
DOSEN: DEI FITRIA$ P%D
#URUSAN TEKNIK LINGKUNGAN FAKULT FAKULTAS AS TEKNIK-UNI"ERSITAS TEKNIK-U NI"ERSITAS ANDALAS PADANG 2014
BAB I PENDAHULUAN 1&1 L'' B*+','.
Air merupakan salah satu sumberdaya alam yang sangat penting bagi kehidupan manusia, baik untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari maupun untuk kepentingan lainnya seperti pertanian dan indutri. Oleh karena itu keberadaan air dalam masyarakat perlu dipelihara dan dilestarikan bagi kelangsungan kehidupan. Air tidak dapat dipisahkan dengan kehidupan, tanpa air tidaklah mungkin ada kehidupan. Semua orang tahu betul akan pentingnya air sebagai sumber kehidupan. Namun, tidak semua orang berpikir dan bertindak secara bijak dalam menggunakan air dengan segala permasalahan yang mengitarinya. Malah ironisnya, suatu kelompok masyarakat begitu sulit mendapatkan air bersih, sedangkan segelintir kelompok masyarakat lainnya dengan mudahnya menghambur-hamburkan air. Kebutuhan akan pentingnya air tidak diimbangi dengan kesadaran untuk melestarikan air, sehingga banyak sumber air yang tercemar oleh perbuatan manusia itu sendiri. Ketidakbertanggung jawaban mereka membuat air menjadi kotor, seperti membuang sampah ke tepian sungai sehingga aliran sungai menjadi mampet dan akhirnya timbul banjir jika hujan turun, membuang limbah pabrik ke sungai yang mengkibatkan air itu menjadi tercemar oleh bahan bahan berbahaya, dan lain sebagainya. Oleh karena itu, diperlukan pengolahan air yang telah tercemar hingga layak digunakan untuk aktiitas sehari-hari. !eman"aatan air sebagai air bersih dan air minum, tidak dapat dilakukan secara langsung, akan tetapi membutuhkan proses pengolahan terlebih dahulu. !engolahan dilakukan agar air tersebut dapat memenuhi standar sebagai air bersih maupun air minum. #actor kualitas air baku sangat menentukan e"isiensi pengolahan. #aktor-"aktor kualitas air baku dapat meliputi warna, kekeruhan, p$, kandungan logam, kandungan %at-%at kimia, dan lain-lainnya. &ntuk melakukan proses pengolahan tersebut dibutuhkan suatu instalasi yang sesuai dengan kuantitas dan kualitas yang diinginkan. Koagulasi dan "lokulasi merupakan salah satu cara pengolahan air untuk menghilangkan %at%at yang berbahaya dalam air untuk menghasilkan air bersih yang bisa digunakan manusia. Koagulasi adalah proses destabilisasi koloid dan partikel-partikel yang ada di dalam air sehingga membentuk "lok dengan melakukan penambahan bahan kimia 'koagulan( dan proses pengadukan cepat. !roses koagulasi ini ber"ungsi untuk mengendapkan partikel-partikel kecil yang tidak dapat mengendap dengan sendirinya. Sedangkan "lokulasi adalah proses penggabungan "lok-"lok yang dihasilkan dari proses koagulasi menjadi "lok yang lebih besar
sehingga membuat partikel-partikel tersebut dapat mengendap. !enggabungan "lok-"lok tersebut disebabkan karena proses pengadukan lambat. Karena itu koagulasi dan "lokulasi adalah proses yang terjadi berurutan dan tidak dapat dipisahkan. 1&2 T//'
)ujuan dari penulisan makalah ini adalah* +. Mengetahui arti proses "lokulasi pada bangunan pengolahan air minum . Mengetahui bagaimana kerja "lokulasi pada instalasi pengolahan air minum . Mengetahui seberapa e"ekti" "lokulasi pada unit produksi /. Mengetahui "aktor-"aktor apa saja yang mempengaruhi proses "lokulasi 0. Mengetahui kelebihan dari proses "lokulasi dalam unit pengolahan air minum. 1&! R//' M''+'%
1umusan masalah pada makalah ini adalah* +. . . /.
Apa itu proses "lokulasi dalam pengolahan air minum 2agaimana proses "lokulasi dalam pengolahan air minum Seberapa e"ekti" "lokulasi pada unit produksi Apa saja "aktor-"aktor yang mempengaruhi proses "lokulasi pada instalasi pengolahan air
minum 0. Apa kelebihan dari proses "lokulasi dalam usaha pengolahan air minum.
BAB II
TIN#AUAN PUSTAKA 2&1 U/
Air merupakan senyawa kimia yang berbentuk cair, sehingga sangat "lesibel digunakan oleh makhluk hidup sebagai media transportasi makanan di dalam tubuhnya. #ungsi air bagi kehidupan tidak pernah dapat digantikan oleh senyawa lain. 2adan manusia terdiri dari sekitar 304 air, kehilangan cukup banyak air dari badan akan mengakibatkan banyak masalah dan mungkin dapat menyebabkan kematian. Air ini digunakan manusia selain untuk minum juga untuk kebutuhan sehari-hari lainnya seperti mandi, cuci, dan juga digunakan untuk pertanian, perikanan, perindustrian, dan lain-lain. !enyediaan air bersih untuk kebutuhan manusia harus memenuhi empat konsep dasar yaitu dari segi kuantitas, kualitas, kontinuitas, dan ekonomis. 5ari segi kuantitas air harus cukup untuk memenuhi segala kebutuhan manusia, dari segi kualitas air harus memenuhi persyaratan kesehatan terutama untuk air minum., dari segi kontinuitas air tersebut selalu ada berputar pada siklusnya dan tidak pernah hilang, dan dari segi ekonomis harga jual air tersebut harus dapat terjangkau oleh segala kalangan masyarakat mengingat air sangat dibutuhkan oleh semua golongan tanpa terkecuali. 2&2 F+3,/+'
#lokulasi adalah suatu proses aglomerasi 'penggumpalan( partikel-partikel terdestabilisasi menjadi "lok dengan ukuran yang memungkinkan dapat dipisahkan oleh sedimentasi dan "iltrasi. !roses "lokulasi dalam pengolahan air bertujuan untuk mempercepat proses penggabungan "lok-"lok yang telah dibibitkan pada proses koagulasi. !artikel-partikel yang telah distabilkan selanjutnya saling bertumbukan serta melakukan proses tarik-menarik dan membentuk "lok yang ukurannya makin lama makin besar serta mudah mengendap. 6radien kecepatan merupakan "aktor penting dalam desain bak "lokulasi. 7ika nilai gradien terlalu besar maka gaya geser yang timbul akan mencegah pembentukan "lok, sebaliknya jika nilai gradient terlalu rendah8tidak memadai maka proses penggabungan antar partikulat tidak akan terjadi dan "lok besar serta mudah mengendap akan sulit dihasilkan. &ntuk itu nilai gradien kecepatan proses "lokulasi dianjurkan berkisar antara 9:8detik hingga :8detik. &ntuk mendapatkan "lok yang besar dan mudah mengendap maka bak "lokulasi dibagi atas tiga kompartemen, dimana pada kompertemen pertama terjadi proses pendewasaan "lok, pada kompartemen kedua terjadi proses penggabungan "lok, dan pada kompartemen ketiga terjadi pemadatan "lok. !engadukan lambat 'agitasi( pada proses "lokulasi dapat dilakukan dengan
metoda yang sama dengan pengadukan cepat pada proses koagulasi, perbedaannya terletak pada nilai gradien kecepatan di mana pada proses "lokulasi nilai gradien jauh lebih kecil dibanding gradien kecepatan koagulasi.
2&2&1 E5*,6' F+3,/+' G'8' 2&1 #lokulasi 'Slow Mixing ( ;"isiensi dari proses "lokulasi pada prakteknya seringkali dapat dilihat dari kualitas air setelah
dilakukan pemisahan "lok secara mekanik. 5engan demikian, cara pemisahan %at padat atau "lok sangat penting dan sangat dipengaruhi oleh bentuk "lok yang ada, misalnya untuk melakukan "lotasi diperlukan bentuk "lok yang lain berbeda dengan "lok untuk sedimentasi. 7ika dipakai sedimentasi diperlukan "lok dengan berat jenis dan diameter yang besar. !ada proses "lotasi dibutuhkan "lok yang lebih kecil dan mempunya berat jenis yang lebih ringan tetapi mempunyai si"at untuk bergabung dengan gelembung udara. &ntuk "iltrasi dibutuhkan "lok yang kompak yang cukup homogen dengan struktur yang kuat terhadap abrasi dan dengan si"at mudah melekat diatas partikel media penyaring '"ilter( untuk menjamin pemisahan yang e"isien dan operasional penyaringan yang ekonomis. &ntuk e"ek penjernihan air secara keseluruhan, belum cukup apakah "lok bisa dipisahkan dari air secara e"ekti", karena belum dapat menjamin dengan pasti apakah kualitas air yang diinginkan bisa tercapai hanya dengan kondisi ini saja. Selain itu dibutuhkan bahwa semua %at yang akan dihilangkan dari air juga melekat pada "lok. 2&!& P3* 7*.3+'%' ' (K3'./+' - F+3,/+')
Air baku dari air permukaan sering mengandung bahan-bahan yang tersusun oleh partikel koloid yang tidak bisa diendapkan secara alamiah dalam waktu singkat. !artikel-partikel koloid dibedakan berdasarkan ukuran. 7arak ukurannya antara :,::+ mikron '+:-3 mm( sampai + mikron '+:- mm(. !artikel yang ditemukan dalam kisaran ini meliputi '+( partikel anorganik, seperti serat asbes, tanah liat, dan lanau8silt, '( presipitat koagulan, dan '(
partikel organik, seperti %at humat, irus, bakteri, dan plankton. 5ispersi koloid mempunyai si"at memendarkan cahaya. Si"at pemendaran cahaya ini terukur sebagai satuan kekeruhan. Koloid merupakan partikel yang tidak dapat mengendap secara alami karena adanya stabilitas suspensi koloid. Stabilitas koloid terjadi karena gaya tarik an der
Singh, +99?(. Mikro"lok yang terbentuk pada saat proses koagulasi sebagai akibat penetralan muatan, akan saling bertumbukan dengan adanya pengadukan lambat. )umbukan tersebut akan menyebabkan mikro"lok berikatan dan menghasilkan "lok yang lebih besar. !ertumbuhan ukuran "lok akan terus berlanjut dengan penambahan "lokulan atau polimer dengan bobot molekul tinggi. !olimer tersebut menyebabkan terbentuknya jembatan, mengikat "lok, memperkuat ikatannya serta menambah berat "lok sehingga meningkatkan rate pengendapan "lok.
!roses koagulasi-"lokulasi terjadi pada unit pengaduk cepat dan pengaduk lambat, 'seperti terlihat pada gambar .( . !ada bak pengaduk cepat, dibubuhkan bahan kimia 'disebut koagulan(. !engadukan cepat dimaksudkan agar koagulan yang dibubuhkan dapat tercampur secara merata8homogen. !ada bak pengaduk lambat, terjadi pembentukan "lok yang berukuran besar hingga mudah diendapkan pada bak sedimentasi.
G'8' 2&2 !roses Koagulasi-#lokulasi
Koagulan yang banyak digunakan dalam pengolahan air minum adalah aluminium sul"at atau garam-garam besi. Kadang-kadang koagulan-pembantu, seperti polielektrolit dibutuhkan untuk memproduksi "lok yang cepat mengendap. #aktor utama yang mempengaruhi koagulasi dan "lokulasi air adalah kekeruhan, padatan tersuspensi, temperatur, p$, komposisi dan konsentrasi kation dan anion, durasi dan tingkat agitasi selama koagulasi dan "lokulasi, dosis koagulan, dan jika diperlukan, koagulan-pembantu. !emilihan koagulan dan kadarnya membutuhkan studi laboratorium atau pilot plant 'menggunakan jar test apparatus( untuk mendapatkan kondisi optimum.
1eaksi kimia untuk menghasilkan "lok adalah*
!ada air yang mempunyai alkalinitas tidak cukup untuk bereaksi dengan alum, maka perlu ditambahkan alkalinitas dengan menambah kalsium hidroksida
T'8*+ 2&1 2eberapa 7enis Koagulan dalam praktek pengolahan
2&!&1& T'%'7' P'' P3* K3'./+' ' F+3,/+'
!roses koagulasi-"lokulasi dijelaskan secara ringkas dijelaskan sebagai berikut* +. !artikel koloid tidak bisa mengendap karena bersi"at stabil . Kestabilan koloid dapat diganggu dengan penambahan koagulan dan pengadukan cepat . !artikel yang tidak stabil cenderung untuk saling berinteraksi dan bergabung membentuk "lok yang berukuran besar.
G'8' 2&!
2&!&1&1& P*.'/,'
#aktor penting pada proses koagulasi-"lokulasi adalah pengadukan. 2erdasarkan kecepatannya, pengadukan dibedakan menjadi dua, yaitu pengadukan cepat dan pengadukan lambat. Kecepatan pengadukan dinyatakan dengan gradien kecepatan 'G(, yang merupakan "ungsi dari tenaga yang disuplai ' P (*
a. !engadukan mekanis Merupakan metoda pengadukan menggunakan alat pengaduk berupa impeller yang digerakkan dengan motor bertenaga listrik. &mumnya pengadukan mekanis
terdiri dari
motor, poros pengaduk, dan gayung pengaduk 'impeller(, lihat
6ambar ./. !engadukan lambat secara mekanis umumnya
memerlukan
tiga
kompartemen dengan ketentuan G di kompartemen @ lebih besar daripada G di kompartemen @@ dan G di kompartemen @@@ adalah yang paling kecil.
G'8' 2&4
G'8' 2&
b. !engadukan hidrolis Merupakan pengadukan yang meman"aatkan pengadukan. Sistem pengadukan ini dihasilkan dari suatu aliran gesek, energy
gerakan
menggunakan
air energi
sebagai hidrolik
tenaga yang
hidrolik. ;nergi hidrolik dapat berupa energi
potensial 'jatuhan( atau adanya lompatan hidrolik dalam suatu
aliran. 2eberapa contoh pengadukan hidrolis adalah terjunan '6ambar .3(, loncatan hidrolis, parshall 3 flume, baffle basin (baffle channel , 6ambar .? ), perforated wall, gravel bed dan sebagainya.
Gambar 2.6
Gambar 2.7
c. !engadukan pneumatis Merupakan pengadukan yang menggunakan yang dimasukkan ke dalam pada air
udara 'gas( berbentuk gelembung
air sehingga menimbulkan gerakan pengadukan
'6ambar .(. @njeksi udara bertekanan ke dalam
suatu badan
air
akan menimbulkan turbulensi, akibat lepasnya gelembung udara ke permukaan air. Makin besar tekanan udara, kecepatan
gelembung udara yang dihasilkan
makin besar dan diperoleh turbulensi yang makin besar pula.
Gambar 2.8
2&4& K*+*8%' F+3,/+'
Bebih cepat, e"ekti" dan e"isien menghilangkan bahan-bahan limbah dalam bentuk koloid, dengan menambahkan koagulan. 5engan koagulasi, partikel-partikel koloid akan saling menarik dan menggumpal membentuk "lok 'Suryadiputra, +990(, serta memudahkan partikel-partikel tersuspensi yang sangat lembut dan bahan-bahan koloidal di dalam air menjadi agregat8jonjot 'proses sebelum penggumpalan( dan membentuk "lok, sehingga dapat dipisahkan dengan proses pengendapan dan dapat juga ber"ungsi menghilangkan beberapa jenis organisme dalam air. #lokulasi terjadi setelah koagulasi dan berupa pengadukan pelan pada air limbah. 5engan mengendapnya koloid, diharapkan laju fouling yang terjadi pada membran akan berkurang, sehingga penggunaan mikro"iltrasi dalam proses pengolahan air bersih menjadi layak untuk dilakukan. 5engan aplikasi teknologi koagulasi-"lokulasi %at yang berbentuk suspensi atau koloid dirubah bentuknya menjadi %at yang dapat dipisahkan dari air. Agregasi sebagai akibat dari pemakaian koagulan8"lokulan adalah tahap awal dimana selanjutnya dilakukan pemisahan "lok dari air misalnya dengan proses sedimentasi, "iltrasi atau "lotasi. !roses koagulasi-"lokulasi selain untuk menurunkan tingkat kekeruhan untuk memperoleh air yang bening, juga ada e"ek samping yaitu "raksi %at tersuspensi dalam air yang seringkali menyebabkan pencemaran. 5engan koagulasi-"lokulasi %at suspensi tersebut yang juga sebagai pencemar, bisa dihilangkan dari air. )abel . 1ingkasan !roses Koagulasi-#lokulasi K3'./+' 5estabilisasi partikel koloid
F+3,/+' !embentukan dan pembesaran "lok
!embubuhan bahan kimia*
5ilakukan pengadukan lambat
koagulan, misal koagulan, misal*
' slow mixing (*
tawas
!neumatis
5ilakukan pengadukan cepat
Mekanis
'rapid mixing (*
$idrolis
$idrolis* terjunan atau hidrolik
jump Mekanis* menggunakan batang
pengaduk Bamanya proses* : C 9: detik
!entingnya koagulasi-"lokulasi di @!A terhadap air baku air permukaan dan air tanah yang sudah mengalami pengolahan pendahuluan, seringkali terdapat %at padat dalam bentuk
atau ukuran yang tidak memungkinkan mengendap pada proses sedimentasi saja atau dengan proses lain di dalam waktu dentensi yang e"isien. Dat tersuspensi yang mempunyai ukuranlebih dari 0 C +: Em dapat dihilangkan agak mudah dengan "iltrasi atau sedimentasi dan "iltrasi. Sedangkan penghilangan koloid yang tidak tercemar berat dapat menggunakan Saringan pasir lambat. )imbul kesulitan bilamana kualitas air baku tidak baik sehingga tidak semua %at koloid dan kotoran lainnya dapat dihilangkan dengan saringan pasir cepat atau saringan pasir lambat. &ntuk mengatasi hal ini maka proses koagulasi dengan menggunakan bahan kimia dilakukan. Selain itu juga penting bagi proses desin"eksi dengan adanya pemisahan %at padat sebelum desin"eksi dilakukan, karena sering kali mikroorgamisme terdapat di dalam %at padat, yang tidak dapat dimusnahkan oleh proses oksidasi reduksi, karena oksidan akan tereduksi oleh %at organik didalam "lok sebelum bisa menembus mikroorganisme untuk dimusnahkan. !roses koagulasi-"lokulasi bisa juga menghilangkan sebagian atau seluruh %at terlarut, sehingga hal ini yang menjadi "ungsi utama dari koagulasi-"lokulasi. )eknologi koagulasi-"lokulasi bisa juga dipadukan dengan proses pengendapan secara kimiawi 'bukan proses pengendapan "lok secara "isik(, akan tetapi reaksi kimia antara koagulan8"lokulan dan %at terlarut didalam air yang menghasilkan senyawa kimia yang tidak larut. 2& C'' M*+%' K'/.' A H'+ K3'./+'-F+3,/+'
&ji koagulasi-"lokulasi dilaksanakan untuk menentukan dosis bahan-bahan kimia, dan persyaratan yang digunakan untuk memperoleh hasil yang optimum. Fariabel-ariabel utama yang dikaji sesuai dengan yang disarankan, termasuk * a. 2ahan kimia pembantu b. !$ merupakan nilai ekstrim baik tinggi maupun rendah, dapat berpengaruh terhadap koagulasi8"lokulasi, p$ optimum berariasi
tergantung jenis koagulan yang
digunakan c. )emperatur* suhu rendah berpengaruh terhadap daya koagulasi8"lokulasi dan memerlukan pemakaian bahan kimia berlebih, untuk mempertahankan hasil yang dapat diterima d. !ersyaratan tambahan dan kondisi campuran. Metode uji ini digunakan untuk mengealuasi berbagai jenis koagulan dan koagulan pembantu pada proses pengolahan air bersih dan air @imbah. !engaruh konsentrasi koagulan dan koagulan pembantu dapat juga diealuasi dengan metode ini.
BAB III KESIMPULAN DAN SARAN !&1 K*7/+'
2erdasarkan makalah, maka dapat disimpulkan* +. #lokulasi adalah suatu proses aglomerasi 'penggumpalan( partikel-partikel terdestabilisasi menjadi "lok dengan ukuran yang memungkinkan dapat dipisahkan oleh sedimentasi dan "iltrasi . !ertumbuhan ukuran "lok akan terus berlanjut dengan penambahan "lokulan atau polimer dengan bobot molekul tinggi. !olimer tersebut menyebabkan terbentuknya jembatan, mengikat "lok, memperkuat ikatannya serta menambah berat "lok sehingga meningkatkan rate pengendapan "lok.
/. !entingnya koagulasi-"lokulasi di @!A terhadap air baku air permukaan dan air tanah yang sudah mengalami pengolahan pendahuluan, seringkali terdapat %at padat dalam bentuk atau ukuran yang tidak memungkinkan mengendap pada proses sedimentasi saja atau dengan proses lain di dalam waktu dentensi yang e"isien. !&2 S''
2erdasarkan makalah yang dibuat, ddisarankan agar* +. 5alam pengolahan air minum harus memenuhi criteria baku mutu yang telah ditetapkan . !engolahan koagulasi-"lokulasi berjalan secara berurutan sehingga dihasilkan olahan yang dapat dilanjutkan ke unit pengolahan selanjutnya . 5alam proses "lokulasi harus mengikuti proses yang sesuai dengan unit pengolahan tersebut sehingga dihasilkan air bersih yang berkualitas.
DAFTAR PUSTAKA Al-Bayla , M. Anis, Shamin Ahmad and ;.7oe Middebrooks. +9:. Water Suppl !ngineering "esign. Arm Arbon Science. 5roste, 1.B. , G#heor and Practice of Water and Wastewater #reatment G, 7ohn Sons, @nc, Singapore, +99? Kawamura, Susumu. +99+. $ntegrated "esign of Water #reatment %acilities& New Hork* 7ohn Sons, @NI.
